探究江西怪水之謎

李雯滄州市第一中學(xué)

探究江西怪水之謎

李雯
滄州市第一中學(xué)

本節(jié)教材是化學(xué)1（人教版）第三章《金屬及其化合物》的第二節(jié)幾種重要的金屬化合物中“三、鐵的重要化合物”中的“鐵鹽和亞鐵鹽”部分的內(nèi)容。

[教學(xué)目標(biāo)]

1、知識(shí)與技能：了解Fe2+的性質(zhì)及Fe2+和Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化；掌握Fe3+的檢驗(yàn)方法。

2、過(guò)程與方法：通過(guò)觀看視頻和小組討論，發(fā)展信息獲取能力和科學(xué)推理能力；通過(guò)“井水”燒開(kāi)變黃和“井水”遇茶水變黑兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，發(fā)展實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)施及獲得結(jié)論的能力；進(jìn)一步提高應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)探究怪水中的化學(xué)知識(shí)，體驗(yàn)化學(xué)就在我們身邊，化學(xué)在生活中的運(yùn)用。

[教學(xué)重點(diǎn)]

1、Fe2+和Fe3+之間的轉(zhuǎn)化及Fe3+的檢驗(yàn)方法；2、學(xué)科思想方法的滲透。

[教學(xué)難點(diǎn)]

怪水中主要離子成分的轉(zhuǎn)化

[教學(xué)方法]

實(shí)驗(yàn)探究法、討論法、講授法

[實(shí)驗(yàn)用品]

儀器：試管、酒精燈、試管夾、火柴、試管架

藥品：新制2.5mg/m l的硫酸亞鐵銨溶液、茶水、濃鹽酸溶液、飽和硫氰化鉀溶液

[教學(xué)過(guò)程]

教師活動(dòng)：播放視頻“江西怪水視頻材料”；從剛才的視頻中你發(fā)現(xiàn)了哪些問(wèn)題？啟發(fā)學(xué)生從視頻中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

學(xué)生活動(dòng)：觀看視頻，引起思考：通過(guò)視頻中觀察到的現(xiàn)象和信息，對(duì)“怪水變色”的現(xiàn)象提出質(zhì)疑。學(xué)生1：為什么井水放置或燒開(kāi)后會(huì)變渾變黃？學(xué)生2：為什么井水遇茶水會(huì)變黑？學(xué)生3：井水可能有毒……

設(shè)計(jì)意圖：引用現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際案例創(chuàng)設(shè)情境，從生活走進(jìn)課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生體驗(yàn)從事實(shí)材料中提取信息、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、并準(zhǔn)確表述問(wèn)題。

教師活動(dòng)：教師對(duì)學(xué)生提出的各種問(wèn)題進(jìn)行歸納，從中凝練出本節(jié)課要探究的問(wèn)題：新汲的井水清澈無(wú)色，放置或燒開(kāi)后會(huì)變渾變黃，井水遇到茶水會(huì)變黑，那么是井水中的什么成分或元素引起的呢？

學(xué)生活動(dòng)：猜想1：井水中可能含有Fe3+；猜想2：井水中可能含有Fe2+；猜想3：井水中可能含有Mn2+…………

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)井水變黃色的外觀現(xiàn)象推定可能含有Fe3+。通過(guò)清澈無(wú)色井水“放置”或燒開(kāi)變?yōu)辄S色這一事實(shí)，進(jìn)一步推測(cè)含有Fe3+。從新汲的井水是清澈無(wú)色的推定井水中含有較多的可能是Fe2+。通過(guò)茶水和Mn2+反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，茶水顏色不變，說(shuō)明導(dǎo)致“怪水”現(xiàn)象的主要成分應(yīng)該是Fe2+。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究為推測(cè)尋找證據(jù)，具體學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)如下：

活動(dòng)1：學(xué)生分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明猜想。

活動(dòng)2：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究。

實(shí)驗(yàn)1：模擬井水變黃實(shí)驗(yàn)。

（1）給含有Fe2+溶液加熱，溶液變黃變渾。

實(shí)驗(yàn)2：模擬井水變黑實(shí)驗(yàn)。

向含有Fe2+溶液中緩慢倒入茶水，茶水迅速變?yōu)樗{(lán)黑色。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束引導(dǎo)學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，嘗試對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

學(xué)生活動(dòng)：分組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

方案1：將含有Fe2+的溶液暴露在空氣中放置一段時(shí)間。

方案2：給含有Fe2+的溶液加熱。

……

分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

各實(shí)驗(yàn)小組呈現(xiàn)本組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

討論并嘗試對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出解釋。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了解Fe2+向Fe3+的轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)的方法獲取證據(jù)。

