以“Fe2+、Fe3+相互轉化”為素材的原創實驗題

孟松+張青楊

摘要：從“Fe2+與Fe3+轉化”出發，編制結合學生學習實際的原創實驗題，引導學生體驗科學探究過程，學習運用以實驗為基礎的實證研究方法，以貫徹新課標理念，培養學生實事求是、嚴謹細致的科學態度、批判精神和創新意識。

關鍵詞：Fe2+與Fe3+轉化；試題編制；原創實驗題

文章編號：1005–6629（2014）1–0066–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

《普通高中化學課程標準（實驗）》明確要求教學要幫助學生“體驗科學探究的過程，學習運用以實驗為基礎的實證研究方法”。考試作為教學中的重要一環，編制結合學生學習實際的原創實驗題以貫徹新課標理念，培養學生實事求是、嚴謹細致的科學態度、批判精神和創新意識也是當前的教學目標。

2012年8月，楊麥琴、武玉強兩位老師發表文章“意外成就精彩——Fe2+與Fe3+轉化實驗探究”（以下簡稱“原文”），對在含有Fe2+的溶液中加入雙氧水，再加入硫氰化鉀溶液，先出現血紅色，后血紅色消失并伴有氣泡產生的“異常現象”，進行了分析、探索，并用系列實驗探究了出現這種現象的原因。這篇文章的研究方法科學、嚴謹，研究過程條理、細致，本文將以該文為素材編創實驗探究題，進而探索使用報刊資料為素材進行命題的一般性方法，希望能夠實現教學與評價的和諧統一，并對教師拓寬教學思路產生積極影響。

1 命題原則和思路

原文中“Fe2+與Fe3+轉化”屬于中學化學的核心知識，但加入過量氧化劑會使溶液變色則是學生的未知領域，如以氧化還原理論為指導，通過實驗探究即可解決問題，學生能夠理解和接受，非常適于編制實驗探究類試題。

擬作考試中使用的題目，因此參照近年高考題的難度和考查模式，實驗題中設置7～8個設問點，分別從實驗原理、實驗現象、實驗目的、實驗操作、實驗結論和評價等方面進行考查。題目的信息和設問相互配合，易于引導學生理清思維脈絡，使學生在解答問題的同時體驗“發現問題-提出猜想-實驗探究-歸納分析-得出結論—評價反思”的科學研究過程，培養學生嚴謹的科學精神，提高學生的實踐能力。

2 原創題目及答案

2.1 題目

某化學興趣小組進行“Fe2+與Fe3+轉化”實驗：向FeCl2溶液中加入少量KSCN溶液，溶液無明顯變化，再加入少量雙氧水，溶液變紅，繼續加入過量雙氧水，發現溶液紅色褪去，同時有氣泡產生。他們針對此異常現象展開探究，請回答有關問題。

（1）該小組對于產生氣體的原因有兩種猜測：

猜測一：溶液中產生氣泡可能是氯化亞鐵被雙氧水氧化生成了氯化鐵，在氯化鐵催化下H2O2分解，放出了氧氣。試寫出氯化亞鐵被H2O2氧化的離子方程式。

猜測二：紅色褪去可能是SCN-被H2O2氧化，同時產生的氣體中可能還含有氮氣、二氧化碳、二氧化硫等。

（2）化學小組針對猜測二設計下面的實驗來驗證 ①試管A中盛有品紅溶液，若實驗中品紅溶液褪色，證明氣體中含有 。

②試管B中的溶液是酸性高錳酸鉀溶液，在A裝置后使用該溶液的目的是 ，預期試管B中的現象是 ；試管C中盛有澄清石灰水，目的是用來檢驗氣體中是否含有 ；試管D和燒杯的作用是。以上實驗證明SCN-能被雙氧水氧化。

