铁与水蒸气反应实验的再设计
铁与水蒸气反应的实验创新设计
铁与水蒸气反应的实验创新设计山东省高唐县第二中学(252800)王芳超杨文良铁粉与水蒸气反应的实验是高中化学难点实验之一，教材中的实验装置如图1所示，在制备水蒸气时由于棉花沾水量难以控制导致实验成功率不高:棉花中的水太多会迅速降低铁表面温度,使反应难以进行,且气流不稳易炸裂试管;棉花中的水太少反应缓慢，产生的气体太少，难以点燃，且加热温度太高易使棉花变黑、试管炸裂等。
另外，点肥皂泡的火焰很容易被湮灭，往往需要多次点火试验。
而且一支试管同时用两个酒精灯加热,操作也有些麻烦。
针对上述问题，本文设计了一套操作简单、现象明显、安全可行的实验装置,适合学生分组实验。
改进后的实验，既解决了实验中存在的问题，又提高了学生的学习兴趣，培养了学生的实践能力和创新能力。
1实验原理用硫酸亚铁晶体代替湿棉花，用一个带有防风罩的酒精灯给铁粉加热，利用管内热量间接给易分解失水的硫酸亚铁晶体加热，提供稳定的水蒸气气流与热的铁粉发生反应，用导气管的末端粘有医用注射针头的装置在泡泡液中对产生的气体进行取泡、点燃，用针头处火焰回点蒸发皿内泡泡液的方法检验实验产生的气体(氢气)O2实验仪器及试剂试管(18mm X180mm)酒精灯，火柴，铁架台，木块，铁夹，防风罩，橡胶塞,蒸发皿，塔竭钳，玻璃弯管，医用注射器的7号针头(0.6mmX 25mm),双头不锈钢药匙，还原铁粉，七水合硫酸亚铁(FeSOq・7H2O),儿童泡泡液。
3实验步骤及现象3.1将针尖固定在玻璃弯管上提前一日在玻璃导气管末端的尖嘴处用玻璃胶粘上一个医用注射器针头，待其干燥后用来取泡、移出点燃,可防止火焰被湮灭。
3.2准备好泡泡液用儿童泡泡液产生肥皂泡,向蒸发皿中倒入约2/3体积的儿童泡泡液。
3.3加入药品连接装置用双头不锈钢药匙的大头一端先取2药匙硫酸亚铁晶体放入试管底部，将试管平拿，再取3药匙还原铁粉紧靠晶体平铺到试管中,二者不能混合。
调整酒精灯至燃烧时火焰位置在接触点偏铁粉处。
铁与水蒸气反应的实验改进
粉 笔颗粒 的蓄水 量多 ，使 反 应更 具持 续 性 。
（）改用 尖 管 导 出氢 气 ，通 过 点 燃 现象 检验 产 ２
图１
物 ，以及再 用 产生 的气 体还 原Ｃ Ｏ，出现红 色 明亮 ｕ 的 “ 铜镜 ”现象 检验 产 物 ，不仅 实验 操作 可行 ．实 验 现象也 十 分 明显 。
以下 的 问题 ：
湿 『 笔 铁粉 粉
＼
营
： —— Ｉ ； ＝
ｃ ｕ （
２
—一
①湿棉花作为水蒸气源有 以下不足 ：一是棉花
着火 点低 ，有碳 化 的可能 ；二 是不 能 直接 加热 湿棉 花 ，水 蒸气 产生太 慢 ；三是 棉 花 吸水 量过 少 ，会导 致 水蒸 气不 足无法 顺 利反 应 ，吸水 量 过多 ，会 溢 出
１ 改进 实验设计 原 理
管 中 （ 者可 接触 ，但 不 能充 分 混合 ） 两 。
（）点燃 酒 精 灯 １ 加 热 试 管 （ 预 热 ） 然 后 持 ４ ， 先 ， 续 强 加 热 几 分 钟 （ 意 ： 粉 处 也 要 升 温） ，点 燃 注 铁 后 导 管尖 嘴处 ，可 明显观 察 到氢气 火 焰 。 （）熄 灭火 焰 ，将 导管 直 接 插 入 内壁 均 匀沾 有 ５ ＣＯ ｕ 粉末 试 管底 部 。两分 钟左 右 ，即可 看 到明显 的 红 色 “ 镜 ” 现象 十 分 明显 ） 铜 （ ４ 实验 注意事 项
中 图分 类 号 ：Ｇ ３ ． ６３ ８
人教 版必 修 １ 中采 用 湿 棉 花作 为水 蒸 气 源 ，用
酒精 灯加 热还原 铁粉 的反 应 ，并 通过 氢气 肥 皂泡检
验氢 气 的产 生 ．与前 人教 版教 材 中采 用加 热水 至沸 腾 与铁反应 的实 验相 比 ，在安 全 性 、简易 性 方面有 了很 大改进 ．但 经我 们实 验后 发 现 ，实验 主要 存在
铁粉与水水蒸气反应装置设计.pptx
（4）试管E中发生反应的化学方程式是
；
（5）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须
；
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感谢您的观看！
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学生设计方案展示
小组1
还原铁粉
碱石灰
氧化铜
碱石灰
H2O
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学生设计方案展示
