铁与水蒸气的反应教案（精选3篇）
铁与水蒸气的反应教案 篇1
铁与水蒸气反应教学设计案例
1.指导思想与理论依据
在必修一第三章金属及其化合物中，铁与水蒸气的反应出现在科学探究中，体现了新课标的精神，课本要求学生设计一套简单的实验装置，使还原铁粉与水蒸气反应。以此为依据设计这节课。
2.教学内容分析
实验是化学的基础。反应实验装置的设计是学生应逐步培养的能力。本节课是培养学生实验设计能力的一个很好地平台，由于是高中第一节实验探究课，需要结合学生在初中学习到的一些实验装置的知识，把已经学过的零散的知识进行整合，进一步提升学生的实验能力。
3.学生情况分析
学生在初中已经见过一些实验装置，比如O2、H2、CO2的实验室制法，简单的性质实验，具备了完成化学实验的基本思路和方法，具备设计简单实验的能力。这些知识都是本节课探究性学习的前提和基础。在教学过程中，本着以学生为主体，使学生成为知识的积极构建者，主要采用让学生设计实验的方式，注重学生的能力发展。
4.教学目标设计
(1)基本目标
知识与技能目标：
1.了解铁与水蒸气反应的原理
2.设计出简单可行的铁与水蒸气的反应装置
3.培养学生动手能力、观察实验、分析实验的能力，解决实际问题的能力。
过程与方法目标：1.采用实验探究法，在复习反应装置的过程中，引导学生学习科学方法，提高学生科学探究能力，充分挖掘学生的潜能，发展学生的个性和特长。
2.在教学过程中训练思维的严密性、逻辑性，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力及小组合作能力。
情感态度与价值观目标：
1.培养学生积极思考、勇于探索的优良品质。
2.培养学生重视实验的科学态度和对学科实验的兴趣。
(2)发展性目标
以课本实验为依据，培养学生实验设计能力，培养学生良好的解决问题的思维习惯和提高学生的实验操作水平。
(3)教学重点的分析与确定
铁与水蒸气的反应是以科学探究的形式呈现的，引导学生合作设计铁与水蒸气反应的实验装置，并进行方案评价。由此确定教学重点：铁与水蒸气反应的装置设计。
(4)教学难点的分析与确定
水蒸气制备，氢气的检验等这些基本实验学生在初中已有所认识，如何将已学的知识串在一起，形成比较系统的知识体系，成功地完成铁与水蒸气的反应是一难点。
5.教学过程设计(3)问题情境的开放性措施
本节课创设的开放性问题情境如下：
①请你写出铁与水蒸气反应的方程式?
设计这个问题，主要考虑这节课是设计实验，学过，所以直接提问默写方程式。
方程式已经 ②铁与水蒸气反应的实验装置由几部分组成?
设计实验之前先提出这个问题，是为了降低实验设计的难度，由于这是学生第一次设计实验，学生没有头绪，这个问题可以使学生有个基本思路，便于设计实验。
③请分组设计铁与水蒸气的实验装置，并画出你设计的装置简图?
这个问题最重要，是本节课重难点，学生通过分组讨论，每个小组最终拿出一个方案，确定方案后，在展台展示并由学生说出自己组的设计思路，之后其他组进行点评，教师也作适度点评，但以学生为主。
④课本上给出的实验，设计思路和优点在哪里?
这个问题主要是拓宽学生的视野，少量水蒸气可以用湿棉花制备，少量氢气还可以用肥皂泡收集，再进行点燃检验。
⑤通过课本实验，你刚才设计的实验装置还可以怎么改进?
