记一节化学实验探究课

摘要：“探究”是化学学习必不可少的一种方法，而“实验”则是“探究”的手段。化学新课标要求“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究过程”、“培养学生的创新精神和实践能力”。本文主要介绍了一节化学实验探究课，旨在使广大教师认识到实验探究的好处，进而激发学生愿学、乐学化学。

关键词：化学学习；实验探究；实验案例；教师；学生

“探究”是化学学习必不可少的一种方法，而“实验”则是“探究”的手段。化学新课标要求“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究过程”、“培养学生的创新精神和实践能力”。一堂课要达到好的效果，除了要激发起学生的学习兴趣，更要引导学生在所学知识范围内进行合理的探究。这样的做法，往往使学生更愿意学，学得更快，记得更牢，对下一步教学工作的展开有百利而无一害。

运用实验探究的方法，笔者和学生们一起完成了一节有意思的课――人教版高中化学（必修1）第三章《几种重要的金属化合物》第三节铁的化合物部分。

和课本的编排有所不同，我们这节课围绕铁及铁的两种主要化合物――氧化物和氢氧化物的物理性质、化学性质展开。

课前准备：铁钉、蒸馏水、还原铁粉、石棉绒、脱脂棉、肥皂水、硫酸亚铁饱和溶液、氢氧化钠饱和溶液、氢氧化钠固体、酒精灯、试管、试管夹、带有导管的单孔塞、蒸发皿、表面皿、胶头滴管、玻璃棒、铁架台

新课导入部分，笔者花费了几分钟时间给学生简单介绍了我国及世界用铁冶铁的历史。结合本地情况，介绍了虢国墓地出土的铜柄铁剑――“天下第一剑”名字的由来。当大家了解到这把剑是考古界迄今为止在我国发掘出土的第一把人工冶铁制品时，都表现出了极大的兴趣。接着，笔者不失时机地告诉大家，这把剑的出土使得我国人工冶铁历史提早了约两个世纪，以此来激励学生的民族自豪感。

在介绍铁的化学性质时，笔者向学生们提出一个问题：铁能不能与水反应？

有学生立刻回答：不能。因为每个人家里都有铁制或钢制的炊具，烧水的时候，那么高的温度，并没有见到什么反应。

有学生反驳：可以。把铁棒放到水里没几天就会生锈，所以铁能够与水反应。

学生纷纷提出见解后，安静下来，我们开始实验。

实验一：将一打磨光亮的铁钉放入试管中，加蒸馏水，放置片刻，无明显现象。用酒精灯加热片刻，仍无明显现象。

展示经同样操作且敞口放置了几天的铁钉，表面有铁锈生成。

展示经同样操作但使用油封及用塑料膜封口保存的铁钉，几乎没有铁锈生成。

实验二：按照课本42页的科学探究实验，学生分组完成，4人一组。实验装置选用课本推荐的简化装置（详见图1）。在试管中放入还原铁粉（用一氧化碳还原纯磁铁矿（Fe3O4）或用氢气还原轧钢时产生的氧化铁粉。用这两种方法生产出的单质铁粉称作“还原铁粉”；由于具有很好的孔隙度和海绵状微观结构，因此也称作“海绵铁粉”）和石棉绒的混合物，加热试管。一段时间后，可以看到肥皂水冒泡，用燃着的火柴靠近肥皂泡，可听到爆鸣声。铁粉逐渐由灰色变为黑色。说明铁与水蒸气反应了。

（为了确保安全，我们在实验中选用了硬质的石英玻璃管。另外，为了使铁粉和水蒸气能够更好的接触，石棉绒在实验前也滴上了水。由于石英管能经受很强的热冲击，没有炸裂的危险性。）

实验完成后，学生分组讨论，教师引导，得出结论：

1.在常温及加热条件下，铁和水不反应。但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下，铁则容易生锈而被腐蚀，生成产物一般为Fe2O3・nH2O 。

2.高温下，铁和水蒸气发生反应，生成产物为黑色四氧化三铁和氢气。使用还原铁粉的目的是为了最大程度地增大铁的表面积，以及与水分子的接触面积，从而使反应现象更明显。

说到此仍有学生有疑问：为什么家里的铁制炊具可以用好多年，烧水时，没有任何反应现象？

讨论分析：一般家用铁锅表面都不是铁金属本身所呈出来的银白色，而是黑色的，这是因为铁锅在制成成品之前一般都要将铁锅表面采用抛光或磨光等方法，使铸造或冲制成型过程中所产生的油污或铁锈除去，并在烘箱中高温氧化，使表面生成一层致密的蓝黑色四氧化三铁保护层，从而阻止了铁与水的接触。