（3）根據題目信息及以上實驗推斷，Fe2+和SCN-中還原性較強的是 ，理由是 。

（4）有學生認為SCN-的氧化產物可能還有硫酸根離子，請設計一個簡單實驗證明該看法是否正確。

2.2 參考答案與評分標準

（1）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O（2分）。

（2）①SO2（1分）；

②除盡氣體中的SO2（1分）；溶液紫色變淺但未變成無色（2分）；CO2（1分）；收集（驗證）生成的N2（2分）。

（3）Fe2+（1分）；向FeCl2和KSCN混合溶液加入少量雙氧水，溶液變紅，說明雙氧水優先和Fe2+反應（2分）。

（4）取燒瓶中褪色后的溶液少許，加鹽酸酸化后再滴入幾滴BaCl2溶液，溶液變渾濁，證明該反應生成了硫酸根離子（2分）。

3 試題評析

本題從“Fe2+與Fe3+轉化”出發，基于“向FeCl2溶液中加入少量KSCN溶液，溶液無明顯變化，再加入少量氧化劑后溶液變紅”的常見現象，提出“繼續加入過量氧化劑（雙氧水），發現溶液紅色褪去，同時有氣泡產生”的異常現象激發學生的探究欲望，從而通過一系列問題展開探究過程。

“過量雙氧水使Fe（SCN）3溶液褪色并有氣泡產生”具有科學的真實性，但此現象屬于學生的未知知識領域，依據認知心理學理論，設問（1）對“產生氣泡”現象的探究直接提供了兩種假設情況，引導學生對實驗原理深入思考，同時設置了相關填空考查鹽類水解和氧化還原反應的相關知識，體現化學學科特色。學生解答時須考慮到配制氯化亞鐵溶液時一般要加入少量鹽酸抑制Fe2+水解，故溶液呈酸性，Fe2+被雙氧水氧化成Fe3+的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

設問（2）是對化學實驗基本知識和綜合能力的考查。對“猜測二”混合氣體的檢驗是本題的主干部分。因CO2和SO2的性質有相似之處，故實驗裝置較為復雜，混合氣體中氮氣、二氧化碳、二氧化硫三種氣體只有SO2有漂白性，能夠使品紅溶液褪色；澄清石灰水多用于檢驗CO2氣體，但因SO2會干擾CO2的檢驗，故須先用酸性高錳酸鉀溶液除去混合氣體中的SO2。相對于一些復習資料中對此問題的考法，本題實驗裝置去掉了一個檢驗SO2是否除盡的洗氣瓶，考查學生的思維靈活性；CO2和N2的檢驗和收集不是難點，但能夠和SO2的檢驗共同形成一套混合氣體檢驗的整體流程，深入考查學生的邏輯推理能力和思維的嚴密性。

設問（3）中，根據氧化還原反應中的“優先規律”，混合物中還原性強的物質優先被氧化，題目信息中說明雙氧水少量時能使FeCl2和KSCN混合溶液變血紅色，證明雙氧水優先氧化的是Fe2+。這個設問目的在于引導學生從一些表觀實驗現象中發現問題的實質，考查和培養學生推理能力和歸納總結能力。

物質檢驗和實驗操作是化學實驗的重要內容，設問（4）以實驗設計的形式考查學生實驗操作和文字表達能力，也從另一側面對實驗方案提出不同觀點，從而對實驗方案進行補充完善，使學生體驗科學研究中必須經歷的評價、反思過程。

實際教學中，在實驗室里進行的大型探究活動每學期只能有1～2次，教學時間遠遠不足，故基于考試命題角度的“過程與方法”、“情感、態度與價值觀”等教學目標的達成成為研究熱點，在提高學生的科學素養方面對課堂教學有很好的補充作用。

參考文獻：

[1]陳益.新課程背景下高中化學試題命制原則初探[J].化學教育，2008，（4）：6～8.

[2]楊麥琴，武玉強.意外成就精彩——Fe2+與Fe3+轉化實驗探究[J].中學化學教學參考，2012，（8）：52～53.

