由食品脫氧劑引起的思考

人教版普通高中教科書《化學必修第一冊（2019）》第一章，介紹了物質的分類、氧化還原反應以及離子反應等相關概念，發(fā)揮對元素化合物學習的指導作用，發(fā)展研究物質性質及轉化的新認識。第二章介紹了鈉和氯及其化合物的相關知識。通過學習這些元素化合物的知識，既可以為已經學過的理論知識補充感性認識材料，使學生有機會運用已學的理論知識指導元素化合物的學習，從而對理論知識有進一步的理解和應用。

一、教學目標與評價目標

（一）教學目標

1.能認識鐵系食品脫氧劑的成分，了解數(shù)字化技術在實驗中的應用。

2.能用已有化學知識，對探究的問題提出合理假設，并能根據(jù)物質的性質差異、運用Fe2+和Fe3+的檢驗的知識，設計實驗方案，與同學合作完成實驗操作，體驗探究實驗的基本流程和實驗對認識、研究物質性質的重要作用，形成證據(jù)意識。

3.能在Fe2+和Fe3+的檢驗的過程中，了解物質檢驗的一般流程，形成排除干擾的意識。

4.能用Fe及其化合物的類別觀和價態(tài)觀，選擇合適的試劑實現(xiàn)物質的轉化。

（二）評價目標

1.通過“探究食品脫氧劑吸收氧氣后的產物”實驗方案的設計、交流、實驗，診斷并發(fā)展學生證據(jù)推理及實驗探究水平。

2.通過把廢棄的食品脫氧劑進行回收利用這一活動，診斷學生知識結構化水平，診斷學生能否用物質類別和價態(tài)變化的觀念進行物質的轉化。

二、教學流程

本節(jié)課是學生學習完Fe及其化合物的基礎知識后的一節(jié)綜合應用課。因此，本節(jié)課以“鐵系食品脫氧劑”這個真實情境為主線，提出“鐵系食品脫氧劑是什么”“如何檢驗食品脫氧劑脫氧后的產物”“如何把食品脫氧劑轉變?yōu)镕eCl3”等問題。

教學設計流程如圖1。

三、教學實錄

環(huán)節(jié)一：認識鐵系食品脫氧劑

【教師】在很多食品包裝袋里面，都放有一小包的食品脫氧劑。為什么食品包裝袋里要放脫氧劑？

【學生】防止食品被氧化；防止食品變質。

【教師】那大家知道這種食品脫氧劑的主要成分是什么嗎？

【學生】鐵粉……

【設計意圖】本環(huán)節(jié)創(chuàng)設該情景，目的是讓學生感受生活中的化學知識，然后為即將開展的探究活動做知識背景的鋪墊，同時也讓學生了解數(shù)字化實驗在探究實驗中的應用。

環(huán)節(jié)二：探究食品脫氧劑吸收氧氣后的產物

【教師】大家猜測食品脫氧劑吸收O2后的產物可能是什么？

【學生】FeO、Fe2O3、Fe3O4。

【教師】很正確。根據(jù)物質的性質提出合理的猜測。同學們小組討論，用提供的試劑檢驗產物是什么，并用流程圖的形式把實驗方案記錄下來。

【學生】（圖2）

【教師】這位同學的方案中，首先利用物質是否有磁性，先初步把固體進行分離。但是有磁性的只有Fe3O4嗎？

【學生】可能還有沒反應完的Fe。

【教師】那流程需要再完善。本方案中，是否三種方法都可以檢驗Fe2+？

【學生】③不行，可能本來存在Fe3+。

【教師】很好。方法②的檢驗，利用Fe2+的什么性質？

【學生】還原性。

【教師】同學們再仔細分析體系中是否有干擾Fe2+檢驗的物質？

【學生】有Cl－。

【教師】非常好。下面我們再看另一個同學的方案。

【學生】（圖3）

【教師】我們分析這位同學的下面的方案，是否有缺陷？如果實驗中看不到溶液變紅，可能是什么原因導致的？

【學生】Fe把Fe3+還原為Fe2+。

【教師】那怎樣排除Fe的干擾？

【學生】用CuSO4溶液除去Fe。

【教師】這樣我們就得到一個比較完善的方案。（圖4）

【學生】學生實驗。

【教師】下面請同學匯報小組做完實驗后的現(xiàn)象和結論。

【學生】學生匯報。

【教師】可能有些組做出的實驗結果與這小組的不一樣，這可能是跟每包脫氧劑的變質情況不一樣，以及有限時間內某些反應不充分導致的。

【設計意圖】通過本環(huán)節(jié)，讓學生自主運用前面課程已學習的知識，進行物質分離及檢驗。在本環(huán)節(jié)中，讓學生體會探究實驗的整個流程，并通過實驗獲取證據(jù)，形成證據(jù)意識。

環(huán)節(jié)三：資源的回收利用：設計實驗方案，把廢棄的食品脫氧劑轉化為FeCl3溶液

【教師】FeCl3溶液可以作為制作印刷電路板的腐蝕液。

我們可以變廢為寶，設計方案，把食品脫氧劑轉變?yōu)镕eCl3溶液。同學們可以用流程圖的形式表示。

【學生】加過量HCl，過濾，持續(xù)通O2。

【教師】請同學們評價這個方案。

【學生】脫氧劑中還有NaCl，得到的FeCl3溶液有雜質。應該先加水溶解，過濾。再加鹽酸，過濾。

【學生】（圖5）

【教師】這個方案沒有留意到有硅藻土雜質。但這兩位同學都在實現(xiàn)轉化的時候用到了氧化劑。我們可以根據(jù)物質的類別或化合價，選擇適當?shù)脑噭┻M行轉化。在實際生產中，可能會考慮成本、環(huán)保、產品純度等因素。

【設計意圖】在本環(huán)節(jié)的教學中，利用價類二維圖，選擇合適的試劑實現(xiàn)Fe及其化合物之間的轉化，變廢為寶，培養(yǎng)學生綠色化學思想及可持續(xù)發(fā)展的意識。

環(huán)節(jié)四：小結

四、教學反思

1.注重真實問題情境的創(chuàng)設。情境素材的選取，既要真實，也要貼近學生的認知。本節(jié)課在情境線和問題線下推動進行。兩條線的推進是相輔相成的，在問題情景中獲得知識，在獲得知識的同時又解決了真實的情景問題。但是，這樣的教學模式必然對老師備課的要求是很高的，因此需要備課組老師集體智慧，共同更新理念。

2.重視學生化學核心素養(yǎng)的提升。要落實和發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，教師在教學設計的過程中，充分挖掘教學素材，針對各種學生活動設計有層次有深度的問題，要關注這些活動和問題可以讓學生獲得什么素養(yǎng)。從學生的終身學習來說，不是本節(jié)課他們獲得了多少化學知識，而是在學習這些化學知識的過程中，他們獲得了多少能夠自主解決其它問題的思想與能力。

3.本節(jié)課的不足。由于一節(jié)課時間有限，留給學生做實驗的時間不充分，有些實驗的步驟反應不夠充分，可能會導致學生得出錯誤的結論。后期可以把這個素材留給有興趣繼續(xù)做進一步探究的學生作為研究性學習課題，利用課余時間可以展開更充分的研究。

責任編輯 徐國堅