一、教學(xué)目標(biāo)：
1．知識(shí)與技能
（1）了解鐵與水蒸氣反應(yīng)的原理
（2）設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單可行的鐵與水蒸氣的反應(yīng)裝置
（2）完成鐵與水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)
2．過(guò)程與方法
（1）培養(yǎng)學(xué)生查找、閱讀資料的能力
（2）培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作能力
（3）培養(yǎng)學(xué)生良好的解決問(wèn)題的思維習(xí)慣和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平
3．情感態(tài)度與價(jià)值觀
（1）讓學(xué)生體會(huì)到設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)的成功感，增加學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣
（2）培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的意識(shí)
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：鐵與水蒸氣反應(yīng)的條件
本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：如何成功地完成鐵與水蒸氣的反應(yīng)
三、課時(shí)安排 1課時(shí)
四、教學(xué)方法和策略 實(shí)驗(yàn)探究
五、教材分析
必修（Ⅰ）第三章《金屬及其化合物》中鐵與水蒸氣的反應(yīng)是以科學(xué)探究的形式呈現(xiàn)的，高中化學(xué)新課程的基本理念中提到：“通過(guò)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”�？茖W(xué)探究的目的是讓學(xué)生在獲得結(jié)論的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，了解科學(xué)探究的方法。所以人教版新教材特意將它設(shè)計(jì)成科學(xué)探究，這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度非常大，現(xiàn)在要?jiǎng)傔M(jìn)入高中的學(xué)生來(lái)設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度就更大了。在對(duì)學(xué)生初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)情況作了調(diào)查后，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的基本操作掌握的還可以，但是幾乎沒(méi)有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，所以讓他們貿(mào)然進(jìn)行這個(gè)科學(xué)探究，可能會(huì)讓學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生畏難情緒從而降低學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。所以我將這個(gè)科學(xué)探究設(shè)計(jì)成由簡(jiǎn)到難三個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（見(jiàn)后附實(shí)驗(yàn)報(bào)告），讓學(xué)生循序漸進(jìn)地領(lǐng)會(huì)科學(xué)探究的方法。對(duì)于剛剛體驗(yàn)科學(xué)探究的同學(xué)，為避免學(xué)生過(guò)于茫然不知從何入手，我在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1中對(duì)學(xué)生做了一些指導(dǎo)，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)成教師提出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、學(xué)生在教師的指導(dǎo)下按步驟完成設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2是教師只提出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、學(xué)生自己完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2的科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)，我特別注意探究過(guò)程的開(kāi)放性，不給學(xué)生規(guī)定框框，不束縛學(xué)生的思維，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)生的思維非�；钴S。