这个问题是让学生会学与致用，设计实验时我们要打开思路、大胆想象，使同学设计的更新颖，实验效果又好的实验，这也证明了实验的多样性。
(4)学生活动的开放性措施
①小组讨论。六个小组各设计一套铁与水蒸气反应的装置，培养学生的合作探究能力。
②学生展示设计方案，并回答其他组提出的问题。培养学生的思维能力和表达能力。
③学生设计实验方案。培养学生分析问题、解决问题的能力、知识迁移能力和创新能力
(5)教学过程描述实施
上本节课之前，教师已经将铁与水蒸气反应的方程式讲了，上课后，教师先请一个学生板书铁与水蒸气反应的方程式，然后请学生看课本50页科学探究第二段：设计一套简单的实验装置，使还原铁粉与水蒸气反应。并提问大家：整套装置应包括哪几部分?学生讨论教师指导得到回答：整套装置应包括水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、检验产生的气体三部分。教师扣到本节课重点：请同学们结合初中所学的实验知识画出你设计的装置简图。
学生共分为六个小组，以小组为单位进行讨论设计，在讨论的过程中，教师对个别问题加以指导。学生基本出结果后，派代表用投影展示各组设计的结果，陈述自己组的设计思路，并由其他组提出问题，给与评价。六个组都展示完毕之后，教师从学生的设计的装置中总结几套比较好的方案。
在上面的基础上，教师演示课本中给出的实验，学生认真观察实验现象，提出新的问题：这个实验的原理和优点在哪里?学生讨论回答，得到答案：此实验很新颖，而且简单，首先一支试管代替三支试管，其次用肥皂泡收集少量氢气很新颖。接着教师提出问题：你设计的实验还可以怎么改进?让学生打开思路，大胆想象。
最后，学生小结归纳本节课重点内容并谈学习体会。通过学生的发言，可以看出学生掌握了本节课的内容，达到了教学的实效性。
课后，组织学生对学习活动的情况进行评价。
6.学习效果评价设计
在课后组织学生以小组为单位，对参与探究活动的情况进行评价，充分体现出学生对本节课学习效果的认可，和教学目标的达成。同时要求学生认真反思自己在学习过程中的成功和失败，进行自我评价，为开展探究式学习的研究提供可靠的数据。
7.教学反思
新课程标准特别提出：一是体验科学探究的过程和问题意识的培养，二是化学学习的方法和终生学习能力的培养。所以在进行这节课的教学活动时我也始终贯彻这两点。这节课激发了学生对实验很高的兴趣，最重要的是让学生体会了科学探究的过程，让它们的思维和实践有了一次强烈的碰撞，坚定了他们进行科学探究的信心。
铁与水蒸气的反应教案 篇2
关键词：水蒸气,还原铁粉,弯型玻璃管,微型实验
起始于20世纪80年代的微型化学实验是国际上公认的一种对化学实验进行创新性变革的新技术和新方法。随着新课程改革的不断深入, 实验教学显得越来越重要, 但有些化学实验存在这样那样的缺陷, 有待于进一步完善。我们如果将化学课本上的重要演示实验或学生实验进行恰当的微型化改进, 将具有操作简单、方便省时、减少污染、操作安全、实验现象直观明显等优点。
一、问题的提出
人教社新编教材全日制普通高级中学教科书 (必修加选修) 化学第二册第88页:铁与水蒸气反应的演示实验 (如图1所示) 。经调查发现, 教师普遍感到此实验装置繁琐、药品用量大、费时费力、现象不明显、操作成功率低。因此, 在课堂上教师极少进行实验演示, 更谈不上学生分组体验。
鉴于上述原因, 笔者对该实验经过深入研究, 参考其他化学同行的具体改进方案, 根据中学化学演示实验必须遵守科学性、可行性、简约性、直观性、安全性的原则, 运用微型实验设计理念, 在保证实验现象明显的前提下, 尽可能地简化装置、节约药品、缩短时间、提高实验的成功率, 大胆地提出了“一管多用”的微型化实验改进方法。并将此演示实验改为便于学生亲自体验的分组实验。在这里加以赘述, 以供同行们商榷, 仅希望达到抛砖引玉的目的。
二、实验用品
仪器:铁架台 (附有铁夹) 、弯型玻璃管 (0.6cm×34cm) 、酒精灯、铁丝网罩、胶头、胶管、导管、表面皿、“玻璃丝放置器”、“内管擦拭器”等。
药品:蒸馏水、还原铁粉、石棉绒、气泡剂溶液等。
仪器说明:自制简易用品
(1) 玻璃丝放置器:它实际上是由一根其中一端带尖的直径0.2cm长约25cm的铜丝弯制而成的 (如图2-1) , 其用途就是, 将玻璃丝球准确地加入到玻璃管内的预定位置。我们将它临时命名为“玻璃丝放置器”。 (2) 内管擦拭器:它实际上也是由一根其中一端带尖的直径0.2cm长约25cm的铜丝弯制而成的 (如图2-2) 。其用途就是如果我们向玻璃管内先加入的药品玷污了玻璃管内壁时, 可以用它一端预先固定好洁净、干燥的棉球擦拭除掉粘附于玻璃管内壁的残留药品。我们将它临时命名为“内管擦拭器”。
