高中化學(xué)：《鐵的重要化合物》教學(xué)設(shè)計（人教版必修一）

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111 《鐵的重要化合物》教學(xué)設(shè)計 一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù) 1.建構(gòu)主義：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者以自身已有的知識和經(jīng)驗為基礎(chǔ)的主動的建構(gòu)活動，學(xué)習(xí)者據(jù)此開展的合作學(xué)習(xí)可以使理解更加豐富和全面。教師應(yīng)努力創(chuàng)造適宜學(xué)生學(xué)習(xí)的環(huán)境，鼓勵學(xué)生自己分析他們所觀察到的東西，使他們能自主建構(gòu)自己的知識。 2.化學(xué)新課程的理念：（1）面向全體學(xué)生，照顧學(xué)生的個體差異，使每一個學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能都得到充分發(fā)展；（2）突出科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式，給學(xué)生提供充分的科學(xué)探究的機會，體驗探究過程的曲折和樂趣，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，發(fā)展科學(xué)探究的能力并增進(jìn)對科學(xué)探究的理解；（3）注重合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在學(xué)會合作。 二、教學(xué)內(nèi)容分析 在第一章從實驗學(xué)化學(xué)和第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化的基礎(chǔ)上，本章開始學(xué)習(xí)具體的元素化合物知識。元素化合物知識是中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)知識，也是學(xué)生今后生活中需要了解和應(yīng)用的基本知識。通過這些知識的學(xué)習(xí)，既可以為前面所學(xué)的實驗和理論知識補充感性認(rèn)識的材料，又可以為在化學(xué)2中下冊學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律等等理論知識打下重要的基礎(chǔ)；還可以使學(xué)生認(rèn)識科學(xué)研究的一般方法。 本節(jié)課“鐵的重要化合物”是第二節(jié)“幾種重要的金屬化合物”中的一部分。鐵是中學(xué)階段需要重點學(xué)習(xí)的唯一的變價金屬元素，其化合物種類較多，實驗易于開展且現(xiàn)象豐富，既可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可體現(xiàn)化學(xué)思維方法——分類法和價態(tài)觀的運用。對鐵的重要化合物的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)其它元素化合物知識。 　三、學(xué)生情況分析 在知識上，學(xué)生已經(jīng)有了物質(zhì)的分類、氧化還原反應(yīng)原理等相關(guān)知識，并對鐵鹽和亞鐵鹽、氧化鐵等鐵的化合物有一定的認(rèn)識，這是對于掌握鐵的重要化合物的支持；在能力上，學(xué)生已經(jīng)初步具備了觀察能力、實驗?zāi)芰?、思維能力；情感上，樂于探究物質(zhì)變化的奧妙。學(xué)生可以應(yīng)用第二章學(xué)習(xí)的物質(zhì)分類和氧化還原的方法，去認(rèn)識鐵的重要化合物所屬的物質(zhì)類別，從堿的通性的角度去認(rèn)識鐵的兩種氫氧化物所具有的性質(zhì)和制備方法；并從化合價角度對鐵的化合物進(jìn)行分類，去預(yù)測并通過實驗探究Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化的途徑。但由于學(xué)生剛剛開始元素化合物的學(xué)習(xí)，對氧化還原知識尚不能熟練運用，對常見的氧化劑和還原劑并不熟悉，加上實驗?zāi)芰τ邢?，?dǎo)致他們在實驗探究Fe3+、Fe2+的相互轉(zhuǎn)化時會遇到困難，需要在教師的引導(dǎo)下開展探究活動。 　　