[3]李德前.淺談初中化學原創習題的命制[J].化學教學，2011，（6）：52～53.

摘要：從“Fe2+與Fe3+轉化”出發，編制結合學生學習實際的原創實驗題，引導學生體驗科學探究過程，學習運用以實驗為基礎的實證研究方法，以貫徹新課標理念，培養學生實事求是、嚴謹細致的科學態度、批判精神和創新意識。

關鍵詞：Fe2+與Fe3+轉化；試題編制；原創實驗題

文章編號：1005–6629（2014）1–0066–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

《普通高中化學課程標準（實驗）》明確要求教學要幫助學生“體驗科學探究的過程，學習運用以實驗為基礎的實證研究方法”。考試作為教學中的重要一環，編制結合學生學習實際的原創實驗題以貫徹新課標理念，培養學生實事求是、嚴謹細致的科學態度、批判精神和創新意識也是當前的教學目標。

2012年8月，楊麥琴、武玉強兩位老師發表文章“意外成就精彩——Fe2+與Fe3+轉化實驗探究”（以下簡稱“原文”），對在含有Fe2+的溶液中加入雙氧水，再加入硫氰化鉀溶液，先出現血紅色，后血紅色消失并伴有氣泡產生的“異常現象”，進行了分析、探索，并用系列實驗探究了出現這種現象的原因。這篇文章的研究方法科學、嚴謹，研究過程條理、細致，本文將以該文為素材編創實驗探究題，進而探索使用報刊資料為素材進行命題的一般性方法，希望能夠實現教學與評價的和諧統一，并對教師拓寬教學思路產生積極影響。

1 命題原則和思路

原文中“Fe2+與Fe3+轉化”屬于中學化學的核心知識，但加入過量氧化劑會使溶液變色則是學生的未知領域，如以氧化還原理論為指導，通過實驗探究即可解決問題，學生能夠理解和接受，非常適于編制實驗探究類試題。

擬作考試中使用的題目，因此參照近年高考題的難度和考查模式，實驗題中設置7～8個設問點，分別從實驗原理、實驗現象、實驗目的、實驗操作、實驗結論和評價等方面進行考查。題目的信息和設問相互配合，易于引導學生理清思維脈絡，使學生在解答問題的同時體驗“發現問題-提出猜想-實驗探究-歸納分析-得出結論—評價反思”的科學研究過程，培養學生嚴謹的科學精神，提高學生的實踐能力。

2 原創題目及答案

2.1 題目

某化學興趣小組進行“Fe2+與Fe3+轉化”實驗：向FeCl2溶液中加入少量KSCN溶液，溶液無明顯變化，再加入少量雙氧水，溶液變紅，繼續加入過量雙氧水，發現溶液紅色褪去，同時有氣泡產生。他們針對此異常現象展開探究，請回答有關問題。

（1）該小組對于產生氣體的原因有兩種猜測：

猜測一：溶液中產生氣泡可能是氯化亞鐵被雙氧水氧化生成了氯化鐵，在氯化鐵催化下H2O2分解，放出了氧氣。試寫出氯化亞鐵被H2O2氧化的離子方程式。

猜測二：紅色褪去可能是SCN-被H2O2氧化，同時產生的氣體中可能還含有氮氣、二氧化碳、二氧化硫等。

（2）化學小組針對猜測二設計下面的實驗來驗證 ①試管A中盛有品紅溶液，若實驗中品紅溶液褪色，證明氣體中含有 。

②試管B中的溶液是酸性高錳酸鉀溶液，在A裝置后使用該溶液的目的是 ，預期試管B中的現象是 ；試管C中盛有澄清石灰水，目的是用來檢驗氣體中是否含有 ；試管D和燒杯的作用是。以上實驗證明SCN-能被雙氧水氧化。

