自制一枚铜质勋章-高中化学实验说课稿

由天下分享时间：2024/12/24 0:46:26 加入收藏我要投稿点赞

DIY--自制一枚铜质勋章

一、使用教材：

苏教版高中《化学必修1》专题3第二单元第2课时《铁、铜及其化合物的应用》二、实验器材：

学生实验器材：《自制一枚铜质勋章》学生微型实验盒 0.1M FeCl3溶液1支，30% 酸化FeCl3溶液2支；2M NaOH1支；1M CuSO41支；1M H2SO41支；无水乙醇1支；水2支；硫氰化钾1支；铁氰化钾1支；铜丝2根（1个胶囊）；铁粉（1个胶囊）；硫酸亚铁固体（1个胶囊）；5%过氧化氢1支；2cm×2cm的铜质勋章1个；5cm小塑料杯2个；镊子1个、药匙1个、棉签2个；6孔塑料点滴板2个；面巾纸1张；指甲刀1个（用于剪开塑料滴瓶）。

教师实验器材：30% 酸化FeCl3溶液；无水乙醇；棉签；2M NaOH；30% NaOH；PBC勋章；锌粉；镊子；酒精灯；火柴；坩埚钳；洗瓶；烧杯；蒸发皿；石棉网；三脚架。三、实验创新要点/改进要点：

本案例在实验教学硬件和软件上都有创新。

实验硬件上开发了适合学生自主实验或分组实验的微型实验盒（含实验器材），具有以下特点：集约价廉，一盒一实验活动、整合了一个实验所需的所有实验用品，实验低成本；便携安全，体积小巧、携带方便、安全可控、实验探究不受场地限制；实验高效，亲手体验、操作简单、方案灵活、实验迅速、现象鲜明；微型绿色，试剂微量、大部分可回收利用，节约环保。

实验软件上开发了遵循课标、源于教材又具有时代特色、利于培养学生核心素养的体验性实验课程设计，强化实验为学习化学双基的有效载体，以任务驱动增强化学实验教学的趣味性，实验设计方便学生理解电子信息工业中印刷电路板的生产技术原理、废液回收的原理与意义，增强节能意识与环保意识，通过实验设计传递化学对生产、生活的重大学科价值。四、实验原理/实验设计思路

实验原理：Fe3+具有氧化性，可以氧化Fe、Cu，2Fe3++Fe=3Fe2+ 、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Fe2+

具有还原性，可以被Cl2、H2O2氧化，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 、2Fe2+ +H2O2 +2H+=2Fe3++2H2O；Fe3+可用硫氰化钾检验，生成硫氰化铁，产生溶液变红现象，Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3；Fe2+可用铁氰化钾溶液检验，生成铁氰化亚铁，产生蓝色沉淀现象，3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2

实验设计思路：蚀刻铜中氧化剂的选择；蚀刻铜的反应；废液成分检测、回收再生利用。五、实验教学目标

（一）知识与技能：通过实验教学学生学会鉴别铁离子、亚铁离子，掌握铁离子的氧化性、亚铁离子的还原性及其相互转化；了解铁离子、亚铁离子之间的相互转化在生产生活中的具体应用；在动手、观察、描述、思维、探究方面的能力有所提高。

（二）过程与方法：通过实验探索活动，初步认识实验方案设计在化学学习与工业生产中的应用；体验科学探究的过程和方法，培养分析问题、解决问题的能力，提高综合运用知识的能力；从化合价的角度分析微粒的氧化性、还原性及相互转化的条件，能根据观察到的实验现象分析其中化学原理，对工业腐蚀印刷电路板过程有更直接和清楚的体验，逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法，培养证据推理与模型认知能力。

（三）情感态度价值观：通过自制一枚铜质勋章任务驱动型实验活动，激发学生学习的能动性与潜在能力兴趣，渗透化学学科在社会生活生产中的重要价值，在化学学科观念和学科素养方面都有所提升，培养学生社会责任担当意识和自主探究、合作学习的科学研究精神。六、实验教学内容

（一）制作铜质勋章原理与实践DIY；

第 1 页共 7 页

（二）印刷电路板工业废液成分检测、回收、再生；（三）铜牌大变身。七、实验教学过程【引入】：展示勋章

活动一：如何制作一枚铜质勋章

【思考】：借助资料想一想应该如何制作一枚铜质勋章？写下并交流自己的idea。活动二：如何刻蚀金属铜？

【交流讨论】：思考如何刻蚀金属铜，并书写你的刻蚀方案。活动三：腐蚀Cu初体验

实验用品：铜丝2根（1个胶囊）；1M H2SO41支；0.1M FeCl3溶液1支；铁氰化钾1支；镊子；6孔塑料点滴板1个；指甲刀（用于剪开塑料滴瓶）。探究 1. Cu丝与稀H2SO4的反应 2. Cu丝与稀FeCl3溶液的反应实验用品实验步骤实验现象和结论点滴板、铜丝、取1根铜丝放在点滴板中，向其中H2SO4（1M）滴入3滴H2SO4溶液，观察并记录实验现象。点滴板、铜丝、取另1根铜丝放在点滴板中，向其 FeCl3（0.1M）、中滴入3滴FeCl3溶液，振荡均匀，铁氰化钾再向其中滴入1滴铁氰化钾溶液，观察并记录实验现象。活动四：自制铜质勋章

