高一化學(xué)：鐵離子和亞鐵離子的相互轉(zhuǎn)化

1、“鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化”教學(xué)設(shè)計(jì)【課程標(biāo)準(zhǔn)】普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求是：根據(jù) 生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究， 了解鐵、銅等金屬及其重要化合物的 主要性質(zhì)，能列舉合金材料的重要應(yīng)用。了解 Fe3+的氧化性，認(rèn)識(shí)Fe3+和Fe2+之 間的相互轉(zhuǎn)化。Fe3+和Fe2+之間的相互轉(zhuǎn)化僅限于Fe3+分別與Fe、Cu的反應(yīng)，以 及Fe2+與C12的反應(yīng)?！窘滩姆治觥孔鳛槿梭w必需的微量元素和最常見(jiàn)的變價(jià)金屬，鐵在生命領(lǐng)域、 現(xiàn)代社會(huì)均發(fā)揮著尤為重要的作用。蘇教版必修教材化學(xué)1專題三第二單元鐵、 銅及其化合物的應(yīng)用以鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化為主要內(nèi)容， 介紹 了鐵離

2、子的檢驗(yàn)，鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)與相互轉(zhuǎn)化條件， 不同價(jià)態(tài)的鐵元素 之間的相互轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用。 從教材表面看，對(duì)學(xué)生的 知識(shí)、能量要求并不高，但這部分內(nèi)容不僅是鞏固應(yīng)用氧化還原反應(yīng)理論， 更是 讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)與生命健康、生活實(shí)際緊密聯(lián)系的極好時(shí)機(jī)?！緦W(xué)生分析】在教學(xué)活動(dòng)中，教師是主導(dǎo)，學(xué)生是主體。本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象 為四星級(jí)高中的學(xué)生，他們基礎(chǔ)較好，求知欲望強(qiáng)，樂(lè)于展現(xiàn)自我。在知識(shí)層面 上，學(xué)生對(duì)鐵及其化合物在初中有了一定程度的了解， 具備了基本的氧化還原反 應(yīng)和離子反應(yīng)的概念，對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)有較為充足的知識(shí)儲(chǔ)備。在能力層面上， 通過(guò)初中和高中階段的訓(xùn)練，學(xué)生具備了一定

3、的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察分析問(wèn)題的 能力，但嚴(yán)密的邏輯推理和完整的實(shí)驗(yàn)探究能力還有待進(jìn)一步培養(yǎng)和加強(qiáng)。在心理層面上，學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)現(xiàn)象興趣濃厚，有較強(qiáng)的探求欲、表現(xiàn)欲和成 就欲，有極大地解決實(shí)際問(wèn)題的熱情，卻不知實(shí)際問(wèn)題的處理遠(yuǎn)比書本知識(shí)復(fù)雜。【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能(1)掌握鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)化。(2)學(xué)會(huì)用多種方法鑒別鐵離子、亞鐵離子。(3) 了解鐵離子、亞鐵離子之間的相互轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)生活中的具體應(yīng)用。過(guò)程與方法(1)體驗(yàn)從化合價(jià)的角度分析微粒的氧化性、還原性，讓學(xué)生 逐步掌握學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的一般方法。(2)通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生掌握鐵離子、亞鐵離子的 化學(xué)

4、性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化的條件。情感態(tài)度價(jià)值觀(1)通過(guò)補(bǔ)血?jiǎng)┑瘸Ｒ?jiàn)物質(zhì)使學(xué)生初步學(xué)會(huì)從化學(xué)視角觀 察生活、生產(chǎn)和社會(huì)中的有關(guān)問(wèn)題。(2)通過(guò)小組實(shí)驗(yàn)逐步養(yǎng)成自主、合作、探究的態(tài)度和習(xí)慣，培養(yǎng)實(shí)事求 是的科學(xué)精神?！窘虒W(xué)流程圖】創(chuàng)設(shè)情埴:缺鐵性k- 貧血，諫堂引入 “問(wèn)題探究1,引導(dǎo)_ 學(xué)生總結(jié)¥問(wèn)題探究二，實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)探究情境引入，問(wèn)題探 光二.引導(dǎo)學(xué)生討二 論并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)歸納，形成結(jié)論L分享收獲.提出質(zhì)一疑L【教學(xué)過(guò)程】i課堂引入這是一張真實(shí)的驗(yàn)血報(bào)告單，看看醫(yī)生的診斷一一缺鐵性貧血，=激發(fā)學(xué)生求知欲，明確學(xué)習(xí)任務(wù)=|認(rèn)識(shí)鐵離子的三種檢驗(yàn)方法 L、激發(fā)實(shí)驗(yàn)欲望，合作探究，認(rèn)識(shí)亞鐵離子