小组2
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学生设计方案展示
小组3
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学生设计方案展示
小组4
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学生设计方案展示
小组5
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 学生设计方案展示
小组6
红热的铁丝
H2O 图-6
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实验设计要遵循以下四个基本原则 1、科学性——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。 2、安全性 ——尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险 性的实验操作。 3、可行性 ——实验原理、实验操作程序和方法必须正确。 4、简约性 ——方案简单易行，应采用简单的实验装置，用 较少的步骤和药品，并能在较短的时间内完成 实验。
铁与水蒸气反应
1 反应条件：红热的铁粉与水蒸气 装置组成：a、水蒸气发生 b、水蒸气与铁粉反应 c、检验产生的气体 2 反应现象：有气体产生，吹起的肥皂泡遇火能够产生 爆鸣声；灰黑色的粉末变成黑色的晶体。 3 反应原理：3Fe＋4H2O（g） Fe3O4＋4H2
4 结论：生产氢气和Fe3O4
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学生设计方案展示
小组7
特殊功能材料 铁粉
水
图-7
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【习题】同学们的设计水平比较高，与以下的实验题有 一定的相似之处，请课后完成：
铁与水蒸气教案
铁与水蒸气教案【篇一：铁与水蒸气反应教学设计案例】铁与水蒸气反应教学设计案例1.指导思想与理论依据在必修一第三章金属及其化合物中，铁与水蒸气的反应出现在科学探究中，体现了新课标的精神，课本要求学生设计一套简单的实验装置，使还原铁粉与水蒸气反应。
以此为依据设计这节课。
2．教学内容分析实验是化学的基础。
反应实验装置的设计是学生应逐步培养的能力。
本节课是培养学生实验设计能力的一个很好地平台，由于是高中第一节实验探究课，需要结合学生在初中学习到的一些实验装置的知识，把已经学过的零散的知识进行整合，进一步提升学生的实验能力。
3．学生情况分析学生在初中已经见过一些实验装置，比如o2、h2、co2的实验室制法，简单的性质实验，具备了完成化学实验的基本思路和方法，具备设计简单实验的能力。
这些知识都是本节课探究性学习的前提和基础。
在教学过程中，本着以学生为主体，使学生成为知识的积极构建者，主要采用让学生设计实验的方式，注重学生的能力发展。
4．教学目标设计（1）基本目标知识与技能目标：1．了解铁与水蒸气反应的原理2．设计出简单可行的铁与水蒸气的反应装置3．培养学生动手能力、观察实验、分析实验的能力，解决实际问题的能力。
过程与方法目标：1．采用实验探究法，在复习反应装置的过程中，引导学生学习科学方法，提高学生科学探究能力，充分挖掘学生的潜能，发展学生的个性和特长。
2．在教学过程中训练思维的严密性、逻辑性，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力及小组合作能力。
情感态度与价值观目标：1．培养学生积极思考、勇于探索的优良品质。
2．培养学生重视实验的科学态度和对学科实验的兴趣。
（2）发展性目标以课本实验为依据，培养学生实验设计能力，培养学生良好的解决问题的思维习惯和提高学生的实验操作水平。
（3）教学重点的分析与确定铁与水蒸气的反应是以科学探究的形式呈现的，引导学生合作设计铁与水蒸气反应的实验装置，并进行方案评价。
由此确定教学重点：铁与水蒸气反应的装置设计。
铁与水蒸气反应的实验探究与设计
旧人 教版教材第 二册化学教 材铁与水蒸 气反应 的
实 验 装 置 如 图 １所 示 。
改 进 后 的 实 验 装 置 如 图 ３所 示 。
笔 者 认 为 该 设 计
