高中化学-探究铁及其化合物的氧化性和还原性教学设计学情分析教材分析课后反思

第二章元素与物质世界第三节探究铁及其化合物的氧化性和还原性2016.04第二章元素与物质世界第三节探究铁及其化合物的氧化性和还原性一、教学目标1.知识与技能（1）从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,通过+3价和+2价的铁的重要化合物实验探究活动，了解Fe3+的检验方法，认识这些化合物。培养学生基本实验操作技能、观察和描述实验现象能力；以及由实验现象分析得出结论的能力。（2）从氧化还原的角度，认识不同价态的铁的化合物的性质；掌握选用不同的氧化剂与还原剂实现铁与铁的化合物的相互转化。2.过程与方法（1）通过铁的化合物的实验探究活动，使学生初步建立研究物质性质基本思路和基本方法。（2）学会根据元素的化合价，建立研究元素化合物的氧化性和还原性的思路方法和程序。（3）通过铁及其化合物性质的学习，让学生建构起分类观和转化观等化学基本方法。3.情感态度与价值观（1）通过对铁的化合物性质的学习，让学生体验科学探究成功的喜悦；培养他们的探究意识和善于与他人合作的精神。（2）通过本节课的学习，了解铁的化合物知识在人类生活和生产中的重要作用，明确化学来源于生活并服务于生活的思想。二、教学重点、难点教学重点：从氧化还原角度认识+2价和+3价铁的化合物的性质。教学难点：用氧化还原反应原理预测和验证物质的科学方法。三、教学方法采用“边实验，边观察，边讨论”的三边教学法施教，使学生通过观察实验现象，获取一些化学事实，然后通过思考、相互讨论等进行抽象思维，产生从感性到理性的飞跃，继而形成概念，归纳出规律，再用规律去解释现象，最后进行练习运用，牢固掌握所学知识。这样的教学方法能够把严整性的实验变为探索性的实验，把注入式的教学变为启发式的教学，使学生体会到求知的快乐和愉悦，使他们积极、主动地摄取知识，培养相关技能，达到课堂教学的优化。四、教学工具1.多媒体2.实验仪器：试管、井穴板、胶头滴管等。3.实验药品：铁粉、锌粉、稀盐酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液、氯化亚铁溶液、氯化铁溶液、酸性高锰酸钾溶液、硫氰化钾溶液等。五、教学过程教学环节教师活动学生活动教学意图导入新课利用KSCN+FeCl3的反应进行魔术表演学生观看，思考引起学生的好奇心，引发学生思考学习目标解读解读学习目标聆听目标让学生心中有目标，知道这节课的学习任务课堂内容推进新课推进新课百家讲坛：铁及其化合物1．常见的含铁物质有哪些？然后再展示图片2．回顾研究物质的性质的基本程序，对这些物质进行研究3．展示探究主题（1）展示含铁化合物的图片（2）预测物质的性质时先要对物质进行分类0价、+2价、+3价铁元素可能具有哪些性质？如何通过实验判断某一含铁物质的氧化性和还原性？依据课本提供试剂先对其进行分类（追问）KSCN溶液既不属于氧化剂也不属于还原剂，KSCN溶液的用途?④为了验证我们的预测进行实验设计强调要求：1.先独立思考1分钟。2.描述出具体的操作步骤，并说明预期的现象。3.各小组准备叙述方案。4.讨论时间5分钟对学生展示的实验方案进行必要的点评（对展示结果进行必要的评价），改进Cl2与Fe的反应实验，换成氯水与铁的实验，能不能发生，让学生进行探究（强调铁用量要少为什么？）。学生介绍铁及其化合物学生回答学生思考回答(1)观察物质的外观(2)预测物质的性质(3)实验和观察(4)解释和结论观察外观1．物质的性质和组成进行分类2．标出化合价0价的铁元素具有还原性；+3价铁元素可能具有氧化性；+2价的铁元素既具有氧化性又具有还原性学生回答验证还原性需要氧化剂，验证还原性需要氧化剂阅读教材内容，小组讨论完成实验方案，注意整理归纳，然后展示设计方案1.探究Fe的还原性：FeFe2+Fe+H2SO4：2.探究FeCl2的氧化性：Fe2+FeFeCl2+Zn片：3.探究FeCl2的还原性：Fe2+Fe3+FeCl2+KSCN+氯水：4.探究FeCl3的氧化性：Fe3+Fe2+FeCl3+Fe粉：取两只试管分别加入2mlFeCl3溶液，然后一支加入铁粉，另一支不加，充分震荡后再分别加入KSCN溶液5．探究Fe的还原性：FeFe3+对自主学习的检验使学生应用研究物质性质基本思路和基本方法，来具体探究新物质的性质依据研究物质的性质的方法第一步，熟悉过程研究物质性质的方法第二步，复习分类的依据找出从氧化还原角度的分类依据考察氧化剂和还原剂的知识掌握情况。检查学生对教材内容的预习掌握情况检查学生对教材内容的预习掌握情况，并利用氧化还原知识对提供的氧化剂和还原剂进行分类明确在活动开始前，要做必要的、充分的准备工作，为学生开展活动理清思路要完成探究任务，要选择合适的氧化剂与还原剂培养他们的探究意识和善于与他人合作的精神让学生感到有成就感，充分调动学生的积极性探究活动的展开【实验注意事项】1.