5、的性質(zhì)與檢驗(yàn)T思考交流，理論分析鐵離子 如何轉(zhuǎn)換為亞鐵離子,并進(jìn) 行實(shí)垃臉證T讓學(xué)生學(xué)會(huì)歸納，總結(jié)鐵離=子、亞鐵離子相互轉(zhuǎn)化的條件讓學(xué)生學(xué)會(huì)合作與分=享，將學(xué)科觀念真正固 化在學(xué)生腦;海中數(shù)據(jù)顯示患者的血紅蛋白含量明顯偏低。 我們貧血就要補(bǔ)血。本節(jié)課，我們將探尋補(bǔ)血?jiǎng)┲械摹拌F”！K教師表演魔術(shù)：黃墨水在白濾紙上寫出紅色“鐵”字2補(bǔ)血?jiǎng)┑摹凹t外套”一一氧化鐵K展示硫酸亞鐵片的說(shuō)明書展板K學(xué)生第1次閱讀硫酸亞鐵片的說(shuō)明書，尋找含鐵化合物；觀察塑料密封 袋中的紅色藥片、白色藥片，猜測(cè)物質(zhì)成份并研碎白色藥片觀察內(nèi)部顏色。紅色物質(zhì)氧化鐵；淡藍(lán)綠色物質(zhì)硫酸亞鐵。K展示硫酸亞鐵片的三層結(jié)構(gòu)（圖1）紅外套 白

6、襯杉 綠身體圖1硫酸亞鐵片的三層結(jié)構(gòu)實(shí)物照片K教師吞服藥片是連同包衣一起內(nèi)服的，這時(shí)候誰(shuí)幫助它脫掉“紅外 套”？K學(xué)生胃中的鹽酸K教師氧化鐵與鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物中含有鐵離子。你知道檢驗(yàn)Fe3+有哪些方法嗎？K學(xué)生甲R(shí)根據(jù)溶液顏色，F(xiàn)e3+是棕黃色。K學(xué)生乙R我認(rèn)為可以選擇氫氧化鈉溶液。K學(xué)生丙R還可以選擇硫氟化鉀溶液。K演示實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)藥片“紅外套”的鹽酸浸泡液中的鐵離子K歸納1列表對(duì)比Fe3+的三種檢驗(yàn)方法并進(jìn)行評(píng)價(jià)K揭秘魔術(shù)里隱含的化學(xué)知識(shí)。3補(bǔ)血?jiǎng)┑摹熬G身體”一一硫酸亞鐵K過(guò)渡通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)藥片的紅外套確實(shí)是氧化鐵。 現(xiàn)在我們來(lái)研究 除去紅外套的白色藥片。你能設(shè)計(jì)檢驗(yàn)藥片淡藍(lán)綠色部分含鐵元素

7、的實(shí)驗(yàn)方案 嗎？K學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：用水溶解已經(jīng)研碎的白色藥片， 然后加 檢測(cè)試劑（1號(hào)試管一一硫氟化鉀溶液，2號(hào)試管一一氫氧化鈉溶液）觀察現(xiàn)象。K問(wèn)題11號(hào)試管在滴加KSCN§液之前，你預(yù)期有什么現(xiàn)象？為什么現(xiàn)在沒(méi) 有出現(xiàn)預(yù)期的現(xiàn)象？難道這是一瓶黑心藥？K學(xué)生預(yù)期溶液顏色會(huì)變成血紅色。淡藍(lán)綠色部分含的是亞鐵離子，不是 鐵離子。K教師請(qǐng)從價(jià)態(tài)角度分析，亞鐵離子可能具有哪些化學(xué)性質(zhì)？K學(xué)生R可能有氧化性、還原性。K問(wèn)題請(qǐng)問(wèn)亞鐵離子與哪一類物質(zhì)反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)還原性？你知道哪些常見(jiàn)的 氧化劑？請(qǐng)利用提供的試劑（氯水、雙氧水）驗(yàn)證我們的理論分析。K學(xué)生實(shí)驗(yàn)亞鐵離子與氧化劑的反應(yīng)K教師請(qǐng)