的 问 题 有 ： 是 由 于 用 一 烧 瓶 产 生 水蒸 气 时 ， 蒸 气 流 速 太快 ， 而导 致 从 喷 灯 加 热 处 的 温 度 不 易 达 到反 应 所 需 温 度 。
养 学 生 的 创 新 精 神 和 实 践 能 力 这 一 目标 出 发 ，结 合
表 １ 制 烧 酒 的 工 艺 流 程
具体 教学 内容 的学 习 ，发 动学 生走 出教 室 ，走 向 自 然 ， 向社会 进行 调查 研究 ， 走 是利 用社 区资源 的 主要 方式 。” 者所在 学校是 一所位 于城 乡结合 部 的农村 笔
・
３ ・ ３
２１ ０ １年 第 １期
Ｓ Ｙ ＪＡ ＸＵＥＹ ＹＩ ＨＩＡＮ ＩＯ Ｕ Ｑ
传 统发 酵 技术 资源 的调 查 和 应
胡楚 明 湖 南省 武 冈市教 学仪 器 站 （ ２ ４ ０ ４ ２０ ）
罗益 群 湖 南省 武 冈市 第一 中 学（ ２ ４ ０ ４ ２０ ）
普通 高 中《 物课 程 标准 》 出 ：从 课 程重 视培 生 指 “
资源 ， 学生 一起 发掘 传统 发酵 技术 的应 用 ， 过参 与 通 观周边 小作 坊 ． 查传 统 的食 品加工 所用 的原料 、 调 设
５ ．实验 说 明
（ ） 粉 笔 要 湿 透 ， 原 铁 粉 一 定 要 放 到 湿 粉 笔 １湿 还 的 上 面 （ 将 湿 粉 笔 与 铁 粉 混 合 加 入 ） 当 水 以 蒸 气 可 ，
鉴于 以上 分 析 ， 笔者 对 该实 验 进行 了如 下 改进 ，
铁与水蒸气的反应(共6张PPT)
3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2
铁粉与水蒸气反应，应从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气反应、反应产物的检验等环节讨论反应 装置的设计
4、金属与水反应小结
实验探究 铁与水蒸气的反应
探究实验
实验目的：
设计一套简单实验装置，探究铁与 水蒸气是否能够发生化学反应。
装置应有几部分构 成？
1、实验装置设计 注意事项：整套装置试管口应低于试管底；
2K+2H2O=2KOH+H2↑ 注意事项：整套装置试管口应低于试管底； 酒精灯应先在放湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部分水形成蒸气时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热；
3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2 铁粉与水蒸气反应，应从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气反应、反应产物的检验等环节讨论反应装置的设计
2Al+6H20===2Al(OH)3+3H2 ↑
检验气体装置 2Al+6H20===2Al(OH)3+3H2 ↑
3、铁与水反应
观看视频，描述现象
装置设计：试管底部塞有一团潮湿的棉花，在湿棉花左边放有铁粉，蒸发皿中放肥皂水（或在水中
2Al+6H20===2Al(OH)3+3H2 ↑
制取水蒸气装置 2Al+6H20===2Al(OH)3+3H2 ↑
2Al+6H20===2Al(OH)3+3H2 ↑
Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑
铁与水蒸气反应的实验设计
气较纯．并为后续操作做准备。
Ⅲ柑灯２Ⅻ特灯ｌ
反转导气管，继续加热来吹气泡，可以观察到气泡飞起来．可咀重复多次。气泡叮以飞
升展示氧气的密度小于空气的性质．增加趣味性。 加热停止后尾部为白色和谈蓝色固体（没有变照，说明硫酸铜没有分解）。
五、改进的意义
茁先，实验装置简单，试剂、仪器常见（五水硫酸铜晶体为实验熏常见的药品，而且
３、实验过程中产生的混音气体均控制在密闭注射器中，而且奉装置能控制氢４ｔ和氯气 的体积比为Ｉ：ｌ，保证两气体恰好完全反应．最大限度地臧小了氯气对环境的污染。
４、本实验改进后室仝性强．整十操作能在１分钟左右完成，反应时ｍｌ短，成功率报高． 爆炸现象明显；节省药品，节省时间，实验可苇复多次操作。非常适台课逝演示，
②含洗洁精的水的配制：在小孩玩的泡泡水中加入少量洗洁精，装瓶备用。
１０５
可以匪复利用，仪器都是中学常见的仪器），撩作方俚．有利十学牛斗胜宴驰探究；第二
