《铁的重要化合物》典型教学设计研究
【课程分析】
本节课教材内容是《几种重要金属的化合物》的第三课时，主要介绍了铁的氧化物和氢氧化物及铁盐和亚铁盐的相关性质。通过前面《钠的重要化合物》和《铝的重要化合物》的学习，对金属化合物性质的学习有了更系统的认识，并且了解到同一个类别物质的差异性。由于铁是常见金属中的少见的变价金属（高价态和低价态），因而从铁元素的价态体现了铁的化合物与其他金属化合物的差异，且加深了学生对氧化还原反应的认识。因而铁的化合物占据了《金属化合物》的重要地位。
本节课的重点内容是氧化铁性质、氢氧化铁和氢氧化亚铁的制备及性质，Fe2+、Fe3+
的鉴定和区分。本节课涉及的实验较多，对学生实验操作能力和观察能力有较高的要求；且涉及到的化学方程式较多（尤其是氧化还原反应方程式），书写方程式的难度较大。铁元素是人体必须的金属元素，铁盐又可以做净水剂，和生活实际联系紧密，能增强学生的兴趣，引导培养学生将所学的理论知识和生活实际相联系的能力。
本节课教材内容与第二章的《物质的分类》、《离子反应》、《氧化还原反应》的相关知识联系紧密，加深了对这三部分知识的认识和理解。 【学情分析】
学生是实验班的学生，有较强的学习能力、合作探究能力、思维活跃、发言积极且具有对问题的质疑能力。知识储备方面，《铁的重要化合物》安排在《几种重要金属的化合物》的最后一课时，通过《钠的重要化合物》和《铝的重要化合物》的学习，学生已基本掌握了研究金属化合物的基本思路和方法，为《铁的重要化合物》的学习提供了方法。 本节课涉及的反应较多，对于离子方程式的书写，尤其是氧化还原类型的离子方程式的书写有较大难度。对于一些新的试剂KSCN、新制氯水、常见氧化剂的性质较为陌生。学生一直对实验保持很高的兴趣，动手能力较强，但操作不规范，对实验过程的现象的观察不太全面，且描述时化学术语用得较少。没有养成边做实验边做记录的习惯， 【学法设计】
学习只有亲身经历过才会真正的发生，该部分内容涉及的实验较多，对让学生通过实验的探究，观察现象，发现和学生已有的认知相同的部分（铁的化合物和其他金属化合物相似性），以及和原有认知相冲突的部分（感知Fe2+的还原性，Fe3+的氧化性）。引出新的问题，引起更深层次的思考探究，激起学生的求知欲。感受含Fe2+、Fe3+的化合物与其它金属化合物性质的差异。在学习过程中，通过学生已有的知识、常识解铁的氧化物的物理性质；
以及根据物质所属类别对铁的化合物化学性质的预测，再通过实验的验证，使学生加深对“同一个类别物质具有相似性”的认识。实验探究的过程，利于对学生的实验能力的提高；对实验现象的描述让学生学会使用用准确的化学用语；同时加强学生对方程式的书写。在引出Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备前，设计问题：与Al(OH)3进行类比，分析预测用强碱制备弱碱这一规律是否最终得到Fe(OH)2、Fe(OH)3。引导学生从元素价态的角度去分析，再通过实验验证，加深与学生原有认知的冲突。从而引出新的的思考点——Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，引出问题如何制得Fe(OH)2。在Fe3+的检验时，创设问题——如何检验Fe2+?提出问题： Fe2+的检验时加入试剂的先后顺序。让学生认识到检验离子时必须考虑到排除杂质离子的干扰。在检验Fe2+时涉及到氧化还原反应，进而引出新的问题Fe2+、Fe3+之间的转化，激起学生更深层次的思考。同时理解检验和区分Fe2+、Fe3+间的方法差异。 【学习目标】
1、了解铁的氧化物的物理性质及用途；
2、理解铁的氧化物的化学性质，铁氢氧化物的制备和性质； 3、掌握Fe3+的检验方法；
4、能从氧化还原的角度分析Fe2+、Fe3+间转化的方法。 【教学流程】
一、创设情境、引入课题
（一）（课件投影）金属铁在生活中各种用途的图片以及钢铁被腐蚀的图片。 （设计意图）让学生感受金属铁与我们的生活的紧密联系，铁在生活中的重要性，引起学生心理上的共鸣。
（简要实录）在展示用途的图片时，学生发出了的感叹，而展示被腐蚀的图片时，觉得很惋惜。
（二）（课件投影）阅读教材关于铁的氧化物的介绍，归纳FeO、Fe2O3、Fe3O4的性质，填写表格：
俗称 价态 色、态 用途 FeO Fe2O3 Fe3O4 （设计意图）铁的氧化物的物理性质和用途属于了解范围，通过学生已有的常识和知识能够描述部分性质和用途，通过阅读能够了解更全面。以表格的形式展示更形象。