至此，学生对于铁与水的反应有了一个较为深刻的认识。铁与水蒸气高温下反应的化学方程式自然也就记住了。

铁的氢氧化物是本节课的一个重点，在介绍这部分知识时，有同学提出这样的问题：氢氧化亚铁是白色的，氢氧化铁是红褐色的，那么颜色变化过程中的灰绿色是什么物质，会不会是氢氧化亚铁部分氧化的产物？

我们没有急于去分析这个问题，而是先请学生讨论分析，如何用所给仪器及试剂讨论制备较纯净的氢氧化亚铁。学生自行设计方案后，我们选择了大家都认为可行的一种进行实验操作。

实验一：在2支试管里分别加入2 mL FeSO4饱和溶液，将一支试管加热至沸，取两支胶头滴管，吸入2 mL同浓度的NaOH浓溶液，然后分别插入两支试管，未经加热的那支试管生成的白色沉淀迅速变为浅绿色，而煮沸的那支试管生成较好的白色Fe（OH）2沉淀。

接下来由教师提出方案，学生实施完成以下实验：

实验二：把白色的Fe（OH）2胶状沉淀迅速倒在表面皿上，观察Fe（OH）2被氧化的过程：Fe（OH）2沉淀周围开始时出现很少的棕红色斑点，逐渐地表面出现较多棕红色，最后全部变成红褐色。用玻璃棒轻轻拨开表层的红褐色，里层仍为白色，整个过程中没有绿色物质出现。

实验三：将实验一中生成的浅绿色沉淀微热（注意：不可让溶液沸腾），可以观察到浅绿色沉淀明显地逐渐变白。

实验四：在前面实验所得的绿色物质中加入加入少量固体NaOH，可见绿色沉淀逐渐变白。

根据上述实验，我们推测：制备Fe（OH）2时生成的灰绿色物质有可能是氢氧化亚铁的水合物，而不是Fe（OH）2部分氧化的产物。（实验可能存在不严谨的地方，此处也并非是要做出最后结论。）

中学阶段并不要求我们分析清楚这一反应的变化过程，这个问题也不是本节课的重点，但是通过学生自己提出问题以及通过实验解决问题，学生的学习积极性被极大地调动了起来，也使得本节课取得了很好的效果。

课后反思：

1.预设探究问题，使学生产生探究热情。本节课的导入，通过学生所熟悉的事物，提出问题，贴近生活，一下子激发了学生的兴趣。学生急于通过探究得出结论，愿意为得到结论付出努力，并从这一过程中获得成就感。

2.本节课实验多，需要学生掌握的知识点多，因此课堂容量较大。为了能将本部分内容的知识在一节课的时间完整系统地呈现给学生，并易于学生接受和理解，对部分内容做了简化处理，由于铁的氧化物知识简单易懂，课本上也有详细的介绍，能力上只要求学生了解铁的三种氧化物的性质和应用，因此，该部分内容请学生课前自行预习并自主完成导学案中的内容，课堂上只简单介绍相关知识点，展示实物，不再进行其他方面的扩展。

3.教学形式上以学生的探究活动为主，教师只起引导作用，以突出学生为主体教师为主导的教学理念。将实验方案设计和实施，以及实验现象的分析讨论做为课堂教学的主线，使学生在实验探究中完成了学习过程，突出了知识的来源基于实验这一典型的化学学科特点，同时对学生的实验设计能力实验操作能力及分析问题能力的提高也有帮助。

4.学生实验时，教师应放手让学生大胆去做，千万不能为节省时间，或是害怕耽误教学进度而草草收场，学生或许正在探究的兴头上，如果流于形式，学生的积极性便会大减。切实注意培养学生的自我探究能力，相互协作的能力，对实验现象的分析能力。在实验结束后，安排反馈环节，让学生汇报从实验中看到了什么，发现了什么，有什么疑问，有什么结论，并组织共同讨论。这样的探究才有实际意义。

5.必修1课本铁这一部分的知识编排个人感觉有些乱，所以上课时没有完全按照课本的内容顺序进行知识学习，有关二价铁与三价铁的转换放在下一节课讨论。

6.对本节课的难点，设计相关的讨论题让学生课后相互交流与讨论，让学生在讨论过程中进一步理解所学知识。

总的来说，本节课较好地按计划完成了教学任务，但还是感觉课堂容量大，留给学生思考和探究的时间不够。有条件的学校，这样的探究课可以放在开放实验室完成，效果应该更好。另外，本节课的练习偏少，有关的随堂练习部分可以留给学生课后去完成。