鍛煉學(xué)生準(zhǔn)確表述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，鍛煉提高學(xué)生表達(dá)交流和分析推理的能力。

教師活動(dòng)：對(duì)實(shí)驗(yàn)1的反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行分析。

由上述實(shí)驗(yàn)分析可以初步得出結(jié)論：井水中含有比正常飲用水較多的Fe2+，經(jīng)放置與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)，被氧化生成Fe3+，進(jìn)一步反應(yīng)生成Fe（OH）3，這就是井水變渾黃的原因。

對(duì)實(shí)驗(yàn)2進(jìn)行分析：

小知識(shí)：茶葉中有一種成分叫茶多酚，茶多酚中含有一種物質(zhì)叫鞣酸，F(xiàn)e2+能與茶水中的鞣酸反應(yīng)變?yōu)樗{(lán)黑色。

實(shí)驗(yàn)2也證明了井水中含有較多的Fe2+。

從而得出結(jié)論：江西劉家村的井水中含有較大量的Fe2+（板書）。

啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考除了O2還有沒(méi)有其他化學(xué)物質(zhì)可以完成Fe2+到Fe3+的轉(zhuǎn)化？

學(xué)生活動(dòng)：思考Fe2+到Fe3+的轉(zhuǎn)化是一個(gè)被氧化的過(guò)程，所以若要完成該轉(zhuǎn)化需要加入有氧化性的物質(zhì)。

學(xué)生思考后回答：Cl2H2O2KMnO4。

學(xué)生嘗試完成Fe2+和O2Cl2H2O2等反應(yīng)的化學(xué)方程式書寫。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生嘗試將生活中的問(wèn)題與化學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，并用學(xué)過(guò)的化學(xué)知識(shí)解釋、解決生活中的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)一系列氧化還原方程式的書寫加深學(xué)生對(duì)氧化還原規(guī)律的理解。

教師活動(dòng)：缺鐵性貧血的人群服用的補(bǔ)鐵劑中主要是Fe2+，飲用含有少量Fe2+的水是可以的，但是劉家村的井水經(jīng)過(guò)放置后含有的是Fe3+，如何用學(xué)過(guò)的氧化還原知識(shí)將水中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+？

學(xué)生活動(dòng)：回答加入Fe。

教師活動(dòng)：Fe3+是鐵元素的最高價(jià)態(tài)，具有較強(qiáng)的氧化性，遇到還原性物例如Fe、Cu等可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從生活適用、安全的角度，還原Fe粉是最理想的還原劑，它安全、環(huán)保、不產(chǎn)生污染，節(jié)約能源。

Fe3+和Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：2Fe3++Fe=3 Fe2+（板書）。

讓學(xué)生思考完成Cu和Fe3+反應(yīng)的化學(xué)方程式。

順勢(shì)講解Fe3+的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方法：取適量含有Fe3+的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變成血紅色。

學(xué)生活動(dòng)：聆聽(tīng)思考并完成化學(xué)方程式的書寫。

學(xué)生自己動(dòng)手完成學(xué)生實(shí)驗(yàn)，對(duì)溶液中的Fe3+進(jìn)行檢驗(yàn)。

教師活動(dòng)：為什么井水中含有大量Fe2+。

播放視頻，專家研究結(jié)論：1、淤泥質(zhì)、有機(jī)質(zhì)的堆積導(dǎo)致當(dāng)?shù)赝寥浪嵝詨木车男纬桑?、當(dāng)?shù)赝寥乐泻需F；3、鐵在酸性環(huán)境下溶解；4、溶解鐵的水滲透到地下的砂礫層中，形成了地下“怪水”。

江西怪水之謎至此徹底解開(kāi)了，我們說(shuō)怪水不怪，只要我們做生活的有心人，就會(huì)發(fā)現(xiàn)生活中處處有化學(xué)，用學(xué)過(guò)的化學(xué)知識(shí)就能解決生活中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。關(guān)注生活、關(guān)注社會(huì)，做生活的智者，從而提高我們的生活質(zhì)量。

學(xué)生活動(dòng)：傾聽(tīng)思考，情感態(tài)度和價(jià)值觀得到升華。

設(shè)計(jì)意圖：徹底揭開(kāi)怪水之謎，讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的成功體驗(yàn)，體會(huì)到化學(xué)是有用的化學(xué)，享受學(xué)習(xí)的快樂(lè)。引導(dǎo)學(xué)生反思，進(jìn)一步加深理解化學(xué)來(lái)源于生活，服務(wù)于社會(huì)，學(xué)習(xí)有用的化學(xué)知識(shí)、進(jìn)一步提升學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。達(dá)到知識(shí)的內(nèi)化、認(rèn)識(shí)的提高、情感的升華。