元素化合物教学中的实验探究

周伟

摘要：实验探究对于学习元素化合物有积极的促进作用，不仅可以帮助教师和学生更加全面的观察和感受物质的性质和变化，还能够培养学生自主构建知识体系的能力。基于此，本文就以“铁的化合物”为例，对元素化合物教学中的实验探究展开了思考，并提出了相关策略。

关键词：高中;化学;元素化合物;教学;实验探究;铁

高中化学教学的重要内容之一就是元素化合物，学习金属元素和化合物就是把物质的分类、氧化还原反应和离子反应等概念和、原理和物质的化学性质有机的结合起来。实验探究元素化合物可分为提出问题、拆分问题、挖掘问题、设计方案、实施探究和评价交流六个部分。化学教师需要注意的是，在领导学生进行实验探究的过程中，要对具体的问题加强关注，还要根据探究目的的不同，对操作方法进行适当地调整。

一、实验探究对学习元素化合物的优势

（一）对物质的性质和变化有更全面的感知

教师在教学元素化合物的内容时，要想让学生对物质的概念有一个深刻的认识，一定要从物质性质的揭示着手。但是物质的性质只有借助实验才能够显露出来。所以，教师在安排实验的时候，除了一些难度过大、存在危险的实验，其余的尽可能让学生自己动手完成，还可以鼓励学生自己设计一些简单的实验，充分地将学生的眼睛、耳朵、大脑、手调动起来，使得学生更好的理解和记忆元素化合物的相关知识。

（二）帮助学生自主构建知识体系

学生之所以觉得学习元素化合物有困难，就是因为不能够找出元素化合物之间的联系和规律。通过实验探究的方式，不仅可以带领学生利用离子反应和氧化反应去分析物质性质，更直观地分析相关组织，还可以通过比较，清楚的对化学性质的差异和共性进行区分，从而构建系统完整的知识体系。

（三）促进学生学科思维的养成

实验探究的过程，实际上也是学生根据所学知识自主探究的过程，在这个过程中学生需要自己设计、动手、观察、探讨和解决问题。这种学习模式能够更好地调动学生的主观能动性，培养他们良好的学科思维品质。

二、“铁化合物”的实验探究设计

我们以氢氧化铁的制备为例，我们的出发点就是氢氧化铁制备过程中出现的转化现象，通过分析转化现象，引导学生在试探探究过程中从“加入还原剂”、“隔绝氧化剂”角度展开，进而对氧化还原反应有更加深刻的理解，还能够加深认识“+2价铁的化合物容易被氧化”这一性质，为后面的学习奠定基础。

（一）设计探究情景

第一步，设置疑问，通过前面对铝和钠的化合物质的学习和探究，可以对铁的化合物性质进行迁移。比如，提出用什么方式可以制备出氢氧化铁？第二步，展开分析。通过前面制备氢氧化铝的方法，对反应原理进行推导，即可溶性碱和可溶性铁盐或者亚铁盐。第三步，安排任务。我们先使用现有的二价氯化铁和三价氯化铁进行制备，再使用其他试剂完成氢氧化铁的制备。第四步，展开实验，一边完成氢氧化铁的制备，一边完成实验报告。第五步，进行展示。通过显示我们可以发现刚制备出的氢氧化铁是一种白色的固体。第六步，展开观察。通过细致的观察，我们发现氢氧化铁由白色与迅速变成了灰绿色，最后变成了红褐色。在灰绿色到红褐色的变化过程中时间较长，我们可以在滤纸上滴氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液，这样有助于更快的观察到红褐色的三价氢氧化铁。第七步，教师带领学生去对实验过程中所涉及到的氧化还原反应进行分析。

（二）提出所要探究的问题

第一步，布置任务。氢氧化铁容易被氧化，但是空气中含有大量的氧气，怎么样可以制备出保存时间比较久的氢氧化铁？第二步，分析问题。在实验过程我们可以发现发生了正二价铁转化为二价氢氧化铁又转化为三价氢氧化铁。这正说明了二价氢氧化铁不够稳定。我们可以通过化合价的分析，得出判断二价氢氧化铁容易被空气里的氧气所氧化。第三步，得出结论。想要长时间保存二价氢氧化铁就要避免它和空气接触。第四步，得出结论。不要让溶液和外界的氧气接触，溶液的内部尽量没有氧气。

（三）精心设计实验方案

第一步，布置任务。每两个人为一组，设计实验的方案。然后和小组展示设计方案，进行评价。第二步，教师进行引导。教师引导学生根据现有的知识，思考怎么样在装置内部排除氧气和产生氢氧化钠？还要提出两点需要注意的地方，（1）加一层隔绝物在溶液和外界之间。（2）在溶液中排出氧气。第三步，进行实验，每个小组根据自己设计的实验方案展开实验并完成实验报告，然后和其他小组进行对比，分析实验方案的优缺点。第四步，进行讨论。改变单一实验条件，改善实现现象，但不影响实验结果。从操作性、实验效果预测容易成功的方案。第五步。进行归纳，确定综合实验方案。

（四）完成实验方案

第一步，展开实验。根据确定的综合实验方案展开实现。第二步，得出结论。（1）在配置硫酸铁溶液的时候，要用煮沸后的蒸馏水，以此来减少溶液中氧气的溶解。（2）在加入铁粉和盐酸的时候，生成的氢气不到可以排除氧气，还可以防止二价铁被氧化。（3）在硫酸铁溶液表面铺一层没有能够隔绝空气。（4）将滴管深入硫酸铁溶液内部在挤出氢氧化铁溶液时，要避免二价氢氧化铁和外界的接触。

（五）评价交流

第一步，进行拓展。完成课本中的“思考和交流”以及改进二价氢氧化铁的制备过程。第二步，进行思考，如果从外部滴加二价氢氧化钠溶液，是不是就没有办法避免二价氢氧化铁接触到氧气，从内部实现反应？第三步，进行讨论。改进实验方案，展开交流。第四步，总结。成功制备二价氢氧化铁这个过程中表现出了哪些二价氢氧化铁的性质。

总结

总而言之，实验探究法不仅可以更好地帮助学生形成研究思路，还能够帮助学生更好的认识元素观。因此，高中化学教师要根据学科的内容充分地发挥实验探究的运用，更好的培养学生的化学素养。

参考文献

[1]王飞.实验教学中培养学生的化学核心素养——以“铁的重要化合物相关实验”为例[J].中學化学教学参考，2020（10）：39-40.

[2]董梅.如何提高元素化合物教学效果的探究[J].中学课程辅导（教学研究），2020，14（7）：70.