三、实验装置 (如图3所示)
组装说明:弯型玻璃管制作方法具体如下, 截取长度大约为34cm内径为0.6cm的一段玻璃管, 先将两端熔平, 再在距一端约7cm处将玻璃管弯成直角, 最后再将距玻璃管另一端约20cm处将玻璃管弯成135°的角度 (如图3中所示) 。另外, 还原铁粉以石棉绒为载体混合均匀后放入弯型玻璃管中。
四、实验步骤
(1) 按图3所示连接好装置, 检查装置的气密性后, 加入药品。 (2) 用酒精灯A (大火焰, 使用铁丝网做成的防风罩罩住火焰) 给铁粉处集中加强热, 约一分钟。 (3) 用酒精灯B (小火焰) 给水加热, 此时将导气管口浸入到表面皿中的气泡剂溶液中。 (4) 用燃着的火柴点燃气泡。 (5) 实验完成后, 用导气管口蘸取气泡剂溶液后, 举起导气管, 将产生的气泡甩开, 停止加热。
五、改进方法评价
玻璃管是化学实验中常用的实验器材, 它的长短可任意切割, 又可受热软化弯曲成各种不同角度的玻璃管, 它无色透明、体积小、可受热, 因此它可以代替很多玻璃仪器来做实验。
铁与水蒸气反应实验的探究 篇3
文章编号：1005－6629(2009)05－0075－03中图分类号：G632.479文献标识码：B
［问题］某学生课外实验探究小组的同学看到老师在演示教材上铁与水蒸气反应的实验需要的时间相当长，且不易成功，他们仔细研究了该实验装置后，经过反复讨论认为该实验主要是以下3点导致了实验的不易成功：1.隔着石棉网加热时传热太慢；用较大烧瓶作为水蒸气发生器，耗热太多，从而使点燃酒精灯到产生水蒸气的时间太长。2.产生的水蒸气流过还原铁粉时，因为流速较快带走了大量的热量，从而使铁粉和水蒸气加热时不易达到反应的温度。3.用向下排空气法收集氢气时，因反应的程度低和气体流速较快，收集满氢气需要的时间太长。为此他们根据如下思路来设计和改进该实验的探究：(见图1)
1.取消石棉网，用可以耐高温的玻璃仪器，直接对玻璃仪器加热。
2.将产生水蒸气的装置和反应装置合并在一起，用一个装置来完成原来装置两部分所起的功能。
3.检验反应产生的氢气时，不用收集就直接点燃，因为反应如果能够发生的话，生成物中只有氢气是可以燃烧的，如果能够点燃气体，就可以证明反应发生了。
同学们讨论后一致认为：可以用两种方案来实施改进：
方案I：用吸水性强的固体，在高温加热时又不和水反应的物质作为该反应的吸水载体，将此物质湿润后和铁粉混合均匀在同一装置中直接高温加热使之发生反应。
方案II：将原来产生水蒸气的液态水改成在较高加热温度时让某种固体物质产生的水蒸气和铁粉接触，为此他们通过查阅资料和平时熟悉的物质的性质，进行筛选得到如下物质和数据：
对于方案I所选择的吸水性强的物质：a. 高温锻烧后的建筑用红砖的粉末，b. 粉笔碎屑或粉末，c.棉花，d.泡沫塑料，e.河沙。
对于方案II备选的物质(见表1)
有以下玻璃仪器：烧瓶、硬质玻管、硬质大试管、装有固体干燥剂的干燥管、玻璃弯管和注射器针头(铁架台和酒精喷灯已略去)(见图2)
根据以上回答下列问题：
1.铁和水蒸气反应的化学方程式：_________。
2.你认为给出的玻璃仪器中，可以用作反应器的是(填写编号)：_____________。如果要检验实验产生的气体是氢气，选用的仪器按照从左到右的顺序依次是(填写编号)____________。如果要直接点燃氢气来验证反应已成功发生，你觉得应该在(a.反应刚开始、b.反应开始一段时间后、c.反应即将结束时)(填编号)______，原因是_____________。
3.对于方案I的探究，你觉得备选物中可以用来润湿后和铁粉在高温后进行反应的物质是(至少选两种，填编号)_______，对于方案II，根据图表中的数据，你觉得用作和还原铁粉加热时产生水蒸气的固体试剂较好的是：(填写化学式)_____，原因是：_____________________。
4.你觉得该实验改进方案II中所选用的固体试剂和还原铁粉的质量比(忽略颗粒不均的因素)最好为：_______，原因是___________________。
［命题意图］本题属于原创题，是为2008年四川高考理综合试卷中化学实验准备的备选题之一。取材于四川和部分省市还在使用的旧人教版高二化学的演示实验，该实验如果按照教材上的仪器和操作一般都不能成功，而新人教版也将此实验作为学生探究实验编排在化学必修I中，本题意在教学生发现实验中的问题，利用生活中熟悉的物质结合实验中的基础知识，创新地解决化学实验中的问题(方案I)，教学生初步学会利用数据，去粗取精、去伪存真(方案II)，培养创新设计和解决问题的能力，完全符合新课程标准的要求。
