跨学科实践活动晒蓝手帕——传统文化与物质变化（教学指导）--2026-2027学年九年级化学人教版下册

该初中化学教学设计聚焦物理变化与化学变化核心知识，通过展示蓝染方巾成品导入，引导学生探究阳光照射下三价铁离子还原为亚铁离子并生成普鲁士蓝的光化学反应，梳理化学变化（新物质生成）与物理变化（未反应物质水洗）的判断依据，搭建从现象到本质的学习支架。 资料以蓝晒法实验为载体，突出科学探究与实践，分三课时完成涂布干燥、曝光显影、成品完善操作，培养动手能力。强调科学态度与责任，如铁氰化钾禁酸等安全红线及废液规范处理，结合科学思维引导学生基于实验现象推理化学变化本质。助力教师高效教学，提升学生学科核心素养。

实验一：蓝染方巾（蓝晒法） 课时安排：3课时 核心知识：物理变化与化学变化 对应教材：第一单元 走进化学世界 一、实验原理 感光液由柠檬酸铁铵（A液）和铁氰化钾（B液）混合而成。柠檬酸铁铵中含有三价铁离子（Fe³⁺）。在阳光中的紫外线照射下，三价铁离子被还原为亚铁离子（Fe²⁺）。这是一个光化学反应，光能触发了电子的转移。 生成的亚铁离子立即与铁氰化钾反应，铁氰化钾中的铁氰根离子与亚铁离子结合，生成一种不溶于水的蓝色沉淀——普鲁士蓝。这个反应非常灵敏，只要生成了亚铁离子，立刻就会出现蓝色。 没有被阳光照射到的部分，柠檬酸铁铵没有发生化学变化，三价铁离子仍然是三价铁离子。在水洗时，未反应的柠檬酸铁铵和铁氰化钾都溶于水，被水洗掉，露出白色的布面。被叶片或剪纸遮挡的部分同样不受光照，水洗后恢复白色，而曝光部分则因为生成了不溶于水的普鲁士蓝，牢牢附着在布面纤维上，呈现出蓝色花纹。 本实验生成了新物质普鲁士蓝，原来溶液中的离子变成了不溶于水的固体沉淀，属于典型的化学变化。判断化学变化的核心依据是：是否有新物质生成。 二、安全注意事项 1. 铁氰化钾严禁接触任何酸性物质。铁氰化钾的化学式是K₃[Fe(CN)₆]，其中含有氰根离子（CN⁻）。在正常情况下，氰根离子被铁原子牢牢络合，不会游离出来，所以铁氰化钾本身是安全的。但如果遇到酸（H⁺），酸会破坏铁与氰根的络合结构，将氰根释放出来，生成氰化氢（HCN）气体。氰化氢是剧毒气体，吸入后会阻断细胞的有氧呼吸，极少量即可致命。因此，实验桌上绝对不能出现任何酸性物质，包括盐酸、硫酸、醋酸、柠檬汁等。这是本实验最重要的安全红线。 2. 全程佩戴手套。感光液中的铁氰化钾和柠檬酸铁铵对皮肤有刺激作用，可能引起皮疹或过敏。更重要的是，人的手汗中含有微量的酸性物质（乳酸、脂肪酸等），如果徒手接触感光液，手汗中的酸可能与铁氰化钾反应，虽然量很少不足以产生大量毒气，但仍存在安全风险。 3. 废液倒入指定回收桶。含铁氰化钾的废液如果直接倒入下水道，可能与管道中的酸性废水相遇，产生氰化氢气体。废液必须统一收集在标注“含铁氰化钾废液”的回收桶中。 4. 实验结束后必须用肥皂彻底洗手。即使戴了手套，脱手套时手部仍可能沾染微量药液。 三、课前准备 1. A液：柠檬酸铁铵溶液10%（称取22g柠檬酸铁铵，加蒸馏水至220mL，搅拌溶解），装入棕色瓶中避光保存。 2. B液：铁氰化钾溶液10%（称取11g铁氰化钾，加蒸馏水至110mL，搅拌溶解），装入棕色瓶中避光保存。 