對(duì)構(gòu)建“Fe3+檢驗(yàn)深入探究”校本課程的探索

盧曉沛

一、前言

學(xué)生已掌握Fe3+檢驗(yàn)的基本方法（Fe3+遇OH-產(chǎn)生紅褐色沉淀，F(xiàn)e3+遇SCN-溶液變紅），但對(duì)檢驗(yàn)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)還停留在理想化階段。在高中后期教學(xué)中，教師更多地引導(dǎo)學(xué)生采用KSCN檢驗(yàn)Fe3+，卻沒有對(duì)NaOH和KSCN檢驗(yàn)Fe3+效果做深入對(duì)比分析。

本文在Fe3+檢驗(yàn)中運(yùn)用半定量分析（用顏色判斷NaOH和KSCN能否檢驗(yàn)）方法：配置不同濃度Fe3+溶液，分別采用NaOH和KSCN進(jìn)行檢驗(yàn)，觀察現(xiàn)象： Fe3+濃度較高時(shí)，NaOH和KSCN均能檢驗(yàn)；Fe3+濃度在一個(gè)中間濃度范圍時(shí)，NaOH不能檢驗(yàn)，KSCN能夠檢驗(yàn)；Fe3+在較低濃度范圍時(shí)，NaOH和KSCN均不能檢驗(yàn)。

在KSCN不能檢驗(yàn)的較低濃度Fe3+溶液放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)紅褐色物質(zhì)，F(xiàn)e3+濃度較低時(shí)發(fā)生了水解，膠粒放置一段時(shí)間可能與二氧化碳作用發(fā)生了聚沉，即出現(xiàn)紅褐色物質(zhì)。為了抑制水解，在配置好的幾種低濃度Fe3+溶液中滴加等量稀鹽酸，再滴入KSCN，發(fā)現(xiàn)溶液變紅，說(shuō)明KSCN檢驗(yàn)有效。實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為在酸性環(huán)境下，在Fe3+濃度低至10-5mol/L仍能進(jìn)行檢驗(yàn)。

基于上述認(rèn)識(shí)之后，采用此探究過程設(shè)計(jì)了“Fe3+檢驗(yàn)深入探究”校本課程。

二、Fe3+檢驗(yàn)探究?jī)?nèi)容

課程涉及Fe3+檢驗(yàn)和Fe3+水解知識(shí)，由于水解知識(shí)是依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，后期分析出的結(jié)論，所以可以在高一和高二進(jìn)行，同時(shí)這兩個(gè)學(xué)段的學(xué)生相對(duì)高三年級(jí)的時(shí)間和精力較多。所以我選擇了這兩個(gè)學(xué)段的同學(xué)參與課程。高一和高二學(xué)段同學(xué)各選取了10人，分五個(gè)小組，不同時(shí)段對(duì)相同內(nèi)容都進(jìn)行了課后探究。

（一）NaOH和KSCN檢驗(yàn)Fe3+的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.每組同學(xué)用托盤天平稱量分別配制0.5mol/L、1mol/L的KSCN和NaOH溶液以及1mol/L FeCl3溶液；

2.以1mol/L FeCl3溶液為母液， C（濃溶液）×V（濃溶液）=C（稀溶液）×V（稀溶液），此計(jì)算式配置成14種濃度的Fe3+溶液，見表1；

3.每組每個(gè)同學(xué)用量筒依次量取不同濃度溶液2mL分別在三支試管中；

4.每組同學(xué)有兩人，其中一位同學(xué)向第一支試管中滴加兩滴1mol/L NaOH溶液，第二支滴加兩滴1mol/L KSCN溶液，第三支試管中滴加兩滴水，記錄現(xiàn)象在表格1中；另一位同學(xué)與上一位同學(xué)操作相同，只是NaOH和KSCN濃度均變?yōu)?0.5 mol/L，記錄現(xiàn)象在表格1中。

（二）水解現(xiàn)象及抑制方法

將配制好的溶液放置一段時(shí)間后，F(xiàn)e3+濃度在10-3mol/L～7.5×10-4 mol/L溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀狀物質(zhì)，見圖2，引導(dǎo)學(xué)生思考原因。

高二的學(xué)生會(huì)聯(lián)想到Fe3+水解。從而作出假設(shè)：“水解是導(dǎo)致低濃度下KSCN檢驗(yàn)Fe3+沒有現(xiàn)象的原因。”為了驗(yàn)證假設(shè)，抑制Fe3+水解，向滴加KSCN無(wú)現(xiàn)象的溶液中滴加兩滴稀鹽酸，溶液變紅，如圖3所示。

高一的學(xué)生還沒有鹽類水解的知識(shí)基礎(chǔ)，課前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)溶液顏色與濃度不成遞變性，換一句話說(shuō)就是不是濃度越低，顏色越淺，反而在10-2mol/L～2.5×10-3 mol/L顏色會(huì)加深，如圖4。

在Fe3+濃度較低時(shí)，溶液會(huì)有丁達(dá)爾現(xiàn)象。通過丁達(dá)爾效應(yīng)使學(xué)生聯(lián)想到氫氧化鐵膠體，從而引入鹽類水解知識(shí)。為高一學(xué)生補(bǔ)充鹽類水解現(xiàn)象的課外知識(shí)，使其了解Fe3+ 在中性或堿性條件下會(huì)發(fā)生水解，而加酸可以抑制Fe3+水解。指導(dǎo)高一學(xué)生在已滴加KSCN無(wú)現(xiàn)象的Fe3+溶液中滴加兩滴稀鹽酸，得出和高二學(xué)生相同的現(xiàn)象。

三、課堂反思和自我評(píng)價(jià)

本課通過對(duì)Fe3+檢驗(yàn)的深入探究，深度挖掘教材知識(shí)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聯(lián)系，讓學(xué)生親身體會(huì)化學(xué)學(xué)科本身的“神奇”魅力。本課內(nèi)容可作為各個(gè)學(xué)校參考的課外活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，現(xiàn)象即時(shí)明顯，利于學(xué)生培養(yǎng)興趣，感受化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)。

創(chuàng)新性在Fe3+檢驗(yàn)中引入半定量分析，通過引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建量化思維。在Fe3+水解知識(shí)引入中，因材施教，考慮高一和高二學(xué)生認(rèn)知水平差異，采取不同引導(dǎo)方式，讓學(xué)生體會(huì)發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程，也體現(xiàn)出以人為本的教學(xué)理念。本探究課程的通過量化思維以及對(duì)Fe3+適存環(huán)境思考，在酸性環(huán)境下，重新解答了KSCN檢驗(yàn)Fe3+的真實(shí)能力，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。

本課程采用顏色變化來(lái)作為判斷依據(jù)，存在顏色變化不明顯的中間區(qū)域。色差以及人體視覺差異等方面的問題限定了本實(shí)驗(yàn)的精確度。