化学必修1第3节 氧化剂和还原剂第3课时教学设计

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第3课时　探究铁及其化合物的氧化性或还原性教学目标　　　　　1．课标要求(1)掌握铁及其化合物的氧化性或还原性。(2)通过实验探究，使学生学会用“用已知物质的性质验证未知物性质”的科学方法。(3)通过性质实验探究，进一步巩固氧化还原反应的知识。2．三维目标(1)知识与技能①掌握铁及其化合物的氧化性或还原性。②通过探究实验进一步深化理解氧化还原反应的相关知识。(2)过程与方法通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”实验探究活动，使学生学会用氧化还原反应原理预测和验证未知物性质的科学方法。(3)情感态度与价值观①体会氧化还原反应的普遍存在，并能举例说明生活、生产中常见的氧化还原反应。②通过了解铁与人体健康的内容，应用化学知识使生活更健康。③通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”实验探究活动，培养学生严谨认真的科学态度和精神。教学分析　　　　　1．教材分析探究铁及其化合物的氧化性和还原性这一主题设置在氧化还原反应知识之后，是氧化还原反应知识的延伸和应用。而铁及其化合物的相关性质是高中阶段比较重要的元素知识，该主题的进行使学生在分析铁及其化合物的氧化性和还原性、掌握铁及其化合物的相互转化关系的同时，可以进一步巩固氧化还原反应的知识。2．学情分析金属铁及其化合物是学生非常熟悉的物质，他们在日常生活中、在以前的实验课程中常常接触到含铁元素的物质。通过对前面氧化还原反应知识的学习，学生已经知道了铁具有还原性，而且可以根据化合物所含元素价态的高低简单判断该化合物的氧化还原性质。这样，教师比较容易找到适当的教学切入口，并且对于铁及其化合物的氧化还原性质的探究，学生们也已经具有了一定的理论基础。教学重点、难点　　　　　1．重点　①掌握铁及其化合物的相互转化关系，进一步巩固氧化还原反应的知识。②实验探究方案的设计。③用氧化还原反应原理预测和验证物质性质的科学方法。2．难点　①铁及其化合物的相互转化关系。②用氧化还原反应原理预测和验证物质性质的科学方法。教学方法　　　　　问题讨论，实验探究，演示总结，多媒体教学，实物投影，分组实验课前准备　　　　　①学生准备：温习氧化还原反应知识，并分组根据所给试剂设计铁及其化合物氧化性和还原性的探究实验方案②教师准备：制作教学课件；做相关实验，并选择好最适宜状态或浓度的试剂③实验仪器：试管、试管架、药匙、砂纸、镊子、废液缸实验药品：铁粉、锌粉、锌条、铜屑、新制的FeCl2溶液、FeCl3溶液、稀硝酸、新制氯水、硫氰酸钾溶液、蒸馏水。板书设计　　　　　三、探究铁及其化合物的氧化性或还原性1．预测与假设　2.实验方案　3.实验现象　4.实验结论情景导入　　　　　导入设计一铁元素是生物体中含量最高的生命必需微量元素。健康的成年人体内大约含4 g铁元素。人体如果缺铁，就会贫血，确实，铁对于我们人类来说是相当重要的。在平时我们吃的很多食物当中就含有丰富的铁元素，比如动物肝脏、木耳、菠菜、红枣、大豆等等。铁元素在自然界中广泛存在，在地壳中含量排在……？(排在第四位)那么，铁及其化合物都有哪些性质呢？导入设计二图片情景导入【投影展示】大家看完这些图片后是不是很想了解一下，铁矿石以及与铁矿石中铁元素有关的物质的性质呢？下面我们就来研究铁及其化合物的性质。【资料在线】在自然界中，铁元素有两种存在形式，游离态和化合态。游离态的铁主要是陨铁，在有炼铁术之前，历史上最早的铁制品就是利用陨铁制造的，陨铁当中铁元素的化合价是……？(0价)在自然界中，铁元素更多的是以＋2价和＋3价的化合态存在，主要是一些含铁元素的矿石，比如黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿等。【投影展示】【讲述】在现实生活中我们也经常可以看到一些关于铁的现象，比如工厂里炼铁，铁的锈蚀。左边的图片是工厂炼铁的情景，早在春秋时期我国劳动人民就已经掌握了炼铁技术。大家再看右边的图片，铁的锈蚀在我们日常生活中经常可以看到，把铁放在潮湿的空气中，时间长了就很容易生锈。【设计思路】学生已经有了一定的关于铁及其化合物的知识基础，通过简单的几个和生活、学习密切相关的图片，简单的几句介绍就可以帮助学生回忆相关知识，把其思路引导到氧化还原反应上，并且调动其学生的积极性，以便下面工作的开展。