一、教學(xué)目標(biāo)：
1．知識與技能
（1）了解鐵與水蒸氣反應(yīng)的原理
（2）設(shè)計出簡單可行的鐵與水蒸氣的反應(yīng)裝置
（2）完成鐵與水蒸氣反應(yīng)實驗
2．過程與方法
（1）培養(yǎng)學(xué)生查找、閱讀資料的能力
（2）培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計和實驗操作能力
（3）培養(yǎng)學(xué)生良好的解決問題的思維習(xí)慣和提高學(xué)生的實驗操作水平
3．情感態(tài)度與價值觀
（1）讓學(xué)生體會到設(shè)計并完成實驗的成功感，增加學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣
（2）培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的意識
二、教學(xué)重點和難點
本節(jié)教學(xué)重點：鐵與水蒸氣反應(yīng)的條件
本節(jié)教學(xué)難點：如何成功地完成鐵與水蒸氣的反應(yīng)
三、課時安排 1課時
四、教學(xué)方法和策略 實驗探究
五、教材分析
必修（Ⅰ）第三章《金屬及其化合物》中鐵與水蒸氣的反應(yīng)是以科學(xué)探究的形式呈現(xiàn)的，高中化學(xué)新課程的基本理念中提到：“通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動使學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力”�？茖W(xué)探究的目的是讓學(xué)生在獲得結(jié)論的同時，體驗科學(xué)探究的過程，了解科學(xué)探究的方法。所以人教版新教材特意將它設(shè)計成科學(xué)探究，這個實驗難度非常大，現(xiàn)在要剛進(jìn)入高中的學(xué)生來設(shè)計這個實驗難度就更大了。在對學(xué)生初中化學(xué)實驗學(xué)習(xí)情況作了調(diào)查后，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于簡單實驗的基本操作掌握的還可以，但是幾乎沒有實驗設(shè)計的經(jīng)歷，所以讓他們貿(mào)然進(jìn)行這個科學(xué)探究，可能會讓學(xué)生對化學(xué)實驗產(chǎn)生畏難情緒從而降低學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。所以我將這個科學(xué)探究設(shè)計成由簡到難三個實驗設(shè)計（見后附實驗報告），讓學(xué)生循序漸進(jìn)地領(lǐng)會科學(xué)探究的方法。對于剛剛體驗科學(xué)探究的同學(xué)，為避免學(xué)生過于茫然不知從何入手，我在實驗設(shè)計1中對學(xué)生做了一些指導(dǎo)，將實驗設(shè)計1設(shè)計成教師提出實驗?zāi)繕?biāo)、學(xué)生在教師的指導(dǎo)下按步驟完成設(shè)計。實驗設(shè)計2是教師只提出實驗?zāi)繕?biāo)、學(xué)生自己完成實驗設(shè)計；開展實驗設(shè)計2的科學(xué)探究活動時，我特別注意探究過程的開放性，不給學(xué)生規(guī)定框框，不束縛學(xué)生的思維，讓學(xué)生動手實踐，學(xué)生的思維非�；钴S。實驗設(shè)計3是教師不給設(shè)計目標(biāo)、學(xué)生自己在實踐過程中尋找問題、自己制訂實驗?zāi)繕?biāo)并完成實驗設(shè)計；實驗設(shè)計3是讓學(xué)生不僅學(xué)會通過實踐來解決問題，更要從實踐中發(fā)現(xiàn)新的問題。
探究過程中合作是非常重要的，所以在課堂上我們采用了全體討論、小組討論、小組實驗等多種合作形式。最后通過學(xué)生多角度的思考、取眾人之長，學(xué)生共設(shè)計出5種非常成功的裝置。
六、教學(xué)過程：
（課前準(zhǔn)備）課前教師布置作業(yè)讓學(xué)生完成實驗報告，教師批閱，將思路相近的同學(xué)分在一個小組中，共分為八個小組。
（課上引言）今天我們一起研究鐵和水蒸氣反應(yīng)。鐵和水蒸氣反應(yīng)以往是演示實驗，難度非常大，老師做這個實驗也很難成功，希望今天大家能幫出老師解決這個難題。在以往的實踐中我覺得這個實驗有幾點注意的地方，希望大家注意：
1. 要保證水蒸氣和鐵粉反應(yīng)，鐵粉和冷水和熱水都不反應(yīng)。
2. 使用酒精噴燈有一定的危險，可以使用加防風(fēng)罩的酒精燈代替。
（科學(xué)探究1）展示幾位同學(xué)的實驗設(shè)計：
