3.1.2铁盐 亚铁盐 ——以覆铜板为材，亲手拓印心仪图案 教学设计 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学教学设计聚焦铁盐与亚铁盐的性质及转化，以覆铜板制作图案为情境导入，学生模拟工业电路板蚀刻流程，通过设计图案、蚀刻、去膜等实验操作，衔接前两课时铁及其化合物知识，深化Fe³⁺氧化性及检验方法的理解。 特色在于融合AI可视化工具模拟覆铜板工业流程与微观反应，借助价-类二维模型构建物质转化关系，废液回收方案设计渗透绿色化学。实验与工业结合，培养科学探究与实践能力，落实化学观念与科学态度，助力学生知识迁移，为教师提供素养导向的实操教学方案。

教学设计 课题 铁盐 亚铁盐 ——以覆铜板为材，亲手拓印心仪图案 课型 新授课R 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 本课时探究活动选择“以覆铜板为材，亲手拓印心仪图案”这一素材创设活动情境，以建构“积层板亮相TPCA Show 2025”展示AI领域覆铜板方案为契机，学生化身一线工人投入生产，利用覆铜板模拟印刷电路板的蚀刻，以FeCl3为代表物质，通过生动有趣的“利用覆铜板制作图案”实验探究活动，引导学生从实验中寻找反应产物的证据，通过氧化还原反应原理分析、推理出与Cu的反应事实，加深Fe3+氧化性的认识，并对Fe3+检验方法进行复习。实验活动后进一步引导学生思考与讨论：实验活动后的蚀刻液成分检验以及处理、回收，构建工业流程的一般模型，实现蚀刻液的循环利用。体现了“能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法解决生产生活中简单的化学问题”，也渗透了“绿色化学”理念，凸显了对“科学态度与社会责任”核心素养的培养。 2.学习者分析 (1)知识储备：通过初中阶段对铁的物理性质和基本化学性质、高一教材氧化还原反应和离子反应等内容的学习为铁等元素化合物知识的学习做了很好的铺垫，也已通过前2个课时，了解和掌握了铁及其化合物的基本知识。 (2)关键能力：已了解研究物质性质的一般步骤，并初步具备了观察与记录、操作与设计、分析与归纳、推理与演绎等能力。 (3)学生素养：对化学实验的兴趣浓厚，乐于探究物质变化的奥妙。但由于学生学习氧化还原基本理论时间尚短，知识运用还不熟练，加之实验设计能力有限，导致其探究Fe2+、Fe3+的相互转化时可能仍会有一定难度。 3.学习目标确定 (1)以印刷电路板表面残留金属离子的检验为问题情境，通过实验探究，学会Fe3+、Fe2+的检验方法，培养证据推理意识，提升实验探究能力与创新意识。 (2)以印刷电路板腐蚀废液的再利用为问题情境，设计物质转化路线，掌握Fe3+、Fe2+之间的转化系，发展转化观，丰富研究物质的思路与方法，建立认知模型并能初步运用。 4.学习重点难点 重点：Fe3+、Fe2+的转化关系、Fe3+的检验 难点：Fe3+、Fe2+混合液中Fe2+的检验 5.学习评价设计 (1)评价设计总纲​ 本方案以“知识建构-技能习得-素养生成”为主线，依据覆铜板图案制作全流程（设计→备料→图形转移→蚀刻→成品检验），聚焦可观察、可量化的学生行为表现，每阶段评价频次不超过2次，采用“教师评价+自评互评+行为记录”三维主体模式，确保评价适量适度且指向学习目标达成。