2023-2024学年高一化学校本课程《改变世界的化学元素》（第1课时-陶瓷中的化学）教案

《改变世界的化学元素》（第1课时-陶瓷中的化学）教案 · 核心素养教学目标 （1）通过了解陶器相关传统文化材料，提升学习化学的兴趣，提升传统文化素养，树立文化自信。 （2）通过化学实验，学会常用检验Fe3+的化学实验方法，会从元素化合价、物质 类别等角度预测Fe2+、Fe3+的性质并设计简单化学实验加以验证，发展“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“科学探究与创新意识”等化学核心素养。 （3）通过对补铁剂说明书的探讨，既能提升对化学学科的兴趣，拉近与化学的距离，又能培养科学态度和社会责任。 · 教法与学法 本节实验教学内容在化学核心素养指导下，以传统文化教学材料作为导入，教师运用设问、追问、实验等多种方法，学生通过采取实验探究、小组合作、自主思考等活动，从而掌握本次教学内容，提升化学核心素养。 · 教学流程 【环节一引入】 教师：展示传统文化材料。陶器在世界的出现至少有近万年的时间，是人类利用火，通过化学过程改造自然，制造出的第一种自然界不存在的新物质，是人类文明史上的一个重要里程碑。我国最早的陶器大约是在新石器时代的初期，陶器种类主要有红陶、彩陶、灰陶、黑陶等，铁的氧化物是陶器呈现不同颜色的主要成分。 教师：同学们结合资料，思考红陶、黑陶、灰陶分别是由铁的哪种氧化物组成的？引领学生就以上问题进行分析讨论。 学生：猜测红陶呈色成分为氧化铁，灰陶、黑陶呈色成分可能为氧化亚铁、四氧化三铁，但具体哪种不确定。 教师：答疑解惑，最开始烧陶时，没有窑洞，氧气能够充分供给，因此烧成气氛呈氧化态，陶器中的铁元素呈现出高价态,这时候烧成的陶器呈黄红色，即红陶;随着陶窑的不断发展，窑顶呈封闭式，陶窑中由于氧气减少而呈还原气氛，陶器中的铁元素呈现低价态，即黑色的FeO，这时烧成的陶器呈现出灰色，也就是灰陶;如果在灰陶烧制后期时，加入过量柴草，封闭窑顶，火焰中大量游离的烟就会均匀地渗透在陶胎中，这时候烧出的陶器呈黑色(Fe3O4)一般的黑陶大致是这样烧成的。 【过渡】以上我们知道铁有两种价态，那么我们如何来区分Fe2+和Fe3+呢？ 教师提示：加入适当的试剂，根据物质的特征反应，如：沉淀的生成和溶解、气体的逸出和气味、颜色的变化等不同现象可对物质进行检测。资料显示，铁的氢氧化物为沉淀，那么加入碱溶液可行吗？ 学生：在两支试管中加入NaOH溶液，分别滴入少量FeCl3、FeSO4溶液仔细观察并记录实验现象，实验结果如右图所示。 教师：根据大家的实验结果，哪组同学可以来描述实验现象？ 学生：FeCl3溶液加入NaOH溶液后，生成红褐色沉淀；FeSO4溶液加入NaOH溶液后，先是白色沉淀迅速变化为灰绿色，之后放置一段时间变为红褐色。 教师：(表扬与补充)回答的很好。三价铁溶液遇碱生成的红褐色沉淀为氢氧化铁，二价铁溶液遇碱先是生成白色的氢氧化亚铁沉淀，之后在空气中被氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀，颜色变化从白色到灰绿色再到红褐色。 教师：（进一步追问）但是当三价铁、二价铁溶液浓度很稀的时候，加入碱溶液反应现象十分不明显，那还能怎么鉴定区分二价铁、三价铁溶液呢?这里给大家介绍一种灵敏的检验Fe3+的方法。请同学们分组进行实验，注意观察颜色变化。 学生：(分组实验)在两只试管中分别加入5mLFeCl3溶液和5mLFeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液。 教师：(追问)回答的很好，那么FeCl3溶液颜色变成血红色，而FeCl2溶液颜色没变，是为什么呢? 学生：总结因为硫酸铁、氯化铁等含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时，生成的硫氰合铁离子是血红色的，我们可以利用这一反应检验Fe3+的存在。电视剧的血浆就是通过这个方法制备的。 【引入】今天和大家一起探索生活中的材料，同学们在生活中接触过哪些玻璃制品？ 教师：我们经常会看到一些小玻璃工艺品，这些玻璃工艺品又是怎么制作出来的呢？下面看一段小视频【玻璃的吹制】玻璃玻璃中含有什么物质？玻璃器皿为何通过人工吹制的方法可Ｗ制得？请同学阅读资料，填写下列表格 主要原料 反应体系 玻璃窑中发生的反应 成分 纯碱 石灰石 石英 高温 教师：在原料中SiO2用量较大，普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2熔化在一起得到的物质主要成分是SiO2。一般实验室盛放氢氧化钠的磨口试剂瓶，塞子是橡胶塞而不是玻璃塞，这是为什么呢?另外通常装氢氟酸的容器都是塑料的，而不使用玻璃容器，能解释吗?请写出反应方程式。 学生：因为玻璃中含有SiO2,会与氢氧化钠反应，也会与氢氟酸反应。 教师：生活中不同用处的玻璃其具有的性质是不一样的，主要是其结构和内部成份的不同。例如做化学实验使用的烧杯、烧瓶、量筒就需要具有耐热、抗酸碱腐蚀、热膨胀系数小等特点。而照相机、摄像机镜头的玻璃则需要具有良好的光学性能。家中玻璃装