鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)

1、科學探究：鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)一、教材： 人教版普通高中課程標準實驗教科書化學（必修 1）50頁至 51 頁二、課時安排： 15 分鐘三、教學對象： 高一學生四、教學設(shè)計思路：本課題內(nèi)容選自人教版高中化學必修 1 第三章 金屬及其化合物 第一節(jié) 金屬的化學性質(zhì) 第二課時 金屬與酸和水的反應(yīng)，鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)是以科 學探究的形式呈現(xiàn)的， 是學生在學習鈉與水的反應(yīng)后， 進一步研究金屬與水的反 應(yīng)。高中化學新課標提出：“通過以化學實驗為主的多種探究活動使學生體驗科 學研究的過程， 激發(fā)學習化學的興趣， 強化科學探究的意識， 促進學習方式的轉(zhuǎn) 變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力” ?？茖W探究的目的是讓學

2、生在獲得知識的 同時，體驗科學探究的過程，了解科學探究的方法，達成情感、態(tài)度、價值觀目 標。該實驗難度大，因此不適合學生同步實驗，通過反復(fù)探索實驗方法，教師演 示實驗?zāi)艽_保成功，以突破教學難點。思維能力是一切能力的核心，因此，教學 重點放在學生設(shè)計方案上，通過方案設(shè)計、篩選、完善的過程激活學生思維，激 發(fā)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)合作與交流的能力。初中化學中學生學過二氧化碳制取的研究， 對實驗室確定制取氣體裝置考慮 的因素有一定了解； 接觸過一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置； 知道氫氣的檢驗方 法。這些基礎(chǔ)使學生自主設(shè)計實驗方案成為可能。 新課由工件淬火視頻引入， 提 出問題，激發(fā)學習興趣； 學生根據(jù)已有知識

3、猜想與假設(shè)并設(shè)計方案， 演示實驗驗 證假說，得出結(jié)論。由于學生不具備化學方法檢驗四氧化三鐵的知識， 教學處理采用介紹 x 射線 衍射儀測定反應(yīng)后固體產(chǎn)物的方法，將先進技術(shù)設(shè)備的運用引入教學介紹給學 生，目的是開闊視野，也使探究過程更為嚴密。五、教學目標：（一）知識與技能目標1、掌握鐵與水蒸氣反應(yīng)的原理；2、能設(shè)計出簡單的鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置；3、培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析、解決問題的能力。（二）過程與方法目標 1、通過探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)，認識設(shè)計實驗的一般方法，體驗科學探 究的過程。2、訓練學生科學思維方法，發(fā)展其思維的邏輯性、嚴密性、深刻性、廣闊 性。（三）情感態(tài)度與價值觀目標在科學探究

4、過程中， 激發(fā)學生學習興趣， 培養(yǎng)積極思考、 勇于探索的科 學品質(zhì)，發(fā)展合作精神。六、教學重點、難點：重點：學生設(shè)計鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置難點： 鐵粉與水蒸氣反應(yīng)實驗七、教學方法： 實驗探究、多媒體輔助教學八、課型： 新授課九、教學用具：儀 器： 鐵架臺、大試管、鐵夾、有孔橡膠塞、培養(yǎng)皿、坩堝鉗、帶防風 罩的酒精燈、導(dǎo)管、橡膠管、玻璃棒、藥匙、紙槽、課件和多媒 體設(shè)備；藥 品： 洗滌劑液、蒸餾水、脫脂棉、還原鐵粉、火柴。 課前準備：課堂學案十、教學流程：【引入課題】【視頻播放】請看“工件淬火”視頻，觀察工件表面有什么變化？ 【講解】工件淬火是將鋼鐵制品加熱到一定溫度， 保溫后快速冷卻以提高

5、鋼的強 度和硬度，強化鋼的性能的熱處理工藝。工件是鋼鐵制品，水是碳鋼常 用的淬火介質(zhì)。【生】鐵與冷水無明顯的反應(yīng)現(xiàn)象，有黑色物質(zhì)生成。 【師】鐵與冷水無明顯的反應(yīng)現(xiàn)象， 熱水呢？也無明顯的反應(yīng)現(xiàn)象。 輸送自來水 和熱水的鐵管就是最好的例證?！景鍟?1、鐵與冷水、熱水無明顯的反應(yīng)現(xiàn)象 【師】工件表面生成黑色物質(zhì)， 是發(fā)生了化學反應(yīng)嗎？鐵與水蒸氣在高溫條件下 是否發(fā)生了反應(yīng)呢？【課堂探究】【師】工件表面的那層黑色物質(zhì)是什么？鐵與水蒸氣在高溫條件下是否反應(yīng)了 呢？根據(jù)所學知識猜想?！就队啊靠茖W探究：鐵粉與水蒸氣的反應(yīng) 提出問題：鐵能不能在加熱條件下與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)呢？可能有哪些產(chǎn) 物？【生】從氧化

