《鐵及其化合物》教案
一、教學設計理念:
新課程標準2017版(2020修訂)指出,教學過程中呈現真實問題情境,有利於學生充分認識化學的價值,發展學生關鍵能力,讓學生從中領悟科學的思維方法,建立正確的價值觀念,教學過程圍繞情境、問題、知識 和素養四要素,構建以落實化學學科核心素養爲導向的課堂教學設計,從而促進學生化學學科核心素養的形成與發展。
本課題隸屬於人教版必修1第一冊第三章第一節“鐵及其化合物”。從知識層面看,在這之前,學生已經學習了物質的分離及轉化、離子反應、氧化還原反應等核心概念與理論知識;典型金屬鈉、典型非金屬氯的元素化合物知識;鐵單質及其常見化合物的性質,鐵鹽與亞鐵鹽的性質與檢驗,爲完成實驗設計提供了理論依據;從能力層面看,學生已經有一定實驗探究的經歷,初步具備了實驗操作與設計,分析與歸納等能力;從心理層面看,學生對實驗充滿興趣,樂於思考問題、動手操作;從價值觀念層面,學生能夠參與與化學相關的社會議題,具有探索未知、崇尚真理的意識,但學生缺乏將所學知識應用於解決真實問題的能力,科研探究的方法和經驗,實驗方案的設計不夠嚴謹。實驗操作技能還需要提高。
二、教學目標:
①通過實驗探究,掌握Fe²⁺,Fe³⁺的檢驗方法,依據氧化還原反應原理實現Fe²⁺,Fe³⁺間的相互轉化。
②以菠菜中鐵元素的檢測爲研究對象,激活已有知識,將所學知識遷移到新情境新問題中,對方案進行評價,修正,完善達成解決問題的認知過程,構建新問題的基本方法模型。
③以定性,定量角度檢測菠菜中的鐵元素,結合宏觀辨識與微觀辨析,解決實際問題,通過分析推理確定菠菜對人體補鐵的可行性,促進學生科學態度與社會責任的化學核心素養髮展。
三、教學重難點:設計方案檢驗菠菜中的鐵元素
四、教學流程圖:
五、教學過程
教學環節一:情景導入
教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
【視頻播放】播放媽媽喂寶寶喝菠菜汁的視頻 【講述】鐵元素對人體的重要性 【提問】補鐵的方法 【展示】補鐵的食物圖 片 【提問】菠菜可以補鐵嗎? 【講述】wolf得出的菠菜中含豐富的鐵元素 【提問】如何通過實驗證明菠菜中有鐵元素,以及鐵元素的存在形式? | 【觀看】 【傾聽】 【回答】藥補,食補 【思考】 【思考】 | 通過視頻播放引起學生學習興趣,以學生熟悉的補鐵現象引入,藉助真實情境激發學生的學習興趣,讓學生了解本節課在社會生活中的價值,爲學生展開實驗探究做好鋪墊。 |
教學環節二:設計定性實驗檢驗菠菜中的鐵元素
教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
任務一:確定檢驗菠菜中鐵元素的方法啊 【活動1】指導學生課前查閱資料理解菠菜中的鐵元素存在形式,以FeC2O4形式存在,FeC2O4難溶於水,高溫分解爲FeO 【提問】結合Fe²⁺的性質,如何檢驗Fe²⁺,如何處理菠菜檢驗菠菜的中Fe²⁺? 【活動2】分組實驗檢驗菠菜汁中的Fe²⁺,並記錄現象 【提問】根據現象能否的出菠菜汁含Fe²⁺?爲什麼觀察不到溶液變紅色? 【研討,交流】如何處理菠菜提高Fe²⁺濃度,排除葉綠素的干擾來檢驗是否含Fe²⁺? 【提示】提示學生葉綠素的性質,高溫酸化可破壞葉綠素 【活動3】分別檢驗蒸餾水浸菠菜灰和稀硫酸浸菠菜灰的濾液中是否含Fe²⁺,記錄現象 【提問】根據對比實驗能否的出菠菜中含鐵元素,爲何蒸餾水浸菠菜灰濾液中檢測不出Fe²⁺? 