［试题点评］
1.联系生活，贴近教学实际
将化学学习中碰到的问题与生活常识与化学知识完美结合，生活中吸水性强的物质是学生具有的常识，在高温时又不会发生其他干扰本实验的化学反应，是基础的化学知识，结合起来可解决实验探究中遇到的问题。(方案1)
2.重视基础，从基础中创新
人教版新教材选修《实验化学》中这样叙述：“美国阿波罗登月计划”总指挥韦伯在“阿波罗”登月成功后曾说：“阿波罗计划”中没有一项新发明的技术，关键是现成的技术，关键在于综合。综合也是创新……，综合利用学生已掌握的各种知识和技能，可以尝试实验设计上的“创新”。铁和水蒸气在高温时能发生反应，是本节的基础知识，方案II表格中的数据，各物质在加热时能够产生反应中需要的水蒸气也是学生已有的基础知识，将二者和本实验的仪器、原理相结合，设计出创新的实验探究方案，就是在基础上的创新，符合课程改革的精神。
3.重视分析数据的能力培养
方案II的表格中，分别给出了8种物质在加热时能产生水蒸气的温度，在分析这些数据时，必需仔细读出反应是在高温时才能发生的关键含意，因此加热时产生水蒸气的温度较高时，对反应才有利，试题注意了培养学生去伪存真、遴选、甄别数据的能力。
4.定性与定量相结合
实验探究方案设计的初衷是为了完成定性要求，而本小题中对于产生水蒸气的固体物质和铁粉的质量关系的求解，则是将定性实验与定量实验相结合。需从实验涉及到的两个基本反应中寻求关系，将学生在能力上的要求提高到一个新的层次。
5.具有一定的开放性，力求提升学生的思维质量
试题2、3的第一、二空的答案的设计有一定的开放程度，有意设置了一定的干扰信息，意在提高学生答题时的思维质量。解答时具有批判性思维，在批判中有创新，避免简单的机械组合。
6.源于教材、高于教材
试题取材于教材实验，用实验存在的问题作为试题的自然生长点，不偏、不怪、又不是教材实验的简单再现，源于教材而又高于教材，避免了“照方抓药”、“依葫芦画瓢”式的验证实验，对于教材实验有着质量的升华。
［解答思路］
重要的是发现和提出问题，本题以问题为起点，环环相扣，解析如下：
1.本小题纯粹是基础知识的再现，属于简单识记内容, 也是面向全体学生的部分, 容易得出答案。
2.第一填空有意将原教材演示实验中用的燃瓶给出作为干扰信息，要求学生读题时读出“反应器”的关键词，同时题干中已分析出烧瓶体积太大，且烧瓶也不能用来直接加热固体，就可选出b、d或(c、d)的答案，第二填空是在第一填空的基础上递进，增加了干燥和点燃部分的仪器，干扰信息是玻璃弯管，答案为b、d、e、f或(c、d、e、f)，这两填空均有一定的开放性。第三、四填空都是结合初中知识，氢气点燃时要避免其中混有空气发生爆炸的危险。
3.第一填空设置了干扰信息c、d，学生的生活知识中应该知道棉花和泡沫塑料在高温时要发生影响本实验的反应，并干扰实验的完成而不利于检验氢气的存在, 故答案是a、b、e中任选两个即可；第二、三填空是考查学生处理和遴选数据的能力，要分析表格中所给物质产生水蒸气的温度，因为本实验是要在高温下铁才能和水蒸气反应，所以应该选择在较高温度下产生水蒸气的物质来和铁粉混和。
4.是将实验的定性和定量相结合，来选择理想状态下的固体质量比。答案：1. 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑
2. b、d或(c、d)；b、d、e、f或(c、d、e、f)；b.如果选a，反应刚开始时，产生的氢气中可能会有空气，点燃时会爆炸，如果选C，反应即将结束时，产生的氢气量少，不易点燃。
3. a、b、e中任选两种，Ca(OH)2或Mg(OH)2；加热时产生水蒸气的温度较高，易和铁粉反应产生氢气。
4.由反应：Ca(OH)2=CaO+H2O↑, 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑, 可得出关系式： 3Fe=4Ca(OH)2, m(Fe)/m[Ca(OH)2] = 3×56/4×74=21/37；同理，如果选用Mg(OH)2， 3Fe=4Mg(OH)2， m(Fe)/m[Mg(OH)2]=3×56/4×58=21/29，氢氧化物加热时产生的水蒸气刚好和铁粉完全反应。
本文为四川省教育厅资助项目《中学化学教学论实验与中学教师实验探究创新成果结合的研究》成果之一。
参考文献：
[1]谭宗俊，向雪皑.铁与水蒸气反应实验的改进[J].中学化学，2003(12),21.
[2]孙卫中，王程杰.铁与水蒸气反应的实验设计研究[J].化学教学，2007(11),16-17.
[3]徐小健.铁与水蒸气反应实验的改进[J]化学教学,2005(4),9.