四、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計 （一）知識和技能 1、認(rèn)識鐵的重要化合物的化學(xué)性質(zhì)。 2、了解檢驗Fe3+的方法 　 ?。ǘ┻^程和方法 1、通過對實驗現(xiàn)象的分析、推理與歸納，培養(yǎng)思維能力，同時在分組實驗中培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的能力。 2、通過在探究Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化的過程中進(jìn)行實驗設(shè)計，初步學(xué)會運用氧化還原知識研究物質(zhì)的氧化還原性。 （三）情感、態(tài)度和價值觀 學(xué)生通過觀察和探究，發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣與熱情，感受化學(xué)變化的奇妙與和諧。 　　五、教學(xué)過程與教學(xué)資源設(shè)計 （1）教學(xué)流程設(shè)計： （2）教學(xué)資源的開放性措施 本節(jié)課開始提供了一些常見的含有鐵元素的藥品，如加入了鐵釘?shù)腇eCl2溶液和不加鐵釘FeCl2溶液，為學(xué)生的探究活動提供問題情境。學(xué)生實驗制備鐵的Fe (OH)2和Fe (OH)3，對鐵的重要化合物的認(rèn)識更加全面，同時使學(xué)生認(rèn)識到Fe2+可以轉(zhuǎn)化為Fe3+，為后續(xù)探究活動做鋪墊；演示實驗將KSCN溶液分別加入到FeCl2溶液和FeC3溶液中，使學(xué)生了解了Fe3+的檢驗方法；學(xué)生實驗用KSCN溶液加入了鐵釘?shù)腇eCl2溶液和不加鐵釘FeCl2溶液，檢驗結(jié)果作為兩瓶溶液存在不同之處的證據(jù)，引出新的問題未加入鐵釘?shù)腇eCl2溶液為什么含有Fe3+，將探究活動引向深入。最后提供藥品供學(xué)生選擇，來實現(xiàn)Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化，目的在于進(jìn)行實驗設(shè)計，初步學(xué)會運用氧化還原知識研究物質(zhì)的氧化還原性的方法。、 （3）問題情境的開放性措施 開放問題1：通過對提供的含鐵化合物的試劑的觀察，你發(fā)現(xiàn)了什么問題？ 使學(xué)生通過觀察和思考提出問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，同時，提出的問題將作為驅(qū)動任務(wù)，推動學(xué)生的探究活動。 開放問題2：除了O2，你認(rèn)為還有哪些物質(zhì)可以將 Fe2+氧化為 Fe3+？除了Fe，你認(rèn)為還有哪些物質(zhì)可以將Fe3+還原為 Fe2+？ 使學(xué)生在進(jìn)行實驗前，利用氧化還原知識分析要實現(xiàn)Fe3+、Fe2+的相互轉(zhuǎn)化，預(yù)測需要加入的物質(zhì)和對應(yīng)的可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，再通過選擇適當(dāng)?shù)脑噭┻M(jìn)行實驗，初步體會科學(xué)探究的一般過程。 （4）學(xué)生活動的開放性措施（教學(xué)活動的設(shè)計） 設(shè)計實驗探究Fe2+、Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化。一方面，使學(xué)生了解了氯化亞鐵的還原性、氯化鐵的氧化性；另一方面，初步學(xué)會如何通過實驗探究物質(zhì)的氧化性、還原性，即：根據(jù)物質(zhì)中元素的價態(tài)預(yù)測物質(zhì)的氧化性、還原性 →選擇相應(yīng)的還原劑或氧化劑與該物質(zhì)反應(yīng)以驗證該物質(zhì)的氧化性或還原性，尋找驗證方法檢驗是否實現(xiàn)了預(yù)期轉(zhuǎn)化 →實施實驗，獲取證據(jù) →分析實驗，得出結(jié)論。 （5）教學(xué)方案設(shè)計 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 環(huán)節(jié)1： 創(chuàng)設(shè)情景，發(fā)現(xiàn)問題 [引入]這節(jié)課我們一起來認(rèn)識和研究鐵的重要化合物，在實驗盒中提供了一些常見的含有鐵元素的試劑，請對它們進(jìn)行觀察，并從元素組成的角度分析它們分別屬于哪類物質(zhì)，然后把觀察和分析的結(jié)果填入表中。 [提問] 請根據(jù)自己的觀察提出問題 觀察：Fe2O3，F(xiàn)e3O4，F(xiàn)eCl2溶液（加鐵釘），F(xiàn)eCl2溶液（不加鐵釘），F(xiàn)eCl3溶液，鐵粉，分析后填表： 含鐵試劑 顏色 物質(zhì)類別 [提問：] （1）為什么沒有提供Fe (OH)2和Fe (OH)3 （2）為什么提供了兩瓶FeCl2溶液（其中一瓶加入了鐵釘） 通過觀察和分析發(fā)現(xiàn)問題 環(huán)節(jié)2： 制備鐵的 Fe(OH)2和Fe(OH)3 [講解]提供的藥品中，沒有鐵的氫氧化物，我們能不能利用現(xiàn)有的藥品制取Fe(OH)2和Fe(OH)3呢？ [學(xué)生匯報實驗結(jié)果] [講解]事實上Fe (OH)2沉淀是白色的 [演示實驗]用膠頭滴管取事先加熱過NaOH溶液伸到已除過氧的Fe Cl2溶液液面下滴加 [提問] 為什么試管壁上的沉淀變成了紅褐色？ [實驗] 學(xué)生實驗制備Fe (OH)3和Fe (OH)2，并記錄實驗現(xiàn)象 [匯報] 向FeCl3溶液加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，F(xiàn)eCl2溶液加入NaOH溶液產(chǎn)生灰綠色沉淀 學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象：得到的白色Fe (OH)2沉淀，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，振蕩后試管壁上的沉淀很快變成紅褐色。 通過實驗和對實驗現(xiàn)象的分析，使學(xué)生了解鐵的氫氧化物的制備方法，并使學(xué)生認(rèn)識到+2價的Fe容易被空氣中的氧氣氧化成+3的Fe 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 [板書：] 1、鐵的氫氧化物的制備 Fe3＋＋3OH－＝ Fe (OH)3↓紅褐色 Fe2＋＋2OH－＝ Fe (OH)2↓白色 4Fe (OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe (OH)3 [小結(jié)：] Fe(OH)2中+2價的Fe很容易被空氣中的氧氣氧化+3的Fe [分析：] 生成的Fe (OH)2被空氣中的氧氣氧化生成了氫氧化鐵。 環(huán)節(jié)3： 研究加入了鐵釘?shù)穆然瘉嗚F溶液與未加鐵釘?shù)穆然瘉嗚F溶液有何不同 [過渡提問]現(xiàn)在我們來研究第二個問題：加入了鐵釘?shù)?FeCl2溶液與未加鐵釘?shù)腇eCl2溶液有什么不同嗎？ [提問]聯(lián)系這節(jié)課開始時觀察到的藥品的顏色，未加鐵釘?shù)?FeCl2溶液可能什么成分？ [提問]如何證明你的推測？ [講解]用要檢驗Fe3+，我們要用到一種新的試劑：硫氰化鉀溶液， [演示實驗]分別向FeCl2溶液和FeCl3溶液中滴加KSCN溶液 [板書小結(jié)：] 2、Fe3＋的檢驗 Fe3＋遇KSCN溶液顯紅色 Fe2＋遇KSCN溶液不顯紅色 [學(xué)生觀察后回答：] 沒有未加鐵釘?shù)?FeCl2溶液顏色較深，顯淺黃色 [回答：] 可能含有 Fe3＋ 觀察實驗現(xiàn)象 通過對Fe3＋的檢驗，進(jìn)一步認(rèn)識到 Fe2＋容易被空氣中的氧氣氧化成 Fe3，同時認(rèn)識到FeCl2溶液中加鐵釘?shù)淖饔檬菍e3+還原成Fe2+ 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 [指導(dǎo)學(xué)生實驗]檢驗加入了鐵釘?shù)?FeCl2溶液與沒有加鐵釘?shù)?FeCl2溶液是否含有Fe3＋ [提問：] 為什么未加入鐵釘?shù)?FeCl2溶液中含有Fe3+？ [小結(jié)：] 沒有加鐵釘?shù)腇eCl2溶液中，F(xiàn)e2+能被空氣中的氧氣氧化生成了Fe3+ [提問：] 為什么加入了鐵釘?shù)?FeCl2溶液中沒有Fe3+？ [板書：] [實驗]分別向加入了鐵釘?shù)?FeCl2溶液與沒有加鐵釘?shù)?FeCl2溶液中滴加KSCN溶液 [匯報] 前者無明顯現(xiàn)象，后者溶液變成紅色，說明沒有加鐵釘?shù)腇eCl2溶液中含有 Fe3+ [回答] 沒有加鐵釘?shù)腇eCl2溶液中，F(xiàn)e2+能被空氣中的氧氣氧化生成了Fe3+ [回答]鐵單質(zhì)具有還原性，將Fe3+還原成了Fe2+ 環(huán)節(jié)4： 實驗探究Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化 [提問：] 除了O2，你認(rèn)為還有哪些物質(zhì)可以將 Fe2+氧化為 Fe3+？