实验用品：30%酸化FeCl3溶液2支；2M NaOH1支；无水乙醇1支；水2支；PBC勋章1个；小塑料杯；镊子；棉签2支；面巾纸1张；指甲刀。实验步骤：

1.将勋章放入小塑料杯中，并向塑料杯中挤入1支半FeCl3溶液，混合均匀，用手不断振荡小塑料杯（注意要轻轻振荡，以免溶液洒出）。

2.振荡的过程中可用镊子夹起勋章，观察并记录勋章表面的变化，并思考何时刻蚀完成。 3.刻蚀完成后，用清水清洗勋章的表面，擦干；

4.用棉签蘸取稀NaOH溶液或无水乙醇，擦洗勋章表面蓝色部位，至蓝色油墨全部去除。得到铜制勋章。

活动五：分析并回收废液成分分析讨论：反应后的废液中含有哪些成分？如何回收每种原料？用流程图表示出每步所加试剂及反应后的产物。

活动六：废液处理初体验（模拟回收金属铜和FeCl3）

实验用品：0.1M FeCl3溶液1支；1M H2SO41支；1M CuSO41支；硫氰化钾1支；铁氰化钾1支；铁粉（1个胶囊）；硫酸亚铁固体（1个胶囊）；5%过氧化氢1支；镊子；6孔塑料点滴板1个，药匙；指甲刀。探究实验用品实验步骤实验现象和结论 1.铁粉+ 铁粉、CuSO4CuSO4+铁氰溶液、铁氰化化钾钾溶液、药匙、点滴板 2. FeCl3+硫0.1M FeCl3溶向点滴板中加入1药匙铁粉，并向其中挤入3d CuSO4溶液，用药匙的另一端不断搅拌，观察现象；向其中滴入1d 铁氰化钾溶液，记录实验现象。并书写反应的离子方程式。向点滴板中中挤入3d 0.1M 第 2 页共 7 页

氰化钾+铁粉 3. 硫酸亚铁固体+稀硫酸+ H2O2+硫氰化钾液、硫氰化钾FeCl3, 向其中加入1d硫氰化钾溶溶液、铁粉、液，观察现象；再向其中加入1药药匙、点滴板匙铁粉，搅拌，观察记录实验现象。硫酸亚铁固体、稀硫酸、H2O2、硫氰化钾、药匙、点滴板取半药匙硫酸亚铁固体于点滴板中，向其中加入5d 稀硫酸，不断搅拌至固体溶解，再向其中加入3d 5% H2O2 溶液，加1d硫氰化钾溶液，观察记录实验现象。活动七：铜质勋章大变身（教师演示实验）实验用品：

铜质勋章；锌粉；30%NaOH；蒸发皿；洗瓶；烧杯；三脚架；石棉网；酒精灯；镊子；药匙；火柴。实验步骤：

1.铜质勋章变身银色勋章

在三脚架上放好蒸发皿，将锌粉、铜质勋章放入蒸发皿中，加入30%NaOH溶液没过固体，点燃酒精灯加热至溶液沸腾，待勋章变为银色，熄灭酒精灯，冷却，用镊子取出银色勋章，在烧杯中用水冲洗干净，得到银色勋章。 2.银质勋章变身金色勋章。

在三脚架上放好石棉网，取银色勋章放置在石棉网上，点燃酒精灯加热至勋章变为金色，熄灭酒精灯，冷却，得到银色勋章，用镊子取出金色勋章做展示。 3.铜牌大变身原理解密。

银色勋章为铜质勋章表面附着了一层银白色的金属锌；金色勋章为锌和铜通过加热相互融合形成了黄铜合金。八、实验教学评价

通过实验教学实践，学生对铁铜知识的学习经历了从浅显到深入、从局部到全面、从现象到本质的过程；认知经历了从学科课本知识到工业生产应用、从化学走向社会的提升。教师在实验设计、实验装置、实验价值上的创新体现了化学实验的情境性、体验性、设计性、实证性、协作性、趣味性、艺术性。创新的教学设计和实验设计落实了学科知识的整合、生活经验的整合、学习者中心的整合，体现了化学课程的知识属性、社会属性、人本属性的学科价值取向。

本实验盒设计及实验课程已在江苏省横林高级中学、常州市北郊高中、常州市第一中学、北京四中、人大附中、北师大附中、北京十二中、北京六十五中、兰州中学等二十多所学校试用、效果良好。研究论文《铁及其化合物性质的微型实验设计——从自制铜质勋章到印刷电路板》（作者董新伟、郭晓丽、魏锐）已发表在《教育装备研究》2017年第4期上。特别感谢北师大魏锐博士、北京十二中王丽老师等的辛勤付出与大力支持。

作者：董新伟

单位：江苏省横林高级中学联系电话：13861182323

电子邮箱：445100425@qq.com

附录：

第 3 页共 7 页

【图文实验】自制一枚铜质勋章

实验设计：董新伟

实验拍摄：张杨，赵雅萍

【实验用品】自制铜质勋章实验盒【实验一】腐蚀Cu初体验

取2根铜丝放入点滴板中的①③孔中，向①孔中滴入3滴H2SO4溶液，无明显现象，说明铜不易被稀酸腐蚀；

向③⑤孔中滴入3滴0.1M FeCl3溶液，再向其中滴入1滴铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀。说明有Fe2+生成，FeCl3可以腐蚀铜；

向⑤孔中滴入1滴铁氰化钾溶液，出现绿褐色沉淀。【实验二】自制铜质勋章