【问题思考】刚才从游离态和化合态的角度，给大家列举了一些含铁元素的物质，这些物质从铁元素的价态来看的话，主要可以分为三类：0价铁，＋2价铁和＋3价铁。这几种价态的铁元素的氧化性，还原性如何呢？我们就以Fe，FeCl2，FeCl3为例探究铁及其化合物的氧化性和还原性。【实物展示】首先，请同学们先观察这三种物质的颜色及状态。【学生活动】【老师提问】下面，请同学们对这三种物质的氧化还原性质进行预测？【学生活动】【交流分享】【教师点拨】【反馈矫正】【讨论互动】下面就应该做实验验证你们的预测是否正确了。这里给出一组试剂，要求大家利用这组试剂对可能发生的反应进行预测并设计实验方案。这个任务在课前已经布置同学们去完成了。下面我们就来交流一下实验方案。【交流分享】【设计思路】因为课堂时间所限，并且为了给同学们更大的空间，所以实验方案的设计就放开让学生课下通过查阅资料、交流讨论分组完成。课上交流时，同学们就会有充足的准备，把各个反应及反应的各个方面都考虑的比较全面。从心理上看，学生也急切地想知道老师对其方案的评价结果，想通过实验来验证自己的预测。【概括整合】关于探究铁单质的还原性(用单质铁和所给试剂中具有氧化性的物质反应)同学们设计了4个方案，我们选择其中的两个进行实验。【投影展示】探究铁单质的还原性：Fe＋H2SO4(稀)——Fe＋FeCl3——【投影展示】探究FeCl2的氧化性和还原性：FeCl2＋Zn(条)——FeCl2＋Cl2——FeCl2＋HNO3(稀)——【投影展示】探究FeCl3的氧化性：FeCl3＋Zn(粉)——FeCl3＋Cu——【设计思路】虽然同学们提供的方案从理论上讲大都是可以实现的，但是此次涉及的都是溶液的反应，实验现象的观察是个重点难点，同学们需要通过实验现象得出结论，老师就必须对同学们提供的方案的可行性要进行有效及时的评价和指导，并且根据课前自己亲自的实验调试，选择了几组现象明显，简单易操作的实验进行探究验证，否则，实验现象不够明显的话反而会误导学生得出错误的结论。【知识拓展】初中时我们就学过酸碱指示剂可以检验酸或者碱。今天我们探究的对象来自铁的物质家族，这里给大家介绍一种灵敏的检验Fe3＋的方法，根据Fe3＋的特性用KSCN溶液来对它进行检验。请同学们注意观察颜色变化。【观察思考】【交流分享】【概括提升】生成的硫氰合铁离子是红色的，KSCN溶液对Fe3＋的检验是很灵敏的，我们刚才看到，Fe3＋是黄色的，但是有的反应由于浓度原因，生成物虽然有Fe3＋，但是从溶液颜色看不是很明显，这个时候就可以用KSCN溶液进行检验。【设计思路】由于此节课许多实验知识对于学生是新内容，所以在此进行了介绍和提示，为后面的实验现象的观察做铺垫，引导学生学会正确的观察实验现象，从而得到科学合理的结论。【探究活动】下面，我们就根据同学们设计的实验进行探究来验证刚才的预测。在实验之前，给大家提几点要求：1.请各个小组按照要求进行实验验证，不要乱加试剂，注意实验安全。2.每组保留好自己的实验成果，过一会儿交流讨论的时候请每组的代表到前面展示给大家看。现在开始实验。【投影展示】实验操作要求1Fe＋H2SO4(稀)取四滴管稀硫酸滴入试管，加入1/4药匙铁粉Fe＋FeCl3取三滴管FeCl3溶液滴入试管，加入1/4药匙铁粉，充分反应后滴入几滴KSCN溶液2FeCl2＋Zn(条)取三滴管FeCl2溶液滴入试管，将打磨好的锌条放入，静置(反应较慢，先做下面实验)FeCl2＋氯水取两滴管FeCl2溶液滴入试管，滴入两滴管氯水，充分反应后滴入几滴KSCN溶液FeCl2＋HNO3(稀)取两滴管FeCl2溶液滴入试管，滴入两滴管稀硝酸，充分反应后滴入几滴KSCN溶液3FeCl3＋Zn(粉)取两滴管FeCl3溶液滴入试管，加入1/4药匙锌粉，振荡，充分反应后滴入几滴KSCN溶液FeCl3＋Cu取三滴管FeCl3溶液滴入试管，加入1/4药匙铜屑，振荡，充分反应后滴入几滴KSCN溶液【分组实验】【交流分享】【反馈矫正】【投影展示】随着学生的汇报，老师进行点评并依次展示相应的结论及方程式1．对铁单质的探究：①Fe＋H2SO4　　　反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑②Fe＋FeCl3　　     反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2结论：铁单质具有还原性2．