高中化学项目式教学《从工业盐酸显黄色深入探讨溶液中Fe3+的检验》

高中化学项目式教学从工业盐酸显黄色深入探讨溶液中Fe3+的检验C O N T E N T S说课内容01实验背景实验背景02设计理念设计理念03教学环节教学环节04教学过程教学过程05教学反思教学反思迷思概念迷思概念错误的错误的有瑕疵的有瑕疵的不完善的不完善的生长点生长点FeFe3+3+在溶在溶液中液中显黄显黄色色颜色颜色微粒微粒颜色的变化颜色的变化微粒间相互作用微粒间相互作用宏观宏观微观微观宏微结合宏微结合分析解释与预测教学目标教学目标1.探究过程中通过宏观和微观相结合的视角，多角度动态分析化学变化，培养学生的宏观辨识与微观探析及变化观念与平衡思想的学科核心素养。2.通过“Fe3+在溶液中是否显黄色”的探究活动，让学生体会从问题和假设出发，依据探究目的设计实验方案，通过分析推理进行证实和证伪，建立观点、结论与证据之间的逻辑关系，培养学生的科学探究与创新意识以及证据推理的学科核心素养。3.通过“Fe3+在溶液中是否显黄色”、“KSCN溶液检验Fe3+是否有局限性”等问题的探究，修正学生在化学学习过程中的“迷思概念”。4.引导学生从定性、半定量、定量的角度认识比较不同的Fe3+的检验方法，培养学生的科学探究和与创新意识及科学态度与社会责任的学科核心素养。任务一任务一工业盐酸为什么显黄色？任务二任务二工业盐酸中的黄色微粒真的是Fe3+？任务三任务三用KSCN溶液检验Fe3+有无局限性？观点纷呈，实验求证科学探究，证据推理模型构建深度探究，学以致用思考：思考：工业盐酸为什么显黄色？1.工业盐酸显黄色的原因是什么？2.依据所学知识，设计实验验证你的预测。任务一任务一 工业盐酸为什么显黄色？1.工业盐酸显黄色的原因是什么？2.依据所学知识，设计实验验证你的预测。3.利用所提供试剂和仪器完成实验。任务一任务一 工业盐酸为什么显黄色？任务二任务二 工业盐酸中的黄色微粒真的是Fe3+吗？棕黄色橙黄色黄色淡紫色橙黄色几乎无色任务二任务二 工业盐酸中的黄色微粒真的是Fe3+吗？资料卡片资料卡片：1.Fe3+在溶液中以水合离子Fe(H2O)63+的形式存在,而Fe(H2O)63+为肉眼几乎无法分辨的淡紫色。2.NO3较难与Fe3+形成稳定的配合物1.依据实验方案分小组完成实验2.交流研讨交流研讨（1）分析两组实验中，固体溶于水之后一系列颜色变化的）分析两组实验中，固体溶于水之后一系列颜色变化的原因是什么？原因是什么？（2）请设计实验证明你们的观点。）请设计实验证明你们的观点。任务二任务二 工业盐酸中的黄色微粒真的是Fe3+吗？1.依据实验方案分小组完成实验2.交流研讨（1）分析两组实验中，固体溶于水之后颜色变化的原因是什么？（2）请设计实验证明你们的观点。3.依据大家设计的实验方案完成实验。依据大家设计的实验方案完成实验。黄色几乎无色任务二任务二 工业盐酸中的黄色微粒真的是Fe3+吗？1.依据实验方案分小组完成实验2.交流研讨（1）分析两组实验中，固体溶于水之后颜色变化的原因是什么？（2）请设计实验证明你们的观点。3.依据大家设计的实验方案完成实验。4.通过刚才的实验我们都有哪些新发现？通过刚才的实验我们都有哪些新发现？任务二任务二 工业盐酸中的黄色微粒真的是Fe3+吗？颜色颜色微粒微粒颜色的变化颜色的变化微粒间相互作用微粒间相互作用宏观宏观微观微观分析解释与预测中心离子配体种类浓度配位键配合物的稳定性（内因）（外因）(强弱强弱)Fe(H2O)63+FeCln3n (n=14)Fe(OH)2+Fe(OH)2+任务二任务二 工业盐酸中的黄色微粒真的是Fe3+吗？