探究江西怪水之謎

李雯滄州市第一中學

探究江西怪水之謎

李雯
滄州市第一中學

本節教材是化學1（人教版）第三章《金屬及其化合物》的第二節幾種重要的金屬化合物中“三、鐵的重要化合物”中的“鐵鹽和亞鐵鹽”部分的內容。

[教學目標]

1、知識與技能：了解Fe2+的性質及Fe2+和Fe3+之間的相互轉化；掌握Fe3+的檢驗方法。

2、過程與方法：通過觀看視頻和小組討論，發展信息獲取能力和科學推理能力；通過“井水”燒開變黃和“井水”遇茶水變黑兩個實驗，發展實驗方案的設計、實施及獲得結論的能力；進一步提高應用化學知識解決實際問題的能力。

3、情感態度與價值觀：通過探究怪水中的化學知識，體驗化學就在我們身邊，化學在生活中的運用。

[教學重點]

1、Fe2+和Fe3+之間的轉化及Fe3+的檢驗方法；2、學科思想方法的滲透。

[教學難點]

怪水中主要離子成分的轉化

[教學方法]

實驗探究法、討論法、講授法

[實驗用品]

儀器：試管、酒精燈、試管夾、火柴、試管架

藥品：新制2.5mg/m l的硫酸亞鐵銨溶液、茶水、濃鹽酸溶液、飽和硫氰化鉀溶液

[教學過程]

教師活動：播放視頻“江西怪水視頻材料”；從剛才的視頻中你發現了哪些問題？啟發學生從視頻中發現問題。

學生活動：觀看視頻，引起思考：通過視頻中觀察到的現象和信息，對“怪水變色”的現象提出質疑。學生1：為什么井水放置或燒開后會變渾變黃？學生2：為什么井水遇茶水會變黑？學生3：井水可能有毒……

設計意圖：引用現實生活中的實際案例創設情境，從生活走進課堂，激發學生的學習興趣。學生體驗從事實材料中提取信息、發現問題、并準確表述問題。

教師活動：教師對學生提出的各種問題進行歸納，從中凝練出本節課要探究的問題：新汲的井水清澈無色，放置或燒開后會變渾變黃，井水遇到茶水會變黑，那么是井水中的什么成分或元素引起的呢？

學生活動：猜想1：井水中可能含有Fe3+；猜想2：井水中可能含有Fe2+；猜想3：井水中可能含有Mn2+…………

教師活動：引導學生通過井水變黃色的外觀現象推定可能含有Fe3+。通過清澈無色井水“放置”或燒開變為黃色這一事實，進一步推測含有Fe3+。從新汲的井水是清澈無色的推定井水中含有較多的可能是Fe2+。通過茶水和Mn2+反應實驗，茶水顏色不變，說明導致“怪水”現象的主要成分應該是Fe2+。

通過實驗探究為推測尋找證據，具體學生活動設計如下：

活動1：學生分組討論，設計實驗方案證明猜想。

活動2：學生分組實驗探究。

實驗1：模擬井水變黃實驗。

（1）給含有Fe2+溶液加熱，溶液變黃變渾。

實驗2：模擬井水變黑實驗。

向含有Fe2+溶液中緩慢倒入茶水，茶水迅速變為藍黑色。

實驗結束引導學生交流實驗探究結果，嘗試對結果進行分析。

學生活動：分組討論，設計實驗方案。

方案1：將含有Fe2+的溶液暴露在空氣中放置一段時間。

方案2：給含有Fe2+的溶液加熱。

……

分組進行實驗探究。

各實驗小組呈現本組實驗結果。

討論并嘗試對實驗結果做出解釋。

設計意圖：通過實驗探究了解Fe2+向Fe3+的轉化，讓學生學習用實驗的方法獲取證據。

鍛煉學生準確表述實驗現象、并根據實驗現象分析實驗結果，鍛煉提高學生表達交流和分析推理的能力。

教師活動：對實驗1的反應現象進行分析。

由上述實驗分析可以初步得出結論：井水中含有比正常飲用水較多的Fe2+，經放置與空氣中的O2發生反應，被氧化生成Fe3+，進一步反應生成Fe（OH）3，這就是井水變渾黃的原因。

對實驗2進行分析：

小知識：茶葉中有一種成分叫茶多酚，茶多酚中含有一種物質叫鞣酸，Fe2+能與茶水中的鞣酸反應變為藍黑色。

實驗2也證明了井水中含有較多的Fe2+。

從而得出結論：江西劉家村的井水中含有較大量的Fe2+（板書）。

啟發引導學生思考除了O2還有沒有其他化學物質可以完成Fe2+到Fe3+的轉化？

學生活動：思考Fe2+到Fe3+的轉化是一個被氧化的過程，所以若要完成該轉化需要加入有氧化性的物質。

學生思考后回答：Cl2H2O2KMnO4。

學生嘗試完成Fe2+和O2Cl2H2O2等反應的化學方程式書寫。

設計意圖：引導學生嘗試將生活中的問題與化學知識聯系起來，并用學過的化學知識解釋、解決生活中的問題。通過對一系列氧化還原方程式的書寫加深學生對氧化還原規律的理解。

教師活動：缺鐵性貧血的人群服用的補鐵劑中主要是Fe2+，飲用含有少量Fe2+的水是可以的，但是劉家村的井水經過放置后含有的是Fe3+，如何用學過的氧化還原知識將水中的Fe3+轉化為Fe2+？

學生活動：回答加入Fe。

教師活動：Fe3+是鐵元素的最高價態，具有較強的氧化性，遇到還原性物例如Fe、Cu等可發生氧化還原反應，從生活適用、安全的角度，還原Fe粉是最理想的還原劑，它安全、環保、不產生污染，節約能源。

Fe3+和Fe發生氧化還原反應的化學方程式如下：2Fe3++Fe=3 Fe2+（板書）。

讓學生思考完成Cu和Fe3+反應的化學方程式。

順勢講解Fe3+的實驗檢驗方法：取適量含有Fe3+的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液變成血紅色。

學生活動：聆聽思考并完成化學方程式的書寫。

學生自己動手完成學生實驗，對溶液中的Fe3+進行檢驗。

教師活動：為什么井水中含有大量Fe2+。

播放視頻，專家研究結論：1、淤泥質、有機質的堆積導致當地土壤酸性壞境的形成；2、當地土壤中含有鐵；3、鐵在酸性環境下溶解；4、溶解鐵的水滲透到地下的砂礫層中，形成了地下“怪水”。

江西怪水之謎至此徹底解開了，我們說怪水不怪，只要我們做生活的有心人，就會發現生活中處處有化學，用學過的化學知識就能解決生活中的現實問題。關注生活、關注社會，做生活的智者，從而提高我們的生活質量。

學生活動：傾聽思考，情感態度和價值觀得到升華。

設計意圖：徹底揭開怪水之謎，讓學生產生學習的成功體驗，體會到化學是有用的化學，享受學習的快樂。引導學生反思，進一步加深理解化學來源于生活，服務于社會，學習有用的化學知識、進一步提升學習化學的興趣。達到知識的內化、認識的提高、情感的升華。