（3）根據題目信息及以上實驗推斷，Fe2+和SCN-中還原性較強的是 ，理由是 。

（4）有學生認為SCN-的氧化產物可能還有硫酸根離子，請設計一個簡單實驗證明該看法是否正確。

2.2 參考答案與評分標準

（1）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O（2分）。

（2）①SO2（1分）；

②除盡氣體中的SO2（1分）；溶液紫色變淺但未變成無色（2分）；CO2（1分）；收集（驗證）生成的N2（2分）。

（3）Fe2+（1分）；向FeCl2和KSCN混合溶液加入少量雙氧水，溶液變紅，說明雙氧水優先和Fe2+反應（2分）。

（4）取燒瓶中褪色后的溶液少許，加鹽酸酸化后再滴入幾滴BaCl2溶液，溶液變渾濁，證明該反應生成了硫酸根離子（2分）。

3 試題評析

本題從“Fe2+與Fe3+轉化”出發，基于“向FeCl2溶液中加入少量KSCN溶液，溶液無明顯變化，再加入少量氧化劑后溶液變紅”的常見現象，提出“繼續加入過量氧化劑（雙氧水），發現溶液紅色褪去，同時有氣泡產生”的異常現象激發學生的探究欲望，從而通過一系列問題展開探究過程。

“過量雙氧水使Fe（SCN）3溶液褪色并有氣泡產生”具有科學的真實性，但此現象屬于學生的未知知識領域，依據認知心理學理論，設問（1）對“產生氣泡”現象的探究直接提供了兩種假設情況，引導學生對實驗原理深入思考，同時設置了相關填空考查鹽類水解和氧化還原反應的相關知識，體現化學學科特色。學生解答時須考慮到配制氯化亞鐵溶液時一般要加入少量鹽酸抑制Fe2+水解，故溶液呈酸性，Fe2+被雙氧水氧化成Fe3+的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

設問（2）是對化學實驗基本知識和綜合能力的考查。對“猜測二”混合氣體的檢驗是本題的主干部分。因CO2和SO2的性質有相似之處，故實驗裝置較為復雜，混合氣體中氮氣、二氧化碳、二氧化硫三種氣體只有SO2有漂白性，能夠使品紅溶液褪色；澄清石灰水多用于檢驗CO2氣體，但因SO2會干擾CO2的檢驗，故須先用酸性高錳酸鉀溶液除去混合氣體中的SO2。相對于一些復習資料中對此問題的考法，本題實驗裝置去掉了一個檢驗SO2是否除盡的洗氣瓶，考查學生的思維靈活性；CO2和N2的檢驗和收集不是難點，但能夠和SO2的檢驗共同形成一套混合氣體檢驗的整體流程，深入考查學生的邏輯推理能力和思維的嚴密性。

設問（3）中，根據氧化還原反應中的“優先規律”，混合物中還原性強的物質優先被氧化，題目信息中說明雙氧水少量時能使FeCl2和KSCN混合溶液變血紅色，證明雙氧水優先氧化的是Fe2+。這個設問目的在于引導學生從一些表觀實驗現象中發現問題的實質，考查和培養學生推理能力和歸納總結能力。

物質檢驗和實驗操作是化學實驗的重要內容，設問（4）以實驗設計的形式考查學生實驗操作和文字表達能力，也從另一側面對實驗方案提出不同觀點，從而對實驗方案進行補充完善，使學生體驗科學研究中必須經歷的評價、反思過程。

實際教學中，在實驗室里進行的大型探究活動每學期只能有1～2次，教學時間遠遠不足，故基于考試命題角度的“過程與方法”、“情感、態度與價值觀”等教學目標的達成成為研究熱點，在提高學生的科學素養方面對課堂教學有很好的補充作用。

參考文獻：

[1]陳益.新課程背景下高中化學試題命制原則初探[J].化學教育，2008，（4）：6～8.

[2]楊麥琴，武玉強.意外成就精彩——Fe2+與Fe3+轉化實驗探究[J].中學化學教學參考，2012，（8）：52～53.

[3]李德前.淺談初中化學原創習題的命制[J].化學教學，2011，（6）：52～53.