注意安全，注意各种仪器的使用方法，为了保证现象明显铁粉要少加。2.保持实验台清洁，把用完试剂放回原处。3.组长协调实验过程，保证每个学生做一个实验。4.认真观察现象，做好实验记录，准备展示，写出方程式。【实验指导】1.规范学生的操作2.随时为学生解答问题，并给予方法导引多组学生展示，并作必要的补充充分体现学生的动手、动脑的能力。为学生的探究提供开放式学习环境培养他们的探究能力、实验能力、同学之间的协作能力。在实验中学生会遇到一些问题，通过探究将有关问题解决了。可以培养他们解决问题的能力，同时也有助于暴露他们学习中的不足整理归纳展示实验的结果，描述实验现象，并写出反应方程式Fe、Fe2+、Fe3+的性质用图示的方法表示不同价态铁之间的相互转化关系。2．实验过程中出现的问题3.学习了铁三角的相互转化总结Fe2+、Fe3+的检验方法那咱们同学知道引入新课时那小魔术的秘密了吗？3.铁家族物质自我总结4．【盘点收获】通过本节课的学习你学到了什么？学生对出现得不同现象进行分析，得出结论。Fe氧化剂氧化剂还原剂Fe2+Fe3+氧化剂1.Zn与FeCl2溶液反应现象不是很明显，且有气泡解决：反应慢，故也可进行加热处理有气泡：可能亚铁盐水解显酸性（教师解释）2.Fe+FeCl3溶液发现有气泡解释：Fe3+水解显酸性（教师解释补充）让多个学生进行总结并补充（1）知识小结：给出铁三角，完成部分方程式（2）方法小结：研究物质性质的程序，研究物质氧化性或还原性的方法让多个学生进行总结并补充答案揭秘学生分角色扮演铁家族的几个价态的物质，并自我总结（1）知识小结：Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化；Fe2+、Fe3+的检验（2）方法小结：研究物质性质的程序，研究物质氧化性或还原性的方法培养学生观察和描述实验现象能力；以及由实验现象分析得出结论的能力。让学生在此过程中体验到成功的喜悦培养学生对实验的改进能力和分析问题的能力培养他们的探究意识和善于与他人合作的精神对氧化还原理论有更高层次的理解，能够用还原和氧化反应理论解决实际问题使学生明确，化学探究活动是一个完整的过程，探究实验之后需要作出详细的总结和概括，要对试验中出现的问题给予解释。这样有助于培养学生良好的科学素养。体会化学的神秘与奇妙培养学生总结问题的能力，并明确本节课学习的内容以分角色扮演的形式总结所学内容，活动新颖利于学生记忆让学生反思自己的学习情况，回扣解释引入情境学习了铁的相关性质，你能解释缺铁性贫血，除了补亚铁盐以外，为何要加Vc吗？【联系】为什么FeSO4溶液中加入铁钉或铁粉可防止Fe2+被氧化？（用离子方程式表示）【生产中的应用】为什么工业上可用氯化铁溶液腐蚀铜箔制印刷线路板？（用离子方程式表示）【作业】学生共同回答学生黑板板演阅读课本56页“身边的化学”栏目，了解身边的化学知识。回扣导入情境，前后呼应让学生体会学习化学知识是为了解决生活生产中遇到的实际问题的。提高学生对化学的学习兴趣【课堂练习】六、板书设计探究铁及其化合物的氧化性或还原性一、铁及其化合物二、Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化三、Fe2+、Fe3+的检验第三节探究铁及其化合物的氧化性和还原性1.学生已有的认知基础在知识层面，学生已经掌握单质铁的化学性质以及氧化还原反应的实质，这为探究铁的化合物的氧化还原性质提供了基础。在能力层面上，学生已经具备了一定的信息提取与加工能力，也在以往学习过程中积累了一定的实验设计经验，但利用所学知识设计实验的能力有待加强。在情感层面，由于铁及其化合物在生活中的应用比较广泛，学生也对其用途有较多的关注，在本节课中应引导学生从铁及其化合物性质的角度出发，进一步关注其在生产生活中的用途。2.学生学习本课的困难通过氧化还原反应实现二价铁离子与三价铁离子之间的转化是学生的难点所在。第三节探究铁及其化合物的氧化性和还原性1.学生学习效果通过学生反馈的学案，我统计和分析了学生学完本节课以后的收获。①所有的学生在收获中都提及了知识层面，即掌握了常见的氧化剂和还原剂。绝大部分学生都认同了化合价判断物质氧化性还原性的便捷。少部分同学提及物质类别与物质氧化还原性的关系。极少数同学提及收获了硫氰化钾检验Fe3+、淀粉检验I2的知识。②约70%的同学还收获了一些实验技巧和实验设计的思路，尤其是在交流和反思之后，体会更深。约40%的学生提到实验极富挑战性、很有意思。