李雯沧州市第一中学

探究江西怪水之谜

李雯
沧州市第一中学

本节教材是化学1（人教版）第三章《金属及其化合物》的第二节几种重要的金属化合物中“三、铁的重要化合物”中的“铁盐和亚铁盐”部分的内容。

[教学目标]

1、知识与技能：了解Fe2+的性质及Fe2+和Fe3+之间的相互转化；掌握Fe3+的检验方法。

2、过程与方法：通过观看视频和小组讨论，发展信息获取能力和科学推理能力；通过“井水”烧开变黄和“井水”遇茶水变黑两个实验，发展实验方案的设计、实施及获得结论的能力；进一步提高应用化学知识解决实际问题的能力。

3、情感态度与价值观：通过探究怪水中的化学知识，体验化学就在我们身边，化学在生活中的运用。

[教学重点]

1、Fe2+和Fe3+之间的转化及Fe3+的检验方法；2、学科思想方法的渗透。

[教学难点]

怪水中主要离子成分的转化

[教学方法]

实验探究法、讨论法、讲授法

[实验用品]

仪器：试管、酒精灯、试管夹、火柴、试管架

药品：新制2.5mg/m l的硫酸亚铁铵溶液、茶水、浓盐酸溶液、饱和硫氰化钾溶液

[教学过程]

教师活动：播放视频“江西怪水视频材料”；从刚才的视频中你发现了哪些问题？启发学生从视频中发现问题。

学生活动：观看视频，引起思考：通过视频中观察到的现象和信息，对“怪水变色”的现象提出质疑。学生1：为什么井水放置或烧开后会变浑变黄？学生2：为什么井水遇茶水会变黑？学生3：井水可能有毒……

设计意图：引用现实生活中的实际案例创设情境，从生活走进课堂，激发学生的学习兴趣。学生体验从事实材料中提取信息、发现问题、并准确表述问题。

教师活动：教师对学生提出的各种问题进行归纳，从中凝练出本节课要探究的问题：新汲的井水清澈无色，放置或烧开后会变浑变黄，井水遇到茶水会变黑，那么是井水中的什么成分或元素引起的呢？

学生活动：猜想1：井水中可能含有Fe3+；猜想2：井水中可能含有Fe2+；猜想3：井水中可能含有Mn2+…………

教师活动：引导学生通过井水变黄色的外观现象推定可能含有Fe3+。通过清澈无色井水“放置”或烧开变为黄色这一事实，进一步推测含有Fe3+。从新汲的井水是清澈无色的推定井水中含有较多的可能是Fe2+。通过茶水和Mn2+反应实验，茶水颜色不变，说明导致“怪水”现象的主要成分应该是Fe2+。

通过实验探究为推测寻找证据，具体学生活动设计如下：

活动1：学生分组讨论，设计实验方案证明猜想。

活动2：学生分组实验探究。

实验1：模拟井水变黄实验。

（1）给含有Fe2+溶液加热，溶液变黄变浑。

实验2：模拟井水变黑实验。

向含有Fe2+溶液中缓慢倒入茶水，茶水迅速变为蓝黑色。

实验结束引导学生交流实验探究结果，尝试对结果进行分析。

学生活动：分组讨论，设计实验方案。

方案1：将含有Fe2+的溶液暴露在空气中放置一段时间。

方案2：给含有Fe2+的溶液加热。

……

分组进行实验探究。

各实验小组呈现本组实验结果。

讨论并尝试对实验结果做出解释。

设计意图：通过实验探究了解Fe2+向Fe3+的转化，让学生学习用实验的方法获取证据。

锻炼学生准确表述实验现象、并根据实验现象分析实验结果，锻炼提高学生表达交流和分析推理的能力。

教师活动：对实验1的反应现象进行分析。

由上述实验分析可以初步得出结论：井水中含有比正常饮用水较多的Fe2+，经放置与空气中的O2发生反应，被氧化生成Fe3+，进一步反应生成Fe（OH）3，这就是井水变浑黄的原因。

对实验2进行分析：

小知识：茶叶中有一种成分叫茶多酚，茶多酚中含有一种物质叫鞣酸，Fe2+能与茶水中的鞣酸反应变为蓝黑色。

实验2也证明了井水中含有较多的Fe2+。

从而得出结论：江西刘家村的井水中含有较大量的Fe2+（板书）。

启发引导学生思考除了O2还有没有其他化学物质可以完成Fe2+到Fe3+的转化？

学生活动：思考Fe2+到Fe3+的转化是一个被氧化的过程，所以若要完成该转化需要加入有氧化性的物质。

学生思考后回答：Cl2H2O2KMnO4。

学生尝试完成Fe2+和O2Cl2H2O2等反应的化学方程式书写。

设计意图：引导学生尝试将生活中的问题与化学知识联系起来，并用学过的化学知识解释、解决生活中的问题。通过对一系列氧化还原方程式的书写加深学生对氧化还原规律的理解。

教师活动：缺铁性贫血的人群服用的补铁剂中主要是Fe2+，饮用含有少量Fe2+的水是可以的，但是刘家村的井水经过放置后含有的是Fe3+，如何用学过的氧化还原知识将水中的Fe3+转化为Fe2+？

学生活动：回答加入Fe。

教师活动：Fe3+是铁元素的最高价态，具有较强的氧化性，遇到还原性物例如Fe、Cu等可发生氧化还原反应，从生活适用、安全的角度，还原Fe粉是最理想的还原剂，它安全、环保、不产生污染，节约能源。

Fe3+和Fe发生氧化还原反应的化学方程式如下：2Fe3++Fe=3 Fe2+（板书）。

让学生思考完成Cu和Fe3+反应的化学方程式。

顺势讲解Fe3+的实验检验方法：取适量含有Fe3+的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色。

学生活动：聆听思考并完成化学方程式的书写。

学生自己动手完成学生实验，对溶液中的Fe3+进行检验。

教师活动：为什么井水中含有大量Fe2+。

播放视频，专家研究结论：1、淤泥质、有机质的堆积导致当地土壤酸性坏境的形成；2、当地土壤中含有铁；3、铁在酸性环境下溶解；4、溶解铁的水渗透到地下的砂砾层中，形成了地下“怪水”。

江西怪水之谜至此彻底解开了，我们说怪水不怪，只要我们做生活的有心人，就会发现生活中处处有化学，用学过的化学知识就能解决生活中的现实问题。关注生活、关注社会，做生活的智者，从而提高我们的生活质量。

学生活动：倾听思考，情感态度和价值观得到升华。

设计意图：彻底揭开怪水之谜，让学生产生学习的成功体验，体会到化学是有用的化学，享受学习的快乐。引导学生反思，进一步加深理解化学来源于生活，服务于社会，学习有用的化学知识、进一步提升学习化学的兴趣。达到知识的内化、认识的提高、情感的升华。