第五届全国高中化学实验创新说课大赛铁与水蒸气反应实验创新.docx

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第五届全国高中化学实验创新说课大赛铁与水蒸气反应实验创新

铁与水蒸气反应实验创新

实验教材：

人教版《化学必修一》第三章第一节

实验原理：

实验教材分析：

该实验是人教版《化学必修1》第三章第一节的内容，这是一个科学探究实验，是高中化学教材中用以说明铁是一种较活泼金属的例证。

是中学化学的重点难点之一，也是常考的热点之一。

实验器材：

铁粉、氢氧化钙粉末、酒精喷灯、铁架台、硬质具支试管、洗耳球、泡泡发生器、木条。

实验教学目标：

1、知识与技能：

培养学生的观察力和动手操作的能力。

通过探究，开发学生创新意识，培养学生创新思维能力。

2、过程与方法：

以提问的方式，增加学生的探究意识。

让学生根据实验现象，学会分析问题、合作学习最后再提出方案解决问题。

3、情感态度与价值观：

通过动手操作，让学生在实验中体验化学，提高学习化学的积极性，并爱上化学。

实验教学重难点：

1、实验的改进。

2、实验原理的推断。

学情分析：

1、心理方面：

现在的学生接受的思想是多元化的，头脑中没有太多的条条框框，有强烈的好奇心，旺盛的求知欲。

2、能力方面：

已经具备一定的操作能力，拥有敏锐的观察力，对事物有他们独特的见解。

3、知识方面：

前面刚刚学习了活泼金属钠与水的反应。

有一定的化学知识储备和操作常识。

教法学法：

利用由旧引新、以旧带新，实验促学法，情景激学法，探究归纳等教学方法，让学生以阅读、总结归纳的形式学会自主学习，以实验、讨论的方式进行合作学习，通过观察发现问题并解决问题的方式进行探究学习。

实验教学过程：

本次实验教学分为四个过程：

1、    课本实验。

2、    发现问题，设计实验。

3、    创新实验，解决问题。

4、  拓展探究，归纳实验原理。

一、   课本实验：

此处以回顾活泼金属钠与水的反应作为对比，从而引入较活泼金属铁与水反应，并让学生按课本要求完成该实验。

二、        发现问题，设计实验。

通过学生在实验过程中出现的问题，以提问的方式引发学生思考，并要求学生通过讨论，设计解决方案，完成实验的创新。

第一个问题，试管破裂。

以提问的方式“试管为何会破裂呢？

”引发学生思考，通过讨论给出合理的解释。

试管破裂的猜想原因：

猜想一：

棉花中水太多，蒸发后冷凝，使试管破裂。

猜想二：

棉花中水太少，而酒精喷灯温度太高，使试管破裂。

再让学生根据各小组的猜想，通过讨论研究后设计合理的解决方案。

试管破裂解决方案设想：

 1、将棉花改为其他的硬质吸水物。

（粉笔、泥沙）

 2、改用结晶水合物，高温产生水。

（胆矾、明矾）

 3、改用高温分解氢氧化物为实验提供水。

（氢氧化钙、氢氧化镁）

    最后让学生根据各小组提出的解决方案，用实验进行探究，看看各组提出的方案是否可行，并通过小组间对比，得出最优方案，即把湿棉花更改为高温分解氢氧化钙提供水蒸气。

解  决  方  案

现     象

1、粉笔吸水

2、加热胆矾

3、高温分解

  氢氧化钙

第二个问题，无气泡。

同样以提问的方式“为什么没有气泡呢？

”引发学生思考，通过讨论给出合理的解释。

无气泡的猜想原因：

猜想一：

水太少或水太多使得接触面温度不够高，反应不完全，产生氢气少。

猜想二：

反应速度缓慢，产生氢气气流小，泡泡不明显。

猜想三：

肥皂水难以起泡。

抛出问题“根据大家的猜想，这个问题又该如何解决呢？

”引发学生思考。

总结，“根据以上两个现象以及大家的分析，该如何改进，才能使整个实验简单明了且无误呢？

”再次抛出问题，让学生思考。

三、创新实验，解决问题。

让学生认真观察改进实验装置图，并对比课本实验装置图，找出不同之处。

不同之处：

1、湿棉花更改为氢氧化钙粉末。

2、试管更改为具支试管。

3、酒精灯更改为酒精喷灯。

4、增加一个洗耳球和一个泡泡发生器。

“这些不同的地方有什么优点呢？

请大家带着这样的疑惑认真观看这个演示实验。

”

改进实验过程展示：

1、在硬质具支试管中加入两勺氢氧化钙粉末，再用纸槽加入两勺铁粉。

2、在具支试管的支管口连接洗耳球，再连接泡泡发生器。

3、用酒精喷灯给试管加热，挤压洗耳球，排除装置中的空气，关闭止水夹。

4、洗耳球恢复原状，打开止水夹沾取泡泡液，挤压洗耳球。

5、用燃烧着的木条靠近泡泡。

（奏响音乐的篇章）

实验结束，让学生阐述改进装置不同地方的优点。

实验改进要点及优点：

1、改用氢氧化钙代替湿棉花，避免了因水量少使反应不能进行，或因水量多造成试管破裂的问题，消除了安全隐患。

且氢氧化钙分解温度较高，使其分解提供的水蒸气与铁粉有很好的反应温度，反应平缓，能够产生持续稳定的氢气。

   2、连接洗耳球，收集氢气，通过挤压的方式可以增大气体流速和气压，容易产生气泡。

（也尝试过用气球、喜之郎之类的收集装置，效果均不明显）

3、改用泡泡水及连接手工制作泡泡发生器，产生泡泡多，现象直观明显，有趣味。

（该泡泡发生器是通过观察大街上小孩玩的泡泡手枪，自己制作成功的，泡泡口径太大或者太小以及泡泡口与玻璃导管之间的距离太长或太短都难以起泡）

 整个实验装置改进后，操作简单，现象明了，有童趣，反应速度快，从开始加热到结束1分钟左右就可完成，便于课堂演示。

四、拓展探究，归纳实验原理。

再次抛出问题“铁与水蒸气可以发生反应，有氢气产生，那还有什么产物呢？

”让同学们思考、讨论黑色残渣的主要成分是什么，并让学生再次用实验进行探究，黑色残渣的主要成分到底是氧化亚铁还是四氧化三铁。

通过学生们的设想，以及实验的探究，取少量黑色残渣加入蒸馏水，再滴入硫氰化钾溶液，变红色，最后得出结论，该黑色残渣的主要成分是四氧化三铁，从而完成该反应的实验原理。

实验教学反思及自我评价：

1、整个教学过程，通过完成课本实验，发现试管破裂、无气泡的问题，分析原因，提出解决方案，实验进行探究，得出最优方案，完成实验的创新。

2、分析黑色残渣成分并进行探究，完成铁与水反应产生四氧化三铁和氢气的反应原理。

整个实验教学过程，以学生为主，教师引导学生发现问题，分析问题，再解决问题，从而完成本次实验的创新以及实验的原理。

板书设计：

实验原理：

实验装置：

实验现象：

大量气泡、遇明火发出清脆爆鸣声。