③少数同学的收获中明确指出了感悟最深的实验心得：验证物质氧化性可选用还原剂，验证物质的还原性可选用氧化剂；最好其中一种药品能有明显的颜色变化或其他明显的实验现象；如果均无明显实验现象的组合可借助一些指示剂来确定反应是否发生。2.教师自身教学效果为了充分发挥教学的实效性，我主要采取了以下几方面措施：①从生活情境引入，激发学生探究欲望，而且引出的物质紧扣研究重点，演示实验也为实验研究提供方法指引。②理论探究部分引导深入，为实验探究提供知识支持。③实验方案设计的讨论与汇报为部分孩子理清思路，铺设台阶。④实验探究的总结层次清晰，反思到位。⑤用分类法和中间价态物质性质的讨论将实验探究结论进行提升和迁移。从学生学习效果评价上来看，较好完成了预期的三维目标。同时也让我深深地体会到：受初三应试的影响，学生对于知识层面的关注是根深蒂固的，而对于能力和情感态度价值观部分关注较少，对于一部分孩子来说甚至是缺失的，这样的孩子上完课后只是回顾哪些知识是要记住的，而很少体会我今天主要学到了哪些科学方法、反思哪些地方做得不足。当然，还有一部分学生初中接触实验探究的机会较多，在老师布置完探究任务后就显得游刃有余，不少孩子当时是脑子一懵，而他们却能很快进入理性思考。可见在新课程的实施过程中，要因材施教，逐步开放探究程度。第三节探究铁及其化合物的氧化性和还原性本节课选自鲁科版《化学必修一》第二章《元素与物质世界》中的第三节——《氧化剂和还原剂》，本节课是这一节的第三课时。这节课内容的设计意图非常明显，就是要让学生达到学以致用的目的，让学生应用氧化还原反应知识，自主设计实验和有关的活动方案，探究铁及其化合物的性质。在探究的过程中，注重发展学生学习化学的兴趣和培养他们科学探究的能力。该案例从介绍自然界中常见的含铁元素的物质，并根据铁元素的化合价对物质进行分类导入，预测含有不同价态铁元素的各种物质哪些具有氧化性或还原性或即具有氧化性又具有还原性。然后提出问题，怎么验证推测是否正确，并引导学生根据氧化还原反应理论设计验证方案来验证推测。实施实验后，对实验结果进行分析、整理，确定含有不同价态铁元素物质具有的性质和相互转化关系。最后根据结论解释生活中的实际问题。在新课程理念中，过去的演示和证明科学知识的活动转变为探究和分析科学问题的活动，使学生学会研究和分析科学问题的方法，提倡在实践中学习知识、技能和方法，帮助学生运用观察、实验、调查等方法广泛获取信息，从日常现象和化学学习中提出问题，做出猜想或假设，自主设计实验和有关的活动方案，寻求解决问题的依据或证据，定性或定量的处理有关的信息和资料。在探究中学会表达和交流，善于与他人合作，从中体验活动的乐趣和积极的情感，养成学生科学的态度和价值观。第三节探究铁及其化合物的氧化性和还原性一、选择题1．将铁片放入下列各溶液中，反应后溶液质量增加，但无气体产生的是()A．CuCl2溶液B．AgNO3溶液C．Fe2(SO4)3溶液D．稀H2SO42．为了防止氯化亚铁溶液久置被氧化变质，常在其溶液中加入()A．铁粉B．铜粉C．氯化铁D．盐酸3．(2010年湖南师大附中模拟)下列有关铁及其化合物的说法中正确的是()A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤D．Fe3＋与KSCN反应产生红色沉淀4．只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、10%H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开来，这种试剂是()A．BaCl2溶液B．FeCl2溶液C．FeCl3溶液D．Fe(NO3)2溶液5．向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化，当再滴加几滴新制的氯水后，混合液变成红色，则下列结论中错误的是()A．该溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋>Cl2C．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质D．Fe2＋被氯水氧化成Fe3＋6．将Na2O2投入到FeCl2溶液中，可以观察到的现象是(多选)()A．生成白色沉淀B．生成红褐色沉淀C．有气泡生成D．溶液变为棕黄色二、非选择题7．(2010年厦门高一检测)除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可加入________，反应的离子方程式为____________________；除去FeCl3溶液中的少量FeCl2，可加入________，反应的离子方程式为______________________；除去FeCl2溶液中的少量CuCl2，可加入________，反应的离子方程式为____________________。