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3是教師不給設(shè)計(jì)目標(biāo)、學(xué)生自己在實(shí)踐過(guò)程中尋找問(wèn)題、自己制訂實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)并完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3是讓學(xué)生不僅學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)踐來(lái)解決問(wèn)題，更要從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題。
探究過(guò)程中合作是非常重要的，所以在課堂上我們采用了全體討論、小組討論、小組實(shí)驗(yàn)等多種合作形式。最后通過(guò)學(xué)生多角度的思考、取眾人之長(zhǎng)，學(xué)生共設(shè)計(jì)出5種非常成功的裝置。
六、教學(xué)過(guò)程：
（課前準(zhǔn)備）課前教師布置作業(yè)讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師批閱，將思路相近的同學(xué)分在一個(gè)小組中，共分為八個(gè)小組。
（課上引言）今天我們一起研究鐵和水蒸氣反應(yīng)。鐵和水蒸氣反應(yīng)以往是演示實(shí)驗(yàn)，難度非常大，老師做這個(gè)實(shí)驗(yàn)也很難成功，希望今天大家能幫出老師解決這個(gè)難題。在以往的實(shí)踐中我覺(jué)得這個(gè)實(shí)驗(yàn)有幾點(diǎn)注意的地方，希望大家注意：
1. 要保證水蒸氣和鐵粉反應(yīng)，鐵粉和冷水和熱水都不反應(yīng)。
2. 使用酒精噴燈有一定的危險(xiǎn)，可以使用加防風(fēng)罩的酒精燈代替。
（科學(xué)探究1）展示幾位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
設(shè)計(jì)1－1
設(shè)計(jì)1－2
設(shè)計(jì)1－3
設(shè)計(jì)1－4
設(shè)計(jì)1－5
（學(xué)生評(píng)價(jià)）
1.設(shè)計(jì)1-1采用圓底燒瓶盛裝水來(lái)制備水蒸氣，圓底燒瓶中的水很多，又要間接加熱產(chǎn)生水蒸氣需要較長(zhǎng)時(shí)間。相比而言設(shè)計(jì)1-2、設(shè)計(jì)1-3使用的試管可以直接加熱，水也比較少，可以更快的產(chǎn)生水蒸氣。
2.對(duì)比設(shè)計(jì)1-2、設(shè)計(jì)1-3兩組裝置很相似，但是設(shè)計(jì)1-2產(chǎn)生水蒸氣的裝置和鐵粉的反應(yīng)裝置間的導(dǎo)管更短，這樣可以防止水蒸氣在導(dǎo)管中又冷凝為水。
3.設(shè)計(jì)1-4選擇直玻璃管作為水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置，應(yīng)該也可以。但后面設(shè)計(jì)的濃硫酸和無(wú)水硫酸銅比較復(fù)雜，應(yīng)該簡(jiǎn)化。
4.設(shè)計(jì)1-5使用氫氣還原氧化銅來(lái)檢驗(yàn)氫氣的存在裝置很煩瑣，實(shí)際操作中很難保證氣密性，同時(shí)需要大量氫氣，而少量的鐵粉和水蒸氣反應(yīng)很難滿足要求，最好用點(diǎn)燃的方法來(lái)檢驗(yàn)氫氣。（經(jīng)過(guò)大家的建議和改進(jìn)，制定以下兩種實(shí)驗(yàn)裝置，由兩組同學(xué)分別實(shí)驗(yàn)）
（科學(xué)探究2）展示幾位同學(xué)的設(shè)計(jì)方案
實(shí)驗(yàn)2－1
實(shí)驗(yàn)2－2
實(shí)驗(yàn)2－3
實(shí)驗(yàn)2－4
（學(xué)生評(píng)價(jià)）：
1. 設(shè)計(jì)2-1的優(yōu)點(diǎn)是水蒸氣的產(chǎn)生裝置和鐵粉和水蒸氣的反應(yīng)裝置合并在一起，裝置整體看上去很簡(jiǎn)單，但是鐵粉灑在帶孔的鋁片上會(huì)漏到水中致使反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。沒(méi)有書(shū)上第46頁(yè)圖3-8的實(shí)驗(yàn)裝置合理。
2. 設(shè)計(jì)2-2的優(yōu)點(diǎn)是可以補(bǔ)充水蒸氣，但是用手推注射器很難控制加水量，而且注射器的氣密性不好，設(shè)計(jì)2-3的思路與設(shè)計(jì)2-2非常相似，用輸液瓶向濕棉花中不斷補(bǔ)充水，可以反應(yīng)較長(zhǎng)時(shí)間，可以進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。
3. 設(shè)計(jì)2-4的創(chuàng)意非常新穎，使用堿式碳酸銅可以分解生成水蒸氣，但是同時(shí)產(chǎn)生CO2，設(shè)計(jì)中用NaOH溶液吸收CO2，但這樣水蒸氣也被吸收，相當(dāng)于直接用水發(fā)生水蒸氣，可以將堿式碳酸銅改進(jìn)為分解只產(chǎn)生水蒸氣一種氣體的物質(zhì)。（師生合作、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，分成小組實(shí)驗(yàn)）