氢气的验纯简单，安全性高；第三，装置的创新性强①改变加热方式使用两个酒精灯分 别加热，其中一个加防风灯罩。为防止热量散失，满足较高温度（６００＂Ｃ左右）的要求，选择了 防风灯罩（也可用石棉网改造）②改变产生水蒸气的方式利用五水硫酸铜晶体受热分解 产生水蒸气，可以有效控制水蒸气产生，并方便从颜色变化观察是否还有结晶水存在，适 时适度地控制水蒸气的产生。③改变加热的顺序先加热铁粉，再加热五水硫酸铜晶体， 减少无效水蒸气，提高水蒸气的利用率，可以得到较多的氢气。④更好地展示实验现象带 火星的木条靠近气泡产生爆鸣声的现象证明氢气的存在。气体吹起的气泡可以飞起来，可 以更好地展示氢气的密度小于空气的性质，增加了趣味性，并加强学生对验纯操作的理解； 第四，实用性强改进后的实验装置简单，操作方便，现象明显，试剂、仪器常见，产生的 硫酸铜粉末还可以回收利用，所以改进的实验更适合推广和课堂应用。
铁粉与水蒸气反应的实验设计与改进
·252·人教版高中化学必修1中第三章第一节“金属的性质”中“铁与水蒸气反应”的实验，实验装置包括水蒸气发生装置、铁粉与水蒸气反应装置、氢气检验装置三个部分。
铁与水蒸气的实验在教材中的是铁作为一种活泼金属的有力证据，但根据教科书的实验设计，其成功率并不高。
经过反复实验，我们发现，用胶头滴管作为水的来源和吸水棉作为水的载体，改进的实验装置简单、方便、安全，实验现象明显，成功率更高。
因此，为了使这个实验更加的成功，通过铁粉能与水蒸气反应的实验认识到铁单质是一种活泼的金属，因此笔者通过反复的实验来确定各种实验装置、实验药品以及实验用量，以改进调整整个实验过程，以达到实验目的。
1 实验装置还原铁粉、导管、橡皮塞，脱脂棉、带导管的橡胶塞、、蒸发皿、铁架台（带铁夹）、酒精灯（带防风罩）、肥皂液、水、火柴、石棉网。
2 实验图示与实验原理实验原理：3Fe+4H 2O（g）=Fe 3O 4+4H 23 实验步骤1）在蒸发皿中放置一定量的肥皂液；2）按照实验要求安装实验器材，检查试管的气密性；3）用水将脱脂棉打湿至无法沥水状态，同时放置试管底部，保持脱脂棉达到1~2cm 的实验厚度；4）用纸槽将量取的１ｇ左右的实验还原铁粉送至试管，使还原铁粉与脱脂棉保持1~2cm 的实验距离，拿取实验所需橡皮塞，将试管口封住；5）将酒精灯平放在实验平台上，盖上防风罩，将酒精灯火焰对准试管中的还原铁粉，加热2~3min ；6）在橡皮塞上安装导气管，在试管壁上出现小水珠时，迅速将导气管伸入盛有肥皂液中的蒸发皿中。
7）当肥皂液出现大量气泡时，将导气管从肥皂液中拔出，同时用点燃的火柴靠近肥皂泡，观察实验现象。
8）实验结束时，先从肥皂液中撤出导气管，移除燃烧的酒精灯，熄灭酒精灯，同时等试管冷却后取下。
4 实验结果及分析4.1 脱脂棉的量在本次化学实验中，棉花的用量与反应的结果有很大的关联。
当脱脂棉量比较少时，脱脂棉会因为高温而炭化，导致实验所需水蒸气不足，难以出现实验所需的水蒸气的量，造成本次试验的失败。
探究铁与水蒸气的反应教学设计
探究铁与水蒸气的反应教学设计尊敬的老师和亲爱的同学们：大家好！今天我将为大家介绍一种有趣的实验——探究铁与水蒸气的反应。
通过这个实验，我们可以深入了解化学反应的过程和原理，并培养实验观察和科学思维能力。
让我们一起来探索吧！实验目的：通过观察铁与水蒸气反应的过程和现象，了解金属与水蒸气之间的化学反应，培养实验观察和科学思维能力。
实验材料：1. 铁片或铁钉2. 烧杯或玻璃瓶3. 火柴或打火机4. 温水实验步骤：1. 准备工作：将温水倒入烧杯或玻璃瓶中，使其达到半满状态。
2. 点燃火柴或打火机，将火焰放置在铁片或铁钉的底部，让其燃烧一会儿，形成一层黑色氧化物。
3. 将铁片或铁钉迅速放入烧杯或玻璃瓶中，并盖紧瓶口。
4. 观察实验现象：我们可以看到烧杯或玻璃瓶内出现了白色的雾气，并且烧杯或玻璃瓶外表面会有一层水珠形成。
实验原理：铁与水蒸气反应的化学方程式为：Fe + 3H2O → Fe3O4 + 4H2。
在实验过程中，我们首先点燃火柴或打火机，让铁片或铁钉燃烧，形成黑色氧化物。
接着，将铁片或铁钉放入烧杯或玻璃瓶中，并盖紧瓶口。
此时，烧杯或玻璃瓶内部的水蒸气与铁片或铁钉表面的氧化物发生反应，生成Fe3O4和H2。
由于反应生成的H2是气体，所以会形成白色的雾气。
同时，由于反应释放出的热量使烧杯或玻璃瓶外表面温度降低，空气中的水蒸气在其表面冷凝成水珠。
实验结果分析：通过实验观察，我们可以得出以下结论：1. 铁与水蒸气反应会生成Fe3O4和H2。
2. 反应过程伴随着白色雾气的产生，以及烧杯或玻璃瓶外表面的水珠形成。
实验小结：通过这个实验，我们深入了解了铁与水蒸气反应的过程和现象。