設(shè)計1－1
設(shè)計1－2
設(shè)計1－3
設(shè)計1－4
設(shè)計1－5
（學(xué)生評價）
1.設(shè)計1-1采用圓底燒瓶盛裝水來制備水蒸氣，圓底燒瓶中的水很多，又要間接加熱產(chǎn)生水蒸氣需要較長時間。相比而言設(shè)計1-2、設(shè)計1-3使用的試管可以直接加熱，水也比較少，可以更快的產(chǎn)生水蒸氣。
2.對比設(shè)計1-2、設(shè)計1-3兩組裝置很相似，但是設(shè)計1-2產(chǎn)生水蒸氣的裝置和鐵粉的反應(yīng)裝置間的導(dǎo)管更短，這樣可以防止水蒸氣在導(dǎo)管中又冷凝為水。
3.設(shè)計1-4選擇直玻璃管作為水蒸氣與鐵粉反應(yīng)裝置，應(yīng)該也可以。但后面設(shè)計的濃硫酸和無水硫酸銅比較復(fù)雜，應(yīng)該簡化。
4.設(shè)計1-5使用氫氣還原氧化銅來檢驗氫氣的存在裝置很煩瑣，實際操作中很難保證氣密性，同時需要大量氫氣，而少量的鐵粉和水蒸氣反應(yīng)很難滿足要求，最好用點燃的方法來檢驗氫氣。（經(jīng)過大家的建議和改進(jìn)，制定以下兩種實驗裝置，由兩組同學(xué)分別實驗）
（科學(xué)探究2）展示幾位同學(xué)的設(shè)計方案
實驗2－1
實驗2－2
實驗2－3
實驗2－4
（學(xué)生評價）：
1. 設(shè)計2-1的優(yōu)點是水蒸氣的產(chǎn)生裝置和鐵粉和水蒸氣的反應(yīng)裝置合并在一起，裝置整體看上去很簡單，但是鐵粉灑在帶孔的鋁片上會漏到水中致使反應(yīng)實驗。沒有書上第46頁圖3-8的實驗裝置合理。
2. 設(shè)計2-2的優(yōu)點是可以補(bǔ)充水蒸氣，但是用手推注射器很難控制加水量，而且注射器的氣密性不好，設(shè)計2-3的思路與設(shè)計2-2非常相似，用輸液瓶向濕棉花中不斷補(bǔ)充水，可以反應(yīng)較長時間，可以進(jìn)一步實驗檢驗。
3. 設(shè)計2-4的創(chuàng)意非常新穎，使用堿式碳酸銅可以分解生成水蒸氣，但是同時產(chǎn)生CO2，設(shè)計中用NaOH溶液吸收CO2，但這樣水蒸氣也被吸收，相當(dāng)于直接用水發(fā)生水蒸氣，可以將堿式碳酸銅改進(jìn)為分解只產(chǎn)生水蒸氣一種氣體的物質(zhì)。（師生合作、改進(jìn)實驗裝置，分成小組實驗）
（以小組形式展示，師生評價）
實驗1：實驗成功，看到加熱時鐵粉變紅，驗純后點燃尖嘴處有火焰。但是由于產(chǎn)生的水蒸氣氣流太大很快干燥管中氯化鈣吸水呈糊狀，后撤去干燥管后尖嘴處的氫氣中含有大量的水蒸氣點燃時火焰時有時無，非常不穩(wěn)定，而且反應(yīng)一段時間后，鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的大試管的管口處積存了較多的水。
實驗2：實驗基本成功，看到加熱時鐵粉變紅，但是驗純時沒有聽到“噗”的聲音或尖銳的爆鳴聲，可能是由于環(huán)境太嘈雜。后改為將導(dǎo)管通入蒸發(fā)皿中的泡泡劑時看到有氣泡出現(xiàn)，用木條點燃泡泡有藍(lán)色火焰。但是在實驗結(jié)束后同學(xué)忘記將導(dǎo)管從泡泡劑中撤出而只撤去酒精燈，所以出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象而導(dǎo)致試管炸裂。
實驗3：實驗成功，使用普通試管加熱好幾次出現(xiàn)試管炸裂的問題后來將試管換成加厚試管，沒有出現(xiàn)試管炸裂的問題，看到加熱時鐵粉變紅，導(dǎo)管通入蒸發(fā)皿中的泡泡劑時看到有氣泡出現(xiàn)，用木條點燃泡泡有藍(lán)色火焰。
實驗4：實驗成功。在直玻璃管中相距3cm的地方分別放置鐵粉和略濕的棉花，將輸液瓶中裝滿水，拔去針頭將軟短管插入濕棉花中，控制流速讓水逐滴留下，看到加熱時鐵粉變紅，導(dǎo)管通入蒸發(fā)皿中的泡泡劑時看到有氣泡出現(xiàn)，用木條點燃泡泡有藍(lán)色火焰，而且反應(yīng)可以持續(xù)很長時間。
實驗5：實驗成功�？吹郊訜釙r鐵粉變紅，導(dǎo)管通入蒸發(fā)皿中的泡泡劑時看到有氣泡出現(xiàn)，用木條點燃泡泡有藍(lán)色火焰，而且驗純后用尖嘴點燃看到米粒大小的穩(wěn)定的火焰。
（教師總結(jié)）看到大家齊心合力、集思廣益設(shè)計出這么多種裝置并且很多都取得了成功，我感到非常的驚喜，我想很多同學(xué)還沉浸在成功的喜悅中，現(xiàn)在我們一起總結(jié)：設(shè)計一個成功的實驗裝置需要注意哪些問題？
1．設(shè)計實驗時我們要盡可能的簡化裝置，讓實驗體現(xiàn)出簡潔美。