3. 上课当天课前30分钟，在暗光条件下（拉窗帘，留室内普通灯光即可）将A液和B液按2:1体积比混合，分装到各组的棕色试剂瓶中。每组约15mL混合感光液。 4. 纯棉方巾提前水洗去浆、晾干。新买的棉布表面有浆料，不洗掉会影响感光液渗透。 5. 准备足够数量的植物叶片（蕨类、枫叶等轮廓清晰的叶子最好）或剪纸素材。 6. 检查20个电吹风冷风档是否正常，热风档不可用。 7. 准备4个废液回收桶，标注“含铁氰化钾废液”，与酸性废液桶分开放置，距离至少3米以上。 四、第1课时：原理讲解与涂布干燥 教学目标：理解蓝晒法的化学原理，学会涂布感光液，区分物理变化和化学变化。 教学流程： 1. 引入（5分钟）：展示一块成品蓝染方巾，问学生这块布上的蓝色花纹是怎么印上去的。引出用阳光作画的概念。 2. 原理讲解（15分钟）：详细讲解光化学反应和普鲁士蓝生成过程。强调判断化学变化的依据是生成了新物质。解释避光原因：感光液中的柠檬酸铁铵对紫外线敏感，室内普通灯光和日光灯几乎不含紫外线，所以开灯操作没有问题，但要拉窗帘遮挡阳光直射。 3. 安全强调（3分钟）：逐一讲解上述四条安全注意事项，重点强调铁氰化钾与酸的反应危险性。 4. 学生操作（25分钟）：拉上窗帘留室内灯光，学生戴手套。用软毛刷蘸感光液，薄而均匀地涂在方巾上，刷子不要反复刷。用电吹风冷风档吹干，至布面呈黄绿色、手背轻触不粘手。吹干后的方巾放入牛皮纸袋避光保存。 常见问题应对： · 涂得太厚：提醒薄薄一层即可，太厚不容易干且曝光不均匀。 · 为什么不能开热风：热风会使感光液中的柠檬酸铁铵提前分解反应。 · 学生忘了戴手套：及时提醒，养成实验习惯。 五、第2课时：曝光与显影 教学目标：完成曝光和水洗显影操作，观察普鲁士蓝的生成过程。 教学流程： 1. 回顾（3分钟）：提问感光液中哪种离子见光会发生变化。 2. 曝光（20分钟）：取出感光方巾，摆放叶片或剪纸。盖上亚克力板，四边用夹子夹紧，确保叶片紧贴布面。拿到阳光下直射，感光面朝上，不可翻面。观察布面由黄绿色变为深蓝灰色。 3. 水洗显影（15分钟）：取下亚克力板和叶片，方巾放入清水漂洗2到3分钟，换水2次直到水变清澈。曝光部分变为普鲁士蓝，遮挡部分恢复白色。拧干方巾，装入牛皮纸袋避光带回。 4. 小结（5分钟）：提问为什么遮挡部分是白色的，这个变化属于什么变化，判断依据是什么。 常见问题应对： · 阴天：用紫外灯替代，曝光约5到8分钟。 · 图案模糊：夹子没夹紧，亚克力板和叶片之间有间隙。 · 蓝色太淡：曝光时间不够，多晒几分钟。 六、第3课时：成品完善与实验报告 1. 成品检查（5分钟）：检查图案清晰度和蓝色饱满度。 2. 填写实验报告（20分钟）：重点引导化学变化的判断依据。 3. 小组互评与展示（15分钟）。 4. 收尾（5分钟）：回收器材，废液桶归位。提醒学生24小时内避免强光照射方巾。 七、课后废液处理：含铁氰化钾的废液由实验员统一处理。方法：向废液中加入硫酸亚铁溶液，搅拌生成普鲁士蓝沉淀。沉淀过滤后滤渣作为固体废弃物处理，滤液不再含铁氰酸根离子，可正常排放。严禁将含铁氰化钾废液与任何酸性废液混合。 学科网（北京）股份有限公司 $