铁与水蒸气反应是一种化学反应，通过观察实验现象，我们可以了解到铁与水蒸气反应所生成的产物和反应条件。
同时，通过这个实验，我们也培养了实验观察和科学思维能力。
通过这个实验，我们可以知道铁与水蒸气反应的化学方程式、实验过程、实验现象和实验结果分析。
3.1铁及其化合物——铁和水蒸气的反应(教学设计)——高一上学期化学人教版(2019)必修第一册
教学反思
本节课的教学设计主要有2个特点：
（一）教学流程设计上符合认知规律
采用先设置铁和水不反应的常识，使学生产生兴趣尽快进入学习状态。
（二）利用课件和实验相结合讲解
这样做的好处是使枯燥的知识易于理解、掌握而且直观,通过实验与教学课件的有机结合,使学生对化学反应有了更为系统的认识。
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
一、创设情境、导入新课
展示图片： 在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不？
学生肯定是有疑问的，然后引出接下来的实验。
利用学生感兴趣的话题激趣,使学生整堂课都能保持积极的心态去探索新知。
铁及其化合物——铁和水蒸气的反应教学设计
教学目标
知识与技能
1．在观察实验的基础上使学生对铁和水蒸气的反应有直观的认识，根据现象得到结论，从而写出相应的化学方程式。
2．培养学生自主学习、自主探索、观察、以及总结归纳的能力。
过程与方法
通过课件演示、实验视频等形式，培养学生自主学习、自主探索、观察、以及总结归纳的能力。
二、观看实验
观看实验：通过实验，可以看到哪些实验现象，又会得到什么结论？
学生通过实验一定能看到相关实验现象，也能得出结论。
学生是学习的主体，这节课的内容很容易激发起学生学习积极性,所以对化学反应很感兴趣。他们很想知道这是什么原理，所以在这里很容易发挥学生的主体作用，很容易突破重点难点。
三、归纳总结、课件演示
情感态度与价值观
培养学生的研究探索的精神，从而调动学生的积极性，激发学生对化学实验的兴趣。
教学重点
通过实验探究认识铁与水蒸气反应的条件及生成物。
铁和水蒸气的反应教案
铁和水蒸气的反应教案篇一：铁与水蒸气反应教学设计案例铁与水蒸气反应课时：1课时课型：新授课教具：多媒体、PPT教学目标：1．知识与技能目标：了解铁与水蒸气反应的原理2．过程与方法目标：采用实验探究法，在设计反应装置的过程中，引导学生学习科学方法，提高学生科学探究能力。
3.情感态度与价值观目标：培养学生重视实验的科学态度和对学科实验的兴趣。
教学重点：铁与水蒸气反应的装置设计。
教学难点：形成比较系统的知识体系，成功地完成铁与水蒸气的反应。
教学方法：问答法、讨论法、启发法教学过程：一、组织教学：师生问好二、导入：师：上本节课之前，先请一个学生板书铁与水蒸气反应的方程式。
师：提问：整套装置应包括哪几部分？生答：整套装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检验产生的气体三部分。
三、新课讲授师：将学生共分为3个小组，以小组为单位进行讨论设计，在讨论的过程中，教师对个别问题加以指导。
学生基本出结果后，派代表用投影展示各组设计的结果，陈述自己组的设计思路，由其他组提出问题，给与评价。
生1组：生2组：生3组：师小结：三个组都展示完毕之后，从学生的设计的装置中总结两套比较好的方案，并在黑板上板书。
师：演示课本中给出的实验生：认真观察所用的实验装置、实验现象师：提问：这个实验的原理和优点在哪里？生甲：此实验很新颖，而且简单，首先一支试管代替三支试管，其次用肥皂泡收集少量氢气很新颖。
生乙：少量水蒸气可以用湿棉花制备，少量氢气还可以用肥皂泡收集，再进行点燃检验。
师提出问题：你设计的实验还可以怎么改进？生：打开思路，大胆想象。
四、归纳巩固：学生小结归纳本节课重点内容并谈学习体会。
通过学生的发言，可以看出学生掌握了本节课的内容，达到了教学的实效性。
五、作业练习：根据黑板上的实验装置设计回答问题1、实验进行时试管A中应加入的试剂是：烧瓶B的作用是：烧瓶C的作用是：试管D中收集得到的是：2、两套装置需要加热的是：3、试管E发生反应的化学方程式：4为了安全，在E管中反应发生前，在F出口处必须：教师总结：新课程标准特别提出：一是体验科学探究的过程和问题意识的培养，二是化学学习的方法和终生学习能力的培养。
《铁与水蒸气反应》教学设计
《铁与水蒸气反应》教学设计一、教学背景分析《铁与水蒸气反应》是高中化学学科中的基础实验之一。
