曹志兵 殷晓捷 陈静

摘要：本节课是在学生已经学习过的钠和铝的重要化合物的基础之上，通过对三种常见的铁的氧化物与酸反应后产物中阳离子检验方案的讨论，结合实验事实来进行学习。通过“实验一观察一分析”的教学方法学习“铁的重要化合物”知识，使学生形成“实验是学习化学、研究化学的基础”、“实验是最高法庭”的深刻印象。教学中在使学生明确实验目的的前提下，通过设计实验方案，进行实验操作，层层推理，步步分析，进一步了解变价金属元素铁的重要化合物以及相互之间的转化关系。

关键词：实验;铁的重要化合物;教学设计

文章编号：1008-0546（2019）03-0069-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.021

一、教学过程

1.创设情景引出主题

【教师活动】铁的氧化物是铁的化合物中的重要类型，在生产生活中有着广泛应用。如氧化铁常用于制作红色的油漆和涂料，赤铁矿（主要成分是Fe203）是炼铁的主要原料之一等。根据铁的常见价态和我们已有的知识，可知常见的铁的氧化物主要包括三种类型：氧化亚铁（FeO）、氧化铁（Fe2O3）和四氧化三铁（Fe3O4）。展示三种样品图片，再展示FezO3和Fe3O4实物。说明：我校实验室中尚未购买FeO样品，你觉得可能是什么原因？

【学生活动】可能是因为价格比较贵，更主要的原因在于FeO的状态不够稳定。

【教师活动】确实，FeO中的二价铁元素容易被氧化，不稳定，在空气中受热就迅速被氧化成Fe3O4，因此难以制备和保存，价格昂贵，每克价格要160元（我们咨询了有关供货商）。那么三价铁元素是否可能转化为二价铁元素呢？我们南京明城墙的青砖，不同于生活中常见的红砖墙（其中含有Fe2O3显现出砖红色），青砖中含有FeO和Fe3O4，而其中Fe3O4是以晶体形式存在，因而增加了砖的强度和抗腐蚀能力。请大胆猜测在红砖转化成青砖的工艺中发生了怎样的化学变化？

根据我们已学知识，同学们可以提出哪些检验Fe3+的可行方案呢？

2.方案设计实验探究

方案1：取反应后上层清液，观察反应后溶液颜色的变化（观察法）。

实验现象：溶液显棕黄色，证明阳离子为Fe3+。

方案2：取反应后上层清液，滴加氢氧化钠溶液，观察反应现象（沉淀法）。

实验现象：产生红褐色沉淀Fe（OH）3，证明阳离子为Fe3+。

【教师活动】以上两种方案观察法和实验法，对所鉴别的离子浓度要求比较高，另外呈黄色的溶液也不只是Fe3+溶液。若是用我们刚刚制备的产物进行试验，现象则不太明显，效果也不理想。这里给同学们介绍一种检测Fe3+的特征反应，用KSCN溶液来检验Fe3+的存在，效果非常明显。

方案3：取反应后上层清液，滴加1滴硫氰化钾溶液，观察反应后溶液颜色的变化（特征反应法）。

实验现象：溶液显血红色，证明阳离子为Fe3+。

【教师活动】该反应生成了红色可溶性的物质，非常灵敏，是检验Fe3+的特征反应。

3.类比推理发散思维

实验现象：加入铁粉振荡后，溶液的红色褪去，变成浅绿色。

【师生活动】讨论在Fe2+和Fd3+的转化过程中可能用到的氧化剂和还原剂，全面建立Fe2+和Fe3+之间的转换关系：

4.自主探究内化升华

【教师活动】最后请同学分组实验，探究如何检验Fe3O4和硫酸反应后产物（仍然采用事先制备好的反应后溶液进行检验）。提示：首先通过分析Fe3O4中铁元素的化合价，写出其与硫酸反应的离子反应方程式，然后再分析我们之前的几种检验方法是否适用于Fe2+和Fe3+混合情况下的分别检验。

【学生活动】分组完成实验方案设计和实验实施，实验现象记录和评价。【师生活动】通过实验，讨论分析得出：检验Fe3+和Fe2+用特征反应是最可靠的方法;注意离子检验时相互有干扰的可能性;掌握特定条件下离子的检验方法。下面我们来看几个课堂讨论：

课堂讨论1：向Fe3O4与稀盐酸反应后的溶液先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，观察到溶液呈血红色，能够证明反应以后的溶液中含有Fe2+吗？

设计意图：先滴加氯水再滴加KSCN溶液，无法排除反应体系初始状态是否存在Fe3+的干扰，实验方案存在缺陷。

课堂讨论2：向酸性KMnO4溶液中滴加Fe3O4与稀盐酸反应后的溶液，观察到溶液的紫红色褪去。能够证明反应后的溶液中一定含有Fe2+吗？

设计意图：氯离子在酸性条件下，也可能与高锰酸根发生氧化还原反应，因此在实验设计时需要排除氯离子的影响，采用硫酸。

【教师活动】课堂总结：本节课我们认识了含有Fe2+的铁的化合物，如FeO、Fe3O4、Fe（OH）2、亚铁盐等;也认识了含有Fe3+的铁的化合物，如Fe2O3、Fe3O4、Fe（OH），、铁盐等。另外，我们还掌握了Fe2+和Fe3+的相互转化关系和检验的一般方法，特别要注意在特定条件下的检验方法。希望同学们通过这节课的学习，认识到物质检验过程中的注意点包括：操作简便易行;现象明显;防止其他物质的干扰。以上就是本节课的主要内容。

二、板书设计

三、教学反思

1.这一节课是南京市教育局来我校督导时开设的一节公开课。作为从教二十多年的老教师我没有丝毫懈怠，反复思考，认真准备，力争把这传统教学内容上出新意。课后听课专家一致认为这是一节精品课，课堂设计严谨、合理、新颖，板书设计独特，一致给予好评。作为一个老师应该把上好每一节课作为自己终身的教学追求，使自己成为一名真正的教书工匠。

2.上一节课容易，上一节好课难。在设计好教学思路后，我们首先到实验室进行实验准备，发现远不是我们事先想象的：如氧化铁和四氧化三铁与盐酸（不能太浓，太浓会导致与碱反应时加碱液过多）的反应非常慢，经过反复实验，发现要放置24小时后才有比较好的实验结果;再比如配制硫酸亚铁溶液，溶液中总能检验出Fe3+，后来尝试在溶液中加入一片维生素c后才有很好的实验结果，尽管如此，我们发现约2小时后溶液中又能检出Fe3+。

3.随着教育部在《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的建议》中“核心素养”概念的提出，如何發展学生的核心素养成为我们教师需要思考的首要问题。而“学科核心素养”概念的提出有助于核心素养在学校教育中的落实。“学科核心素养”是指通过学习某学科的知识与技能、思想与方法而习得的重要观念、关键能力和必备品格。高中化学学科核心素养主要包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任等几大方面。在本节课的教学中，通过设疑激趣、探究实验、建构模型、三重表征、归纳整合等多个维度，培养学生的化学学科核心素养。