3.3.3化学反应体系中的竞争关系——以氯化铁与亚硫酸钠溶液反应为例 教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学反应体系中的相互在作用 ——以氯化铁溶液和亚硫酸钠溶液反应为例 任教科目：高中化学 任教单位： 作 者： 尊敬的各位领导、专家评委、老师们： 大家上午好！ 我今天说课的题目是《化学反应体系中的相互作用 ——以氯化铁溶液和亚硫酸钠溶液 反应为例》。本实验对象为高三学生，本实验探究不是对高中化学实验的简单重复，而 是对高中化学实验的拓展、延伸，在实验中，有利于启发学生的思维，培养学生的创 新能力，是一种非常重要的实验。 一：此反应原本的处理方案 1、由于此反应从物质本身的性质来看，非常简单，在教中通常没有实验去验证，只凭 经验去预测，得到以下两种结论。 （1）基于 Fe3+的氧化性和 SO32-的还原性，两者混合发生氧化还原反应。 （2）基于 Fe3+水解，使溶液呈酸性，SO32-水解，使溶液呈碱性，两者混合后有类似于 Fe3+ 和碳酸根发生双水解这样的现象——有红褐色的沉淀和气体生成。 以上两种结论是实际教学中遇到的最多的分析方案，但是经过实验，我发现事实并非 如此。FeCl3 溶液与 Na2SO3 溶液混合时时，溶液会变成红色，与以上两种情况均不符合。 2、Fe2+的检验：向含有 Fe2+的溶液中滴加 KSCN 溶液，再滴加双氧水水，观察溶液颜色是否变红，本实验用方法检验 Fe2+是否可行？ 基于以上理由，本人根据化学实验相关知识，结合多年教学实践经验，对这个看似简单的化学反应采用 POE 策略，进行了实验探究。 二：此反应进行实验操作的方案如下： 1、实验仪器和药品：小烧杯、试管、胶头滴管；氯化铁溶液、亚硫酸钠溶液、KSCN 溶液、双氧水、铁氰试剂。 2、实验步骤：a：在烧杯中让两种溶液混合并记录实验现象； 1 b：对反应后的溶液中微粒性质的探究； c：数字化实验。 三：实验教学目的 1、由实验现象观察，宏观描述到理性思考，从微观层面理解宏观现象产生的原因。 2、培养学生的动手能力，能对观察到的实验信息进行加工，提出质疑并进一步探 究或改进实验的设想，培养学生的实验创新精神。 3、识记两种溶液反应过程中物质的转化，分析溶液中现象的产生的原因，理解离 子浓度的改变对平衡的影响，掌握 Fe3+与 Fe2+的检验。 四、实验原理和教学策略 1、实验原理 FeCl3 溶液与 Na2SO3 溶液反应体系中的相互作用相互竞争。 络合反应：Fe3++3SO32-[Fe(SO32-)3]3- 氧化还原反应：2Fe3++SO32-+H2O2Fe2++SO42-+2H+ 水解反应：2Fe3++3SO32-+3H2O2Fe(OH)3（胶体）+3H2SO3 2、实验教学策略 本次实验教学采用 POE 教学策略。 五、实验教学过程 【实验 1】FeCl3 溶液与 Na2SO3 溶液反应 实验步骤：①向烧杯中加入一定量的新制 FeCl3 溶液； ②再向烧杯中加入新制 Na2SO3 溶液并记录实验现象。 加入亚硫酸钠溶液 FeCl3 溶液 反应后的溶液 【实验 2】探究反应后溶液中的微粒。 实验步骤： ①用激光笔从烧杯的侧面照射反应后的溶液，会看到一条光亮的通路； 2 ②另取三只支试管，取少量反应后的溶液于三只试管中； ③编号 1 静置； 放置一段时间 ④向编号 3 的试管中滴加 KSCN 溶液，观察现象后滴加双氧水； 滴加 KSCN 溶液 滴加双氧水 第一步反应后的溶液 滴加 KSCN 试剂后的溶液 滴加双氧水后的溶液 ⑤向 2 号试管中滴加铁氰试剂，观察实验现象。 滴加铁氰试剂 第一步反应后的溶液 滴加铁氰试剂后的溶液 【小结】①FeCl3 溶液与 Na2SO3 溶液发生络合反应，结合试管 1 现象可知该反应为可逆反应（Fe3++3SO32-[Fe(SO32-)3]3-）。 3 ②FeCl3 溶液与 Na2SO3 溶液发生氧化还原反应（2Fe3++SO32-+H2O2Fe2++SO42-+2H+）。 ③FeCl3 溶液与 Na2SO3 溶液发生水解反应：2Fe3++3SO32-+3H2O2Fe(OH)3（胶体）+3H2SO3 实验现象可知，三个反应相互作用，相互竞争，但络合反应的活化能低，速率快，短时间内生成的络离子较多，由于络合反应和水解反应都是可逆反应，氧化还原反应的发生，促使平衡逆向移动，使得氧化还原反应最终在竞争体系中占优。 【实验 3】数字化实验 除了通过宏观现象来判断溶液中粒子的变化，我们还可以通过数字化实验来探究溶液中微粒的改变。我们可以用 pH 传感器、氧化还原传感器来分离溶液的性质变化。 【实验小结】从采集到的数据可以看出，随着反应的进行，溶液的 pH 无明显变化，，氧化性下降，还原性上升，可以看出此体系中反应的反应以及微粒变化。 六、本实验改进之后的优点 1、看似简单的实验，但实际教学中，不能只凭经验，而要通过实验去取得较