三价铁和亚铁的相互转化教学设计作品

Fe3+和Fe2+的转化一、教材分析1、学生分析⑴新课学习之前，学生已有的知识：化学实验基本方法、离子反应，氧化还原反应、铁离子的检验方法，故可以让学生书写离子方程式，从氧化还原反应的角度分析Fe3+和Fe2+相互转化所需要的条件，在老师的指导下自主设计亚铁离子与铁离子相互转化的实验。⑵新课学习中，学生心理特征分析：铁元素与实际生活息息相关，新课按“生活→化学→生活”的主线，不仅可以大大提高学生的学习兴趣，还可以培养学生运用化学知识解释生活现象、解决现实问题的素养。2、教学内容分析用江西南昌县刘家村的“怪水”现象引入新课，演示“茶水→墨水→茶水”实验，由此揭秘Fe3+、Fe2+之间相互转化。茶水变色实验与氧化还原反应原理结合进一步分析实现三价铁离子和二价铁离子相互转化的条件，并利用实验验证I2不能完成二价铁离子到三价铁离子的转化。最后回归生活，解释补铁药品外加薄膜衣以及与维生素C搭配使用更利于吸收的原理，并设计相应的实验证明。二、教学目标1、知识与技能⑴掌握Fe3+、Fe2+之间相互转化的条件⑵学会书写Fe3+和Fe2+相互转化的离子方程式。⑶学会用相关知识解释生产、生活中的现象。2、过程与方法⑴观察Fe3+和Fe2+相互转化的实验，提高实验观察、实验现象准确描述和分析能力。⑵利用氧化还原反应分析Fe3+和Fe2+相互转化的条件。⑶通过新旧知识的联系，培养知识的应用能力和拓展能力。3、情感、态度和价值观（1）通过实验，激发学生对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识，激发学生学习化学的兴趣。（2）通过刘家村“怪水”现象的情境、“茶水变墨水，墨水变茶水”的实验、生活中的补铁药品，从学生的好奇心出发，培养化学联系生活的意识，增强用化学来解释生活现象的观点。（3）了解茶水变墨水，墨水变茶水的原理，强化铁离子在生活中的应用和危害。三、教学重难点教学重点：Fe3+、Fe2+之间相互转化的条件教学难点：I2能否氧化Fe2+以及补铁药品与维生素搭配使用的原理四、教学指导理论与策略设计1、设计思想在本节课中，通过实验实现了Fe3+、Fe2+之间的相互转化，重点是归纳Fe3+、Fe2+之间相互转化的条件，掌握反应的离子反应方程式。根据美国学者奥苏贝尔提出的“先行组织者”理论，强调材料应与认知结构中原有的观念建立联系，才能产生有意义的学习。因此，在结合学生已有的知识准备的条件下，创设了与生活相结合的教学情境，通过“茶水变墨水”和生活中出现的江西南昌县刘家村的“怪水”现象来引入Fe2+和Fe3+的转化这一知识点。体现从“生活到化学”的教学理念，引入主题，再依据化学事实性知识的学习策略，采用多种感官协同记忆策略，，通过组织学生实验，充分调动学生各种感官（眼、耳、口、手、脑）对Fe3+和Fe2+之间相互转化进行全面的观察和体验，做到感知化学事实，从而加深对事实性知识的印象，加强对知识的理解和记忆。通过从氧化还原反应的相关知识与化学实验相结合的方法，总结出Fe3+和Fe2+之间相互转化的条件。其中Fe3+和Fe2+的转化是新知识点也通过实验验证完成。通过生活中补铁药品外加薄膜衣以及与维生素C搭配使用效果更好，从“化学回到生活”，体现了Fe3+和Fe2+的转化在生活中应用，进一步巩固所学的知识。2、创设教学情境本节课通过创设江西南昌县刘家村“怪水”现象以及“茶水变墨水，墨水变茶水”的实验情境，既增加学生的学习兴趣，让学习的环境变得轻松，又让学生领会到化学在生活中奥秘。通过揭示其中的奥秘，很顺利地引出亚铁离子和铁离子之间的相互转化，进一步找出它们两者相互转化的条件，最后再回到生活中的与补铁药品有关的问题，用所学知识解决实际问题。3、其他教学策略⑴多重感官学习策略金属与金属化合物属于事实性知识的学习，由于记忆的内容较多，据心理学实验证明，对信息所参与的器官不同，运用多种器官进行学习，能加深大脑的印象，可以更多地在大脑中留下回忆的线索，从而提高学习的效率。