1.1.定量定量计算计算假设目测红色Fe(SCN)2+的最小值为0.01molL-1，试剂中SCN-浓度为0.1molL-1，请计算能检测出的Fe3+浓度的最小值为多少？Fe3+SCN-Fe(SCN)2+K=4.9102浓度 x 0.1molL-1 0.01molL-1任务三任务三 用KSCN溶液检验Fe3+有无局限性？1取大约1ml工业盐酸样品加入适量Na2C2O4溶液2加入几滴KSCN溶液3实验实验3加入几滴K4Fe(CN)6 溶液41.1.定量计算定量计算2.2.实验探究：有其他配体存在时是否会对该检验产生影响实验探究：有其他配体存在时是否会对该检验产生影响任务三任务三 用KSCN溶液检验Fe3+有无局限性？1.1.定量计算定量计算2.2.实验探究3.3.交流研讨交流研讨（1）分析上述过程中，能与）分析上述过程中，能与Fe3+形成配位化合物的配体有哪些？形成配位化合物的配体有哪些？（2）请从微观粒子的角度解释加入）请从微观粒子的角度解释加入KSCN溶液后不变红、加入溶液后不变红、加入K4Fe(CN)6 溶液后生成蓝色沉淀的原因。溶液后生成蓝色沉淀的原因。任务三任务三 用KSCN溶液检验Fe3+有无局限性？4.4.重新重新认识：认识：用KSCN溶液检验Fe3+已知Fe3+与CN-的配位稳定常数：1.01042 Fe2+与CN-的配位稳定常数：1.01035Fe(NO3)3+K4Fe(CN)6 =K(Fe2CN)6+3KNO3 K达到1107 由于由于F-、CN-、C2O42-、PO43-等常见配体与等常见配体与Fe3+能生成比能生成比SCN-更大稳定常数的配合物，因此，更大稳定常数的配合物，因此，当体系中存在此类配体时，当体系中存在此类配体时，血红色配合物不能生成血红色配合物不能生成。1.1.定量计算2.2.实验探究3.交流研讨任务三任务三 用KSCN溶液检验Fe3+有无局限性？5.拓展拓展视野视野 工业盐酸在火力发电厂的主要用途是作为离子交换离子交换树脂的再生剂树脂的再生剂及金属表面的清洗剂。在电厂验收时通常控制工业盐酸纯度及铁含量铁含量两个指标。需要控制铁含量的原因是:在离子交换过程中，Fe3+与阳树脂的亲和力很强，运行时 Fe3+会牢牢地结合在树脂交换基团上转化为铁的沉淀物而不易被置换下来，造成树脂孔道堵塞。5.拓展拓展视野视野宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想变化观念与平衡思想证据推理与模型认知证据推理与模型认知实验探究与创新意识实验探究与创新意识科学态度与社会责任科学态度与社会责任通过对实验现象的观察、辨识以及和微观结构相结合的视角分析解决实际问题。运用电离、水解、配位等平衡知识分析预测物质的性质，揭示溶液中配合物颜色变化的规律。从实验、理论等角度收集各种证据，基于证据分析、推理，建构分析溶液中配位化合物颜色变化的模型。通过科学探究培养学生终身学习的意识和严谨求学的科学态度，深刻理解化学、技术、社会之间的相互关系。通过实验探究的过程，引导学生尊重事实和证据，面对疑点敢于质疑和提出自己的见解。学科核心素养培养的结构图示学科核心素养培养的结构图示理念理念过程过程方法方法目标目标宏微结合宏微结合实验探究实验探究理论探究理论探究核心素养核心素养多重表征多重表征从工业盐酸显黄色深入探讨溶液中Fe3+的检验THANKS