本实验是在氢气实验的基础上引入新的概念，即金属活泼性与电极电势的关系，使学生更深刻地了解化学反应的本质和规律，进一步加深对氧化还原反应的理解，有助于培养学生的实验能力和科学思维能力。
二、教学目标知识与技能：掌握铁与水蒸气反应的实验步骤、原理与化学方程式；理解金属活泼性与电极电势的关系。
过程与方法：熟练掌握实验仪器的使用方法，规范实验技能操作流程，注意实验安全和环境卫生。
情感态度与价值观：建立正确的实验观念和安全意识，培养探究精神和科学态度，加深对实验规律和科学知识的认识和理解，从而具备科学研究和实践的基本素养。
三、教学重难点1. 铁与水蒸气反应的化学方程式。
2. 金属活泼性与电极电势的关系。
四、教学内容与方法1. 实验内容：铁与水蒸气反应。
反应原理：Fe + 2H2O → Fe(OH)2 + H2↑2. 实验仪器与药品：酸度计、电位计、烧杯、三角瓶、铁棒、精密天平、恒温水浴、蒸馏水、98%硫酸、NaHCO33. 实验步骤：(1) 实验前准备：清洗仪器，准备药品，天平调零。
(2) 预先称取20g NaHCO3并加入100mL蒸馏水中，搅拌至溶解。
(3) 取适量苯酚红指示剂片(0.1g左右)加入上述溶液中，用酸度计测定pH值。
(4) 将铁棒切成小片，用砂纸擦洗表面氧化层。
(5) 取恒温水浴，测定温度，使其维持在45℃左右。
(6) 取一个三角瓶，将一小勺98%硫酸倒入瓶底，然后加入上述铁片，迅速塞上活塞。
(7) 将三角瓶放入水浴中，靠近水表面，倾斜角接近水平，升高瓶口，使其接触热水较充分并形成环形的水汽气团，观察喷管的情况。
(8) 过程记录：记录时间、气泡的大小和颜色、助役剂的径向扩散。
(9) 完成反应后，将三角瓶从水浴中取出，用酸度计测定溶液的pH值，测量剩余铁片的重量。
4. 实验分析：(1)根据pH值的变化，确定反应起始时间。
铁与水蒸气反应实验创新
铁与水蒸气反应实验创新——广西师范大学附属中学汪旭实验教材：人教版《化学必修一》第三章第一节实验原理：实验教材分析：该实验是人教版《化学必修1》第三章第一节的内容，这是一个科学探究实验，是高中化学教材中用以说明铁是一种较活泼金属的例证。
是中学化学的重点难点之一，也是常考的热点之一。
实验器材：铁粉、氢氧化钙粉末、酒精喷灯、铁架台、硬质具支试管、洗耳球、泡泡发生器、木条。
实验教学目标：1、知识与技能：培养学生的观察力和动手操作的能力。
通过探究，开发学生创新意识，培养学生创新思维能力。
2、过程与方法：以提问的方式，增加学生的探究意识。
让学生根据实验现象，学会分析问题、合作学习最后再提出方案解决问题。
3、情感态度与价值观：通过动手操作，让学生在实验中体验化学，提高学习化学的积极性，并爱上化学。
实验教学重难点：1、实验的改进。
2、实验原理的推断。
学情分析：1、心理方面：现在的学生接受的思想是多元化的，头脑中没有太多的条条框框，有强烈的好奇心，旺盛的求知欲。
2、能力方面：已经具备一定的操作能力，拥有敏锐的观察力，对事物有他们独特的见解。
3、知识方面：前面刚刚学习了活泼金属钠与水的反应。
有一定的化学知识储备和操作常识。
教法学法：利用由旧引新、以旧带新，实验促学法，情景激学法，探究归纳等教学方法，让学生以阅读、总结归纳的形式学会自主学习，以实验、讨论的方式进行合作学习，通过观察发现问题并解决问题的方式进行探究学习。
实验教学过程：本次实验教学分为四个过程：1、课本实验。
2、发现问题，设计实验。
3、创新实验，解决问题。
4、拓展探究，归纳实验原理。
一、课本实验：此处以回顾活泼金属钠与水的反应作为对比，从而引入较活泼金属铁与水反应，并让学生按课本要求完成该实验。
二、发现问题，设计实验。
通过学生在实验过程中出现的问题，以提问的方式引发学生思考，并要求学生通过讨论，设计解决方案，完成实验的创新。
第一个问题，试管破裂。
以提问的方式“试管为何会破裂呢？”引发学生思考，通过讨论给出合理的解释。
探究铁与水蒸气的反应教学设计
探究铁与水蒸气的反应教学设计一、教学目标1.了解铁与水蒸气的反应。
2.了解铁的性质和水蒸气的性质。
3.掌握实验操作技能。
4.提高学生的实验观察能力和创新意识。
二、教学内容铁与水蒸气的反应三、教学重点难点掌握实验操作技能和提高学生的实验观察能力和创新意识。
四、教学方法讲解法、讨论法、实验法、演示法。
五、教学过程1.引入教师通过引入一些问题，激发学生的兴趣，引导学生了解铁和水蒸气的性质以及两者之间的关系。
2.讲解通过讲解，让学生了解铁和水蒸气的基本性质，特别是了解两者之间的反应，为后续实验做准备。