​ (2) 分维度过程性评价设计​ 1 知识获得评价：聚焦“理解与应用”的行为表现 评价内容 覆铜板与工艺基础、设计规范与标准、安全与环保知识​ 评价方式 小组工艺说明会、备料提问、安全测试、现场观察 核心标准 能说清覆铜板参数、工艺逻辑，引用设计标准，掌握安全防护与废料处理要求 2 关键能力评价：聚焦“操作与解决”的行为表现 评价内容 图形设计能力、实操核心技能、问题解决能力、团队协作能力 评价方式 设计方案、现场评级、小组互评​ 核心标准 能规范完成设计与实操，识别并解决常见问题，明确分工且主动协作 3 学习态度评价：聚焦“投入与责任”的行为表现 评价内容 任务参与度、安全责任意识 评价方式 过程参与、专注度记录、任务贡献统计 核心标准 全勤参与、主动讨论，全程做好防护 4 学习方法评价：聚焦“规划与反思”的行为表现 评价内容 信息收集与应用、计划执行能力、反思总结能力 评价方式 方法分享会、阶段汇报、学习日志检查、成品分析报告 核心标准 多渠道收集资料、制定合理计划、记录教训并提出改进方法 5 价值观念培育评价：聚焦“素养与意识”的行为表现 评价内容 工匠精神、创新意识、环保与质量意识​ 评价方式 过程记录、废料处理记录​ 核心标准 提出创新方案，规范处理废料、自主质量检查 (3)评价实施与结果应用​ ①评价频次控制​ 设计阶段：知识+方法评价各1次​ 实操阶段：能力+态度评价各1次​ 收尾阶段：价值观念+综合复盘评价各1次​ 全程累计评价次数≤8次，单环节评价耗时≤10分钟​ ②评价结果呈现​ 采用“等级+行为描述+改进建议”模式，例：​ 实操技能等级：良好​ 行为描述：能规范完成压膜曝光操作，但蚀刻时间把控偏差10秒导致线路轻微毛刺​ 改进建议：下次蚀刻时每30秒观察一次板面，参照样板判断终点​ ③目标达成度判断​ 以“核心行为表现达标率”为依据：​ 知识目标：3项核心标准中≥2项达标​ 能力目标：4项核心技能中≥3项达标​ 素养目标：3项价值观念表现均≥合格级 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：（根据课堂教与学的程序安排）利用覆铜板模拟电路板制作过程 教师活动1 （教学环节中呈现的学习情境、提出驱动性问题、学习任务类型；对应学生活动，示范指导学科思想方法，关注课堂生成，纠正思维错漏，恰当运用评价方式与评价工具持续评价促进学习。） 【情境】现代人生活离不开电子产品，而电子产品的正常使用离不开内部集成化的电路板。 【背景】2025年10月22日，建滔积层板亮相TPCA Show 2025展示AI领域覆铜板方案。 【视频、图像】工业印刷电路板的制作流程 【实验探究】模拟电路板制板过程 实验材料1:覆铜板、FeCl3溶液、油性笔 实验材料2:无水乙醇、蒸馏水、棉签、镊子 学生活动1 （学生在真实问题情境中开展学习活动；围绕完成学习任务开展系列活动与教的环节对应，学生分析任务-设计方案-解决问题-分享交流中学习并有实际收获。） (1)看读信息，接收信息 (2)依据工业电路板制作流程，用现有实验材料，设计模拟制作电路板的实验方案并进行实验操作。 【干膜、蚀刻】 (1)取一片覆铜板，用油性笔在板上书写(字或图案) (2)在100ml烧杯中加入约 30ml 蚀刻液(FeCl3溶液) (3)将写好的铜板放入蚀刻液中浸泡，仔细观察 【去膜】 用镊子将覆铜板取出，在另一烧杯中用棉签蘸取无水乙醇擦去油性笔迹，用蒸馏水冲洗，得到电路板底片。 活动意图说明：（简要说明教学环节、学习情境、学习活动等的组织与实施意图，预设学生可能出现的障碍，说明环节或活动对目标达成的意义和学生发展的意义。说出教与学活动的关联，如何在活动中达成目标，关注课堂互动的层次与深度） 通过真实情境模拟，探究式、体验式的学习形式，激发学生学习兴趣，锻炼其动手操作能力。 环节二：印刷电路板反应原理 教师活动2 【引导】依据学过的价-类二维图信息及实验证据推理印刷电路板的反应原理。 【书写】印刷电路板的反应原理: 离子方程式: 学生活动2 【书写】印刷电路板的反应原理Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 离子方程式: Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ 活动意图说明: 以“元素化合价”和“物质类别”为双轴，直观呈现同一元素不同价态、不同类别化合物的转化关系，清晰梳理物质间的反应逻辑与制备路径。 