主題式復(fù)習(xí)提高學(xué)生化學(xué)遷移創(chuàng)新能力的有效研究

張軍平

【摘要】通過(guò)對(duì)墨粉中磁性物質(zhì)的探究，引出四氧化三鐵性質(zhì)的研究。從物質(zhì)類別和化合價(jià)角度去分析預(yù)測(cè)四氧化三鐵的化學(xué)性質(zhì)，可以較為系統(tǒng)和全面的掌握四氧化三鐵的性質(zhì)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理的學(xué)科素養(yǎng)。通過(guò)設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)四氧化三鐵的化學(xué)性質(zhì)，可以更為直觀的檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)測(cè)，探究實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)習(xí)科學(xué)探究的學(xué)科素養(yǎng)，是理解知識(shí)、體驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程的重要途徑。

【關(guān)鍵詞】四氧化三鐵? ?墨粉? ?磁性物質(zhì)? ?鐵的氧化物

人教版必修1教材中關(guān)于Fe3O4的性質(zhì)少有涉及，也沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)去探究。在實(shí)際教學(xué)中對(duì)Fe3O4的性質(zhì)學(xué)習(xí)往往集中在與酸反應(yīng)這一反應(yīng)中，這對(duì)Fe3O4的性質(zhì)學(xué)習(xí)并不全面。筆者通過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)墨粉中存在的磁性物質(zhì)為Fe3O4，從物質(zhì)類別和化合價(jià)角度去預(yù)測(cè)Fe3O4化學(xué)性質(zhì)，可以與酸反應(yīng)，且具有氧化性和還原性。為了更加真實(shí)的驗(yàn)證Fe3O4的性質(zhì)，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)。

1.Fe3O4的磁性

1.1實(shí)驗(yàn)用品

墨粉、小號(hào)密封袋、磁鐵

1.2實(shí)驗(yàn)步驟：

磁鐵在密封袋外部吸引墨粉

1.3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：部分墨粉在磁鐵吸引下移動(dòng)

1.4實(shí)驗(yàn)結(jié)論：墨粉中存在磁性物質(zhì)，可能是鐵或四氧化三鐵。

2.Fe3O4與酸反應(yīng)

2.1實(shí)驗(yàn)用品

小試管、試管架、膠頭滴管、酒精燈、墨粉、3mol/L硫酸、6mol/L硫酸、9mol/L硫酸、6mol/L鹽酸、9mol/L鹽酸、KSCN溶液、K3[Fe（CN）6]溶液

2.2 實(shí)驗(yàn)原理

理論依據(jù)：Fe3O4+4H2SO4 ==FeSO4 + Fe2（SO4）3 + 4H2O

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）取一藥匙墨粉于試管中，分別與3mol/L硫酸、6mol/L硫酸、9mol/L硫酸、3mol/L鹽酸、6mol/L鹽酸反應(yīng);

（2）由于墨粉密度小，浮在溶液上方。過(guò)濾取濾液;

（3）每份濾液分為兩份，一份分別加入KSCN溶液，另一份分別加入K3[Fe（CN）6]溶液;

2.4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論

3.Fe3O4的氧化性

3.1 實(shí)驗(yàn)用品

小試管、試管架、膠頭滴管、酒精燈、鐵架臺(tái)、鐵圈、濾紙、蒸發(fā)皿、酸性KMnO4稀溶液、鋁粉、鎂條、氯酸鉀固體

3.2實(shí)驗(yàn)原理

3.2.1第一組實(shí)驗(yàn)：Fe3O4粉末與酸性KMnO4稀溶液反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)原理：Fe3O4中鐵的化合價(jià)處于中間價(jià)態(tài)，可以降低

3.2.2第二組實(shí)驗(yàn)：Fe3O4粉末與鋁粉發(fā)生鋁熱反應(yīng)

3.3實(shí)驗(yàn)步驟

3.3.1第一組實(shí)驗(yàn)：

（1）取一藥匙Fe3O4粉末于試管中;中

（2）向試管中加入3ml酸性KMnO4稀溶液，觀察現(xiàn)象

3.3.2 第二組實(shí)驗(yàn)

（1）把兩張圓形濾紙分別對(duì)疊成漏斗狀套在一起，取出內(nèi)層濾紙，在其底部剪一小孔后用水潤(rùn)濕，再套回原處，并架在鐵圈上（實(shí)驗(yàn)裝置如圖1），下面放置一盛有沙子的蒸發(fā)皿。

（2）將5g干燥的四氧化三鐵粉末和2g鋁粉均勻混合后放入紙漏斗中，在混合物上面加少量氯酸鉀固體，中間插一根用砂紙打磨過(guò)的鎂帶。

（3）用燃著的鎂條點(diǎn)燃鎂帶，觀察現(xiàn)象（反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫、發(fā)出強(qiáng)光，觀察時(shí)請(qǐng)注意安全不要直視）。

（4）將（3）中的固體產(chǎn)物用磁鐵吸，觀察現(xiàn)象。

3.4.1第一組實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論：

3.4.2第二組實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論：

4.Fe3O4的還原性

4.1 實(shí)驗(yàn)用品

大試管、分液漏斗、錐形瓶、帶橡膠管導(dǎo)管、鐵架臺(tái)、試管夾、棉花、酒精燈、雙孔橡膠塞、Fe3O4、MnO2、30%H2O2

4.2 實(shí)驗(yàn)原理：Fe3O4中鐵的化合價(jià)處于中間價(jià)態(tài)，可以升高

4Fe3O4+O2 == 6Fe2O3

4.3實(shí)驗(yàn)步驟

（1）取2藥匙Fe3O4粉末放入大試管;

（2）向錐形瓶中加入1藥匙MnO2;

（3）組裝好裝置（如圖2），在分液漏斗中逐滴加入30ml 30%H2O2溶液至錐形瓶中，預(yù)熱大試管后集中加熱，觀察現(xiàn)象。

4.4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論

結(jié)束語(yǔ)

化學(xué)學(xué)科的新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生具備證據(jù)推理和科學(xué)探究等學(xué)科素養(yǎng)。理論預(yù)測(cè)是學(xué)生證據(jù)推理學(xué)科素養(yǎng)的很好體現(xiàn);探究實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)習(xí)科學(xué)探究的學(xué)科素養(yǎng)，是理解知識(shí)、體驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程的重要途徑。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張麗華.素養(yǎng)為本的元素化合物知識(shí)教學(xué)以鐵及其重要化合物為例 [B].江蘇：化學(xué)教學(xué)，2019，（8）：57-61.

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[3]王磊.鐵及其化合物+高端備課的成果[網(wǎng)絡(luò)].