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基于生活的元素与化合物知识的构建——全国评优课评比说课比赛《铁的重要化合物》教学设计江苏省梁丰高级中学丁浩一、课程标准解读课程是实现教育目的的重要途径，是组织教育教学活动的最主要的依据，是集中体现和反映教育思想和教育观念的载体，因此，课程居于教育的核心地位。铁是一种中等活泼程度、且有可变价态的金属，已经学习了铁和酸反应、铁的置换反应（湿法冶金），以及金属的通性（与非金属、水、酸反应），《铁的重要化合物》主要涉及铁的氧化物、氢氧化物和盐。Fe的氧化物（Fe2O3、FeO、Fe3O4）的物理性质和作为碱性氧化物与酸反应的性质，常见的铁盐和亚铁盐的性质（主要着眼于两者的不同，包括对应氢氧化物Fe(OH)2、Fe(OH)3）；Fe3＋和Fe3＋相互转化（Fe2＋的可以被氧化剂氧化转化为Fe3＋，Fe3＋在还原剂作用下被还原为Fe2＋）；Fe3＋和Fe3＋的检验方法。二、教材分析和学情分析《铁的重要化合物》是人教版必修1第三章金属及其化合物第二节的内容。人教版“元素与化合物”在以往元素与化合物学习结构“结构—性质—制备—用途”基础上有所改变，“金属及其化合物”第一部分学习了金属的化学性质，学习了金属单质的通性，包括与非金属的反应、金属与酸和水的反应，以及两性金属铝与氢氧化钠溶液的反应，了解了金属的通性以及两性金属的特性；第二部分学习了以活泼金属钠为主的重要的化合物——氧化物（氧化钠、过氧化钠）和碳酸盐（碳酸钠、碳酸氢钠），以及焰色反应；铝的重要的化合物——氧化铝、氢氧化铝，主要学习了两性化合物的性质和氢氧化铝的制备。铁的重要化合物——氧化物（氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁）、氢氧化物（氢氧化亚铁、氢氧化铁）、铁盐和亚铁盐，这部分主要是学习变价金属化合物的相互转化（主要涉及氧化和还原过程）；第三部分为“用途广泛的金属材料”主要以铜合金、钢介绍常见合金的性质，以及正确选用金属材料的方法。铁元素，学生经过初中的学习已经有了一定程度的了解，在本章第一部分对金属的通性有了进一步的理解，应该说对金属单质铁的性质已经形成了比较完备的知识。Fe2+和Fe3+之间的相互转化建立在氧化还原反应基础上，也是高中化学元素化合物知识学习的重点内容之一，可采用实验探究的方式，让学生通过联想质疑、活动探究、观察思考、交流研讨等学习活动进行建构。三、教学目标【知识与技能】1.通过铁的氧化物都是碱性氧化物，理解铁的氧化物的性质。2.掌握铁盐（Fe3＋）和亚铁盐（Fe2＋）的检验方法。3.掌握Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备和转化。4.理解铁盐（Fe3＋）和亚铁盐（Fe2＋）的相互转化，进一步加深对氧化还原反应的理解与运用。【过程与方法】1.通过学生探究实验和教师演示实验，培养观察、推理能力和严谨的科学态度，体验科学探究的一般过程。2.通过从已有的生活经验和已有知识，比较不同的铁的存在形式（游离态、化合态，以及不同化合态中铁的化合价的不同），从直观的生活经验感受逐步上升到运用氧化还原的相关理论分析转化过程中的本质原因。3.尝试综合运用演绎能力、逻辑推理能力（较强氧化剂可以氧化Fe2＋，较强还原剂可以还原Fe3＋）以及用相关知识综合分析问题、解决问题的能力。4.通过归纳整理铁及其化合物的产生和用途（性质）形成有关铁元素及其化合物的知识链，理解不同价态的铁元素的化合物之间转化的本质原因，并能够根据氧化还原的理论（电子得失）判断拓展之间的转化，形成知识网络（铁三角）。【情感态度与价值观】1.在多种问题解决的活动（百姓生活、“化学调酒师”、化学研究者的不同角色的变化）中，从化学趣味实验（“白酒”——“黄酒”——“红酒”不同的变化）体会到化学的百变和“百变化学”的魅力，以及通过实验探究的方法获得真知的方法和信念，强化学习化学的信心与兴趣。2.从人们熟悉的铁及其化合物在生产生活中懂得应用事例着手，引导学生关心生活，引发学生思考，进而产生探究的欲望。四、教学重难点教学重点：Fe3＋和Fe2＋的检验，铁重要化合物之间的相互转化。