摘要：從“Fe2+與Fe3+轉化”出發，編制結合學生學習實際的原創實驗題，引導學生體驗科學探究過程，學習運用以實驗為基礎的實證研究方法，以貫徹新課標理念，培養學生實事求是、嚴謹細致的科學態度、批判精神和創新意識。

關鍵詞：Fe2+與Fe3+轉化；試題編制；原創實驗題

文章編號：1005–6629（2014）1–0066–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

《普通高中化學課程標準（實驗）》明確要求教學要幫助學生“體驗科學探究的過程，學習運用以實驗為基礎的實證研究方法”。考試作為教學中的重要一環，編制結合學生學習實際的原創實驗題以貫徹新課標理念，培養學生實事求是、嚴謹細致的科學態度、批判精神和創新意識也是當前的教學目標。

2012年8月，楊麥琴、武玉強兩位老師發表文章“意外成就精彩——Fe2+與Fe3+轉化實驗探究”（以下簡稱“原文”），對在含有Fe2+的溶液中加入雙氧水，再加入硫氰化鉀溶液，先出現血紅色，后血紅色消失并伴有氣泡產生的“異常現象”，進行了分析、探索，并用系列實驗探究了出現這種現象的原因。這篇文章的研究方法科學、嚴謹，研究過程條理、細致，本文將以該文為素材編創實驗探究題，進而探索使用報刊資料為素材進行命題的一般性方法，希望能夠實現教學與評價的和諧統一，并對教師拓寬教學思路產生積極影響。

1 命題原則和思路

原文中“Fe2+與Fe3+轉化”屬于中學化學的核心知識，但加入過量氧化劑會使溶液變色則是學生的未知領域，如以氧化還原理論為指導，通過實驗探究即可解決問題，學生能夠理解和接受，非常適于編制實驗探究類試題。

擬作考試中使用的題目，因此參照近年高考題的難度和考查模式，實驗題中設置7～8個設問點，分別從實驗原理、實驗現象、實驗目的、實驗操作、實驗結論和評價等方面進行考查。題目的信息和設問相互配合，易于引導學生理清思維脈絡，使學生在解答問題的同時體驗“發現問題-提出猜想-實驗探究-歸納分析-得出結論—評價反思”的科學研究過程，培養學生嚴謹的科學精神，提高學生的實踐能力。

2 原創題目及答案

2.1 題目

某化學興趣小組進行“Fe2+與Fe3+轉化”實驗：向FeCl2溶液中加入少量KSCN溶液，溶液無明顯變化，再加入少量雙氧水，溶液變紅，繼續加入過量雙氧水，發現溶液紅色褪去，同時有氣泡產生。他們針對此異常現象展開探究，請回答有關問題。

（1）該小組對于產生氣體的原因有兩種猜測：

猜測一：溶液中產生氣泡可能是氯化亞鐵被雙氧水氧化生成了氯化鐵，在氯化鐵催化下H2O2分解，放出了氧氣。試寫出氯化亞鐵被H2O2氧化的離子方程式。

猜測二：紅色褪去可能是SCN-被H2O2氧化，同時產生的氣體中可能還含有氮氣、二氧化碳、二氧化硫等。

（2）化學小組針對猜測二設計下面的實驗來驗證 ①試管A中盛有品紅溶液，若實驗中品紅溶液褪色，證明氣體中含有 。

②試管B中的溶液是酸性高錳酸鉀溶液，在A裝置后使用該溶液的目的是 ，預期試管B中的現象是 ；試管C中盛有澄清石灰水，目的是用來檢驗氣體中是否含有 ；試管D和燒杯的作用是。以上實驗證明SCN-能被雙氧水氧化。

