由食品脱氧剂引起的思考

人教版普通高中教科书《化学必修第一册（2019）》第一章，介绍了物质的分类、氧化还原反应以及离子反应等相关概念，发挥对元素化合物学习的指导作用，发展研究物质性质及转化的新认识。第二章介绍了钠和氯及其化合物的相关知识。通过学习这些元素化合物的知识，既可以为已经学过的理论知识补充感性认识材料，使学生有机会运用已学的理论知识指导元素化合物的学习，从而对理论知识有进一步的理解和应用。

一、教学目标与评价目标

（一）教学目标

1.能认识铁系食品脱氧剂的成分，了解数字化技术在实验中的应用。

2.能用已有化学知识，对探究的问题提出合理假设，并能根据物质的性质差异、运用Fe2+和Fe3+的检验的知识，设计实验方案，与同学合作完成实验操作，体验探究实验的基本流程和实验对认识、研究物质性质的重要作用，形成证据意识。

3.能在Fe2+和Fe3+的检验的过程中，了解物质检验的一般流程，形成排除干扰的意识。

4.能用Fe及其化合物的类别观和价态观，选择合适的试剂实现物质的转化。

（二）评价目标

1.通过“探究食品脱氧剂吸收氧气后的产物”实验方案的设计、交流、实验，诊断并发展学生证据推理及实验探究水平。

2.通过把废弃的食品脱氧剂进行回收利用这一活动，诊断学生知识结构化水平，诊断学生能否用物质类别和价态变化的观念进行物质的转化。

二、教学流程

本节课是学生学习完Fe及其化合物的基础知识后的一节综合应用课。因此，本节课以“铁系食品脱氧剂”这个真实情境为主线，提出“铁系食品脱氧剂是什么”“如何检验食品脱氧剂脱氧后的产物”“如何把食品脱氧剂转变为FeCl3”等问题。

教学设计流程如图1。

三、教学实录

环节一：认识铁系食品脱氧剂

【教师】在很多食品包装袋里面，都放有一小包的食品脱氧剂。为什么食品包装袋里要放脱氧剂？

【学生】防止食品被氧化；防止食品变质。

【教师】那大家知道这种食品脱氧剂的主要成分是什么吗？

【学生】铁粉……

【设计意图】本环节创设该情景，目的是让学生感受生活中的化学知识，然后为即将开展的探究活动做知识背景的铺垫，同时也让学生了解数字化实验在探究实验中的应用。

环节二：探究食品脱氧剂吸收氧气后的产物

【教师】大家猜测食品脱氧剂吸收O2后的产物可能是什么？

【学生】FeO、Fe2O3、Fe3O4。

【教师】很正确。根据物质的性质提出合理的猜测。同学们小组讨论，用提供的试剂检验产物是什么，并用流程图的形式把实验方案记录下来。

【学生】（图2）

【教师】这位同学的方案中，首先利用物质是否有磁性，先初步把固体进行分离。但是有磁性的只有Fe3O4吗？

【学生】可能还有没反应完的Fe。

【教师】那流程需要再完善。本方案中，是否三种方法都可以检验Fe2+？

【学生】③不行，可能本来存在Fe3+。

【教师】很好。方法②的检验，利用Fe2+的什么性质？

【学生】还原性。

【教师】同学们再仔细分析体系中是否有干扰Fe2+检验的物质？

【学生】有Cl－。

【教师】非常好。下面我们再看另一个同学的方案。

【学生】（图3）

【教师】我们分析这位同学的下面的方案，是否有缺陷？如果实验中看不到溶液变红，可能是什么原因导致的？

【学生】Fe把Fe3+还原为Fe2+。

【教师】那怎样排除Fe的干扰？

【学生】用CuSO4溶液除去Fe。

【教师】这样我们就得到一个比较完善的方案。（图4）

【学生】学生实验。

【教师】下面请同学汇报小组做完实验后的现象和结论。

【学生】学生汇报。

【教师】可能有些组做出的实验结果与这小组的不一样，这可能是跟每包脱氧剂的变质情况不一样，以及有限时间内某些反应不充分导致的。

【设计意图】通过本环节，让学生自主运用前面课程已学习的知识，进行物质分离及检验。在本环节中，让学生体会探究实验的整个流程，并通过实验获取证据，形成证据意识。

环节三：资源的回收利用：设计实验方案，把废弃的食品脱氧剂转化为FeCl3溶液

【教师】FeCl3溶液可以作为制作印刷电路板的腐蚀液。

我们可以变废为宝，设计方案，把食品脱氧剂转变为FeCl3溶液。同学们可以用流程图的形式表示。

【学生】加过量HCl，过滤，持续通O2。

【教师】请同学们评价这个方案。

【学生】脱氧剂中还有NaCl，得到的FeCl3溶液有杂质。应该先加水溶解，过滤。再加盐酸，过滤。

【学生】（图5）

【教师】这个方案没有留意到有硅藻土杂质。但这两位同学都在实现转化的时候用到了氧化剂。我们可以根据物质的类别或化合价，选择适当的试剂进行转化。在实际生产中，可能会考虑成本、环保、产品纯度等因素。

【设计意图】在本环节的教学中，利用价类二维图，选择合适的试剂实现Fe及其化合物之间的转化，变废为宝，培养学生绿色化学思想及可持续发展的意识。

环节四：小结

四、教学反思

1.注重真实问题情境的创设。情境素材的选取，既要真实，也要贴近学生的认知。本节课在情境线和问题线下推动进行。两条线的推进是相辅相成的，在问题情景中获得知识，在获得知识的同时又解决了真实的情景问题。但是，这样的教学模式必然对老师备课的要求是很高的，因此需要备课组老师集体智慧，共同更新理念。

2.重视学生化学核心素养的提升。要落实和发展学生的核心素养，教师在教学设计的过程中，充分挖掘教学素材，针对各种学生活动设计有层次有深度的问题，要关注这些活动和问题可以让学生获得什么素养。从学生的终身学习来说，不是本节课他们获得了多少化学知识，而是在学习这些化学知识的过程中，他们获得了多少能够自主解决其它问题的思想与能力。

3.本节课的不足。由于一节课时间有限，留给学生做实验的时间不充分，有些实验的步骤反应不够充分，可能会导致学生得出错误的结论。后期可以把这个素材留给有兴趣继续做进一步探究的学生作为研究性学习课题，利用课余时间可以展开更充分的研究。

责任编辑 徐国坚