2．設(shè)計實驗時我們特別要注意反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，有的同學(xué)設(shè)計了鐵釘放入熱水中等錯誤的實驗裝置，就是由于對只有鐵粉和水蒸氣在高溫條件下才能反應(yīng)這一點認(rèn)識不清。
3．設(shè)計實驗時我們要打開思路、大膽想象，今天很多同學(xué)設(shè)計的都很新穎，實驗效果也很好，這也證明了實驗的多樣性。
4．有的小組很遺憾出現(xiàn)了問題，向第二小組的同學(xué)由于沒有將導(dǎo)管從泡泡劑中撤出而只撤去酒精燈，所以出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象而導(dǎo)致試管炸裂。這說明在實驗中要注意操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。
5．設(shè)計實驗時要考慮現(xiàn)有的實驗室條件，有的同學(xué)設(shè)計的石英試管、鐵質(zhì)試管都很好，但是由于我們實驗室條件有限沒有選用。
（探究3）對于這個實驗，你還希望知道什么？有沒有什么設(shè)想？
1．我們在實驗中只檢驗了氫氣，那么如何檢驗另一種產(chǎn)物—Fe3O4？
2．氫氣在加熱情況下可以還原Fe3O4，這兩個反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)？
（學(xué)生小組討論，回答）
1．對于第一個問題：
（1）可以通過觀察反應(yīng)前后試管中固體的顏色來判斷：反應(yīng)前固體是灰黑色的粉末，反應(yīng)后的固體是黑色晶體，由此說明生成了Fe3O4。
（2）可以利用Fe3O4有磁性來判斷：反應(yīng)后將試管中的固體倒在白紙上，用吸鐵石靠近固體，吸鐵石吸上來一些黑色晶體。
2．這兩個反應(yīng)是在不同溫度下進(jìn)行的，所以不是可逆反應(yīng)。在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物，該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反應(yīng)生成顆粒很細(xì)的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或加熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。
七、課后反思
新課程標(biāo)準(zhǔn)特別提出：一是體驗科學(xué)探究的過程和問題意識的培養(yǎng)，二是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法和終生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。所以在進(jìn)行這節(jié)課的教學(xué)活動時我也始終貫徹這兩點。下了后同學(xué)們?nèi)匀涣粼趯嶒炇抑凶屑?xì)的觀察每一套裝置，有的實驗還要在做一遍，真的很難的看到學(xué)生對實驗有這么高的興趣，我想這節(jié)課很有意義的一點是讓學(xué)生體會了科學(xué)探究的過程，讓它們的思維和實踐有了一次強(qiáng)烈的碰撞，激起了火花。通過這節(jié)課更堅定了我進(jìn)行科學(xué)探究的信心。
附：鐵和水蒸氣反應(yīng)的科學(xué)探究報告
[目的]探究鐵和水蒸氣反應(yīng)的實驗裝置
[儀器和藥品]
[實驗設(shè)計1]
探究點：1. 能夠在實驗室條件下進(jìn)行該反應(yīng)
2. 該反應(yīng)包括三部分
3. 要保證在高溫條件下鐵和水蒸氣反應(yīng)
4. 生成的氫氣應(yīng)有足夠的量供檢驗和收集
步驟：
1. 請你設(shè)計一套水蒸氣的發(fā)生裝置
2. 請你設(shè)計一套水蒸氣與鐵粉發(fā)生反應(yīng)的裝置
3. 請你設(shè)計一套產(chǎn)生氣體的檢驗裝置
4. 請你將前三部分裝置聯(lián)系起來設(shè)計一套組合裝置
裝置圖：
現(xiàn)象
結(jié)論
評價
[實驗設(shè)計2]
探究點：1. 儀器和裝置盡可能簡單
2. 操作盡可能簡便
（你可以參考書上第46頁圖3-8，更歡迎大家標(biāo)新立異，設(shè)計新的方法。）
步驟：
裝置圖：
現(xiàn)象
結(jié)論
評價
[實驗設(shè)計3]
請你給出探究點：
能夠自己解決嗎？
步驟：
裝置圖：
現(xiàn)象
結(jié)論
評價
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.douzifanli.com/gaoer/77142.html
相關(guān)閱讀：