探究课题名称：

Fe³⁺和SO₃^2—反应探究

研究方法

实验探究法

研究学科

化学

教学目标：

1、通过实验研究进一步掌握亚硫酸盐在不同环境中所表现的碱性和还原性。

2、在实验探究中学会作出假设，并设计方案检验假设，学会借助实验进行比较复杂的逻辑推理。

3、敢于质疑、善于反思，养成求真务实的科学精神

1、课题引入：

在化学探究课中，我们已经研究过FeCl₃溶液和Na₂CO₃溶液发生反应：

 2Fe³⁺ + 3CO₃^2－+ 3H₂O = 2Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑

观察到红褐色沉淀并且产生无色气体。如果我们把Na₂CO₃溶液换成Na₂SO₃，是否也有同样的现象？

2、提出猜想：

（1）等效思维：如果对研究的对象进行习惯性地思考，简单地变换、替代，用模式去解题，就有可能得出如下反应：

2Fe³⁺ + 3SO₃^2－+ 3H₂O = 2Fe(OH)₃↓ + 3SO₂↑

（2）求异思维：如果对研究对象进行习惯性思维得不出正确的结论时，多视觉、换角度去观察事物、分析事物，可以开阔思路，在“异乎寻常”的新颖思维中步步逼近真理。如SO₃^2－和CO₃^2－“身段”极其相似，但SO₃^2－并不是最高价含氧酸根离子，这就是差别，也许SO₃^2－能表现一定程度的还原性，这样就有下面的假设反应存在的可能性：

       2Fe³⁺+SO₃^2－+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2－+2H⁺ 

（3）联系思维：如果对研究对象进行综合分析，发现事物之间有不同的纵横交错网，往往“我中有你，你中有我”，事物之间并非一定都是“非此即彼”的关系，也可能在分离中有渗透，在对立中有统一的辩证关系。即有二反应共生的可能性，差别也许是哪个反应是事物矛盾的主要方面：

2Fe³⁺ + 3SO₃^2－+ 3H₂O = 2Fe(OH)₃↓ + 3SO₂↑

            2Fe³⁺+SO₃^2－+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2－+2H⁺ 

3、实验验证：

在以上三个猜想中，提出自己的实验设想与建议，并设计实验进行“求真”验证：

    【实验1】取0.1摩尔/升的FeCl₃5mL溶液于试管中，逐滴加入0.1摩尔/升Na₂SO₃溶液至过量。

【现象】观察到溶液颜色由黄色变为红棕色，没有观察到气泡产生，也无沉淀生成。

【实验2】将实验1得到的溶液分成三等份，分别置于A、B、C试管中，在A试管中加入稀盐酸至过量，再加入BaCl₂稀溶液；在B试管中滴入几滴KSCN溶液；在C试管中加入品红溶液。

【现象】A试管有白色沉淀生成；B试管溶液变成血红色；B试管品红溶液褪色。

【实验3】过滤A试管中白色沉淀物，让一束光照射红棕色溶液。

【现象】试管中形成一条光的通路。

4、逻辑推理：

   溶液由黄色变为红棕色，说明产生了少量的Fe(OH)₃，丁达尔现象说明产物中也有Fe(OH)₃胶体溶液，反应中没有明显的气泡产生，但又能使品红溶液褪色，说明SO₂是少量的，SO₂易溶于水，应主要以H₂SO₃形式存在于溶液中，加入几滴KSCN溶液显血红色，说明该双水解反应也有一定的可逆性，但由于加入BaCl₂溶液后，有大量沉淀，证明氧气产物SO₄^2－是大量的。

5、得出结论：

   Fe³⁺与SO₃^2－同时发生氧化还原反应和双水解反应 ，但以氧化还应为主反应，双水解反应是副反应，化学反应方程式如下：

2Fe³⁺ + 3SO₃^2－+ 6H₂O = 2Fe(OH)₃ + 3 H₂SO₃

            2Fe³⁺+SO₃^2－+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2－+2H⁺ 

6、体会：

   通过本课题探究活动，真正让学生从理论中走向实践，并从实践中又回到了理论，极大限度地锻炼了学生的实验能力、思维能力，使学生自信地面对科学研究：科学研究我们可以做到！我们也有能力做到！