（以小組形式展示，師生評(píng)價(jià)）
實(shí)驗(yàn)1：實(shí)驗(yàn)成功，看到加熱時(shí)鐵粉變紅，驗(yàn)純后點(diǎn)燃尖嘴處有火焰。但是由于產(chǎn)生的水蒸氣氣流太大很快干燥管中氯化鈣吸水呈糊狀，后撤去干燥管后尖嘴處的氫氣中含有大量的水蒸氣點(diǎn)燃時(shí)火焰時(shí)有時(shí)無(wú)，非常不穩(wěn)定，而且反應(yīng)一段時(shí)間后，鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的大試管的管口處積存了較多的水。
實(shí)驗(yàn)2：實(shí)驗(yàn)基本成功，看到加熱時(shí)鐵粉變紅，但是驗(yàn)純時(shí)沒(méi)有聽(tīng)到“噗”的聲音或尖銳的爆鳴聲，可能是由于環(huán)境太嘈雜。后改為將導(dǎo)管通入蒸發(fā)皿中的泡泡劑時(shí)看到有氣泡出現(xiàn)，用木條點(diǎn)燃泡泡有藍(lán)色火焰。但是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后同學(xué)忘記將導(dǎo)管從泡泡劑中撤出而只撤去酒精燈，所以出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象而導(dǎo)致試管炸裂。
實(shí)驗(yàn)3：實(shí)驗(yàn)成功，使用普通試管加熱好幾次出現(xiàn)試管炸裂的問(wèn)題后來(lái)將試管換成加厚試管，沒(méi)有出現(xiàn)試管炸裂的問(wèn)題，看到加熱時(shí)鐵粉變紅，導(dǎo)管通入蒸發(fā)皿中的泡泡劑時(shí)看到有氣泡出現(xiàn)，用木條點(diǎn)燃泡泡有藍(lán)色火焰。
實(shí)驗(yàn)4：實(shí)驗(yàn)成功。在直玻璃管中相距3cm的地方分別放置鐵粉和略濕的棉花，將輸液瓶中裝滿水，拔去針頭將軟短管插入濕棉花中，控制流速讓水逐滴留下，看到加熱時(shí)鐵粉變紅，導(dǎo)管通入蒸發(fā)皿中的泡泡劑時(shí)看到有氣泡出現(xiàn)，用木條點(diǎn)燃泡泡有藍(lán)色火焰，而且反應(yīng)可以持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)5：實(shí)驗(yàn)成功�？吹郊訜釙r(shí)鐵粉變紅，導(dǎo)管通入蒸發(fā)皿中的泡泡劑時(shí)看到有氣泡出現(xiàn)，用木條點(diǎn)燃泡泡有藍(lán)色火焰，而且驗(yàn)純后用尖嘴點(diǎn)燃看到米粒大小的穩(wěn)定的火焰。
（教師總結(jié)）看到大家齊心合力、集思廣益設(shè)計(jì)出這么多種裝置并且很多都取得了成功，我感到非常的驚喜，我想很多同學(xué)還沉浸在成功的喜悅中，現(xiàn)在我們一起總結(jié)：設(shè)計(jì)一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)裝置需要注意哪些問(wèn)題？
1．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)我們要盡可能的簡(jiǎn)化裝置，讓實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)出簡(jiǎn)潔美。
2．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)我們特別要注意反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，有的同學(xué)設(shè)計(jì)了鐵釘放入熱水中等錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)裝置，就是由于對(duì)只有鐵粉和水蒸氣在高溫條件下才能反應(yīng)這一點(diǎn)認(rèn)識(shí)不清。
3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)我們要打開(kāi)思路、大膽想象，今天很多同學(xué)設(shè)計(jì)的都很新穎，實(shí)驗(yàn)效果也很好，這也證明了實(shí)驗(yàn)的多樣性。
4．有的小組很遺憾出現(xiàn)了問(wèn)題，向第二小組的同學(xué)由于沒(méi)有將導(dǎo)管從泡泡劑中撤出而只撤去酒精燈，所以出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象而導(dǎo)致試管炸裂。這說(shuō)明在實(shí)驗(yàn)中要注意操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。
5．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要考慮現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室條件，有的同學(xué)設(shè)計(jì)的石英試管、鐵質(zhì)試管都很好，但是由于我們實(shí)驗(yàn)室條件有限沒(méi)有選用。
