• 2012年江蘇省高中化學(xué)優(yōu)秀課評比
“鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化”
葉書林 江蘇省丹陽高級中學(xué)
教學(xué)設(shè)計
（蘇教版 2009年6月第5版）
【課程標(biāo)準(zhǔn)】《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》對本節(jié)內(nèi)容的要求是：根據(jù)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究，了解鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)，能列舉合金材料的重要應(yīng)用。了解Fe3+的氧化性，認(rèn)識Fe3+和Fe2+之間的相互轉(zhuǎn)化。Fe3+和Fe2+之間的相互轉(zhuǎn)化僅限于Fe3+分別與Fe、Cu的反應(yīng)，以及Fe2+與Cl2的反應(yīng)。
【教材分析】作為人體必需的微量元素和最常見的變價金屬，鐵在生命領(lǐng)域、現(xiàn)代社會均發(fā)揮著尤為重要的作用。蘇教版必修教材化學(xué)1專題三第二單元《鐵、銅及其化合物的應(yīng)用》以鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化為主要內(nèi)容，介紹了鐵離子的檢驗(yàn)，鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)與相互轉(zhuǎn)化條件，不同價態(tài)的鐵元素之間的相互轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用。從教材表面看，對學(xué)生的知識、能量要求并不高，但這部分內(nèi)容不僅是鞏固應(yīng)用氧化還原反應(yīng)理論，更是讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)知識與生命健康、生活實(shí)際緊密聯(lián)系的極好時機(jī)。
【學(xué)生分析】在教學(xué)活動中，教師是主導(dǎo)，學(xué)生是主體。本節(jié)課的教學(xué)對象為四星級高中的學(xué)生，他們基礎(chǔ)較好，求知欲望強(qiáng)，樂于展現(xiàn)自我。在知識層面上，學(xué)生對鐵及其化合物在初中有了一定程度的了解，具備了基本的氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)的概念，對本節(jié)課的學(xué)習(xí)有較為充足的知識儲備。在能力層面上，通過初中和高中階段的訓(xùn)練，學(xué)生具備了一定的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察分析問題的能力，但嚴(yán)密的邏輯推理和完整的實(shí)驗(yàn)探究能力還有待進(jìn)一步培養(yǎng)和加強(qiáng)。在心理層面上，學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)現(xiàn)象興趣濃厚，有較強(qiáng)的探求欲、表現(xiàn)欲和成就欲，有極大地解決實(shí)際問題的熱情，卻不知實(shí)際問題的處理遠(yuǎn)比書本知識復(fù)雜。
【教學(xué)目標(biāo)】
知識與技能（1）掌握鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)化。
（2）學(xué)會用多種方法鑒別鐵離子、亞鐵離子。
（3）了解鐵離子、亞鐵離子之間的相互轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)生活中的具體應(yīng)用。
過程與方法（1）體驗(yàn)從化合價的角度分析微粒的氧化性、還原性，讓學(xué)生逐步掌握學(xué)習(xí)元素化合物知識的一般方法。
（2）通過設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生掌握鐵離子、亞鐵離子的化學(xué)性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化的條件。
情感態(tài)度價值觀（1）通過補(bǔ)血劑等常見物質(zhì)使學(xué)生初步學(xué)會從化學(xué)視角觀察生活、生產(chǎn)和社會中的有關(guān)問題。
（2）通過小組實(shí)驗(yàn)逐步養(yǎng)成自主、合作、探究的態(tài)度和習(xí)慣，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)精神。
【教學(xué)流程圖】

【教學(xué)過程】
1 課堂引入
這是一張真實(shí)的驗(yàn)血報告單，數(shù)據(jù)顯示患者的血紅蛋白含量明顯偏低。我們看看醫(yī)生的診斷——缺鐵性貧血，貧血就要補(bǔ)血。本節(jié)課，我們將探尋補(bǔ)血劑中的“鐵”！
〖教師〗表演魔術(shù)：黃墨水在白濾紙上寫出紅色“鐵”字
2 補(bǔ)血劑的“紅外套”——氧化鐵
〖展示〗硫酸亞鐵片的說明書展板
〖學(xué)生〗第1次閱讀硫酸亞鐵片的說明書，尋找含鐵化合物；觀察塑料密封袋中的紅色藥片、白色藥片，猜測物質(zhì)成份并研碎白色藥片觀察內(nèi)部顏色。
紅色物質(zhì)——氧化鐵；淡藍(lán)綠色物質(zhì)——硫酸亞鐵。
〖展示〗硫酸亞鐵片的三層結(jié)構(gòu)（圖1）

