张军平

【摘要】通过对墨粉中磁性物质的探究，引出四氧化三铁性质的研究。从物质类别和化合价角度去分析预测四氧化三铁的化学性质，可以较为系统和全面的掌握四氧化三铁的性质，同时培养学生证据推理的学科素养。通过设计不同的实验去检验四氧化三铁的化学性质，可以更为直观的检验学生的预测，探究实验能培养学习科学探究的学科素养，是理解知识、体验学习过程的重要途径。

【关键词】四氧化三铁   墨粉   磁性物质   铁的氧化物

人教版必修1教材中关于Fe3O4的性质少有涉及，也没有相应的实验去探究。在实际教学中对Fe3O4的性质学习往往集中在与酸反应这一反应中，这对Fe3O4的性质学习并不全面。笔者通过查阅资料发现墨粉中存在的磁性物质为Fe3O4，从物质类别和化合价角度去预测Fe3O4化学性质，可以与酸反应，且具有氧化性和还原性。为了更加真实的验证Fe3O4的性质，设计了以下实验。

1.Fe3O4的磁性

1.1实验用品

墨粉、小号密封袋、磁铁

1.2实验步骤：

磁铁在密封袋外部吸引墨粉

1.3实验现象：部分墨粉在磁铁吸引下移动

1.4实验结论：墨粉中存在磁性物質，可能是铁或四氧化三铁。

2.Fe3O4与酸反应

2.1实验用品

小试管、试管架、胶头滴管、酒精灯、墨粉、3mol/L硫酸、6mol/L硫酸、9mol/L硫酸、6mol/L盐酸、9mol/L盐酸、KSCN溶液、K3[Fe（CN）6]溶液

2.2 实验原理

理论依据：Fe3O4+4H2SO4 ==FeSO4 + Fe2（SO4）3 + 4H2O

2.3 实验步骤

（1）取一药匙墨粉于试管中，分别与3mol/L硫酸、6mol/L硫酸、9mol/L硫酸、3mol/L盐酸、6mol/L盐酸反应;

（2）由于墨粉密度小，浮在溶液上方。过滤取滤液;

（3）每份滤液分为两份，一份分别加入KSCN溶液，另一份分别加入K3[Fe（CN）6]溶液;

2.4实验现象及结论

3.Fe3O4的氧化性

3.1 实验用品

小试管、试管架、胶头滴管、酒精灯、铁架台、铁圈、滤纸、蒸发皿、酸性KMnO4稀溶液、铝粉、镁条、氯酸钾固体

3.2实验原理

3.2.1第一组实验：Fe3O4粉末与酸性KMnO4稀溶液反应

实验原理：Fe3O4中铁的化合价处于中间价态，可以降低

3.2.2第二组实验：Fe3O4粉末与铝粉发生铝热反应

3.3实验步骤

3.3.1第一组实验：

（1）取一药匙Fe3O4粉末于试管中;中

（2）向试管中加入3ml酸性KMnO4稀溶液，观察现象

3.3.2 第二组实验

（1）把两张圆形滤纸分别对叠成漏斗状套在一起，取出内层滤纸，在其底部剪一小孔后用水润湿，再套回原处，并架在铁圈上（实验装置如图1），下面放置一盛有沙子的蒸发皿。

（2）将5g干燥的四氧化三铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，在混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁带。

（3）用燃着的镁条点燃镁带，观察现象（反应时会产生高温、发出强光，观察时请注意安全不要直视）。

（4）将（3）中的固体产物用磁铁吸，观察现象。

3.4.1第一组实验 实验现象与结论：

3.4.2第二组实验 实验现象与结论：

4.Fe3O4的还原性

4.1 实验用品

大试管、分液漏斗、锥形瓶、带橡胶管导管、铁架台、试管夹、棉花、酒精灯、双孔橡胶塞、Fe3O4、MnO2、30%H2O2

4.2 实验原理：Fe3O4中铁的化合价处于中间价态，可以升高

4Fe3O4+O2 == 6Fe2O3

4.3实验步骤

（1）取2药匙Fe3O4粉末放入大试管;

（2）向锥形瓶中加入1药匙MnO2;

（3）组装好装置（如图2），在分液漏斗中逐滴加入30ml 30%H2O2溶液至锥形瓶中，预热大试管后集中加热，观察现象。

4.4实验现象和结论

结束语

化学学科的新课程标准要求学生具备证据推理和科学探究等学科素养。理论预测是学生证据推理学科素养的很好体现;探究实验能培养学习科学探究的学科素养，是理解知识、体验学习过程的重要途径。

【参考文献】

[1]张丽华.素养为本的元素化合物知识教学以铁及其重要化合物为例 [B].江苏：化学教学，2019，（8）：57-61.

[2]杨喜燕. 必修一《铁及其化合物》教学改进研究[网络].

[3]王磊.铁及其化合物+高端备课的成果[网络].