8、看說(shuō)明書的【性狀】欄目，思考藥片包衣的主要作用是什么？K學(xué)生第2次閱讀說(shuō)明書，回答：防止亞鐵離子被空氣中氧氣氧化成鐵離 子。K過(guò)渡12號(hào)試管中灰綠色沉淀為什么變成了紅褐色沉淀？氫氧化亞鐵沉淀 是灰綠色嗎？我給大家演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)。K演示實(shí)驗(yàn)1氫氧化亞鐵的制備（圖2）。圖2制備氫氧化亞鐵的裝置K講述制備氫氧化亞鐵沉淀要注意以下幾點(diǎn)： 硫酸亞鐵要新制，因?yàn)榫?置的亞鐵離子會(huì)被氧氣氧化成鐵離子； 溶液要煮沸，煮沸是為了趕走溶液中溶 解的氧氣；注射器尖端要伸入液面以下，如果在U形管管口上方滴加，液滴在 自由落體過(guò)程中就會(huì)溶解氧氣；植物油提供無(wú)氧環(huán)境，避免生成的氫氧化亞鐵 與空氣接觸。所有這些措施可以保證我

9、們較長(zhǎng)時(shí)間看到美麗的白色沉淀一一氫氧 化亞鐵。K設(shè)問(wèn)同學(xué)們之所以沒(méi)有看到白色沉淀都是誰(shuí)惹的禍?K學(xué)生氧氣。K過(guò)渡在空氣中，白色沉淀快速變成灰綠色，最后變成紅褐色是氫氧化亞 鐵特有的現(xiàn)象，常用于亞鐵離子的檢驗(yàn)。K歸納1列表對(duì)比Fe2+的三種檢驗(yàn)方法并進(jìn)行評(píng)價(jià)K提問(wèn)1用硫氟化鉀法檢驗(yàn)亞鐵離子的試劑加入順序可以顛倒嗎？為什么？K學(xué)生不行。當(dāng)原溶液中含有鐵離子時(shí)，現(xiàn)象與亞鐵離子沒(méi)有區(qū)別。4紅外套變綠身體K展示亞鐵血紅蛋白的攜氧示意圖。K過(guò)渡這種補(bǔ)血?jiǎng)┻M(jìn)入胃部后既有 Fe3+,又有Fe2+,但是人體血紅蛋白需 要的是Fe2+。如何將Fe3+變成Fe2+?K學(xué)生鐵離子有氧化性，可以與還原劑反應(yīng)生成亞鐵離子

10、。K學(xué)生實(shí)驗(yàn)1鐵離子與還原劑（鐵粉、銅粉）的反應(yīng)K提問(wèn)如果誤食亞硝酸鈉會(huì)使人中毒，因?yàn)閬喯跛徕c會(huì)使 Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+ 生成高鐵血紅蛋白而喪失與 Q的結(jié)合能力。生死時(shí)速，假如你是醫(yī)護(hù)人員，你準(zhǔn) 備怎么辦？K學(xué)生丁R吃鐵粉。K學(xué)生戊喝牛奶。K教師吃鐵粉：這個(gè)創(chuàng)意不錯(cuò)，一些麥片中就通過(guò)加少量鐵粉來(lái)補(bǔ)鐵，但 是直接吃較多鐵粉，不僅滋味不好受，而且過(guò)量的鐵攝入會(huì)導(dǎo)致中毒，因?yàn)殍F是 人體需要的微量元素；喝牛奶、生雞蛋：有些同學(xué)想到了重金屬鹽中毒的處理方 法，請(qǐng)注意這時(shí)的鐵離子在血液中，而不是在胃中！庸醫(yī)害死人呀！K講述我這里有一瓶神奇的藥物可以起死回生。 我們把它加入滴有硫氟化 鉀的鐵離子溶液中看看

11、有什么現(xiàn)象？K演示實(shí)驗(yàn)Fe3+與維生素C的反應(yīng)。K學(xué)生第3次閱讀說(shuō)明書，思考維生素 C的作用：維生素C是抗氧化劑， 具有還原性，可以將人體無(wú)法吸收的鐵離子變成易被人體吸收的亞鐵離子。K過(guò)渡通過(guò)剛才的一系列探究，我們可以發(fā)現(xiàn)鐵離子和亞鐵離子主要有以 下性質(zhì)。K歸納Fe3+和Fe2+的主要性質(zhì)。Fe3+（棕黃色）Fe2+ （淺綠色）Fe3+3OH-=Fe(OH)3 JFe2+2OH-=Fe(OH)2 JFe3+3SCN-=Fe(SCN)3氧化性：2Fe3+Fe=3F? +2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+還原性：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-K設(shè)問(wèn)1結(jié)合上述性質(zhì)，你能用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言歸納鐵離子與