（简要实录）学生岳庭缘能够说出铁的氧化物的物理性质，说明阅读教材学生能够全面的了解其物理性质和用途。
（课件投影） 俗称 价态 色、态 用途 二、强化体验，完成实验
（一）（课件投影）铁的氧化物的化学性质
根据物质所属类别预测并验证铁的氧化物的化学性质。 1、学生实验：
药品：FeO 粉末 Fe2O3粉末 Fe3O4固体 1mol/L盐酸
实验操作：取少量的三种固体分别置于三支试管中，编号①、②、③，分别向三支试管中加入盐酸，注意观察现象。
要求：各小组分组实验，记录实验现象并书写相关离子方程式
（设计意图）让学生体会研究化学物质的一般方法，并可为后面铁的氢氧化物的制备提供药品。让学生更加直观对Fe2+、Fe3+认识。
（简要实录）通过实验，学生观察到三个试管中固体逐渐溶解，①试管中溶液呈浅绿色，②试管中溶液呈黄色，③试管中溶液颜色偏向黄色和黄色略有不同。说明铁的氧化物能和溶于酸，根据分类预测的性质正确。离子方程式选择两组代表展示，基本能书写正确。贺传杰同学提出问题怎么证明Fe3O4中同时含有二价铁和三价铁。
（课件投影）铁的氧化物与盐酸的反应离子方程式
FeO + 2H+ =Fe2++ H2O Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O Fe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
（二）（课件投影）Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质
Al(OH)3和Fe(OH)2、Fe(OH)3都属于弱碱，如何制得Fe(OH)2、Fe(OH)3呢？利用强
FeO +2 黑色粉末 色素 Fe2O3 铁红 +3 红棕色粉末 冶铁、颜料 Fe3O4 磁性氧化铁 +2、+3 黑色晶体 颜料、抛光剂 碱制备弱碱的原理，最终一定能得到Fe(OH)2、Fe(OH)3吗？
（设计意图）掌握强碱制备弱碱这一规律，并能都通过元素的价态分析元素可能存在的性质，联系氧化还原反应的性质。
（简要实录）刘志洁同学认为利用NaOH能制备两者物质，但可能和类似会溶于过量的NaOH溶液。陈玺同学认为最终得不到Fe(OH)2，因为Fe处在中间价态具有还原性，而空气中有强氧化性物质O2，会将其氧化。
到底哪种说法是正确的呢？我们就通过实验来进行验证——Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备 2、学生实验：利用手中的实验药品来制备Fe(OH)2、Fe(OH)3，仔细阅读实验步骤，实验过程中认真观察实验现象并做好记录；并对实验现象进行分析讨论，写出制备的Fe(OH)2、Fe(OH)3方程式。
实验药品：新制FeSO4溶液、FeCl3溶液、2mol/L NaOH溶液
操作过程：分别取适量新制FeSO4溶液、FeCl3溶液于两支试管中，分别向两支试管中滴加NaOH溶液，观察并记录实验现象。
（设计意图）自己动手能加深印象，加强动手能力。让学生理解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理，能够准确的描述实验现象。
（简要实录）由于该实验现象明显，易于操作，学生都能成功完成。对于实验现象的描述，对物质的颜色变化不能准确描述。
（课件投影）思考：Fe(OH)2是什么颜色的？为什么制备Fe(OH)2时，生成的的沉淀会发生颜色的变化？
（设计意图）通过制备Fe(OH)2、Fe(OH)3实验现象的对比，分析Fe(OH)2沉淀发生变化的原因，进而体现Fe(OH)2与其它氢氧化物性质的差异。Fe(OH)2转化为Fe(OH)3方程式的书写进一步巩固书写氧化还原反应方程式。
（简要实录）通过Fe(OH)2制备后颜色由白色迅速变为灰绿色最终变为红褐色，能够通过对比分析讨论得出Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，氧化剂的来源源于空气中的O2，邬雨婷同学得出Fe(OH)2易被氧化的结论。但对该过程方程式的书写存在较大问题。方程式在展示后让学生加以指正，利用氧化还原反应的缺项配平的方式。
（课件投影）现象及相关方程式 Fe(OH)3的制备：生成红褐色沉淀 Fe3+ + OH- = Fe(OH)3↓
Fe(OH)2制备：生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色最终变为红褐色
