劉婷婷

(安徽省阜陽第一中學(xué) 安徽 阜陽 236000)

1.知識(shí)角度

鐵元素是一種特殊的過渡元素：從性質(zhì)視角掌握鐵的基本性質(zhì)是認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的基礎(chǔ)，包括元素在周期表中的具體位置、化合價(jià)、與其他化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系等[1]。鐵及其化合物知識(shí)內(nèi)容豐富，主要包含結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途。通過對(duì)鐵及其化合物的學(xué)習(xí)，建立一個(gè)學(xué)習(xí)模型，對(duì)后續(xù)其他物質(zhì)的學(xué)習(xí)會(huì)有很大幫助。

鐵及其化合物考察知識(shí)內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：(1)鐵的原子序數(shù)、在周期表中的位置、電子排布式(圖)、還原性、常見價(jià)態(tài)等。(2)鐵單質(zhì)的物理性質(zhì)、存在形態(tài)、與氧氣、氯氣、硫等氧化劑的反應(yīng)。(3)鐵的化合物：①氧化亞鐵、氧化鐵和四氧化三鐵的顏色、俗名、溶解性、與稀鹽酸、稀硫酸和稀硝酸的反應(yīng)現(xiàn)象和產(chǎn)物。②氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的顏色、狀態(tài)、溶解性、穩(wěn)定性、與氧化劑(如氧氣、硝酸、過氧化氫等)反應(yīng)、制備保存等。③亞鐵鹽和鐵鹽相互轉(zhuǎn)化。

為了更好地將內(nèi)容串聯(lián)起來，可以通過展示生活中常見鐵的化合物和情景創(chuàng)設(shè)引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)類別、元素價(jià)態(tài)兩個(gè)角度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類，初步建立和應(yīng)用物質(zhì)分類和元素價(jià)態(tài)的視角和模型，從不同種類、不同價(jià)態(tài)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成。在課堂教學(xué)中，首先以物質(zhì)分類為基礎(chǔ)，借助元素周期表，掌握化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律，其次注重邏輯關(guān)系，采用表格、圖像等方式實(shí)現(xiàn)鐵及其化合物知識(shí)的結(jié)構(gòu)化。最后，以模型歸納圖展示亞鐵離子和鐵離子氧化還原反應(yīng)方程式的書寫過程，形成結(jié)構(gòu)化的化學(xué)概念和化學(xué)基本理論。當(dāng)然在習(xí)題講解中注重知識(shí)的銜接和拓展，在已學(xué)知識(shí)體系中納入新學(xué)知識(shí)，并加以概括總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建思維導(dǎo)圖，得到完整的知識(shí)系統(tǒng)。

2.實(shí)驗(yàn)角度

化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)“元素及其化合物”內(nèi)容提出以下要求：能利用典型代表物的性質(zhì)和反應(yīng)，設(shè)計(jì)常見物質(zhì)制備、分離、提純、檢驗(yàn)等簡單任務(wù)的方案，能從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)變化的視角說明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑；以及能根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些常見問題，說明妥善保存、合理使用化學(xué)品的常見方法[2]；以上這些目標(biāo)可以通過藥品食品中鐵元素價(jià)態(tài)的檢驗(yàn)來達(dá)成。

(1)檢驗(yàn)藥片在保存過程中鐵元素是否被部分氧化為正三價(jià)，建立平衡的基本概念，從粒子濃度角度把握配位鍵的形成，了解濃度對(duì)配位平衡的影響。利用配合物的顏色進(jìn)行定性檢驗(yàn)，感受化學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用。(2)檢驗(yàn)補(bǔ)鐵藥片中鐵元素的存在價(jià)態(tài)是否為二價(jià)。(3)選擇檢驗(yàn)Fe2+和Fe3+的試劑，提升宏觀辨識(shí)與微觀探析的核心素養(yǎng)。(4)探索鄰二氮菲檢驗(yàn)Fe2+的酸堿性條件，提升學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)[3]。(5)利用色度傳感器法測(cè)定食物中鐵元素含量，通過對(duì)食物中鐵元素含量的測(cè)定，找到不同食物比如干黑木耳、銀耳、海帶等鐵元素含量的高低，指導(dǎo)學(xué)生健康飲食[4]。

3.實(shí)際應(yīng)用角度

學(xué)科素養(yǎng)要求學(xué)生具備科學(xué)的思維方法，能發(fā)現(xiàn)問題、擁有解決問題基本方法和綜合應(yīng)用能力；分析高考題目可以幫助學(xué)生找到問題的核心，把握知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，更加深入思考問題的來源和實(shí)際應(yīng)用。高考題目中有關(guān)鐵及其化合物的考察如下：

3.1 亞鐵離子和鐵離子檢驗(yàn)。(2020·新課標(biāo)Ⅰ)為驗(yàn)證不同化合價(jià)鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前需要對(duì)鐵電極表面活化。在FeSO4溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液，將鐵電極浸泡一段時(shí)間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是______。

3.2 工業(yè)流程中鐵的氧化和沉淀。(2019·新課標(biāo)1)硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在實(shí)驗(yàn)室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨：

回答下列問題：(3)步驟③中選用足量的H2O2，理由是____。分批加入H2O2，同時(shí)為了___，溶液要保持pH小于0.5。

分析：(3)H2O2可以將Fe2+氧化為Fe3+，且H2O2的還原產(chǎn)物為H2O，不會(huì)引入新的雜質(zhì)。因?yàn)镠2O2本身易分解，所以在加入時(shí)需分量加入，同時(shí)為了防止Fe3+水解，溶液要保持pH小于0.5。

3.3 鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕。(2019年江蘇卷)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是( )

B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能

C.活性炭的存在會(huì)加速鐵的腐蝕

D.以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕

分析：本題考查金屬鐵的腐蝕。根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性可判斷電化學(xué)腐蝕的類型。

本文從知識(shí)角度、實(shí)驗(yàn)角度和實(shí)際應(yīng)用角度對(duì)鐵及其化合物的性質(zhì)進(jìn)行概括總結(jié)，知識(shí)角度可以培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)、微觀探析能力；實(shí)驗(yàn)角度可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新意識(shí)；實(shí)際應(yīng)用角度可以增強(qiáng)學(xué)生的證據(jù)推理、模型認(rèn)知的能力，并孕育科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任感。