对FeCl2的探究：①FeCl2＋Zn(条)　　 反应：FeCl2＋Zn===Fe＋ZnCl2②FeCl2＋Cl2　　　　反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3③FeCl2＋HNO3(稀)　反应：3FeCl2＋4HNO3(稀)===2FeCl3＋Fe(NO3)3＋2H2O＋NO↑结论：FeCl2具有氧化性和还原性3．对FeCl3的探究：①FeCl3＋Zn(粉)　　反应：2FeCl3＋3Zn===2Fe＋3ZnCl2(2FeCl3＋Zn===2FeCl2＋ZnCl2)②FeCl3＋Cu　　　　反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2结论：FeCl3具有氧化性【投影展示】重新展示前面预测物质性质的幻灯片【概括提升】这个探究活动已经充分验证了我们最初的预测：铁单质具有还原性，硫酸亚铁既有氧化性又有还原性，三氯化铁具有氧化性。其实在这三个物质中，真正发生氧化还原反应导致化合价升降的元素是：铁。现在，我们把由对这几个代表物的探究得到的结论回归到铁的物质家族，从铁元素的化合价的角度来看，这三种价态铁元素又分别具有怎样的氧化还原性质呢？0价铁具有还原性，＋2价铁既有氧化性又有还原性，＋3价铁具有氧化性。由这个探究活动，我们还看到：这些不同价态的铁元素之间可以进行相互转换，发生氧化还原反应。【投影展示】【知识拓展】下面我们就来总结一下这三种价态的铁元素之间的转换关系。【学生活动】【交流分享】【设计思路】把探究得到的结论推广到三种价态的铁元素，随着引导学生思考回答，同时在幻灯片上完成各箭头上的各种氧化剂或者还原剂，使学生系统地了解铁及其化合物的氧化还原性质，进一步深化氧化还原反应知识。【概括提升】通过对铁及其化合物的氧化性和还原性的探究，我们知道了单质铁具有还原性，Fe2＋具有氧化性和还原性，Fe3＋具有氧化性，引入适当的氧化剂或者还原剂，这三种价态的铁元素之间就可以进行相互转化。课堂小结　　　　　本节我们按照“观察、分类、预测、实验探究、总结结论”的基本程序，完成了“铁及其化合物的氧化性和还原性”实验探究活动，并分析铁及其化合物的氧化性和还原性，掌握铁及其化合物的相互转化关系，进一步巩固氧化还原反应的知识。通过今天的学习，我们不仅要掌握铁及其化合物的相关性质，还应该了解一个探究过程的各个环节。课堂作业　　　　　1．要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的办法是(　　)。A．加入KSCN溶液          B．通入氯气C．加入铜粉                D．加入铁粉答案：D2．实验室久置的硫酸亚铁晶体表面有棕色的小颗粒，其主要成分是什么？如何用化学方法证明？答案：Fe2(SO4)3　取少量样品溶于水后加入KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe3＋3．已知：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2；2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，判断下列微粒氧化性由强到弱的顺序正确的是(　　)。A．Fe3＋>Cl2>I2                 B．Cl2>Fe3＋>I2C．I2>Cl2>Fe3＋                 D．Cl2>I2>Fe3＋答案：B4．单质X和Y相互反应生成X2＋和Y2－，下列叙述正确的是(　　)。①X被氧化　②X是氧化剂　③X具有氧化性　④Y2－是还原产物　⑤Y2－具有还原性　⑥X2＋具有氧化性A．②③④                    B．①②③⑤C．①③④⑤                  D．①④⑤⑥答案：D教学反思　　　　　本节课的教学设计了“问题讨论和实验探究”的教学方法，引导学生用理论知识对元素化合物性质进行深入探究，并将“分组探究实验”引入课堂教学，激发学生的兴趣，提高全体学生的参与程度，整个探究过程要求遵循“观察、分类、预测、实验探究、总结结论”的基本程序，并时刻注意学生分组探究实验的探索性、科学性、安全性和规范性。在教学最后要注意到对“铁及其化合物的氧化性和还原性”，这一重要的元素化合物知识的总结。