除了Fe，你認(rèn)為還有哪些物質(zhì)可以將Fe3+還原為 Fe2+？ 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 [指導(dǎo)實驗探究] 提供以下試劑： 0.1mol/LFeCl2溶液、0.1mol/LFeCl3溶液、鐵粉、KI淀粉溶液、KMnO4溶液、新制氯水、硝酸、KSCN溶液。 請選擇合適的試劑，設(shè)計氯化亞鐵轉(zhuǎn)化為氯化鐵相互轉(zhuǎn)化的實驗方案，預(yù)測可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，再進(jìn)行實驗。 【提問】1、你設(shè)計Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化選擇試劑的依據(jù)是什么？ 2、你如何判斷Fe2+和Fe3+之間發(fā)生了轉(zhuǎn)化？ 【小結(jié)】通過實驗表明，F(xiàn)e2+具有還原性，F(xiàn)e3+具有氧化性，選擇合適的氧化劑或還原劑，是可以實現(xiàn)Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。 學(xué)生分組討論并進(jìn)行實驗 轉(zhuǎn)化目標(biāo) 所選試劑 實驗方案 預(yù)期現(xiàn)象 實 驗 現(xiàn) 象 結(jié)論 FeCl2→ FeCl3 FeCl3→ FeCl2 【匯報】 Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，失電子被氧化，需加入氧化劑，如硝酸和氯水； Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，得電子被還原，需加入還原劑，如鐵粉、KI 環(huán)節(jié)5： 應(yīng)用知識 【提問】你對實驗室保存 FeCl2溶液有什么建議？ 回答：1、要加入鐵單質(zhì) 2、要密封保存 3、不能和易揮發(fā)且氧化性的藥品在一起保存，如不能和硝酸、氯水等放在一起 應(yīng)用知識決問題 六、學(xué)習(xí)效果評價設(shè)計 本節(jié)課學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性得到了充分的調(diào)動，在教師的幫助下主動建構(gòu)知識，了解了科學(xué)探究的基本方法。教師的課堂駕馭能力得到了體現(xiàn)和提高。 學(xué)生自我評價方式：談?wù)劚竟?jié)課自己最大的收獲，了解學(xué)生在知識的獲得、學(xué)習(xí)興趣、合作精神等方 面目標(biāo)的達(dá)成情況； 學(xué)生相互評價方式：在小組合作中同組成員的作用評價。 學(xué)生評價教師：學(xué)生評價教師的教學(xué)設(shè)計意圖是否得到實現(xiàn)。 教師評價： 1．觀察學(xué)生在課堂中回答問題、參與討論的積極程度，關(guān)注學(xué)生的表現(xiàn)性評價； 2．編制習(xí)題檢測知識技能目標(biāo)的達(dá)成。 3．提供一種尚未學(xué)習(xí)過的物質(zhì)（如Na2SO3），讓學(xué)生制定方案探究它的氧化還原性，評價學(xué)生對探究物質(zhì)氧化 還原性的一般方法的理解程度。 七、教學(xué)反思 在這節(jié)課的設(shè)計中，不只是把情景作為引入的手段，而是把情景作為與問題相匹配的教學(xué)線索：在學(xué)生觀察實驗室常見的含鐵試劑的觀察的真實情景中引出問題，在制備鐵的氫氧化物、研究加入了鐵釘?shù)穆然瘉嗚F溶液與未加鐵釘?shù)穆然瘉嗚F溶液有何不同、探究Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化三個任務(wù)的驅(qū)動下，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，主動參與探究，有多次小組討論或?qū)嶒灮顒?，學(xué)生的思維深層次地參與到探究活動中，教學(xué)實效性得到了體現(xiàn)。從教學(xué)實際情況看，學(xué)生參與的興趣和活躍程度明顯提升。不足之處是，在“設(shè)計實驗完成亞鐵離子與鐵離子的相互轉(zhuǎn)化”階段，學(xué)生交流表達(dá)不夠充分。這個環(huán)節(jié)如果處理更加合理，學(xué)生對研究物質(zhì)的氧化還原性的一般方法的理解會更好，教學(xué)實效性會更好。 111