《高中化学实验研究方法》课程

《高中化学实验研究方法》选修课程（知识拓展类）

专题1 实验研究基础

《实验基本技能方案设计与论证》教案

龙湾中学王琦

【教学过程】

，4人分一个实验小组，共需12组。每组选出1名实验汇报员，1名实验记录员，2名实验操作员。

环节一：补铁口服液中铁元素化合价的探究

激趣引导，探究实验一般步骤，学会简单实验方案的设计和论证，体验成功探究的乐趣（25min）。

【实物展示，引开讨论】

这种补铁口服液很常见，几乎所有的药店都有售，有相同品牌，有其他

品牌的，有同学或者家里人喝过吗？

【学生活动】有或者没有

【教师补充】老师在前一阵子也有喝过，去年的年底在怀宝宝的后期体检，结果缺铁较严重，医生建议服用补铁药剂，今天把它拿到课堂上，是因为在服用期间，我有好多疑问，比如说：服用补铁剂时，配合哪些食物更有利于铁的吸收？在高中课堂上补铁剂中的铁元素含量能否通过实验测定？常见补铁剂成分都分为哪些类？常见补铁剂中铁元素的化合价是多少？从众多问题中现在我们选取一个一起来探究。

【板书】提问：补铁口服液中铁元素化合价是多少？

【学生回答】1. 有人猜想是Fe2+。

【教师追问】你认为是Fe2+ 根据什么？

【教师预设回答】生物中有讲过亚铁离子是血红蛋白的中心（组成）。

【学生回答】2. 也有人猜想是Fe3+。因为Fe3+ 更稳定，便于药品包装储存，人体肠道中有很多还原剂可以还原成Fe2+

【教师小节】都很好，猜想有理有据。

【板书】有人猜想是Fe2+。2. 也有人猜想是Fe3+。

【教师引导】好，现在同学们打开学案，讨论：Fe2+和Fe3+的检验方法，将你们的设计方案记录下来。2min

【学生活动】讨论：Fe2+和Fe3+的检验方法，学生回答预设：

方案1：利用显色反应

方案2：利用其化合物沉淀的颜色：

方案3：利用Fe2+的还原性：

方案4：利用Fe3+的氧化性：

加铁粉，若铁粉溶解，则证明是Fe3+

（方案5、直接观察颜色：Fe2+的溶液呈浅绿色；Fe3+的溶液呈棕黄色。--可能同学们不会提出，那么教师也就就不需要提出）

【教师引导】好，现在老师打开一瓶补铁口服液，（倒在试剂瓶中观察颜色），，为了便于研究，我们讲同学分成四大组甲乙丙丁，依次每一组按照黑板上一个方案完成实验。即甲—1；乙—2；丙—3；丁----4；

【学生实验】3min

【学生汇报】

甲组方案1：利用显色反应，在补铁口服液中加入KSCN溶液，没有变成血红色再加入氧化剂稀硝酸后溶液变色。

【教师故意提问】变成血红色了么？把你们的试管举起来给其他组同学看看，其他同学们看到颜色变化了么？

（注：因为口服液颜色太深，只有操作的同学自己看得到变化，其他同学看不明显）

【学生议论】口服液原来颜色太深了，看不见明显变化啊？

【教师提问】那怎么办？

停顿如何处理口服液原来颜色深的问题？

【学生讨论】稀释一下试试

【教师演示实验投影】

补铁口服液加水KSCN溶液稀硝酸

【学生讨论】脱色，用活性炭吸附可不可以？（留下疑问可以课后实验）

【学生汇报】

乙组方案1：氢氧化物颜色的不同

实验结果，加入氢氧化钠后无明显变化

是溶液显酸性，需要先中和，？？？

还是有其他的物质影响了沉淀的生成/?/?

或者试剂滴加的顺序要考虑？

看来此方案在这个实验的实际操作中不可行！

【丙组学生汇报】方案3：由于高锰酸钾的颜色很深，所以最好作对比试验：

取两支试管，先加高锰酸钾溶液，向其中一支滴加补铁口服液。

【丁组学生汇报】方案4：向补铁口服液中加入少量铁粉，铁粉并没有溶解。【教师总结】

我们将同学们的方案综合比较：向高锰酸钾溶液中滴加补铁口服液，观察到现象，紫色高锰酸钾溶液褪色。证明补铁口服液中含Fe2+。

我们利用方案1进行试验探究：向KSCN溶液中滴加补铁口服液，观察到现象，无血红色出现。证明补铁口服液中不含Fe3+。可得出结论：这种补贴口服液中铁元素的化合价是二价而不是三价。

【板书小结】

科学探究的基本过程，提出问题------推理假设-----方案设计-------实验探究

其中方案设计可以有多种，在选择方案时有时可能理论上很科学，但在实际操作中行不通；有时也需要做基本的预处理，排除干扰，试验中要多思考，试剂的量，添加的顺序、实验观察角度、是否需要对照试验等试验操作的细节。只有讲究科学的实验方法，方能离真理越来越近！

环节二：小试牛刀，脱氧剂成分探究。

学会应用科学探究的方法解决实际问题，（13min）。

【准备的实验器材：】

每组中：一袋食品脱氧剂、一张白纸、一块条型磁铁、盐酸溶液、硫酸铜溶液及每组试管若干。（注：为了在实验中留有充足的时间探究，所以，12组中有6组是盐酸溶液，6组是硫酸铜溶液）

【导入语】：接下来，同学们用所掌握的探究方法来解决这样一个问题，细心的同学都会发现在味道鲜美的包装食品中，都会有这样的一个小包装袋，它的作用是什么呢？

【学生猜测】：是干燥剂？防腐剂？

【学生活动】：拿起小包装袋观察，得到结论是脱氧剂。防止食品因氧化而变质。【教师设疑】：那么它的内部是什么颜色？什么状态的物质呢？请同学们打开一

袋脱氧剂倒在白纸上仔细观察。

【学生活动】

1. 学生分组进行实验。观察脱氧剂的颜色、状态。

【过渡】：当苹果落到牛顿头上时，他好奇的想：为什么苹果会向下落呢？当我们看到这脱氧剂中黑色粉末时，强烈的好奇心驱使我们全班同学很想知道它的主要成分是什么？

【大胆猜想】：我们不妨大胆的猜想，

【学生讨论】

1. 有人猜想可能主要是铁粉。

猜想的依据——可以吸收氧气、应该具有还原性、是黑色的粉末。

【提出假设】：好，那我们假设它主要成分是铁粉，如何验证？

【学生讨论】：可以用磁铁啊！

【教师提示】：若真的是铁粉，磁铁的吸引力很强的，直接接触则很难将粉末取下来，所以，我们可以这样：将粉末放在白纸上，磁铁放在白纸下，进行实验。【学生活动】

1. 学生分组进行实验：试用磁铁吸引黑色粉末。

黑色粉末均能被磁铁吸引，效果非常明显。

【教师活动】

教师引导学生如何得出结论：黑色粉末能够被磁铁吸引，说明假设成立，脱氧剂的主要成分是铁粉。

【提出假设】：在设计方案中还有其它的方法吗？

【学生讨论】

1. 可以用稀盐酸，观察是都有气泡产生。

2. 可以用稀硫酸铜，观察是都有红色的粉末析出。

【学生活动】