Fe2+ 2OH= Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3↓
＋
－
补充：二价铁不稳定，易被氧化
（三）（课件投影）Fe3+ 、Fe2+的检验
铁元素是人体必需的元素，人体每天必须摄入一定量的铁，市场上也出现了较多的补铁产品。补铁所需的为Fe2+，如何检验补铁产品是否已变质呢？
学生实验：分组实验，根据现有的试剂进行实验，观察并记录实验现象 药品：新制FeSO4溶液、FeCl3溶液、KSCN溶液
操作过程：分别取2ml新制FeSO4溶液、FeCl3溶液于两支试管中，分别向两支试管中滴加KSCN溶液，观察并记录现象。
（设计意图）让学生体验KSCN与Fe2+不显色，Fe3+ 与KSCN的显色十分灵敏，属于特征显色，试剂的量要求低，该现象用与Fe3+的检验。
（简要实录）KSCN溶液与Fe3+ 显色明显，实验非常成功，都看到了溶液变为红色。 （课件投影）思考：Fe2+如何检验呢？Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3，Fe2+是否能被氧化为Fe3+？
（设计意图）虽然KSCN与Fe2+不显色，但被氧化后能显色，让学生思考问题时意识到有变通思维，但被氧化后能显色，让学生思考问题时意识到有变通思维。
（简要实录）KSCN与Fe2+不显色，分析讨论的得出加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，从而将Fe2+的检验转化为对Fe2+的检验。有同学发现之前的KSCN与Fe2+混合溶液放置一段时间后会发现溶液变红。对这一现象的分析讨论，同学补充，最后得出结论：Fe2+被空气中的氧气氧化成Fe3+ ，遇KSCN的显色。
（课件投影）检验Fe2+时先加氧化剂还是先加KSCN溶液？ （设计意图）离子的检验需要注意排除杂质离子的干扰
（简要实录）高宇同学提到先加氯水再加KSCN溶液的试剂加入顺序，班上同学进行了讨论，这是不行的，不能排除原溶液中有Fe3+的可能。
（课件投影）Fe3+的检验：Fe3+ 遇KSCN的显红色；
Fe2+的检验：加入KSCN溶液无明显变化，加入新制氯水溶液呈红色。 三、迁移深化、学以致用
（一）（课件投影）思考：除了上述方法外，还可以检验Fe2+、Fe3+的存在？ 学生实验：Fe2+、Fe3+的检验及Fe3+ 、Fe2+的相互转化 药品：FeCl3溶液、铁粉、新制氯水、KSCN溶液
操作过程：取少量FeCl3溶液于试管中，滴加两滴KSCN溶液，观察现象，加入少量铁粉观察现象，再滴加新制氯水，观察实验现象，并书写涉及的化学方程式。
（设计意图）通过对Fe2+、Fe3+的检验，对铁盐和亚铁盐的性质的总结。并且明白物质的检验方法并非是单一的。尤其是利用Fe2+被氧化后遇KSCN显色，体现了Fe2+的还原性，引出Fe2+转化Fe3+的方法。该实验能将Fe3+ 、Fe2+的相互转化联系起来，认识Fe3+的氧化性。与第二章的氧化还原反应相联系，加深学生对常见强氧化剂、还原剂的认识。
（简要实录）两组同学代表展示方程式的书写和现象变化的描述。对方程式的书写同学予以指正。能氧化Fe2+的试剂由各组同学不断补充（溴水、酸性高锰酸钾、双氧水等强氧化剂）。能还原的试剂通过对氧化还原反应发生的条件进行分析，不断补充（铁~铜之间的金属、HI、H2S、SO2等还原剂）
（课件投影）Fe3+ 、Fe2+的相互转化的方程式 2Fe 2+ + Cl2 = 2Fe 3+ + 2Cl- 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
（二）（课件投影）思考：采用什么方式，在制备Fe(OH)2时能够较长时间的看到白色沉淀？
（设计意图）理解不能稳定存在的原因，根据这一原因设计实验方案。通过实验方案的设计，提升学生的实验思考分析能力。
（简要实录）较多数的同学能够想到在无氧环境下进行，但是对于怎样得到无氧环境不太清楚，也不会变通，刘夏同学还提出在真空条件下作该实验。通过引导，类比氢气还原氧化铜的实验中氢气作保护气的原理，最终得到一些方法：例如先把液体中的氧气赶跑后在液封，形成无氧环境；或者用制备FeSO4溶液时产生的氢气赶走氧气，形成无氧环境的同时也制得了FeSO4溶液。
（三）（课件投影）课堂练习
1、实验室中如何保存亚铁盐，原因用化学用语描述。
（设计原因）考察Fe2+的还原性和Fe3+的氧化性，将所学的理论知识用于科学研究中。 （简要实录）经过小组讨论：学生任茉莉认为需密封保存；周彦宇认为仅密封保存是不够的，试剂瓶中不可避免有氧气，会将Fe2+氧化生成Fe3+，需将氧化生成的还原，只能加入还原剂铁粉（避免引入新的杂质）。
2、将Na2O2投入到FeCl2溶液中，不可能观察到的实验现象是（ ） A.有白色沉淀生成 B.有红棕色沉淀生成
C.没有沉淀生成 D.有无色气体的产生
（设计意图）考察了钠的化合物Na2O2性质，以及的Fe(OH)2还原性
（简要实录）对该问题的解答没有问题，但是刘红利对A选项提出看法，白色沉淀有可能看不到，分析原因：Na2O2与水反应生成NaOH和氧气，生成的氧气（且Na2O2本身也具有强氧化性）有可能将Fe2+氧化成Fe3+，直接得到红褐色沉淀。
【课后反思】
学生对实验有较高的兴趣，本节课的内容涉及到的实验较多，正好可以利用学生对实验的积极性来探究铁的化合物的性质。以前在设计这节课的时候，考虑到课时紧张以及其它方面的原因，对于实验采取的是播放实验视频的方式，学生看得津津有味的，但是下一节课去回顾的时候就想不起来，很多学生说上课的时候都听懂了，就是下课后做题就做不到了。后来听到一位老师说学习只有亲身经历了才会真正的发生。当时的感触颇深，只有亲身的经历才能更深刻的感知它的存在。在感知的过程中必须适时的加以引导，在实验现象产生后及时的提出导向性的问题，让学生在看到现象的基础上积极的思考。只有让学生积极的思考，学习才会进一步的深入，为后续知识的学习提供知识铺垫和学习兴趣。因此对教学设计进行相应的修改，精心的设计导向性问题，尽可能让导向性问题引起学生的学习兴趣并积极的思考。增加了铁的氧化物的化学性质的实验。
由于教材对铁的氧化物与酸反应并未涉及实验，根据物质的所属类别来预测其性质，然后直接得出结论，会让学生觉得和前面的学习思路完全相似，觉得无趣。
添加实验为：（一）（课件投影）铁的氧化物的化学性质 根据物质所属类别预测并验证铁的氧化物的化学性质。 1、学生实验：
药品：FeO 粉末 Fe2O3粉末 Fe3O4固体 1mol/L盐酸
实验操作：取少量的三种固体分别置于三支试管中，编号①、②、③，分别向三支试管中加入盐酸，注意观察现象。
要求：各小组分组实验，记录实验现象并书写相关离子方程式
（设计意图）让学生体会研究化学物质的一般方法，并为后面铁的氢氧化物的制备提供药品。让学生更加直观对Fe2+、Fe3+认识。
（简要实录）通过实验，学生观察到三个试管中固体逐渐溶解，①试管中溶液呈浅绿色，②试管中溶液呈黄色，③试管中溶液。说明铁的氧化物能和溶于酸，根据分类预测的性质正确。离子方程式选择两组代表展示，基本能书写正确。
再有引出的Fe(OH)2、Fe(OH)3制备时，修改前为：（二）（课件投影）Fe(OH)2、Fe(OH)3
的性质
Al(OH)3属于两性氧化物，那么如何检验Fe(OH)2、Fe(OH)3是否属于两性氧化物？由于没有现成的Fe(OH)2、Fe(OH)3，我们先来制备Fe(OH)2、Fe(OH)3。接下来就动手进行实验，在衔接时过渡不流畅，生硬的引出的制备，只为制备而制备。
修改为：（二）（课件投影）Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质
Al(OH)3和Fe(OH)2、Fe(OH)3都属于弱碱，如何制得Fe(OH)2、Fe(OH)3呢？利用强碱制备弱碱的原理，最终一定能得到Fe(OH)2、Fe(OH)3吗？
（设计意图）掌握强碱制备弱碱这一规律，并能都通过元素的价态分析元素可能存在的性质，联系氧化还原反应的性质。
（简要实录）刘志洁同学认为利用NaOH能制备两者物质，但可能和类似会溶于过量的NaOH溶液。陈玺同学认为最终得不到Fe(OH)2，因为Fe处在中间价态具有还原性，而空气中有强氧化性物质O2，会将其氧化。
到底哪种说法是正确的呢？我们就通过实验来进行验证——Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备 再有对于Fe3O4中二价铁和三价铁的验证留给学生课后思考，怎样检验统一溶液中这两种离子的存在，怎样排除相互间的干扰。
通过这节课的设计使我深深地认识到三个认知层次对学生学习的重要性。在探究学习过程，设置合理的好的导向性信息，能够激发学生的思维，让学生的席位保持在兴奋积极的状态上。将被动的接收知识转化为自己的主动的深层次的探究。
在具体设计这节课时感到有很多的不足之处，还需努力改进。“教贵在善诱”，如何将诱思探究学习中学到的理论知识更好的运用到实际课堂教学中，这将是我在今后的教学工作中需要努力的地方。