【提問】檢測出菠菜中含鐵元素,爲何不採用稀硝酸作氧化劑來檢測Fe²⁺,而採用 H2O2溶液呢? | 【閱讀】瞭解菠菜中鐵元素的存在形式,及FeC2O4的性質 【回答】可用KSCN溶液+H2O2溶液檢驗Fe²⁺,將菠菜碾磨取其濾液檢驗Fe²⁺ 【分組實驗】實驗現象得出菠菜汁中滴入KSCN溶液不變色,滴入H2O2綠色變淺 【思考】不能得出結論,FeC2O4難溶於水,可能菠菜汁中的Fe²⁺濃度太低,或者葉綠素的干擾 【思考】將FeC2O4灼燒轉換爲無機物,同時可破壞葉綠素,因此將菠菜灼燒成灰浸泡取濾液來檢驗 【分組實驗】檢驗蒸餾水浸菠菜灰濾液和稀硫酸浸菠菜灰濾液中的Fe²⁺,得出稀硫酸浸菠菜灰中濾液中滴加KSCN+H2O2,後溶液變紅色 【思考】可以得出菠菜中含Fe²⁺,由於FeC2O4分解 爲FeO,FeO難溶於水,可溶於酸,因此蒸餾水菠菜灰濾液中沒有檢測出 【思考】 | 通過實驗猜想,設計、討論、補充,一方面讓學生熟練掌握鐵鹽的檢驗和二價鐵與三價鐵的轉化,讓鐵元素的學習更富有趣味性和探究性;另一方面讓學生更深刻體會到考慮問題不能片面,在面對真實複雜問題時更需要考慮多種可能,才能完善實驗方案的合理性 經歷實驗失敗,讓學生體會到理論分析與實踐並不一定一致,科研工作需要面對各種問題,尊重實驗事實,培養學生正確的科研觀念,同時也激發學生攻克難題的鬥志,爲再次實驗探究做好鋪墊 |
任務二;探究氧化Fe²⁺選用的氧化劑 【活動4】分組實驗,稀硝酸中滴入KSCN和H2O2溶液中滴入KSCN,記錄現象 【提問】爲何不用稀硝酸作氧化劑? 【提問】檢測出菠菜中含有鐵元素,那麼可以用菠菜來補鐵嗎? | 【分組實驗】稀硝酸和硫氰化鉀反應,溶液變成淺紅色,過氧化氫中滴入不變色 【思考】稀硝酸作氧化劑氧化硫氫化鉀,自身被還原成一氧化氮有毒氣體,可用更安全的過氧化氫替 反應 【思考】不一定,不知道菠菜中鐵元素的含量 | 培養學生的實驗操作能力 |
教學環節三:定量測定菠菜中的鐵元素含量
教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
【提問】如何檢測菠菜中的亞鐵離子含量? 【展示】菠菜中的營養成分 【講授】菠菜中富含維生素可與高錳酸鉀反應,菠菜中的含有的其他金屬元素可能與氫氧化鈉反應,對Fe²⁺的含量檢測產生干擾 【展示】血常規報告,說明生活中通過比色法測定微量濃度的離子濃度 【指導閱讀】介紹比色法 【講授】結合實驗條件,講授創新圖像比色分析法,可作出圖像求出函數,用微信截圖讀出菠菜灰濾液中的R值,求出亞鐵離子濃度,算出100g菠菜中鐵元素的含量 【講授】菠菜中的鐵元素被人體的吸收率僅爲1.3% 【提問】菠菜能否用於補鐵? | 【回答】可用氫氧化鈉測定生成的沉澱量,或高錳酸鉀氧化亞鐵離子測定消耗高錳酸鉀的量計算亞鐵離子的量 【傾聽】 【閱讀】 【計算】根據提供的公式,和讀出的樣品R值,換算出菠菜濾液中的亞鐵離子濃度,計算100g菠菜中的鐵元素含量1.86mg 【回答】菠菜中含鐵元素可用於補鐵,但只靠菠菜補鐵不行,菠菜中鐵元素含量不高,且吸收率低,要營養均衡化 | 通過真實的生活情境培養學生將化學知識用於生活情境中,學會分析問題,同時結合實驗和生活,辯證的看待問題 |
教學環節五:總結延伸
教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
【提問】對檢驗菠菜中的鐵元素及存在形式及如何測定鐵元素的含量作總結 【提問】如何設計實驗測定海帶中的碘元素 【展示】海帶提碘的流程圖 | 【討論,交流】檢驗菠菜中鐵元素可採用灰化酸浸法,排除葉綠素和提高離子的濃度,測定其含量爲了減少實驗誤差可用圖像比色法測定 【回答】聯繫檢驗菠菜中的鐵元素,可用灰化酸浸,再用過氧化氫氧化,四氯化碳萃取 | 根據本次實驗,培養學生知識遷移的能力,同時構建化學工藝流程的一般思維模式 |
六、教學設計反思:
本節以真實的問題情境菠菜能否補鐵,結合學生已有知識,以探究實驗的一般過程逐步的分析問題,質疑,創新,完善方案,既鞏固了學生的知識,也提高了學生的實驗技能,做到以提高學生的證據推理與模型認知,科學探究與創新意識,科學態度與社會責任的化學學科核心素養的課程標準
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