故在本节课中，学习Fe3+和Fe2+的转化时，通过实验充分调动各种器官，包括观察（眼）“茶水变墨水，墨水变茶水”实验，FeCl3溶液与KI溶液作用的实验，维生素C与琥珀酸亚铁片作用的实验，听（耳）老师引导实验，学生动手（手）做实验，观察实验过程，描述（口）实验现象。再通过动脑解释相应的实验现象，加深记忆。通过勤于动手，善于观察，把实验、观察、思维三者有机地结合起来。这样，即通过实验的操作和观察获取丰富的感性的认识，又可以通过实验的思考认识事物的本质和内在的联系，使枯燥的事实性知识的学习变得生动深刻，增进学生的记忆⑵知识联系生活策略：化学与生活息息相关，本节课通过江西南昌县刘家村的“怪水”现象，从而从化学学科与生活的结合点入手，补铁药品外加薄膜衣以及与维生素C搭配使用，创设生活情境，既可以让学生体会到化学的重要性，又有助于学生利用所学的化学知识解答生活中常见的问题。五、教学过程教师活动学生活动设计意图【引入】同学们，你们喜欢看江西卫视的《传奇故事》吗？今天老师就和大家一起来揭秘江西南昌县刘家村的“怪水“现象。【课件投影】《江西南昌县刘家村“怪水”现象》的情景资料，指导学生仔细阅读，认真观察图片，思考。【资料】“怪水”现象江西南昌县的刘家村是一个离赣江不远的小村庄，和其他村庄一样，这里村民的生活用水都是来自家里的压水井，只需要在自家的压水井里倒上一瓢水，紧压几下，就会引出无穷无尽的水。用实际事例引入，把学生的好奇心引向求知的欲望，开始对新知识的探求与思1．刘家村有哪些“怪水”现象？2．刘家村为什么会出现这种“怪水”现象？可是，长久以来，刘家村的井水就有着令人不解的奇特现象，这里的村民甚至把它称作怪水。据村民介绍，这些水刚压上来的时候看着很清亮,可是只要放得时间稍微一长，或者是烧开之后，它就会变得又黄又浑。然而，变黄仅仅是怪水的特殊现象之一。当人们把普通的茶水倒进刚刚从井里压上来的生水中时，水的颜色则会发生更加令人难以置信的变化，茶水会立刻变黑。村民们还说，这里的水不仅仅能够变色，而且还有很大的异味。井水久置变黄的图茶水变黑的图片看来，这刘家村里的水的确十分古怪。据调查这里既没有工业污染，也不是因为赣江的水质差。那么，究竟又是什么原因导致了刘家村的“怪水“呢？考。培养学生化学联系生活的意识，增强用化学解释生活现象的观点。【老师猜想】我们都知道井水中富含Fe2+等各种矿物离子，那么会不会是因为刘家村的井水中Fe2+的含量过高呢？今天我们就来做一个实验探究一下，到底什么物质会使茶水变黑。【实验探究一】这里是一杯普通的茶水，（喝一口），然后将它倒入一个烧杯中，用蘸有FeSO4溶液的玻璃棒搅拌一下（达到渐变的过程），指导同学观察现象，然后再倒入装有草酸的烧杯中，再指导学生观察实验现象。要求学生在观察的同时回答下面几个问题1、我们可观察到什么现象？观察实验现象，回答问题。学生观看老师的演示实验回答：茶水变成了墨水，墨水又变成了茶水。从生活到化学，将生活情景与课堂的化学知识相结合引导学生认真观察用品以及实验现象，提高学生实验观察能力，实验现象描述能力。体会化学的神奇能力，增加学生的学习兴趣茶水墨水玻璃棒搅拌墨水茶水倒入另一烧杯中2、实验中的墨水与刘家村茶水变黑的图片是不是一样的呀！说明刘家村的井水里面可能什么的含量偏高呢？3、由以前学过的知识我们知道，亚铁很容易转化为三价的铁。那么使茶水变黑的到底是哪种价态的铁呢？为什么？【课件投影】让学生观看茶水变墨水再变成茶水的原理图。同时配合老师的讲解：其实使茶水变黑的是三价的铁。因为我刚用蘸有FeSO4溶液的玻璃棒搅拌时，茶水并没有立刻变黑，而是有一个渐变的过程，说明亚铁与空气接触被氧化成了三价的铁，它与茶叶中一种叫单宁酸的物质结合，使茶水显黑色。而且草酸具有还原性，当我将墨水倒入盛有草酸的烧杯中时三价的铁被还原成了二价的铁，所以墨水又变成了茶水。至于刘家村井水久置变黄则是因为井水中的亚铁与空气接触被缓慢氧化成了三价铁离子，而三价铁离子本身是黄色的。这些现象都包含了Fe2+与Fe3+的转化。要求：1.学生回顾氧化还原反应的相关知识。2.