（3）根據題目信息及以上實驗推斷，Fe2+和SCN-中還原性較強的是 ，理由是 。

（4）有學生認為SCN-的氧化產物可能還有硫酸根離子，請設計一個簡單實驗證明該看法是否正確。

2.2 參考答案與評分標準

（1）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O（2分）。

（2）①SO2（1分）；

②除盡氣體中的SO2（1分）；溶液紫色變淺但未變成無色（2分）；CO2（1分）；收集（驗證）生成的N2（2分）。

（3）Fe2+（1分）；向FeCl2和KSCN混合溶液加入少量雙氧水，溶液變紅，說明雙氧水優先和Fe2+反應（2分）。

（4）取燒瓶中褪色后的溶液少許，加鹽酸酸化后再滴入幾滴BaCl2溶液，溶液變渾濁，證明該反應生成了硫酸根離子（2分）。

3 試題評析

本題從“Fe2+與Fe3+轉化”出發，基于“向FeCl2溶液中加入少量KSCN溶液，溶液無明顯變化，再加入少量氧化劑后溶液變紅”的常見現象，提出“繼續加入過量氧化劑（雙氧水），發現溶液紅色褪去，同時有氣泡產生”的異常現象激發學生的探究欲望，從而通過一系列問題展開探究過程。

“過量雙氧水使Fe（SCN）3溶液褪色并有氣泡產生”具有科學的真實性，但此現象屬于學生的未知知識領域，依據認知心理學理論，設問（1）對“產生氣泡”現象的探究直接提供了兩種假設情況，引導學生對實驗原理深入思考，同時設置了相關填空考查鹽類水解和氧化還原反應的相關知識，體現化學學科特色。學生解答時須考慮到配制氯化亞鐵溶液時一般要加入少量鹽酸抑制Fe2+水解，故溶液呈酸性，Fe2+被雙氧水氧化成Fe3+的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

設問（2）是對化學實驗基本知識和綜合能力的考查。對“猜測二”混合氣體的檢驗是本題的主干部分。因CO2和SO2的性質有相似之處，故實驗裝置較為復雜，混合氣體中氮氣、二氧化碳、二氧化硫三種氣體只有SO2有漂白性，能夠使品紅溶液褪色；澄清石灰水多用于檢驗CO2氣體，但因SO2會干擾CO2的檢驗，故須先用酸性高錳酸鉀溶液除去混合氣體中的SO2。相對于一些復習資料中對此問題的考法，本題實驗裝置去掉了一個檢驗SO2是否除盡的洗氣瓶，考查學生的思維靈活性；CO2和N2的檢驗和收集不是難點，但能夠和SO2的檢驗共同形成一套混合氣體檢驗的整體流程，深入考查學生的邏輯推理能力和思維的嚴密性。

設問（3）中，根據氧化還原反應中的“優先規律”，混合物中還原性強的物質優先被氧化，題目信息中說明雙氧水少量時能使FeCl2和KSCN混合溶液變血紅色，證明雙氧水優先氧化的是Fe2+。這個設問目的在于引導學生從一些表觀實驗現象中發現問題的實質，考查和培養學生推理能力和歸納總結能力。

物質檢驗和實驗操作是化學實驗的重要內容，設問（4）以實驗設計的形式考查學生實驗操作和文字表達能力，也從另一側面對實驗方案提出不同觀點，從而對實驗方案進行補充完善，使學生體驗科學研究中必須經歷的評價、反思過程。

實際教學中，在實驗室里進行的大型探究活動每學期只能有1～2次，教學時間遠遠不足，故基于考試命題角度的“過程與方法”、“情感、態度與價值觀”等教學目標的達成成為研究熱點，在提高學生的科學素養方面對課堂教學有很好的補充作用。

參考文獻：

[1]陳益.新課程背景下高中化學試題命制原則初探[J].化學教育，2008，（4）：6～8.

[2]楊麥琴，武玉強.意外成就精彩——Fe2+與Fe3+轉化實驗探究[J].中學化學教學參考，2012，（8）：52～53.

[3]李德前.淺談初中化學原創習題的命制[J].化學教學，2011，（6）：52～53.