《铁的重要化合物》教学设计

一、指导思想与理论依据

1.建构主义：学习是学习者以自身已有的知识和经验为基础的主动的建构活动，学习者据此开展的合作学习可以使理解更加丰富和全面。教师应努力创造适宜学生学习的环境，鼓励学生自己分析他们所观察到的东西，使他们能自主建构自己的知识。

 

2.化学新课程的理念：（1）面向全体学生，照顾学生的个体差异，使每一个学生学习的潜能都得到充分发展；（2）突出科学探究的学习方式，给学生提供充分的科学探究的机会，体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究的能力并增进对科学探究的理解；（3）注重合作学习，让学生在学会合作。

 

二、教学内容分析

在第一章从实验学化学和第二章化学物质及其变化的基础上，本章开始学习具体的元素化合物知识。元素化合物知识是中学化学的基础知识，也是学生今后生活中需要了解和应用的基本知识。通过这些知识的学习，既可以为前面所学的实验和理论知识补充感性认识的材料，又可以为在化学2中下册学习物质结构、元素周期律等等理论知识打下重要的基础；还可以使学生认识科学研究的一般方法。 

本节课“铁的重要化合物”是第二节“几种重要的金属化合物”中的一部分。铁是中学阶段需要重点学习的唯一的变价金属元素，其化合物种类较多，实验易于开展且现象丰富，既可以增强学生的学习兴趣，又可体现化学思维方法——分类法和价态观的运用。对铁的重要化合物的学习有助于学生更好地学习其它元素化合物知识。

 

　三、学生情况分析

在知识上，学生已经有了物质的分类、氧化还原反应原理等相关知识，并对铁盐和亚铁盐、氧化铁等铁的化合物有一定的认识，这是对于掌握铁的重要化合物的支持；在能力上，学生已经初步具备了观察能力、实验能力、思维能力；情感上，乐于探究物质变化的奥妙。学生可以应用第二章学习的物质分类和氧化还原的方法，去认识铁的重要化合物所属的物质类别，从碱的通性的角度去认识铁的两种氢氧化物所具有的性质和制备方法；并从化合价角度对铁的化合物进行分类，去预测并通过实验探究Fe2+和Fe3+的相互转化的途径。但由于学生刚刚开始元素化合物的学习，对氧化还原知识尚不能熟练运用，对常见的氧化剂和还原剂并不熟悉，加上实验能力有限，导致他们在实验探究Fe3+、Fe2+的相互转化时会遇到困难，需要在教师的引导下开展探究活动。

 

　　四、教学目标设计

（一）知识和技能  

1、认识铁的重要化合物的化学性质。  

2、了解检验Fe3+的方法

　

　（二）过程和方法

1、通过对实验现象的分析、推理与归纳，培养思维能力，同时在分组实验中培养合作学习的能力。

2、通过在探究Fe2+和Fe3+的相互转化的过程中进行实验设计，初步学会运用氧化还原知识研究物质的氧化还原性。

 

（三）情感、态度和价值观  

学生通过观察和探究，发展学习化学的兴趣与热情，感受化学变化的奇妙与和谐。

 

　　五、教学过程与教学资源设计

（1）教学流程设计：

 

（2）教学资源的开放性措施

 

本节课开始提供了一些常见的含有铁元素的药品，如加入了铁钉的FeCl2溶液和不加铁钉FeCl2溶液，为学生的探究活动提供问题情境。学生实验制备铁的Fe (OH)2和Fe (OH)3，对铁的重要化合物的认识更加全面，同时使学生认识到Fe2+可以转化为Fe3+，为后续探究活动做铺垫；演示实验将KSCN溶液分别加入到FeCl2溶液和FeC3溶液中，使学生了解了Fe3+的检验方法；学生实验用KSCN溶液加入了铁钉的FeCl2溶液和不加铁钉FeCl2溶液，检验结果作为两瓶溶液存在不同之处的证据，引出新的问题未加入铁钉的FeCl2溶液为什么含有Fe3+，将探究活动引向深入。最后提供药品供学生选择，来实现Fe2+、Fe3+的相互转化，目的在于进行实验设计，初步学会运用氧化还原知识研究物质的氧化还原性的方法。、

 

（3）问题情境的开放性措施

开放问题1：通过对提供的含铁化合物的试剂的观察，你发现了什么问题？

 

使学生通过观察和思考提出问题，提高学生的学习兴趣，培养学生发现问题的能力，同时，提出的问题将作为驱动任务，推动学生的探究活动。

 

