2024年高三化学实验专题复习 深入探究氢氧化亚铁的制备 说课稿

深入探究氢氧化亚铁的制备
使用教材
鲁科版必修一第三章第1节铁的多样性
实验器材
烧杯、玻璃棒、量筒、药匙、注射器、塑料导管、带橡胶塞20mL玻璃瓶
实验设计思路或创新点
从本质上认识化学反应出现的现象。利用教材中的实验观察白色沉淀有一定的难度，其他改进实验主要考虑避氧或除氧，很容易使学生有一种错误认识，认为灰绿色沉淀物也是被氧化生成的，或者是白色沉淀向红褐色过渡的颜色，没有使学生从本质上知其所以然，本实验同时考虑了试剂选择、试剂的浓度，滴加顺序等因素的影响。
注重自主探究，关注学习过程。从这一实验的最大吸引点入手，通过解决学生存在的疑问，灰绿色沉淀是什么，在引起学生探究欲望后，通过提供文献资料支持，由学生自主设计实验并进行实验探究，使学生在实验探究中体会变量控制的重要作用，达到学生实验能力的进阶，充分落实了化学核心素养
实验原理
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
实验教学目标
基于资料卡片，找出制备氢氧化亚铁白色沉淀的影响因素，运用变量控制方法设计实验方案初步探索，提升“科学探究与创新意识”化学学科核心素养。
通过实验探究活动，促进学生建立实验目的、实验证据、实验结果之间的关系，提升“证据推理与模型认知”化学学科核心素养。
通过实验探究活动，评价学生：提取陌生信息的能力水平（部分/全部）；选取试剂设计实验方案的能力水平（选取的试剂不合适/正确选取试剂）；实验目的、实验证据、实验结论之间的推理分析能力水平（三者之间的系统证据推理/局部的证据推理/缺少证据的推理过程）。
实验教学内容
从避免灰绿色沉淀的产生的角度出发，对氢氧化亚铁制备的改进方法进行深入探索。
实验教学过程
发现问题，引发兴趣
学生进行教材实验，体会白色到红褐色变化中氢氧化亚铁的还原性。但是发现想长时间观察到白色沉淀有一定的难度，白色沉淀会迅速变成灰绿色，充分振荡后，变成红褐色沉淀。
阅读资料，拓展思路
资料卡片1：根据调色原理可知，白色和红褐色的调和色不可能是浅绿色、灰绿色，即灰绿色沉淀不可能是氢氧化亚铁和氢氧化铁的混合物。
资料卡片2：现有研究成果表明， Fe(OH)2 沉淀物吸附反应体系中绿色的Fe2+ 是Fe(OH)2 白色沉淀变为灰绿色沉淀的真正原因。
资料卡片3：氧气的和Fe3+的存在会使形成的Fe(OH)2沉淀不纯净，更容易吸附Fe2+ 而使沉淀颜色变化。
资料卡片4：实验还发现采用FeCl2 与FeSO4 溶液分别制备Fe(OH)2 沉淀也有所差异，前者得到Fe(OH)2 保持白色的时间更久。
通过阅读教师提供的文献资料，拓展思路，回答以下问题：
问题引导1：选择哪两种试剂进行反应？
问题引导2：还原性较强的白色氢氧化亚铁沉淀很容易被氧化成红褐色氢氧化铁，灰绿色是怎样形成的？
问题引导3：影响灰绿色沉淀产生的因素有哪些？
发散思维，设计方案
根据确定的影响因素设计变量控制实验。
实验内容 深入探究氢氧化亚铁的制备
实验目的
实验原理 （离子方程式）
试剂选择
影响因素
实验方案 实验现象
实验结论
通过阅读资料，学生发现灰绿色出现并不是白色到红褐色的过渡色，主要原因是由于白色沉淀上吸附了绿色亚铁离子，结合资料，学生选择了氯化亚铁和氢氧化钠溶液进行实验，为了减少Fe2+的吸附，学生提出应该尽可能减小Fe2+的浓度，同样可以采取增大氢氧化钠溶液浓度的方法实现，另外滴加顺序也会影响Fe2+的浓度，因此提出要探究滴加顺序、氯化亚铁浓度、氢氧化钠浓度等因素的影响，并且对实验现象进行了预测。
实验探究，分析验证
影响因素 实验操作 实现现象 实验结论
滴加顺序 （FeCl2溶液浓度为0.1 mol/L，NaOH溶液浓度为8mol/L ） 在5mLFeCl2溶液中滴加10mLNaOH溶液 生成白色沉淀悬浮在溶液中，很快上层变成灰绿色，最后变为深绿色 FeCl2溶液中存在大量Fe2+，容易吸附到白色沉淀表面，滴加顺序应选择往NaOH溶液中滴加FeCl2溶液
在10mL NaOH溶液中滴加5mL FeCl2溶液 生成白色沉淀先上浮至液面上层，一段时间后仍为白色并下沉
FeCl2溶液浓度 （在10mL 饱和NaOH溶液中滴加5mL不同浓度的FeCl2溶液） 0.05 mol/L 产生少量白色沉淀 FeCl2浓度越小，越容易制得白色沉淀，但浓度小生成的沉淀少，且结构不紧密，不利于观察，最终选择FeCl2浓度为0.1mol/L
0.1 mol/L 产生白色沉淀
0.2mol/L 产生浅灰绿色沉淀
0.4 mol/L 产生灰绿色沉淀且一段时间后沉淀上层变为深绿色
NaOH溶液浓度（在10mL 不同浓度的NaOH溶液中滴加5mL 0.2mol/L的FeCl2溶液） 饱和溶液 产生白色沉淀 氢氧化钠浓度越大，越容易制得白色沉淀，选择氢氧化钠饱和溶液
8mol/L 产生白色沉淀
4 mol/L 产生浅灰绿色沉淀
实验探究发现，制备氢氧化亚铁的最佳条件为：在饱和NaOH溶液中滴加0.1mol/L FeCl2溶液。
整体思维，优化实验
发现问题：由于氢氧化亚铁的还原性，红褐色沉淀依然会出现，且实验中制得的白色沉淀掺杂很少量的灰绿色。
追问：什么原因？有哪些措施可以避免这些问题的出现。
经过查阅资料等，学生总结隔绝氧气的措施：液封，耗氧，产生其他气体排除装置中的氧气等。
最终优化实验方案：借助新制FeCl2产生的H2排除装置中的氧气，可以清晰的观察到出白色沉淀产生的过程。
实验效果评价
锻炼了学生对陌生信息的提取和处理能力，自主设计实验方案，并进行实验探究，深度参与学习过程，深刻体会了实验条件控制对完成实验探究活动的作用 。
提升了实验操作能力、发现问题解决问题的能力以及数据分析能力，不仅落实了学科知识，还充分发挥了探究性实验的育人功能，培养了学生化学核心素养。
在实验教学中应该更加注重问题的引导，让学生自主思考回答，重视学生的探究过程，引导学生深入思考。。
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