《氢氧化亚铁的制备》.

《氢氧化亚铁的制备》. 《氢氧化亚铁的制备》教学案例 摘要:本案例根据人教版普通高中课程实验教科书化学,1,必修～由教师提出问进行 针对性探究性教学～提高学生的探究能力。案例主要分为以下几个部分:教材分析、教学目 标、教学过程简述、简述、教学效果总结。 关键词:氢氧化铁～氢氧化亚铁～硫酸亚铁～氢氧化钠。 教材分析: 本案例的教学内容取自新教材人教版普通高中课程标准实验教科书化学(1)必修，第二章《金属及其化合物》第2节《几种重要的金属化合物》实验3-9。按照教材演示进行实验很难出现教材中所叙述的实验结果:氢氧化亚铁的灰白色很难观察到。按照相应的教师教学用书进行操作又会出现的违反常规的操作(即滴管插入液面下)肯定会引起学生的疑惑，这恰恰正是探究的绝佳素材;而且按照教材中的要求制备氢氧化亚铁，很难观察到理想的实验现象，白色沉淀中往往夹杂着灰绿色，几乎分辨不出。教材由此要求学生推理出氢氧化亚铁很不稳定，很快被空气中的氧气所氧化，这难以使学生信服，影响了学习效果。另外，刚刚进入高中学习的学生普遍有学好化学的愿望，愿意动手实验，并能在老师的指导下，在课堂上较好地完成一些实验操作，也具备了一定的实验观察能力和实验现象分析能力，但知识迁移能力、发散思维和创新思维能力等方面仍有待于进一步培养和提高。因此，依据学生的学情和本节教材的内容设计本案例的教学针对性地实施探究性教学。 教学目标: 知识技能:1. 使学生深入理解和掌握氢氧化亚铁制备的特殊性，从而加深对氢氧化亚铁的不稳定性、 强还原性的认识、记忆和巩固，突破教学难点。 2. 通过探索氢氧化亚铁的制备方法的体验，培养学生的创新意识和创新思维能力，养成实 事求是的科学精神、严谨的科学态度和勤于思考、善于思考、敢于创新、不断创新的科 学素养。 3. 本课教学改演示实验为边讲边实验，力求创设一个学生实验的过程，提升学生的化学zzf 1 思维品质。 过程方法:1.掌握实验室里面进行探究活动的基本方法和过程。 2.学会根据自己的需要，分析问题，设计可行的实验方案，并且学会评价实验方案 3.锻炼学生独立思考，小组合作的能力。 情感态度价值观:培养学生严谨、求实、一丝不苟的科学作风。 教学过程简述 实施举措: 1、 通过分析实验的各个环节中可能存在的氧化因素，探索制备氢氧化亚铁实验的改进措施; 2、 通过2003年全国高考理科综合第33题，创设新的情境，引导学生创新性地探索制备氢氧化亚铁 的新途径; 3、 通过讨论、展示学生和教师提出的其他制备方法，研究制备氢氧化亚铁的新方法。 附:《2003年全国高考理科综合第33题》 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)沉淀: 2 3+方法一:用不含Fe的FeSO溶液与用不含O的蒸馏水配制的NaOH溶液反应来制备。 42 ?用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO溶液时还需加入_____________。 4 ?除去蒸馏水中溶解的O常采用 ________ 的方法。 2 ?生成白色Fe(OH)沉淀的操作是用长滴管吸取不含O的NaOH溶液，插入FeSO溶液的224 液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是__________________。 方法二:在如图的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀HSO等试剂来制备。 24 ?在试管?里加入的试剂是______________________。 ?在试管?里加入的试剂是______________________。 ?为了制得白色Fe(OH)沉淀，在试管?和?中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的2 实验步骤是___________________________________。 ?这样生成的Fe(OH)沉淀能较长时间保持白色，其理由是 _________________ 。 2 zzf 2 教学流程: 3+实验关键:创造“无Fe、无O”的环境，防止氢氧化亚铁被氧化。 2 3+改进措施:分析可能有O的各种情况,除去Fe、驱逐氧气,想方设法避免与空气接触.以2003年高考题2 为蓝本，创设新的情境,讨论、展示学生和教师的其他方法。 zzf 3 方案简介 方案一 一、实验用品 还原铁粉、稀硫酸(1?5)、氢氧化钠固体、酒精灯、烧杯、试管等。 二、实验步骤及实验现象 在试管里加入适量的还原铁粉，再加入刚煮沸过并经冷却的6ml稀硫酸(1?5)，微微加热，待反应 2,3分钟后，投入1,2粒氢氧化钠固体，随着氢氧化钠的溶解，便能观察到白色沉淀的生成。此 时，因还原铁粉和稀硫酸在继续反应，放出的氢气阻断了空气与溶液面的接触，延缓了氢氧化亚铁 的氧化，因此，白色氢氧化亚铁能维持较长时间而不改变颜色。轻轻振荡试管，氢氧化亚铁则溶解 ,2粒氢氧化钠固体，白色氢氧化亚铁沉淀又会重复出现。 在过量的硫酸中。再投入1 三、方案评价 此方案设计非常好的应用了制备氢氧化亚铁的关键，知识运用巧妙的联系了学生已有的化学知识体 系。 方案二 一、实验用品 细铁钉数枚、稀盐酸、稀硫酸(1?5)、硫酸亚铁晶体、钠、小试管、带玻璃管的单孔橡皮塞、镊子、 滤纸等。 二、实验步骤 1、课前准备:用稀盐酸将数枚铁钉洗净，在小试管中加入一小药匙硫酸亚铁晶体，并将洗净的铁钉 放入试管底部，再向试管中加入稀硫酸(1?5)约2mL，塞上带有玻璃管的单孔橡皮塞，置于试 管架上。 2、约20分钟，试管内铁钉上不再冒气泡(说明硫酸已基本反应完)，取一小粒钠块，用滤纸吸干表 面的煤油，从单孔橡皮塞的玻璃管加入(可用细铁丝顶入)。 3、观察试管中产生的现象，稍后，取下橡皮塞，轻轻振荡试管，观察试管内的变化。 三、实验说明 1、反应所用的试管应用小试管，这样易于将其中的空气赶尽。 2+2、试管中加入硫酸亚铁晶体的目的是为了增大溶液中Fe的浓度。 zzf 4 2+3、铁钉的存在可有效阻止Fe被氧化。 4、硫酸不能太多，否则会消耗氢氧化钠，也不能太稀(用1?5的硫酸为宜)，否则氢气会太慢，不 利于空气的排出。 方案三 一、实验用品 硫酸钠溶液、稀盐酸、蒸馏水、苯、铁电极、碳电极、 导线、低压电源、试管(25mm×100mm)、铁 架台、三孔橡皮塞等。 二、实验装置(如图) 三、实验原理 用铁作电极，硫酸钠溶液作电解液，电极反应式为: ,阴极:2HO + 2e- === H? + 2OH 22 2+阳极:Fe , 2e- === Fe ,2+阴极附近产生的OH与阳极溶解产生的Fe结合生成Fe(OH)。 2 2+, Fe + 2OH=== Fe(OH)? 2 由于阴极产生的氢气是还原性气体并且阻止了空气中的氧气进入溶液，所以，可以较长时间地保留 氢氧化亚铁白色沉淀。 四、实验步骤 1(取硫酸钠溶液30mL，加热煮沸除去溶液中溶解的氧气。 2(将两铁电极浸入稀盐酸中，除去电极表面的氧化层，然后用蒸馏水冲洗干净。 3(按如图所示装置接通直流电源，将电压调至4,6V。 五、实验现象: 通电后即看到阴极有大量气体产生，同时溶液中出现大量白色沉淀。 六、实验说明 此实验为教师介绍性实验，电解原理学生并不十分清楚，但是可以激发学生的探究心理为将来电化学 的学习做下铺垫。 zzf 5 方案四 一、实验用品 试管2只、试管夹、酒精灯、固体氢氧化钠、新配制的硫酸亚铁溶液、蒸馏水等。 二、操作步骤 先用药匙取一粒氢氧化钠固体，送入试管底部，然后向试管中加入约2ml蒸馏水，加热试管，观察 现象(此实验用作对比)。另取一只试管，向其中加入一粒氢氧化钠固体，然后向试管加入约2ml 新配制的硫酸亚铁溶液，用试管夹夹好，置于酒精灯火焰上，对着有氢氧化钠固体的部位加热(注 意不能使液体剧烈沸腾)，使沉淀自下而上慢慢增多，观察下部沉淀的颜色。 