12、亞鐵離子相互轉(zhuǎn)化的條件嗎？K學(xué)生還原劑能使鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，而氧化劑能使亞鐵離子轉(zhuǎn)化為 鐵離子。5收獲與質(zhì)疑K過(guò)渡本節(jié)課同學(xué)們通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)探究了補(bǔ)血?jiǎng)┮灰涣蛩醽嗚F片中兩 種價(jià)態(tài)的鐵元素，你能談?wù)勀阌心男┦斋@嗎？K學(xué)生1通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)了 Fe3+、Fe2+的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及檢驗(yàn)。進(jìn)一步加深了對(duì)氧化還原反應(yīng)的理解與運(yùn)用。體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題一提出猜想一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一探索研究一解決問(wèn)題。認(rèn)識(shí)了一些新物質(zhì)，如KSCN Vc、NaN潴。化學(xué)是一門實(shí)用的科學(xué)K教師同學(xué)們關(guān)于說(shuō)明書和本節(jié)課的學(xué)習(xí)還有沒(méi)有疑問(wèn)，可以拿出來(lái)我們一起討論。K學(xué)生第4次閱讀說(shuō)明書，提出為什么“本品不應(yīng)與濃茶同服”？K演示

13、實(shí)驗(yàn)濃茶與鐵離子的反應(yīng)K結(jié)束語(yǔ)R本節(jié)課，我也有很大的收獲，首先是認(rèn)識(shí)了這么多新同學(xué)，其次, 看到大家積極的參與探究，我感到很快樂(lè)！謝謝大家?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)反思】新課程強(qiáng)調(diào)改變過(guò)去單一的接受式學(xué)習(xí)的影響， 要注意把實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)權(quán)交給 學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)，解決新問(wèn)題，將探索推向深入，也就是“在做中學(xué)”，在這一教學(xué)理念的指導(dǎo)下，我主要考慮了三個(gè)問(wèn)題:一、選擇合適的教學(xué)素材為了貼近學(xué)生的生活，本節(jié)課圍繞補(bǔ)血?jiǎng)┲需F為主線展開(kāi)教學(xué)， 市面上的補(bǔ) 血?jiǎng)┯泻芏喾N，形態(tài)上有固態(tài)的、液態(tài)的，成份上有琥珀酸亞鐵、硫酸亞鐵、乳 酸亞鐵等。最終我選擇了硫酸亞鐵片作為本節(jié)課的主角， 因?yàn)樵撗a(bǔ)血?jiǎng)┲械膩?/p>

14、鐵 離子含量相對(duì)較高，容易觀察明顯現(xiàn)象，同時(shí)該補(bǔ)血?jiǎng)┦褂昧搜趸F作為著色劑， 可以作為鐵離子的來(lái)源，保證了無(wú)論是學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)還是教師演示實(shí)驗(yàn)均以該補(bǔ) 血?jiǎng)┳鳛檠芯繉?duì)象，在閱讀說(shuō)明書中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題一提出猜想一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一探索研究 一解決問(wèn)題，在一系列活動(dòng)中掌握鐵離子的檢驗(yàn)， 鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)與相 互轉(zhuǎn)化條件。二、激發(fā)學(xué)生的求知欲本節(jié)課通過(guò)設(shè)計(jì)“黃墨水寫紅色字”的墨術(shù)、亞硝酸鈉中毒的急救、濃茶變 色等與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的問(wèn)題情境， 進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，不僅使學(xué)生初步學(xué) 會(huì)從化學(xué)視角觀察生活、生產(chǎn)和社會(huì)中的有關(guān)問(wèn)題，更因?yàn)檫@些化學(xué)知識(shí)的新奇 性、實(shí)用性而極大的激發(fā)了學(xué)生的求知欲。三、如何培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科觀念如何培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科觀念，我認(rèn)為首先必須讓學(xué)生感受到化學(xué)學(xué)科是興 趣的、實(shí)用的