资源简介

基于真实情境的趣味化学教学设计
——“以铁盐及亚铁盐”教学为例
一、教学背景分析1、教材分析
“铁盐和亚铁盐”是人教版高中化学必修一第三章第一节第二课时的内容，属于元素化合物的知识体系，是学生在学习了钠和氯及其化合物知识的基础上，进一步开展的铁的重要化合物的学习。从学科价值来看，铁元素是必修一课本中唯一的变价金属元素。从化合价的视角认识 Fe3+和 Fe2+的性质，可以使学生在探究的过程中构建同一元素不同价态物质之间相互转换的思维模型，培养学生的元素观、变化观、分类观、实验观等化学学科观念。从社会价值的角度来看，铁及其化合物在生产生活中的应用十分广泛，本节课的学习能培养学生从化学的角度解决实际问题，体会化学学科价值， 培养学生“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养。
2、学生情况分析
知识和能力储备：通过第一章的学习，学生已经对物质的分类、离子反应、氧化还原反应等知识内容有了一定的了解，能够从物质类别的角度去分析物质的性质。通过第一课时的学习，知道铁的氧化物和氢氧化物的物理性质和化学性质，为学生设计实验检验红色土壤中的氧化铁提供了知识基础。在能力方面，学生基本掌握了简单的实验操作方法，能够从直观地的实验现象得出简单的实验结论。
心理特征：学生对探究实验有浓厚的兴趣，对知识有强烈的求知欲，对与息息相关的生活情境比较感兴趣。
可能的障碍：铁元素是必修一课本中第一种变价金属元素，学生对氧化还原反应知识的运用还不够熟悉，还不能从元素价态的角度去分析物质的性质，需要老师进行引导。学生虽然积累了一定的知识基础和生活经验，但缺乏将化学知识运用到生活中的意识和能力，因此讲解知识时需要选择学生熟悉的真实情境，引导学生学以致用。
二、教学目标与评价目标
指向化学学科核心素养的课堂教学，追求教学评一体化设计，注重教学目标、评价目标与学习任务的一致性。“铁盐和亚铁盐”的核心素养目标与评价目标及其对应的化学学科核心素养见图 1。
图 1：“铁盐和亚铁盐”核心素养目标与评价体系三、教学重难点
重点：Fe3+的检验；Fe3+和 Fe2+的相互转化难点：Fe3+和 Fe2+的相互转化
四、教学过程设计
（一）教学基本流程
图 2：教学基本流程图
（二）教学过程
1、创设情境，提出问题——“丹霞山的土壤岩石为什么是红色的？”
【展示】丹霞山图片
【教师】丹霞山是我国最美的丹霞地貌之一，由于独特的红色岩层，被称为“中国红石公园”，同学们知道丹霞山的土壤和岩石为什么是红色的吗？
【设计意图】利用丹霞山红色岩石的独特风景创设真实情境，从中提炼出本节课的探究问题。以此吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，启发学生从现实生活中发现化学问题，从生活走进化学。
2、实验探究，获取新知——“探究丹霞山的土壤岩石呈现红色的原因”
【猜想与假设】学生结合铁及其化合物的相关知识，猜想丹霞山的土壤呈现红色是因为土壤中含有氧化铁。
【展示】一小包红色土壤。
【教师】想要检验这红色土壤中是否含有氧化铁，我们应该先如何处理土壤？
【学生】用酸溶解，再过滤得到滤液，再检验滤液中是否有三价铁离子。
【教师】如何检验三价铁离子？
【学生】小组讨论检验三价铁离子的方法。方法 1：观察法——三价铁离子为棕黄色。
方法2：沉淀法——与NaOH 溶液反应，Fe3+会与 OH-反应生成红褐色的沉淀Fe(OH)3。
【教师】除了这两种方法，是否还有其他方法？
【演示实验】在 2 支试管中分别加入 5mLFeCl3 和 FeCl2 溶液，然后分别滴入 2 滴KSCN 溶液。
【学生】观察并记录实验现象：FeCl3 溶液变红，FeCl2 溶液无明显变化。
【小结】Fe3+遇 KSCN 溶液变成红色，发生反应 Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。这种方法也可以用于检验三价铁离子。
【布置任务】利用已经掌握的知识，检验桌面上的那瓶土壤溶液是否含有三价铁离子。可以使用的实验物品有：土壤浸出液、NaOH 溶液、KSCN 溶液、pH 试纸、玻璃棒、试管。
【小组实验一】学生选择合适的方法检验土壤浸出液中是否含有三价铁离子，并填写实验记录表格。
检验 Fe3+ ①方案：
②现象：
③结论：
【教师】我们请同学来分享，你用了什么方法进行检验，有什么现象，得出什么实验结论。
【学生】我们小组用了第 3 个方法，取 5mLFeCl3 溶液于试管中，滴加几滴 KSCN 溶液，可以看到溶液变红，说明土壤溶液中有 Fe3+。
【学生】我们小组用了第 2 个方法，取 5mLFeCl3 溶液于试管中，滴加了许多 NaOH 溶液，但没有看到红褐色沉淀，说明溶液中没有 Fe3+。
【教师】两个小组使用的是相同的溶液，不同的实验方法，得到不同的结论，到底哪一个才是正确的？
【学生】第 1 位同学是正确的。
【教师】那加 NaOH 为什么没有产生红褐色沉淀？
【设计意图】让学生独立设计实验，分享实验结果，有利于提高学生观察、描述、分析和证据推理的能力。不同的小组得到不同的实验结论，形成认知冲突，使学生产生疑问，激发学生的求知欲。
【小组讨论】加 NaOH 没有产生红褐色沉淀的原因是什么。
【学生】经过讨论，学生猜想到加 NaOH 没有产生红褐色沉淀的原因可能是以下两点。
猜想一：土壤溶液中 Fe3+浓度过低。
猜想二：土壤溶液中酸过量导致没有沉淀。
【教师】如何验证我们的猜想？看看桌子上有什么。
【学生】有 pH 试纸，可以测溶液 pH 是否酸性来排除猜想二。
【小组实验二】测试加了 NaOH 的试管中溶液的 pH。
【学生】溶液为碱性，说明碱早已经过量，没有产生沉淀不是因为酸过量，而是因为土壤溶液中 Fe3+浓度过低。
【小结】经过两种实验方法，得出结论：土壤溶液中有少量 Fe3+，所以丹霞山的红色土壤中含有少量氧化铁。沉淀法和观察法适用于常量的 Fe3+的检验，KSCN 法最灵敏，可以检验出微量的 Fe3+。

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