开放问题2：除了O2，你认为还有哪些物质可以将 Fe2+氧化为 Fe3+？除了Fe，你认为还有哪些物质可以将Fe3+还原为 Fe2+？

 

使学生在进行实验前，利用氧化还原知识分析要实现Fe3+、Fe2+的相互转化，预测需要加入的物质和对应的可能出现的现象，再通过选择适当的试剂进行实验，初步体会科学探究的一般过程。

 

（4）学生活动的开放性措施（教学活动的设计）

设计实验探究Fe2+、Fe3+ 之间的相互转化。一方面，使学生了解了氯化亚铁的还原性、氯化铁的氧化性；另一方面，初步学会如何通过实验探究物质的氧化性、还原性，即：根据物质中元素的价态预测物质的氧化性、还原性 → 选择相应的还原剂或氧化剂与该物质反应以验证该物质的氧化性或还原性，寻找验证方法检验是否实现了预期转化 → 实施实验，获取证据 → 分析实验，得出结论。

（5）教学方案设计

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

 

环节1：

创设情景，发现问题

[引入]这节课我们一起来认识和研究铁的重要化合物，在实验盒中提供了一些常见的含有铁元素的试剂，请对它们进行观察，并从元素组成的角度分析它们分别属于哪类物质，然后把观察和分析的结果填入表中。

 

 

[提问]

请根据自己的观察提出问题

观察：Fe2O3，Fe3O4，FeCl2溶液（加铁钉），FeCl2溶液（不加铁钉），FeCl3溶液，铁粉，分析后填表：

含铁试剂

颜色

物质类别

[提问：]

（1）为什么没有提供Fe (OH)2和Fe (OH)3

（2）为什么提供了两瓶FeCl2溶液（其中一瓶加入了铁钉）

 

通过观察和分析发现问题

环节2：

制备铁的 Fe(OH)2和Fe(OH)3

[讲解]提供的药品中，没有铁的氢氧化物，我们能不能利用现有的药品制取Fe(OH)2和Fe(OH)3呢？ 

 [学生汇报实验结果]

 

[讲解]事实上Fe (OH)2沉淀是白色的

 

[演示实验]用胶头滴管取事先加热过NaOH溶液伸到已除过氧的Fe Cl2溶液液面下滴加

[提问] 

为什么试管壁上的沉淀变成了红褐色？

[实验]

学生实验制备Fe (OH)3和Fe (OH)2，并记录实验现象

[汇报]

向FeCl3溶液加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，FeCl2溶液加入NaOH溶液产生灰绿色沉淀

 

学生观察实验现象：得到的白色Fe (OH)2沉淀，迅速转变为灰绿色，振荡后试管壁上的沉淀很快变成红褐色。

通过实验和对实验现象的分析，使学生了解铁的氢氧化物的制备方法，并使学生认识到+2价的Fe容易被空气中的氧气氧化成+3的Fe

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

 [板书：]

1、铁的氢氧化物的制备

Fe3＋＋3OH－＝ Fe (OH)3↓红褐色

Fe2＋＋2OH－＝ Fe (OH)2↓白色

4Fe (OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe (OH)3

[小结：] Fe(OH)2中+2价的Fe很容易被空气中的氧气氧化+3的Fe

[分析：] 

生成的Fe (OH)2 被空气中的氧气氧化生成了氢氧化铁。

环节3：

研究加入了铁钉的氯化亚铁溶液与未加铁钉的氯化亚铁溶液有何不同

[过渡提问]现在我们来研究第二个问题：加入了铁钉的 FeCl2溶液与未加铁钉的FeCl2溶液有什么不同吗？

[提问]联系这节课开始时观察到的药品的颜色，未加铁钉的 FeCl2溶液可能什么成分？

[提问]如何证明你的推测？

 

[讲解]用要检验Fe3+，我们要用到一种新的试剂：硫氰化钾溶液，

[演示实验]分别向FeCl2溶液和FeCl3溶液中滴加KSCN溶液

[板书小结：]

2、Fe3＋的检验

Fe3＋遇KSCN溶液显红色

Fe2＋遇KSCN溶液不显红色

[学生观察后回答：]

没有未加铁钉的 FeCl2溶液颜色较深，显浅黄色

 

[回答：]

可能含有 Fe3＋

 

 

观察实验现象

 