圖1 硫酸亞鐵片的三層結(jié)構(gòu)實(shí)物照片
〖教師〗吞服藥片是連同包衣一起內(nèi)服的，這時候誰幫助它脫掉“紅外套”？
〖學(xué)生〗胃中的鹽酸
〖教師〗氧化鐵與鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物中含有鐵離子。你知道檢驗(yàn)Fe3+有哪些方法嗎？
〖學(xué)生甲〗根據(jù)溶液顏色，F(xiàn)e3+是棕黃色。
〖學(xué)生乙〗我認(rèn)為可以選擇氫氧化鈉溶液。
〖學(xué)生丙〗還可以選擇硫氰化鉀溶液。
〖演示實(shí)驗(yàn)〗檢驗(yàn)藥片“紅外套”的鹽酸浸泡液中的鐵離子
〖?xì)w納〗列表對比Fe3+的三種檢驗(yàn)方法并進(jìn)行評價
〖揭秘〗魔術(shù)里隱含的化學(xué)知識。
3 補(bǔ)血劑的“綠身體”——硫酸亞鐵
〖過渡〗通過實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)藥片的紅外套確實(shí)是氧化鐵?，F(xiàn)在我們來研究除去紅外套的白色藥片。你能設(shè)計檢驗(yàn)藥片淡藍(lán)綠色部分含鐵元素的實(shí)驗(yàn)方案嗎？
〖學(xué)生〗設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：用水溶解已經(jīng)研碎的白色藥片，然后加檢測試劑（1號試管——硫氰化鉀溶液，2號試管——?dú)溲趸c溶液）觀察現(xiàn)象。
〖問題〗1號試管在滴加KSCN溶液之前，你預(yù)期有什么現(xiàn)象？為什么現(xiàn)在沒有出現(xiàn)預(yù)期的現(xiàn)象？難道這是一瓶黑心藥？
〖學(xué)生〗預(yù)期溶液顏色會變成血紅色。淡藍(lán)綠色部分含的是亞鐵離子，不是鐵離子。
〖教師〗請從價態(tài)角度分析，亞鐵離子可能具有哪些化學(xué)性質(zhì)？
〖學(xué)生〗可能有氧化性、還原性。
〖問題〗請問亞鐵離子與哪一類物質(zhì)反應(yīng)時表現(xiàn)還原性？你知道哪些常見的氧化劑？請利用提供的試劑（氯水、雙氧水）驗(yàn)證我們的理論分析。
〖學(xué)生實(shí)驗(yàn)〗亞鐵離子與氧化劑的反應(yīng)
〖教師〗請看說明書的【性狀】欄目，思考藥片包衣的主要作用是什么？
〖學(xué)生〗第2次閱讀說明書，回答：防止亞鐵離子被空氣中氧氣氧化成鐵離子。
〖過渡〗2號試管中灰綠色沉淀為什么變成了紅褐色沉淀？氫氧化亞鐵沉淀是灰綠色嗎？我給大家演示一個實(shí)驗(yàn)。
〖演示實(shí)驗(yàn)〗氫氧化亞鐵的制備（圖2）。

圖2 制備氫氧化亞鐵的裝置
〖講述〗制備氫氧化亞鐵沉淀要注意以下幾點(diǎn)：①硫酸亞鐵要新制，因?yàn)榫弥玫膩嗚F離子會被氧氣氧化成鐵離子；②溶液要煮沸，煮沸是為了趕走溶液中溶解的氧氣；③注射器尖端要伸入液面以下，如果在U形管管口上方滴加，液滴在自由落體過程中就會溶解氧氣；④植物油提供無氧環(huán)境，避免生成的氫氧化亞鐵與空氣接觸。所有這些措施可以保證我們較長時間看到美麗的白色沉淀——?dú)溲趸瘉嗚F。
〖設(shè)問〗同學(xué)們之所以沒有看到白色沉淀都是誰惹的禍？
〖學(xué)生〗氧氣。
〖過渡〗在空氣中，白色沉淀快速變成灰綠色，最后變成紅褐色是氫氧化亞鐵特有的現(xiàn)象，常用于亞鐵離子的檢驗(yàn)。
〖?xì)w納〗列表對比Fe2+的三種檢驗(yàn)方法并進(jìn)行評價
〖提問〗用硫氰化鉀法檢驗(yàn)亞鐵離子的試劑加入順序可以顛倒嗎？為什么？
〖學(xué)生〗不行。當(dāng)原溶液中含有鐵離子時，現(xiàn)象與亞鐵離子沒有區(qū)別。
4 紅外套變綠身體
〖展示〗亞鐵血紅蛋白的攜氧示意圖。
〖過渡〗這種補(bǔ)血劑進(jìn)入胃部后既有Fe3+，又有Fe2+，..