说明：几种重要的金属化合物中铁是作为一种有变价的中等活泼程度的金属出现的，从金属角度看，它和两性金属铝一样作为金属通行之外的补偿，起到完善金属性质的作用；从铁本身来看，这可以完善铁及其化合物之间的相互转化的知识链，有利于形成相对完整的知识体系。在两种离子的检验学习中主要运用了实验探究的方法，有利于学生比较同种元素不同价态的存在形式之间的不同，并运用于生活实践中判断常见的补雪口服液中的铁元素的存在形式。铁重要化合物中主要涉及了不同价态的盐之间的相互转化，在学习中重点设计了Fe3＋和Fe2＋的相互转化。教学难点：Fe3＋和Fe2＋的相互转化。由于学生已有知识只有Fe2＋，Fe3＋的性质基本处于空白，而氧化还原概念的运用学生还不够熟练，需要用运用氧化和还原来解释和判断Fe2＋和Fe3＋相互转化，对学生来说比较难以理解，所以这部分设计了实验探究和教师演示实验，通过实验探究了解常见的氧化剂（新制氯水、酸性KMnO4溶液、H2O2溶液、硝酸溶液）可以氧化Fe2＋生成Fe3＋；常见的还原剂（铁粉和维生素C）可以还原Fe3＋生成Fe2＋。五、学习过程（一）铁矿石和常见铁的重要的氧化物（FeO、Fe2O3、Fe3O4）1.（PPT）展示常见中国传统建筑——苏杭的青砖黑瓦，红墙；常见的铁矿石（磁铁矿石、褐铁矿石、赤铁矿石和黄铁矿石）2.请同学通过铁矿石的颜色判断其主要成分，分析三种氧化物所属类别判断其可能的化学性质。（简要分析Fe3O4的组成：FeO·Fe2O3）（1）氧化性：与还原剂（焦炭）反应生成铁和CO2（焦炭足量时生成CO）。（2）碱性氧化物：和酸反应生成（亚）铁盐和水。3.学生活动：板演方程式（或离子方程式）。FeO+2HCl＝FeCl2+2H2O，Fe2O3+6HCl＝FeCl3+3H2O（Fe3O4+8HCl＝FeCl2+2FeCl3+4H2O）点评：生成的两种盐的名称与化合价有关。（二）铁盐和亚铁盐，氢氧化物1.展示材料：（学生分组实验）利用提供的化学试剂，设计实验方案，鉴别Fe3＋和Fe2＋。（1）FeCl2溶液、FeCl3溶液；（2）KSCN（硫氰化钾）稀溶液、NaOH稀溶液、稀氨水；实验一：根据提供的试剂，设计实验方案，鉴别Fe3＋和Fe2＋。（请学生交流设计的实验方案，并板演涉及的化学方程式）方案实验方案分析原因涉及化学方程式1向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液（或氨水）至过量产生白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaClFeCl2+2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+2NH4Cl4Fe(OH)2+2H2O+O2=4+Fe(OH)32向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液（或氨水）至过量产生红褐色沉淀FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClFeCl3+3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4Cl4Fe(OH)2+2H2O+O2=4+Fe(OH)33向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液溶液变成血红色FeCl3+3KSCN=+Fe(SCN)34向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液先无明显现象——（师生归纳方法）方法一：观察法——比较两种溶液的颜色，颜色为黄色的溶液为FeCl3溶液，颜色为浅绿色的溶液为FeCl2溶液。方法二：沉淀法——分别向FeCl3和FeCl2溶液中滴加NaOH溶液，分别得到了红褐色沉淀和白色沉淀（白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色）。方法三：显色法——分别向FeCl3和FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，得到血红色溶液的为FeCl3溶液，无明显现象的为FeCl2溶液。（如何判断FeCl2溶液是否变质？）比较三种方法：最灵敏的是显色反应。学生实验二：验证补血剂中的铁元素的存在形式（是Fe3＋还是Fe2＋）。