（探究3）對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，你還希望知道什么？有沒(méi)有什么設(shè)想？
1．我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中只檢驗(yàn)了氫氣，那么如何檢驗(yàn)另一種產(chǎn)物—Fe3O4？
2．氫氣在加熱情況下可以還原Fe3O4，這兩個(gè)反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)？
（學(xué)生小組討論，回答）
1．對(duì)于第一個(gè)問(wèn)題：
（1）可以通過(guò)觀察反應(yīng)前后試管中固體的顏色來(lái)判斷：反應(yīng)前固體是灰黑色的粉末，反應(yīng)后的固體是黑色晶體，由此說(shuō)明生成了Fe3O4。
（2）可以利用Fe3O4有磁性來(lái)判斷：反應(yīng)后將試管中的固體倒在白紙上，用吸鐵石靠近固體，吸鐵石吸上來(lái)一些黑色晶體。
2．這兩個(gè)反應(yīng)是在不同溫度下進(jìn)行的，所以不是可逆反應(yīng)。在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物，該氧化物又可以經(jīng)過(guò)此反應(yīng)的逆反應(yīng)生成顆粒很細(xì)的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或加熱時(shí)會(huì)燃燒，所以俗稱“引火鐵”。
七、課后反思
新課程標(biāo)準(zhǔn)特別提出：一是體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程和問(wèn)題意識(shí)的培養(yǎng)，二是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法和終生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。所以在進(jìn)行這節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)時(shí)我也始終貫徹這兩點(diǎn)。下了后同學(xué)們?nèi)匀涣粼趯?shí)驗(yàn)室中仔細(xì)的觀察每一套裝置，有的實(shí)驗(yàn)還要在做一遍，真的很難的看到學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有這么高的興趣，我想這節(jié)課很有意義的一點(diǎn)是讓學(xué)生體會(huì)了科學(xué)探究的過(guò)程，讓它們的思維和實(shí)踐有了一次強(qiáng)烈的碰撞，激起了火花。通過(guò)這節(jié)課更堅(jiān)定了我進(jìn)行科學(xué)探究的信心。
附：鐵和水蒸氣反應(yīng)的科學(xué)探究報(bào)告
[目的]探究鐵和水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置
[儀器和藥品]
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1]
探究點(diǎn)：1. 能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行該反應(yīng)
2. 該反應(yīng)包括三部分
3. 要保證在高溫條件下鐵和水蒸氣反應(yīng)
4. 生成的氫氣應(yīng)有足夠的量供檢驗(yàn)和收集
步驟：
1. 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一套水蒸氣的發(fā)生裝置
2. 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一套水蒸氣與鐵粉發(fā)生反應(yīng)的裝置
3. 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一套產(chǎn)生氣體的檢驗(yàn)裝置
4. 請(qǐng)你將前三部分裝置聯(lián)系起來(lái)設(shè)計(jì)一套組合裝置
裝置圖：
現(xiàn)象
結(jié)論
評(píng)價(jià)
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2]
探究點(diǎn)：1. 儀器和裝置盡可能簡(jiǎn)單
2. 操作盡可能簡(jiǎn)便
（你可以參考書(shū)上第46頁(yè)圖3-8，更歡迎大家標(biāo)新立異，設(shè)計(jì)新的方法。）
步驟：
裝置圖：
現(xiàn)象
結(jié)論
評(píng)價(jià)
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3]
請(qǐng)你給出探究點(diǎn)：
能夠自己解決嗎？
步驟：
裝置圖：
現(xiàn)象
結(jié)論
評(píng)價(jià)
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/77142.html
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