三、实验现象 在上述第一只试管中，除氢氧化钠逐渐溶解外，无其他明显现象。在第二只试管中，加热时氢氧化 钠固体表面“喷出”白色不溶于水的物质，不久变成灰绿色。继续小心加热后，沉淀自下而上逐渐 增多。在上层灰绿色沉淀的下部产生大量白色沉淀，且保留较长时间。 四、实验说明 1、作对比实验可防止学生误认为生成的白色固体是由于氢氧化钠在水中扩散造成的。 2、加热可突破氢氧化钠固体表面的包裹，使反应继续进行。沉淀自下而上逐渐增多，使上层白色沉 淀与水中溶解的氧气反应转化为灰绿色胶状物，而达到保护下层白色氢氧化亚铁沉淀的目的。 3、本实验使用仪器少，操作简单，全过程只需几分钟，且现象明显。 方案五 一、实验装置及药品(如下图所示) 二、实验步骤及实验现象 1、按如图所示连接装置并固定在铁架台上，将活塞(或止水夹)打开。 2、在试管?中加入适量的还原铁粉和稀硫酸，在?试管中先加入约2ml的氢氧化钠溶液，再加入约 1ml的植物油。可以观察到?、?两试管中均有气泡产生，?中溶液呈现浅绿色。 zzf 6 3、反应一段时间后，关闭活塞(或止水夹)，可以观察到?中液体沿导管慢慢进入到试管?中，?中 不断产生白色的氢氧化亚铁沉淀。此沉淀可保持很长时间不变色。 小结: Fe(OH)性质——强还原性 2 3+ Fe(OH)制备——无Fe、无O 22 电反油使解 利常封用原 规用 固理 氢 体 气 教学效果: 学生经过亲自实验，组与组之间进行相互对比、分析、探讨，课后又一次次潜心研究化学实验的 改进,从一次次的实验改进中,学生品尝到了实验失败的苦涩,也尝到了实验成功的喜悦。通过对实 验探索，不仅提高学生对化学学习的兴趣，而且更重要的是通过他们的亲身实践，经历了“查找 资料——设计方案——进行实验——分析现象——得出结论”这一过程,培养了严谨求实的科学精 神和创新能力。在整个过程中学生全身心投入到自己设计的实验中，他们互相合作、共同研究、 实验验证。加强了师生之间，学生和学生之间的互动和交流，通过亲自设计实验学生的创造性思 维和创造性能力得到了最有效的培养和发挥，为学生的可持续发展奠定了坚实的基础。 点评: 本案例反映出教师通过“探究性实验”的教学，使学生成为探究活动的主体。让学生亲自参与“查 阅资料、设计方案、分析现象、改进方案、得出结论”的全过程。一方面，让学生了解科学探究 的一般过程，同时激发和培养学生对化学实验的兴趣，充分发挥了学生的主观能动性，也提高了 学生实验操作的技能。另一方面，培养了学生思维的发散性、严密性和深刻性。在学习的过程中，zzf 7 学生获得了成功感。同时学生学会了学习、学会了研究、学会了创造。应该说教材已经有意识地 去创设一定的问题情境，引导学生进行探究，但这仅仅是一种较低层次的“欲放又收”的探究。 对于这些教材中已经出现的并且有明显探究倾向的内容，教师要善于深层次地进行挖掘，要敢于 放手，把“权力”下放给学生，而自己由“台前”转到“幕后”，对整个探究过程实行必要的调控， 以求最大限度地调动学生的思维积极性，培养学生的实验设计能力。只有这样，学生才能真正理 解和掌握所学知识，才能真正实现由认知向能力的转化和升华，获得的知识才能更持久、亦更能 灵活运用。 参考文献 1.宣文权等.氢氧化亚铁制备实验的改进.化学教学～2002,4, 2.周红杰等.氢氧化亚铁制备实验的探究.化学教学～2003,6, 3.林凤春:对氢氧化亚铁的制备的探究 4.翟朝阳:氢氧化亚铁的制备 5/13/2008 zzf 8 书中横卧着整个过去的灵魂——卡莱尔 人的影响短暂而微弱，书的影响则广泛而深远——普希金 人离开了书，如同离开空气一样不能生活——科洛廖夫 书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉 ——库法耶夫 书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者———史美尔斯 书籍便是这种改造灵魂的工具。人类所需要的，是富有启发性的养 料。而阅读，则正是这种养料———雨果