研究性学习红砖中氧化铁成分的检验

研究性学习红砖中氧化铁成分的检验 红砖中氧化铁成分的检验 新课程倡导自主、合作、探究的学习方式，变学生的被动学习为主动学习。而研究性学习综合了这些新的学习方式。为此在化学实验教学中要加强研究性学习活动，用它来改造传统的化学实验教学。以下是《红砖中氧化铁成分的检验》的#教学#。 一、实验探究 实验探究的目的: 3+?运用Fe的检验方法，探究红砖中是否含有氧化铁;?实验条件的控制。 1.提出问题:砖是人们日常生活中常见的物质，同是用粘土烧制的砖，为什么有的是红色有的是青色?红砖中红色的物质是什么? 2.实验假设:请学生提出假设:红砖中红色的物质是什么用什么方法检验?学生思考、讨论认为:粘土中可能含 3+有铁的化合物，在高温加热的过程中转化为氧化铁(红色)。假定红砖中有氧化铁，则氧化铁溶于盐酸转化为Fe， 3+然后利用Fe的检验证明红砖中有氧化铁。 3+3+有学生提出一个新问题:工业盐酸中常常含有Fe，怎样保证Fe不是盐酸中带来的? 3+3.设计实验:怎样用实验证明盐酸中没有Fe，而红砖中含有氧化铁?通过分析实验原理，设计出实验方 +3+3+-案(包括实验用品、实验步骤)，然后进行交流。?化学反应原理:FeO+6H=2Fe+3HO;Fe+3SCN=Fe(SCN)(红色2323 3+-溶液);Fe3OH=Fe(OH)?(红褐色沉淀)?根据反应原理选择仪器、药品和实验装置。仪器:烧杯、玻璃棒、试管、3 胶头滴管。药品:红砖样品、稀盐酸、KSCN溶液、NaOH溶液。 ?设计实验步骤和观察重点:学生主要设计出以下两种方案: 3+方案一:(1)取少量盐酸于试管中，滴加KSCN溶液，若无红色出现，说明盐酸中不含有Fe。 (2)取红砖样品，用稀盐酸溶解，取上层清液2ml于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液显红色，证明溶液中有3+Fe，说明红砖中有氧化铁成分。方案二:取红砖样品，用稀盐酸溶解、过滤，取上层清液2ml于试管中，滴加NaOH 3+溶液，若溶液显红褐色沉淀，证明溶液中有Fe，说明红砖中有氧化铁成分。 4.实施实验:学生根据自己设计的实验方案分别一或方案二(故意给学生准备了未知浓度的盐酸)。实验过程中发现，红砖和盐酸混合后得到的是砖红色的悬浊液，为了尽快得到溶液，有的小组设计了过滤操作，有的小组采取静置的方法。按方案一进行实验时，有的小组实验现象明显，但有的小组溶液只出现浅红色，有的小组溶液几乎无色。按方案二实验时，有的什么沉淀都没有，有的出现了少量白色浑浊，而不是红褐色沉淀。实验现象与学生的预期有较大的差异。 3+5.结论与解释:引导学生分析现象，找到实验成功和失败的原因。方案一溶液显红色，说明Fe的确存在，进而可以说明红砖中有氧化铁。但为什么有的小组实验不成功?学生讨论认为，根据勒夏特列原理，增加反应物的浓度，可以促进化学平衡向生成物方向移动。因此溶液中被检验出的离子浓度必须足够大，这样，加入适当浓度 3+的盐酸后，反应才能显著进行。由于红砖样品没有经过研磨，加的盐酸过多，又没有充分反应，导致溶液中Fe -浓度过低，还可能和SCN的浓度太低有关。改进实验方案，探索最佳条件:把25个实验小组分成5组进行对照实验。把约20g的红砖研成粉末，放入小烧杯中，分别加入约30ml各种浓度的盐酸，通过过滤的方法取得滤液2ml于试管中，加入0.1mol/L的KSCN溶液2~3滴。观察溶液颜色的变化。可见，选用3mol/L的盐酸溶液现象已比较明显。 3+-方案二中为什么不会产生红褐色沉淀?白色浑浊又是什么?Fe是否与OH生成了Fe(OH)?有的同学认为，也许3 3+是盐酸过量，加入的氢氧化纳溶液浓度过小，没能和Fe反应，于是该用饱和氢氧化纳溶液，结果能得到少量白 2+3+2+色浑浊。至于白色浑浊，学生分析:一般粘土的成分中有Ca、Al、Mg，因此白色浑浊的成分可能是Ca(OH)、2 3+-Al(OH)、Mg(OH)的混合物。若Fe与OH反应生成沉淀，那么在产生白色沉淀的试管中滴加KSCN溶液不显红色，32 3+反之则显红色。实验证明不显红色，说明Fe已转化为Fe(OH)沉淀。致于观察不到红褐色沉淀，是因为产生的3 3+Fe(OH)沉淀量很少，被相对大量的白色沉淀所掩盖。当向该悬浊液加入盐酸，溶液出现红色，进一步说明Fe3 的存在。 6.反思与评价:由于不注意实验条件的控制，方案一可能失败。可以说，探寻、控制实验的最佳条件，是化 2+3+2+3+学实验成功的关键。方案二中当粘土中存在Ca、Al、Mg等干扰离子，且Fe浓度过低时，不宜用NaOH溶液检验。 二、课后探究 在完成了红砖中氧化铁的检验后，有的同学又提出了许多新的问题。我将学生提出的问题进行了归纳整理，让学生自愿参加课后的继续探究。如:口服补铁剂中的铁元素是以怎样的形式存在的?哪些天然食品铁元素含量比较丰富?铁元素是以怎样的形式存在的?人体内的铁元素是不是多多有益?课后探究是课堂探究的延续。课后探究让学生真正领略到研究性学习的乐趣，体验到化学和社会生活的密切关系，激发起学生学习化学的兴趣。