由食品脫氧劑引起的思考

人教版普通高中教科書《化學必修第一冊（2019）》第一章，介紹了物質的分類、氧化還原反應以及離子反應等相關概念，發揮對元素化合物學習的指導作用，發展研究物質性質及轉化的新認識。第二章介紹了鈉和氯及其化合物的相關知識。通過學習這些元素化合物的知識，既可以為已經學過的理論知識補充感性認識材料，使學生有機會運用已學的理論知識指導元素化合物的學習，從而對理論知識有進一步的理解和應用。

一、教學目標與評價目標

（一）教學目標

1.能認識鐵系食品脫氧劑的成分，了解數字化技術在實驗中的應用。

2.能用已有化學知識，對探究的問題提出合理假設，并能根據物質的性質差異、運用Fe2+和Fe3+的檢驗的知識，設計實驗方案，與同學合作完成實驗操作，體驗探究實驗的基本流程和實驗對認識、研究物質性質的重要作用，形成證據意識。

3.能在Fe2+和Fe3+的檢驗的過程中，了解物質檢驗的一般流程，形成排除干擾的意識。

4.能用Fe及其化合物的類別觀和價態觀，選擇合適的試劑實現物質的轉化。

（二）評價目標

1.通過“探究食品脫氧劑吸收氧氣后的產物”實驗方案的設計、交流、實驗，診斷并發展學生證據推理及實驗探究水平。

2.通過把廢棄的食品脫氧劑進行回收利用這一活動，診斷學生知識結構化水平，診斷學生能否用物質類別和價態變化的觀念進行物質的轉化。

二、教學流程

本節課是學生學習完Fe及其化合物的基礎知識后的一節綜合應用課。因此，本節課以“鐵系食品脫氧劑”這個真實情境為主線，提出“鐵系食品脫氧劑是什么”“如何檢驗食品脫氧劑脫氧后的產物”“如何把食品脫氧劑轉變為FeCl3”等問題。

教學設計流程如圖1。

三、教學實錄

環節一：認識鐵系食品脫氧劑

【教師】在很多食品包裝袋里面，都放有一小包的食品脫氧劑。為什么食品包裝袋里要放脫氧劑？

【學生】防止食品被氧化；防止食品變質。

【教師】那大家知道這種食品脫氧劑的主要成分是什么嗎？

【學生】鐵粉……

【設計意圖】本環節創設該情景，目的是讓學生感受生活中的化學知識，然后為即將開展的探究活動做知識背景的鋪墊，同時也讓學生了解數字化實驗在探究實驗中的應用。

環節二：探究食品脫氧劑吸收氧氣后的產物

【教師】大家猜測食品脫氧劑吸收O2后的產物可能是什么？

【學生】FeO、Fe2O3、Fe3O4。

【教師】很正確。根據物質的性質提出合理的猜測。同學們小組討論，用提供的試劑檢驗產物是什么，并用流程圖的形式把實驗方案記錄下來。

【學生】（圖2）

【教師】這位同學的方案中，首先利用物質是否有磁性，先初步把固體進行分離。但是有磁性的只有Fe3O4嗎？

【學生】可能還有沒反應完的Fe。

【教師】那流程需要再完善。本方案中，是否三種方法都可以檢驗Fe2+？

【學生】③不行，可能本來存在Fe3+。

【教師】很好。方法②的檢驗，利用Fe2+的什么性質？

【學生】還原性。

【教師】同學們再仔細分析體系中是否有干擾Fe2+檢驗的物質？

【學生】有Cl－。

【教師】非常好。下面我們再看另一個同學的方案。

【學生】（圖3）

【教師】我們分析這位同學的下面的方案，是否有缺陷？如果實驗中看不到溶液變紅，可能是什么原因導致的？

【學生】Fe把Fe3+還原為Fe2+。

【教師】那怎樣排除Fe的干擾？

【學生】用CuSO4溶液除去Fe。

【教師】這樣我們就得到一個比較完善的方案。（圖4）

【學生】學生實驗。

【教師】下面請同學匯報小組做完實驗后的現象和結論。

【學生】學生匯報。

【教師】可能有些組做出的實驗結果與這小組的不一樣，這可能是跟每包脫氧劑的變質情況不一樣，以及有限時間內某些反應不充分導致的。

【設計意圖】通過本環節，讓學生自主運用前面課程已學習的知識，進行物質分離及檢驗。在本環節中，讓學生體會探究實驗的整個流程，并通過實驗獲取證據，形成證據意識。

環節三：資源的回收利用：設計實驗方案，把廢棄的食品脫氧劑轉化為FeCl3溶液

【教師】FeCl3溶液可以作為制作印刷電路板的腐蝕液。

我們可以變廢為寶，設計方案，把食品脫氧劑轉變為FeCl3溶液。同學們可以用流程圖的形式表示。

【學生】加過量HCl，過濾，持續通O2。

【教師】請同學們評價這個方案。

【學生】脫氧劑中還有NaCl，得到的FeCl3溶液有雜質。應該先加水溶解，過濾。再加鹽酸，過濾。

【學生】（圖5）

【教師】這個方案沒有留意到有硅藻土雜質。但這兩位同學都在實現轉化的時候用到了氧化劑。我們可以根據物質的類別或化合價，選擇適當的試劑進行轉化。在實際生產中，可能會考慮成本、環保、產品純度等因素。

【設計意圖】在本環節的教學中，利用價類二維圖，選擇合適的試劑實現Fe及其化合物之間的轉化，變廢為寶，培養學生綠色化學思想及可持續發展的意識。

環節四：小結

四、教學反思

1.注重真實問題情境的創設。情境素材的選取，既要真實，也要貼近學生的認知。本節課在情境線和問題線下推動進行。兩條線的推進是相輔相成的，在問題情景中獲得知識，在獲得知識的同時又解決了真實的情景問題。但是，這樣的教學模式必然對老師備課的要求是很高的，因此需要備課組老師集體智慧，共同更新理念。

2.重視學生化學核心素養的提升。要落實和發展學生的核心素養，教師在教學設計的過程中，充分挖掘教學素材，針對各種學生活動設計有層次有深度的問題，要關注這些活動和問題可以讓學生獲得什么素養。從學生的終身學習來說，不是本節課他們獲得了多少化學知識，而是在學習這些化學知識的過程中，他們獲得了多少能夠自主解決其它問題的思想與能力。

3.本節課的不足。由于一節課時間有限，留給學生做實驗的時間不充分，有些實驗的步驟反應不夠充分，可能會導致學生得出錯誤的結論。后期可以把這個素材留給有興趣繼續做進一步探究的學生作為研究性學習課題，利用課余時間可以展開更充分的研究。

責任編輯 徐國堅