對構(gòu)建“Fe3+檢驗深入探究”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），但對檢驗現(xiàn)象的認(rèn)識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Fe3+，卻沒有對NaOH和KSCN檢驗Fe3+效果做深入對比分析。

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

在KSCN不能檢驗的較低濃度Fe3+溶液放置一段時間后發(fā)現(xiàn)紅褐色物質(zhì)，F(xiàn)e3+濃度較低時發(fā)生了水解，膠粒放置一段時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，說明KSCN檢驗有效。實驗結(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。

基于上述認(rèn)識之后，采用此探究過程設(shè)計了“Fe3+檢驗深入探究”校本課程。

二、Fe3+檢驗探究內(nèi)容

課程涉及Fe3+檢驗和Fe3+水解知識，由于水解知識是依據(jù)實驗現(xiàn)象，后期分析出的結(jié)論，所以可以在高一和高二進(jìn)行，同時這兩個學(xué)段的學(xué)生相對高三年級的時間和精力較多。所以我選擇了這兩個學(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，分五個小組，不同時段對相同內(nèi)容都進(jìn)行了課后探究。

（一）NaOH和KSCN檢驗Fe3+的對比實驗

實驗步驟：

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），此計算式配置成14種濃度的Fe3+溶液，見表1；

3.每組每個同學(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Fe3+沒有現(xiàn)象的原因。”為了驗證假設(shè)，抑制Fe3+水解，向滴加KSCN無現(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基礎(chǔ)，課前準(zhǔn)備實驗時，發(fā)現(xiàn)溶液顏色與濃度不成遞變性，換一句話說就是不是濃度越低，顏色越淺，反而在10-2mol/L～2.5×10-3 mol/L顏色會加深，如圖4。

在Fe3+濃度較低時，溶液會有丁達(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。為高一學(xué)生補充鹽類水解現(xiàn)象的課外知識，使其了解Fe3+ 在中性或堿性條件下會發(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、課堂反思和自我評價

本課通過對Fe3+檢驗的深入探究，深度挖掘教材知識與實驗現(xiàn)象聯(lián)系，讓學(xué)生親身體會化學(xué)學(xué)科本身的“神奇”魅力。本課內(nèi)容可作為各個學(xué)校參考的課外活動，實驗操作簡單，現(xiàn)象即時明顯，利于學(xué)生培養(yǎng)興趣，感受化學(xué)學(xué)科特點。

創(chuàng)新性在Fe3+檢驗中引入半定量分析，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Fe3+適存環(huán)境思考，在酸性環(huán)境下，重新解答了KSCN檢驗Fe3+的真實能力，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度。

本課程采用顏色變化來作為判斷依據(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驗的精確度。