8．化学是很美的，化学物质呈现五颜六色，化学变化色彩纷呈，以下变化就涉及许多的颜色变化：工业盐酸显黄色，当加入过量铁粉充分反应后就变为浅绿色①，然后加入NaOH溶液，会产生白色沉淀②，加入盐酸又变浅绿色③，通入Cl2后变为黄色④，当加入铜后，黄色消失，溶液带有蓝色⑤，插入一根锌棒，首先看到亮红色物质生成⑥，后又被黑色物质覆盖⑦，最后溶液变为无色。(1)写出反应①～⑦的化学方程式。(2)上述反应中，属于氧化还原反应的有____________，其中，铁元素被氧化的有________，铁元素被还原的有________。9．“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸(主要成分为盐酸)。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行了如下实验：试剂1是________，试剂2是________，加入新制氯水所发生的离子反应方程式是______________________。(2)该同学猜想红色溶液退色的原因是溶液中的Fe3＋被还原为Fe2＋，你认为该同学的猜想合理吗？________，理由是________________________；请设计一个简单的实验加以验证__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)该药品须密封保存，若表面出现颜色变化，说明部分Fe2＋已变成Fe3＋。药品中经常放入维生素C，可以延长保质期。请你解释原因______________________。【答案】1．【解析】铁与CuCl2溶液反应，每溶解56g铁生成64g铜，溶液质量减少；铁与AgNO3溶液反应，每溶解56g铁生成216g银，溶液质量减少；铁与Fe2(SO4)3溶液反应，铁溶解生成FeSO4；铁与稀H2SO4反应，每溶解56g铁生成2g氢气。【答案】C2．【解析】Fe2＋具有较强的还原性，易被空气中的O2氧化成Fe3＋，而Fe3＋具有较强的氧化性，故应放入铁粉：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，C、D两项错误，而铜粉可与Fe3＋反应，2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，引进了杂质Cu2＋，故B项错误。【答案】A3．【解析】赤铁矿的主要成分应为Fe2O3，A项错误；Fe与H2O(g)在高温下反应生成Fe3O4和H2，B项错误；2FeCl3＋Fe=3FeCl2，过滤除去多余的铁得FeCl2溶液，C项正确；Fe3＋遇SCN－溶液变红，但不是生成红色沉淀，D项错误。【答案】C4．【解析】BaCl2只能把AgNO3和10%H2SO4与KSCN和NaOH区分开；FeCl2不能区分KSCN和10%H2SO4；Fe(NO3)2不能区分AgNO3和KSCN。只有FeCl3溶液符合题意。【答案】C5．【解析】当加入Fe2＋后溶液不变色，再滴加氯水后变为红色，说明溶液中含有SCN－，Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋与SCN－结合生成红色物质，上述反应也说明了氧化性Cl2>Fe3＋。故正确答案为B。【答案】B6．【解析】2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，Na2O2具有强氧化性，FeCl2具有还原性，两者反应得到Fe(OH)3红褐色沉淀。【答案】BC7．【答案】足量铁粉Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋氯水2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－足量铁粉Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu8．【解析】Fe2＋和Fe3＋都是有颜色的，Fe2＋和Fe3＋之间相互转化的同时伴随着颜色的变化，因此根据颜色变化可确定溶液中离子种类的变化。【答案】(1)反应的化学方程式为：①2FeCl3＋Fe=3FeCl2②FeCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl③Fe(OH)2＋2HCl=FeCl2＋2H2O④2FeCl2＋Cl2=2FeCl3⑤2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2⑥CuCl2＋Zn=ZnCl2＋Cu⑦FeCl2＋Zn=ZnCl2＋Fe(2)①