（事先先取少量补血剂片剂除去“药膜”溶于水得到的溶液），提供试剂：现场溶解得到的补血剂去膜后溶于水得到的溶液、课前处理得到的溶液、KSCN（硫氰化钾）溶液。请学生交流实验得出的结论。1.补血剂中的铁元素存在形式是Fe2＋。2.补血剂中的Fe2＋容易氧化得到Fe3＋。（师生分析）：从Fe2＋得到Fe3＋，氧化Fe2＋的氧化剂哪里来？（空气中的氧气）还有哪些物质可以氧化从Fe2＋得到Fe3＋？从Fe3＋可以得到到Fe2＋吗？（转入下一环节）实验三：设计实验，使Fe2+和Fe3+的相互转化，并用实验证明。（1）FeCl2溶液、FeCl3溶液、KSCN（硫氰化钾）溶液。（2）新制氯水、酸性KMnO4溶液、H2O2溶液、硝酸溶液。（3）铁粉。（请学生交流设计的实验方案，并板演涉及的化学方程式）方案实验方案分析原因涉及化学方程式1向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再加入Fe粉，振荡黄色溶液变血红色，加入铁粉振荡后变浅绿色FeCl3+3KSCN=+Fe(SCN)32FeCl3+Fe=3FCl22向FeCl3加入Fe粉，振荡；再滴加KSCN溶液黄色溶液变浅绿色（绿色），滴加KSCN液无明显现象2FeCl3+Fe=3FCl23向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再加入新制氯水先无明显现象，然后溶液变成血红色2FeCl2+Cl2=2FeCl3FeCl3+3KSCN=+Fe(SCN)34向FeCl2溶液中滴加KMnO4溶液再滴加KSCN溶液溶液变成黄色然后溶液变成血红色——5向FeCl2溶液中滴加H2O2溶液再滴加KSCN溶液溶液变成黄色然后溶液变成血红色——师生归纳：常见的氧化剂（新制氯水、酸性KMnO4溶液、H2O2溶液、硝酸溶液）都能氧化Fe2+得到Fe3+。常见的还原剂（铁粉、铜粉）能够还原Fe3+得到Fe2+。2FeCl3+Cu=2FCl2+CuCl2，该反应常用于制作线路板。学生练习（选择合适的试剂除杂，并写出相关的化学方程式）：（1）FeCl3溶液（FeCl2溶液）——加入适量的氯水；（2）FeCl2溶液（FeCl3溶液）——加入适量的铁粉。（氯化亚铁溶液容易被氧化，一般不长期保存；如果需要暂时保存，则加入铁粉防止氧化）教师演示实验（“调酒”）：1.向A酒杯（事先用KSCN湿润杯壁），B酒杯中盛有黄色溶液（FeCl3溶液），把B中的黄色溶液倒入A酒杯，发现A酒杯中溶液变成血红色。2.向盛有红色溶液的A酒杯中加入鲜橙汁，溶液变为浅绿色。解说：在A酒杯中事先用某种无色溶液湿润过了。“黄酒”-黄色溶液（Fe3＋）遇到少量“白酒”变为“红酒”。请学生解释其中的原因：“黄酒”——氯化铁溶液，“白酒”——硫氰化钾溶液，氯化铁溶液遇到硫氰化钾溶液变红，生成硫氰化铁溶液——“红酒”；在红酒中加入富含Vc（具有较强的还原性）的鲜橙汁，三价铁被还原成亚铁，红色变为浅绿色。铁元素是人体内不可缺少的微量元素。1.缺铁性贫血的症状。2.常见的缺铁性贫血的补血剂说明书，师生从化学视角分析。分析其中的维生素的作用，维生素C具有较强的还原性，可以防止亚铁离子被氧化成三价铁离子，所以在使用富含铁元素的食物时需要搭配新鲜蔬菜保证铁元素的顺利吸收。3.采用食补的办法治疗轻微的缺铁性贫血。（提供“补血”大餐）不论何时，都要尽可能让思考与反省预见到突发的激情，这于审慎者可轻而易举做到。心烦意乱之时，首先要做的就是意识到这一点。先控制住自己的情绪，下决心不再使之加剧。有了这种高明的防范，就能很快终止怒气。要懂得制怒之法，且止息于当止之时：奔跑时停下来最难；狂怒时保持头脑清醒也一样难。过分激动，不论程度高低，都会影响理智。一旦对发怒有了这种警醒，就不会使你因怒气而失控，也不会使你损害良好的辨别力。谨慎地驾驭情绪，就能很好地控制它。你将是马背上第一个理智的人。智者最没有耐性，因为学识减少了他们的耐心。知识渊博的人很难被取悦。俄庀泰特斯告诉我们，生活最重要的准则在于懂得如何忍受一切。他认为这是智慧的一半真谛。容忍愚蠢需要极大的耐心。有时最令我们痛苦的人正是我们最依赖的人，这帮助我们战胜自我。耐心能带来无可估量的内心平静；而内心平静是世间的福祉。不懂得如何容忍他人的人如果还能忍受他自己的话，就应当独处。