主題式復習提高學生化學遷移創新能力的有效研究

張軍平

【摘要】通過對墨粉中磁性物質的探究，引出四氧化三鐵性質的研究。從物質類別和化合價角度去分析預測四氧化三鐵的化學性質，可以較為系統和全面的掌握四氧化三鐵的性質，同時培養學生證據推理的學科素養。通過設計不同的實驗去檢驗四氧化三鐵的化學性質，可以更為直觀的檢驗學生的預測，探究實驗能培養學習科學探究的學科素養，是理解知識、體驗學習過程的重要途徑。

【關鍵詞】四氧化三鐵? ?墨粉? ?磁性物質? ?鐵的氧化物

人教版必修1教材中關于Fe3O4的性質少有涉及，也沒有相應的實驗去探究。在實際教學中對Fe3O4的性質學習往往集中在與酸反應這一反應中，這對Fe3O4的性質學習并不全面。筆者通過查閱資料發現墨粉中存在的磁性物質為Fe3O4，從物質類別和化合價角度去預測Fe3O4化學性質，可以與酸反應，且具有氧化性和還原性。為了更加真實的驗證Fe3O4的性質，設計了以下實驗。

1.Fe3O4的磁性

1.1實驗用品

墨粉、小號密封袋、磁鐵

1.2實驗步驟：

磁鐵在密封袋外部吸引墨粉

1.3實驗現象：部分墨粉在磁鐵吸引下移動

1.4實驗結論：墨粉中存在磁性物質，可能是鐵或四氧化三鐵。

2.Fe3O4與酸反應

2.1實驗用品

小試管、試管架、膠頭滴管、酒精燈、墨粉、3mol/L硫酸、6mol/L硫酸、9mol/L硫酸、6mol/L鹽酸、9mol/L鹽酸、KSCN溶液、K3[Fe（CN）6]溶液

2.2 實驗原理

理論依據：Fe3O4+4H2SO4 ==FeSO4 + Fe2（SO4）3 + 4H2O

2.3 實驗步驟

（1）取一藥匙墨粉于試管中，分別與3mol/L硫酸、6mol/L硫酸、9mol/L硫酸、3mol/L鹽酸、6mol/L鹽酸反應;

（2）由于墨粉密度小，浮在溶液上方。過濾取濾液;

（3）每份濾液分為兩份，一份分別加入KSCN溶液，另一份分別加入K3[Fe（CN）6]溶液;

2.4實驗現象及結論

3.Fe3O4的氧化性

3.1 實驗用品

小試管、試管架、膠頭滴管、酒精燈、鐵架臺、鐵圈、濾紙、蒸發皿、酸性KMnO4稀溶液、鋁粉、鎂條、氯酸鉀固體

3.2實驗原理

3.2.1第一組實驗：Fe3O4粉末與酸性KMnO4稀溶液反應

實驗原理：Fe3O4中鐵的化合價處于中間價態，可以降低

3.2.2第二組實驗：Fe3O4粉末與鋁粉發生鋁熱反應

3.3實驗步驟

3.3.1第一組實驗：

（1）取一藥匙Fe3O4粉末于試管中;中

（2）向試管中加入3ml酸性KMnO4稀溶液，觀察現象

3.3.2 第二組實驗

（1）把兩張圓形濾紙分別對疊成漏斗狀套在一起，取出內層濾紙，在其底部剪一小孔后用水潤濕，再套回原處，并架在鐵圈上（實驗裝置如圖1），下面放置一盛有沙子的蒸發皿。

（2）將5g干燥的四氧化三鐵粉末和2g鋁粉均勻混合后放入紙漏斗中，在混合物上面加少量氯酸鉀固體，中間插一根用砂紙打磨過的鎂帶。

（3）用燃著的鎂條點燃鎂帶，觀察現象（反應時會產生高溫、發出強光，觀察時請注意安全不要直視）。

（4）將（3）中的固體產物用磁鐵吸，觀察現象。

3.4.1第一組實驗 實驗現象與結論：

3.4.2第二組實驗 實驗現象與結論：

4.Fe3O4的還原性

4.1 實驗用品

大試管、分液漏斗、錐形瓶、帶橡膠管導管、鐵架臺、試管夾、棉花、酒精燈、雙孔橡膠塞、Fe3O4、MnO2、30%H2O2

4.2 實驗原理：Fe3O4中鐵的化合價處于中間價態，可以升高

4Fe3O4+O2 == 6Fe2O3

4.3實驗步驟

（1）取2藥匙Fe3O4粉末放入大試管;

（2）向錐形瓶中加入1藥匙MnO2;

（3）組裝好裝置（如圖2），在分液漏斗中逐滴加入30ml 30%H2O2溶液至錐形瓶中，預熱大試管后集中加熱，觀察現象。

4.4實驗現象和結論

結束語

化學學科的新課程標準要求學生具備證據推理和科學探究等學科素養。理論預測是學生證據推理學科素養的很好體現;探究實驗能培養學習科學探究的學科素養，是理解知識、體驗學習過程的重要途徑。

【參考文獻】

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[3]王磊.鐵及其化合物+高端備課的成果[網絡].