3.实验操作准备一些铁片和一些水，然后将铁片加入水当中，观察反应结果和过程。
并请学生记录观察结果，并用自己的语言描述发生的化学反应。
4.讨论让学生根据实验结果和观察，讨论铁和水蒸气反应的本质和原理。
5.总结通过总结，对学生所学知识进行回顾和梳理，让学生对铁与水蒸气的反应有更深刻的了解。
六、教学示例补充教材铁与水蒸气的反应实验部分。
实验步骤：1.准备铁片和水。
2.将铁片加入水当中。
3.观察反应结果，记录观察结果。
4.讨论和总结。
实验结果：当铁片与水蒸气接触时会发生化学反应，反应结果会观察到铁片表面出现白色结晶，同时会有气体产生。
结晶的化学名称为Fe（OH）3，是铁与水蒸气反应的产物。
七、教学反思1.教师应根据学生的具体情况进行教学设计。
2.教师要贯彻学生为主，自主学习，自主探究的理念。
3.教师应改变传统的教学方式，创造性的开展多种教学活动，提高学生的学习兴趣和参与度。
铁及其化合物——铁与水蒸气反应 教学设计 上学期高一化学人教版(2019)必修第一册
铁及其化合物——铁与水蒸气反应教学设计一、教学目标1、类比钠，通过理论探究认识铁单质与水蒸气的反应。
2、通过观察实验，得到铁单质与水蒸气的反应。
3、通过对铁与水蒸气反应装置的分析，进行实验装置改进。
二、教学重难点重点：铁与水蒸气的反应。
难点：铁与水蒸气的反应。
三、教学过程1、新课导入生活经验告诉我们，在常温下，铁与水是不发生反应的。
但在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分干燥处理，不得留水，这是为什么呢？2、新课讲授[学生猜测]在高温下，铁能与水反应[提问] Na可与H2O反应，Fe在高温下若能与H2O反应，那么产物是什么呢？我们怎么去证明呢？[学生活动]可以通过理论预测和实验来证明。
[提问]我们可以从什么角度来进行理论预测呢？[学生活动]类比于前面学习的钠，我们可以从物质的类别和元素的价态变化角度来预测。
它们都属于金属单质，具有还原性，从理论的角度来说也可以将水中的氢元素置换出来生成氢气，自身变成氢氧化物。
[老师讲授]很好，思路非常正确。
这儿有个资料卡片：物质的相关性质。
大家再来分析看看铁与水是不是生成氢氧化物和氢气呢?[学生活动]不能生成氢氧化物和氢气，Fe(OH)2不稳定，而Fe(OH)3在500℃会分解为Fe2O3。
[提问]那是不是铁与水蒸气反应就生成Fe2O3和氢气呢？我们该如何设计实验验证我们的猜想呢？在设计实验之前请同学们思考讨论以下问题：①如何验证气体产物？②进行还原铁粉与水蒸气反应并验证气体产物，其实验装置应有几部分构成？[学生活动]应用燃着的火柴点燃气体，观察现象来检验气体。
实验装置应有：水蒸气发生装置、主反应装置、除杂装置（若有杂质产生）、气体产物检验装置几部分构成。
[教师活动]回答的很好，已经有人设计出了如图实验装置图。
现在我们来观看以此实验装置进行铁与水蒸气反应的实验视频，请同学们认真观察实验现象，并做记录。
[学生活动]记录实验现象：蒸发皿中产生大量的肥皂泡，用火柴点燃肥皂液听到爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。
铁和水蒸气反应的科学探究
[目的]探究铁和水蒸气反应的实验装置
[仪器和药品]
[实验设计1]
探究点：1.能够在实验室条件下进行该反应
2.该反应包括三部分
3.要保证在高温条件下铁和水蒸气反应
4.生成的氢气应有足够的量供检验和收集
步骤：
1.请你设计一套水蒸气的发生装置
2.请你设计一套水蒸气与铁粉发生反应的装置
（4）停止反应，待装置冷却后，取出反应过的还原铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应，过滤．若混合物中既有Fe2+又有Fe3+，则证明该结论的实验方法是：______
（5）经检验上述滤液中不含Fe3+，这不能说明还原铁粉与水蒸气反应所得产物中不含+3价的Fe元素．原因是（结合离子方程式说明）
______
探究过程中合作是非常重要的，所以在课堂上我们采用了全体讨论、小组讨论、小组实验等多种合作形式。最后通过学生多角度的思考、取众人之长，学生共设计出5种非常成功的装置。
六、教学过程：
（课前准备）课前教师布置作业让学生完成实验报告，教师批阅，将思路相近的同学分在一个小组中，共分为八个小组。
（课上引言）今天我们一起研究铁和水蒸气反应。铁和水蒸气反应以往是演示实验，难度非常大，老师做这个实验也很难成功，希望今天大家能帮出老师解决这个难题。在以往的实践中我觉得这个实验有几点注意的地方，希望大家注意：