尝试写出茶水变墨水以及墨水变茶水的方程式。【老师提问】那么Fe2+与Fe3+之间的转化需要什么条件呢？(提示从氧化还原的角度思考)Fe3+和Fe2+分别具有什么性质呢？【老师讲解】从上面的第一个方程式Fe2+→Fe3+，从正二价变成正三价，化合价升高了，Fe2+作为（还原剂），被茶水变黑图学生对照实验现象与刘家村茶水变黑的图片，回答问题：一样的，说明刘家村井水里面Fe2+的含量可能偏高。学生认真思考，积极问题：结论：有学生说是Fe2+,有学生说是Fe3+学生认真观看原理图，仔细聆听老师的讲解，认真思考在整个过程中Fe2+与Fe3+的转化，并尝试初步写出它们相互转化的离子方程式。学生写出离子方程式：1.茶水变墨水：2Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O2.墨水变茶水：2Fe3++C2O42-=2Fe2++2CO2↑学生回忆氧化还原反应的相关知识，从两种离子的价态出发，得出Fe3+具有氧化性，Fe2+具有还原性。步步引导，让学生自己初步揭露“怪水”的奥秘。解释“怪水”奥秘，揭开Fe2+与Fe3+的转化。新知识与离子反应相联系，起到温顾知新的作用。复习氧化还原反应的相关知识，解茶水玻璃棒蘸绿矾（FeSO4）粉末Fe2+氧化为Fe3+生成络合物呈蓝黑色另一烧杯中有还原性物质草酸Fe3+还原为Fe2+茶水变墨水墨水变茶水单宁酸墨水氧化了，根据氧化还原反应的原理，我们知道，应该加入（氧化剂）。刚才说的茶水变成墨水，就是空气中有氧气，才实现了二者的转化，氧气就是一种典型的氧化物。【老师提问】你们觉得有哪些氧化剂能实现这样的转化呢？【老师追问】I2可以吗？【老师讲解】不可以，因为碘单质的氧化性比铁离子要弱，铁离子会与碘离子反应生成碘单质：2Fe3++2I-=2Fe2++I2下面请同学们设计一个实验方案证明一下有上面的反应发生。提示：碘单质能够使淀粉碘化钾试纸变蓝。【老师讲解】所以我们可以得到并不是所有的氧化剂都能实现这种转化，只有较强的氧化剂才能实现这种转化。同样的道理，Fe3+→Fe2+，铁的价态降低了，铁离子作为氧化剂，被还原，我们要加入（还原剂），如我们刚才实现墨水到茶水过程中的草酸，以及KI溶液。另外维生素C、单质铁、单质Cu等较强的还原剂也能实现这种转化。学生思考，在老师的引导下，踊跃参与积极回答：酸性KMnO4、Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、HNO3、Na2O2、H2O2等学生思考，回答：有部分学生说可以，有部分学生说不可以学生相互讨论，在老师的指导下确定最终的实验方案：实验用品FeCl3溶液，KI溶液，淀粉碘化钾试纸，试管，滴管，玻璃棒步骤与实验现象：取少量KI溶液于试管中，用玻璃棒蘸取少量溶液于碘化钾试纸上，试纸没有变蓝，往溶液里滴加几滴FeCl3溶液,玻璃棒搅拌一段时间后，再蘸取少量溶液于试纸上，发现试纸变蓝。学生得出结论：发生了2Fe3++2I-=2Fe2++I2的反应决新问题。培养学生自主设计实验的能力，通过实验正确辨析概念：使亚铁变为铁离子的是较强的氧化剂而非所有的氧化剂，加深学生印象，增强记忆。【过渡】前面我们了解到江西南昌县刘家村的井水中铁的含量偏高，长期饮用会对肝脏造成一定的危害。相反，缺铁也会导致许多疾病，如常见的缺铁性贫血等。所以各种补铁药品相继出现。【图片展示】【老师设疑】那么人体吸收的到底是铁单质、亚铁还是三价铁呢？【课件投影】亚铁与人体内血红蛋白分子的相互作用图边展示边讲解：人体吸收的是二价铁，因为只有二价铁才能与人体内的血红蛋白分子相互作用。【老师设疑】所以商家在制做补铁药品时就充分考虑了Fe2+与Fe3+的相互转化，下面就请同学们思考几个问题：【课件投影】1、补铁药品为什么要在外面加一层薄膜衣？【课件投影】分析讲解：因为人体能够吸收的是Fe2+，而它极易氧气被氧化，所以我们要想办法阻止Fe2+→Fe3+的转化。薄膜衣可以阻止Fe2+与空气接触。2、琥珀酸亚铁片在使用时与维生素C搭配效果更好，又是为