通过对Fe3＋的检验，进一步认识到 Fe2＋容易被空气中的氧气氧化成 Fe3，同时认识到FeCl2溶液中加铁钉的作用是将Fe3+还原成Fe2+

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

 [指导学生实验]检验加入了铁钉的 FeCl2溶液与没有加铁钉的 FeCl2溶液是否含有Fe3＋

 

[提问：]

为什么未加入铁钉的 FeCl2溶液中含有Fe3+？

 [小结：]

没有加铁钉的FeCl2溶液中，Fe2+能被空气中的氧气氧化生成了Fe3+

 [提问：]

为什么加入了铁钉的 FeCl2溶液中没有Fe3+？

[板书：]

[实验]分别向加入了铁钉的 FeCl2溶液与没有加铁钉的 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液

 

[汇报]

前者无明显现象，后者溶液变成红色，说明没有加铁钉的FeCl2溶液中含有 Fe3+

[回答]

没有加铁钉的FeCl2溶液中，Fe2+能被空气中的氧气氧化生成了Fe3+

 

[回答]铁单质具有还原性，将Fe3+还原成了Fe2+

环节4：

实验探究Fe2+和Fe3+的相互转化

[提问：]

除了O2，你认为还有哪些物质可以将 Fe2+氧化为 Fe3+？除了Fe，你认为还有哪些物质可以将Fe3+还原为 Fe2+？

 

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

[指导实验探究]

提供以下试剂： 0.1mol/LFeCl2溶液、0.1mol/LFeCl3溶液、铁粉、KI淀粉溶液、KMnO4溶液、新制氯水、硝酸、KSCN溶液。

请选择合适的试剂，设计氯化亚铁转化为氯化铁相互转化的实验方案，预测可能出现的实验现象，再进行实验。

 

【提问】1、你设计Fe2+和Fe3+相互转化选择试剂的依据是什么？

2、你如何判断Fe2+和Fe3+之间发生了转化？

【小结】通过实验表明，Fe2+具有还原性，Fe3+具有氧化性，选择合适的氧化剂或还原剂，是可以实现Fe2+和Fe3+的相互转化。

学生分组讨论并进行实验

 

转化目标

所选试剂

实验方案

预期现象

实

验

现

象

结论

FeCl2→    FeCl3

FeCl3→    FeCl2

【汇报】

Fe2+转化为Fe3+，失电子被氧化，需加入氧化剂，如硝酸和氯水； Fe3+转化为Fe2+，得电子被还原，需加入还原剂，如铁粉、KI

环节5：

应用知识

【提问】你对实验室保存 FeCl2溶液有什么建议？

回答：1、要加入铁单质

      2、要密封保存

      3、不能和易挥发且氧化性的药品在一起保存，如不能和硝酸、氯水等放在一起

应用知识决问题

 

六、学习效果评价设计

本节课学生学习的积极性得到了充分的调动，在教师的帮助下主动建构知识，了解了科学探究的基本方法。教师的课堂驾驭能力得到了体现和提高。

学生自我评价方式：谈谈本节课自己最大的收获，了解学生在知识的获得、学习兴趣、合作精神等方 面目标的达成情况；

学生相互评价方式：在小组合作中同组成员的作用评价。

学生评价教师：学生评价教师的教学设计意图是否得到实现。

教师评价： 

      1．观察学生在课堂中回答问题、参与讨论的积极程度，关注学生的表现性评价；

   2．编制习题检测知识技能目标的达成。

   3．提供一种尚未学习过的物质（如Na2SO3），让学生制定方案探究它的氧化还原性，评价学生对探究物质氧化  还原性的一般方法的理解程度。

 

 七、教学反思

在这节课的设计中，不只是把情景作为引入的手段，而是把情景作为与问题相匹配的教学线索：在学生观察实验室常见的含铁试剂的观察的真实情景中引出问题，在制备铁的氢氧化物、研究加入了铁钉的氯化亚铁溶液与未加铁钉的氯化亚铁溶液有何不同、探究Fe2+和Fe3+的相互转化三个任务的驱动下，学生发现问题，主动参与探究，有多次小组讨论或实验活动，学生的思维深层次地参与到探究活动中，教学实效性得到了体现。从教学实际情况看，学生参与的兴趣和活跃程度明显提升。不足之处是，在“设计实验完成亚铁离子与铁离子的相互转化”阶段，学生交流表达不够充分。这个环节如果处理更加合理，学生对研究物质的氧化还原性的一般方法的理解会更好，教学实效性会更好。