元素化合物教學中的實驗探究

周偉

摘要：實驗探究對于學習元素化合物有積極的促進作用，不僅可以幫助教師和學生更加全面的觀察和感受物質的性質和變化，還能夠培養學生自主構建知識體系的能力。基于此，本文就以“鐵的化合物”為例，對元素化合物教學中的實驗探究展開了思考，并提出了相關策略。

關鍵詞：高中;化學;元素化合物;教學;實驗探究;鐵

高中化學教學的重要內容之一就是元素化合物，學習金屬元素和化合物就是把物質的分類、氧化還原反應和離子反應等概念和、原理和物質的化學性質有機的結合起來。實驗探究元素化合物可分為提出問題、拆分問題、挖掘問題、設計方案、實施探究和評價交流六個部分。化學教師需要注意的是，在領導學生進行實驗探究的過程中，要對具體的問題加強關注，還要根據探究目的的不同，對操作方法進行適當地調整。

一、實驗探究對學習元素化合物的優勢

（一）對物質的性質和變化有更全面的感知

教師在教學元素化合物的內容時，要想讓學生對物質的概念有一個深刻的認識，一定要從物質性質的揭示著手。但是物質的性質只有借助實驗才能夠顯露出來。所以，教師在安排實驗的時候，除了一些難度過大、存在危險的實驗，其余的盡可能讓學生自己動手完成，還可以鼓勵學生自己設計一些簡單的實驗，充分地將學生的眼睛、耳朵、大腦、手調動起來，使得學生更好的理解和記憶元素化合物的相關知識。

（二）幫助學生自主構建知識體系

學生之所以覺得學習元素化合物有困難，就是因為不能夠找出元素化合物之間的聯系和規律。通過實驗探究的方式，不僅可以帶領學生利用離子反應和氧化反應去分析物質性質，更直觀地分析相關組織，還可以通過比較，清楚的對化學性質的差異和共性進行區分，從而構建系統完整的知識體系。

（三）促進學生學科思維的養成

實驗探究的過程，實際上也是學生根據所學知識自主探究的過程，在這個過程中學生需要自己設計、動手、觀察、探討和解決問題。這種學習模式能夠更好地調動學生的主觀能動性，培養他們良好的學科思維品質。

二、“鐵化合物”的實驗探究設計

我們以氫氧化鐵的制備為例，我們的出發點就是氫氧化鐵制備過程中出現的轉化現象，通過分析轉化現象，引導學生在試探探究過程中從“加入還原劑”、“隔絕氧化劑”角度展開，進而對氧化還原反應有更加深刻的理解，還能夠加深認識“+2價鐵的化合物容易被氧化”這一性質，為后面的學習奠定基礎。

（一）設計探究情景

第一步，設置疑問，通過前面對鋁和鈉的化合物質的學習和探究，可以對鐵的化合物性質進行遷移。比如，提出用什么方式可以制備出氫氧化鐵？第二步，展開分析。通過前面制備氫氧化鋁的方法，對反應原理進行推導，即可溶性堿和可溶性鐵鹽或者亞鐵鹽。第三步，安排任務。我們先使用現有的二價氯化鐵和三價氯化鐵進行制備，再使用其他試劑完成氫氧化鐵的制備。第四步，展開實驗，一邊完成氫氧化鐵的制備，一邊完成實驗報告。第五步，進行展示。通過顯示我們可以發現剛制備出的氫氧化鐵是一種白色的固體。第六步，展開觀察。通過細致的觀察，我們發現氫氧化鐵由白色與迅速變成了灰綠色，最后變成了紅褐色。在灰綠色到紅褐色的變化過程中時間較長，我們可以在濾紙上滴氫氧化鈉溶液和硫酸亞鐵溶液，這樣有助于更快的觀察到紅褐色的三價氫氧化鐵。第七步，教師帶領學生去對實驗過程中所涉及到的氧化還原反應進行分析。

（二）提出所要探究的問題

第一步，布置任務。氫氧化鐵容易被氧化，但是空氣中含有大量的氧氣，怎么樣可以制備出保存時間比較久的氫氧化鐵？第二步，分析問題。在實驗過程我們可以發現發生了正二價鐵轉化為二價氫氧化鐵又轉化為三價氫氧化鐵。這正說明了二價氫氧化鐵不夠穩定。我們可以通過化合價的分析，得出判斷二價氫氧化鐵容易被空氣里的氧氣所氧化。第三步，得出結論。想要長時間保存二價氫氧化鐵就要避免它和空氣接觸。第四步，得出結論。不要讓溶液和外界的氧氣接觸，溶液的內部盡量沒有氧氣。

（三）精心設計實驗方案

第一步，布置任務。每兩個人為一組，設計實驗的方案。然后和小組展示設計方案，進行評價。第二步，教師進行引導。教師引導學生根據現有的知識，思考怎么樣在裝置內部排除氧氣和產生氫氧化鈉？還要提出兩點需要注意的地方，（1）加一層隔絕物在溶液和外界之間。（2）在溶液中排出氧氣。第三步，進行實驗，每個小組根據自己設計的實驗方案展開實驗并完成實驗報告，然后和其他小組進行對比，分析實驗方案的優缺點。第四步，進行討論。改變單一實驗條件，改善實現現象，但不影響實驗結果。從操作性、實驗效果預測容易成功的方案。第五步。進行歸納，確定綜合實驗方案。

（四）完成實驗方案

第一步，展開實驗。根據確定的綜合實驗方案展開實現。第二步，得出結論。（1）在配置硫酸鐵溶液的時候，要用煮沸后的蒸餾水，以此來減少溶液中氧氣的溶解。（2）在加入鐵粉和鹽酸的時候，生成的氫氣不到可以排除氧氣，還可以防止二價鐵被氧化。（3）在硫酸鐵溶液表面鋪一層沒有能夠隔絕空氣。（4）將滴管深入硫酸鐵溶液內部在擠出氫氧化鐵溶液時，要避免二價氫氧化鐵和外界的接觸。

（五）評價交流

第一步，進行拓展。完成課本中的“思考和交流”以及改進二價氫氧化鐵的制備過程。第二步，進行思考，如果從外部滴加二價氫氧化鈉溶液，是不是就沒有辦法避免二價氫氧化鐵接觸到氧氣，從內部實現反應？第三步，進行討論。改進實驗方案，展開交流。第四步，總結。成功制備二價氫氧化鐵這個過程中表現出了哪些二價氫氧化鐵的性質。

總結

總而言之，實驗探究法不僅可以更好地幫助學生形成研究思路，還能夠幫助學生更好的認識元素觀。因此，高中化學教師要根據學科的內容充分地發揮實驗探究的運用，更好的培養學生的化學素養。

參考文獻

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