1.要保证水蒸气和铁粉反应，铁粉和冷水和热水都不反应。
2.使用酒精喷灯有一定的危险，可以使用加防风罩的酒精灯代替。
（科学探究1）展示几位同学的实验设计：
设计1－1
设计1－2
设计1－3
设计1－4
设计1－5
（学生评价）
1.设计1-1采用圆底烧瓶盛装水来制备水蒸气，圆底烧瓶中的水很多，又要间接加热产生水蒸气需要较长时间。相比而言设计1-2、设计1-3使用的试管可以直接加热，水也比较少，可以更快的产生水蒸气。
《铁和水蒸气反应的科学探究》 教学设计
《铁和水蒸气反应的科学探究》教学设计#TRS_AUTADD_122222280212{ARGIN-TP:0px;ARGIN-BTT:0px }#TRS_AUTADD_122222280212P{ARGIN-TP:0px;ARGIN-BTT:0 px}#TRS_AUTADD_122222280212TD{ARGIN-TP:0px;ARGIN-BT T:0px}#TRS_AUTADD_122222280212DIV{ARGIN-TP:0px;ARGI N-BTT:0px}#TRS_AUTADD_122222280212LI{ARGIN-TP:0px;A RGIN-BTT:0px}/**---SN--{"":{"argin-tp":"0","argin-b tt":"0"},"p":{"argin-tp":"0","argin-btt":"0"},"td": {"argin-tp":"0","argin-btt":"0"},"div":{"argin-tp": "0","argin-btt":"0"},"li":{"argin-tp":"0","argin-bt t":"0"}}--**/一、教学目标：1．知识与技能（1）了解铁与水蒸气反应的原理（2）设计出简单可行的铁与水蒸气的反应装置（2）完成铁与水蒸气反应实验2．过程与方法（1）培养学生查找、阅读资料的能力（2）培养学生实验设计和实验操作能力（3）培养学生良好的解决问题的思维习惯和提高学生的实验操作水平3．情感态度与价值观（1）让学生体会到设计并完成实验的成功感，增加学生学习化学的兴趣（2）培养学生发现问题的意识二、教学重点和难点本节教学重点：铁与水蒸气反应的条本节教学难点：如何成功地完成铁与水蒸气的反应三、时安排1时四、教学方法和策略实验探究五、教材分析必修（Ⅰ）第三章《金属及其化合物》中铁与水蒸气的反应是以科学探究的形式呈现的，高中化学新程的基本理念中提到：“通过以化学实验为主的多种探究活动使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力”。
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铁粉与水蒸气反应实验的再设计
一、原实验的缺陷
人教版必修1课本中采用湿棉花作为水蒸气源，用带灯罩的酒精灯加热还原铁粉的反应，较旧教材中采用加热
水至沸腾，用酒精喷灯加热铁粉反应的实验在安全性，简
易性方面有了很大改善，但仍存在以下不足：①加热还原
铁粉时，由于棉花中含水量较少，铁粉还未达到反应的温
度时，棉花中的水蒸气早已溢出，无法与铁粉充分反应②
由于试管口略向下倾斜，将棉花放在试管底部时，棉花中
的水过早向下流动冲走铁粉，也易炸裂试管③反应时间过
长，现象不明显。
针对上述问题，我对本实验进行了再设
计。
二、实验仪器和实验药品
实验仪器：铁架台、导气管、单孔橡皮塞、试管、湿棉花、
蒸发皿、酒精灯（带灯罩）、小木棒
实验药品：铁粉、肥皂水
三、实验步骤
1、取一支稍大一些的试管，在试管底部装入一团湿棉花，
在试管中部装入稍过量的铁粉，再在试管口用一带导管
的单孔橡皮塞塞住。
将试管固定在铁架台上，使试管口
略向下倾斜。
另取一蒸发皿，放入肥皂水待用。
2、用带灯罩的酒精灯先加热试管中部铁粉堆积的部位，
30s~40s后再用另一带灯罩的酒精灯加热试管底部棉花
部位，加热时铁粉红热，刚开始导管插入蒸发皿的肥皂
水中出现很多气泡，但这不是氢气泡而是空气泡。
大约
两分钟左右，用小木棒点燃肥皂泡，可听到明显的爆鸣
声。
四、实验装置图
铁粉与水蒸气反应实验装置图
五、本实验的优点
1、铁粉稍过量使反应充分，迅速。
2、采用两个带灯罩的酒精灯分别加热，先加热铁粉，待接
近反应温度时再加热湿棉花，使铁粉可以迅速与溢出的
水蒸气充分反应，避免了水蒸气过早溢出或迟迟不溢出
的情况。
3、节省了反应的时间，现象很明显。