6、還原理論分析，如果Fe與水蒸氣的反應(yīng)，F(xiàn)e化合價將由0價升高, 生成鐵的化合物，那么哪種元素的化合價能降低呢？H元素。黑色物質(zhì)是一種鐵的化合物，我們知道鐵的常見化合物有FeO， Fe2O3 ， Fe3O4 ，F(xiàn)e(OH)2,Fe(OH)3,到底是哪一種呢？生成物除了鐵的化合物，還有什么其他物質(zhì)呢？【生】從鈉與水反應(yīng)類推猜想：是鐵的氫氧化物和氫氣?！静孪肱c假設(shè)】鐵與水蒸氣能在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，生成H和鐵的化合物?！編煛繉嵺`是驗證真理的唯一標準。請同學們設(shè)計實驗驗證猜想。思考：鐵粉與 水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置應(yīng)該包括哪幾個部分？各部分考慮的因素有哪 些？閱讀教材50頁科學探究第二段?！旧克魵獾陌l(fā)

7、生裝置、水蒸氣與鐵粉的反應(yīng)裝置、檢驗產(chǎn)生氣體3部分【板書】2、鐵粉在高溫下與水蒸氣反應(yīng)：【投影】設(shè)計實驗：裝置的3個部分r水蒸氣的產(chǎn)生裝置-鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)裝置（反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)發(fā)生的條件）I氣體收集及檢驗（氣體性質(zhì)）【設(shè)計實驗】請結(jié)合所學的實驗知識，討論后在學案一中畫出設(shè)計的裝置簡圖?！旧啃〗M討論并畫出實驗裝置簡圖。【表達與交流】匯報交流并互相評價。【投影】歸納實驗裝置簡圖。【老師講解】總結(jié)設(shè)計的實驗裝置圖，點撥關(guān)鍵：裝置的銜接與簡化?！就队啊胯F粉與水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置圖【演示實驗】鐵粉在高溫下與水蒸氣反應(yīng)：脫脂棉用水浸濕后擠干，塞入試管底部，脫脂棉厚度12cm鐵粉1g,鐵粉中心至棉花外

8、沿距離為2cm加熱至試管壁上有細小的 水滴時，將導(dǎo)氣管伸入盛有洗滌劑液的培養(yǎng)皿中吹泡，當有大量氣泡時，停止吹氣泡。用點燃的火柴靠近氣泡，有爆鳴聲?！就卣顾季S】【師】觀察實驗現(xiàn)象并填入學案二，請同學對演示實驗提問并解釋?！旧坑^察實驗現(xiàn)象，完成學案二，小組交流結(jié)論?！旧繛槭裁匆獢D干棉花上的水？為什么要控制棉花與鐵粉的距離？固體產(chǎn)物如 何檢驗？【生】利用加熱試管中還原鐵粉時的余熱使?jié)駶櫟拿撝蕻a(chǎn)生水蒸氣，由于氣體與鐵粉表面接觸，產(chǎn)生氣體量不多，所以用吹肥皂泡的方式收集氣體?！編煛拷?jīng)x射線衍射儀測定反應(yīng)后固體物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)除鐵粉外，有四氧化三鐵生成。-mini -EETSATrLEI3“K人Th pt可o SnX-射線衍射圖譜【師】請寫出化學反應(yīng)方程式：3Fe + 4H2O(g) FeaC4 + 4F2【投影】實驗現(xiàn)象及結(jié)論厶【板書】3Fe + 4H2O(g) . FdC4 + 4H2【師】該反應(yīng)是工件表面在淬火過程中伴隨的化學反應(yīng)之一。【歸納總結(jié)】【師】你對演示實驗裝置還有什么問題或建議？有哪些收獲？【生】為什么要用培養(yǎng)皿代替書上蒸發(fā)皿？還可以用什么裝置？氫氣還可以怎樣檢驗？【生】總結(jié)【布置作業(yè)】1、比較鈉與水反應(yīng)和鐵粉與水蒸氣反應(yīng)異同并分析原因。2、化學興趣小組活動：查閱資料確定檢驗四氧化三鐵的方法。板書設(shè)計：科學探究：鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)1、 鐵