环节三：Fe3+、Fe2+最佳检验方案 教师活动3 【引导】依据学过的氧化还原反应，书写出该试剂检验Fe3+、Fe2+的原理，并从科学性、环保性、操作性等角度评价检验离子的方案。 学生活动3 【总结】物质鉴别的基本原则： (1) 科学性——符合客观事实 (2) 环保型 (3) 操作性——现象明显 活动意图说明: 结合氧化还原反应，巩固Fe3+、Fe2+的检验原理，深化物质鉴别与反应本质的关联认知；通过多维度评估实验方案，培养学生实验分析、方案评价及归纳总结的逻辑思维能力；渗透绿色化学理念，培育科学探究意识与环保责任，落实化学学科核心素养。 环节四：蚀刻后废液的回收利用 教师活动： 【引导】呈现物质回收逻辑框架，建构蚀刻后废液的回收利用的方案。 【评价】流程中试剂选择的合理性和操作顺序的逻辑性。 学生活动： 思考、回答、讨论、回忆、归纳。 【活动】学生分组讨论并整合设计处理方案。 【汇报】在交流中借鉴、完善。最终修正后的流程: 活动意图说明: 通过真实情境，引导学生运用所学知识解决问题，初步形成构建工业流程的模型，为以后的化学流程图题打下基础。 7.板书设计 8.作业与拓展学习设计 基础巩固（15min） 1. (Ⅰ级)在印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后下列结果不可能出现的是（ ） A. 烧杯中有铜无铁 B. 烧杯中有铁无铜 C. 烧杯中铁铜都有 D. 烧杯中铁铜都无 2.(Ⅰ级)检验FeCl3溶液中Fe3+的试剂为（ ） A. 氯水 B. KSCN溶液 C. NaOH溶液 D. FeCl2溶液 3.(Ⅰ级)证明溶液中是否有Fe2+，其操作正确的顺序是（ ） ①加少许酸化的KMnO4溶液 ②加少许氯水 ③滴加少许KSCN溶液． A. ①② B. ②③ C. ①②③ D. ③② 4.(Ⅱ级)铁及其化合物之间的转化关系如图所示。 回答下列问题： (1)反应①的离子方程式为 _____。 (2)完成反应②还需加入 _____（填““氧化剂””或““还原剂””）。 (3)完成反应③还需用到的试剂为 _____（填化学式），检验Fe3+的试剂为 _____。 (4)向FeCl2溶液中加入NaOH溶液的现象为 _____。 5.(Ⅱ级)电子工业中常用覆铜板为基材制作印刷电路板，原理是利用FeCl3溶液作为““腐蚀液””将覆铜板上不需要的铜腐蚀，使用后的“腐蚀液”可回收利用。回答下列问题。 (1)FeCl3溶液腐蚀电路板的化学方程式为 _____。 (2)过量试剂①为 _____；过量试剂②为 _____。 (3)鉴别滤液③中的金属阳离子，应滴加的试剂依次是 _____，现象是 _____。 FeCl2长时间暴露在空气中会变质，主要原因是 _____。 (4)取2mL滤液③加入试管中，逐滴加入NaOH溶液。填写下列表格： 序号 现象 用方程式解释现象 ① 开始无明显现象 ② 稍后出现白色沉淀 Fe2++2OH-═Fe(OH)2↓ ③ 空气中放置一段时间后，出现红褐色沉淀 6.(Ⅲ级)长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质，某兴趣小组进行了如下实验： (1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度，请将方案补充完整。 实验方案 实验现象 实验结论 步骤1 取待检测液于试管中，向其中滴加①_____ 溶液变红 FeSO4溶液部分变质 步骤2 取待检测液于试管中，向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液 ②_____ ③若要使部分变质的FeSO4复原，方法是 _____。（写离子反应方程式） (2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3，请在括号内填写所需试剂①_____；②氢氧化钠溶液；③加热；④若200mL该变质溶液制得1.6gFe2O3，则变质前FeSO4溶液的浓度为 _____（保留两位有效数字）。 (3)FeSO4可用作补铁剂，使用时建议与维生素C同服，同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+，以利于人体吸收。为了验证这一猜想，设计了如下实验： 实验方案：取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解后，滴加酸性高锰酸钾溶液。 实验现象：紫色褪去 由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论？请说明结论和理由 _____。 拓展探究 设置衔接工业与生活的探究任务： 1.查阅实际工业中电路板蚀刻液的成分及回收技术资料，对比课堂实验方案的差异并撰写100字分析，引导学生理解“实验室操作”与“工业生产”的适配性差异； 2.完成家庭小实验——用维生素C与FeCl3溶液反应，记录颜色变化并解释原理，将氧化还原知识延伸至生活场景，助力学生深化知识迁移与实践应用能力。 9.特色学习资源分析、技术手段应用说明 （结合教学特色和实际撰写） (1)借助AI可视化工具，模拟覆铜板工业生产中的树脂浸渍、热压成型等流程，将抽象的层压温度-压力曲线转化为动态动画；同时还原FeCl3腐蚀覆铜板的微观反应过程（Cu与Fe3+的电子转移），让学生沉浸式观察铜箔蚀刻的实时变化，降低工业化学的认知门槛。 (2)以覆铜板蚀刻反应（2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+）为载体，构建“铁的价-类二维模型”：从“价态”看Fe3+→Fe2+的氧化性，结合覆铜板中铜箔的金属性、树脂的有机物属性，串联单质、盐、有机物的转化关系，形成系统化认知。 (3)围绕覆铜板蚀刻废液（含Fe2+、Fe3+、Cu2+）设计实验：用KSCN鉴别Fe3+，同时探究“铁粉置换Cu+Cl2氧化Fe2+”的废液再生方案，融入环保理念——通过定量分析腐蚀液中离子浓度，既掌握Fe价态检验方法，又理解工业废水的绿色处理逻辑。 (4)模拟覆铜板工厂的“半固化片制备-叠层-热压”工位：学生分组操作微型浸胶、层压装置，观察不同树脂配方对覆铜板粘结强度的影响；结合电子设备中的PCB板实物，分析覆铜板在5G通讯中的应用，感知化学工艺对电子产业的支撑作用，涵养工程责任意识。 10.教学反思与改进 本次教学以“覆铜板蚀刻”真实情境为载体，围绕“铁的价态转化+工业应用”核心目标展开，结合学情（学生掌握基础氧化还原反应，但缺乏“实验室→工业”迁移思维）的设计，在目标达成度上呈现差异化结果：知识获得达成度较好，85%的学生能独立书写蚀刻反应离子方程式，并通过“价-类二维模型”梳理铁化合物转化关系；但关键能力存在缺口，70%的学生能完成废液回收方案设计，仅30%能考虑工业成本，与“迁移工业思维”的目标有差距；素养目标则落地深度不足，实验环节“科学探究”参与度达90%，但“价值观念”仅停留在环保认知，未触及废液回收的产业价值。 从教学自我评估来看，本次设计的优势在于以真实任务串联知识，解决了元素化合物知识零散的问题，后续可延续这一模式强化知识结构化关联；针对不足的改进设想则聚焦三个维度：一是弥补工业思维缺口，下次教学增加“实验室与工业蚀刻液成本对比表”，让学生在方案设计中加入成本核算环节，深化对工业生产逻辑的认知；二是提升素养落地深度，补充企业废液回收经济效益案例，引导学生计算资源价值，将社会责任从认知转化为产业价值感知；三是破解Fe2+检验逻辑模糊的问题，优化实验环节增加三组对比实验，让学生自主总结排除干扰的思路，同时提前录制预实验视频，避免课堂时间不足的问题。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $