师：同学们都知道，铁元素在地壳中的含量居第四位。从老师给大家提供的这些图片不难看出，铁及其化合物在工农业生产以及我们生活当中有着广泛的应用。同时，我们也看到铁元素所组成的物质种类非常多。老师想用一句话概括：铁元素家族成员多，铁元素的世界真多彩。那我们如何把这些物质穿成线、构成面，来指导元素化合物的学习，形成一种思维模型，解决实际问题呢？那就走进我们今天的课堂学习，我们要构建价类观，探究真情境，学习铁及其化合物的知识应用。
课前，老师给大家布置了一个任务，就是在前面学习的基础上，自主构建铁元素及其化合物的价类二维图。刚才课间老师看到，大多数同学都完成了。现在，有请段博文同学给咱们展示一个放大版的价类二维图。
生：首先大家可以看到，这是我画的价类二维图。先看横轴，我将铁及其化合物分成了4类：单质、氧化物、盐、氢氧化物。通过初中的学习，我们知道这四类物质都有它们所属类别的通性。再看纵轴，铁具有变价，正二价和正三价，铁单质是0价。我们通过添加氧化剂，可以将铁转化为正二价和正三价。当氧化剂的氧化性不同时，氧化性越强，越可以将铁直接氧化到正三价；氧化剂较弱时，可以先间接将其氧化成正二价的四氧化三铁或者亚铁离子，再经过氧化处理，得到三价铁的氢氧化物和铁离子。由此可以看出，铁单质具有还原性，二价的铁盐具有还原性和氧化性，三价的铁盐则具有氧化性。
师：非常好，请坐，感谢段博同学。既然我们现在构建出了这样的价类二维图，再来看一下这几张图片。大家应该熟悉，这是我们一楼的打印池和打印机。刚才老师展示了很多含有铁元素的物质。上周五，咱们的师傅在换墨粉的时候提醒了老师，老师就查了资料，发现激光打印机的墨粉中含有铁元素。大家相信吗？
生：（有说相信，有说不相信）
师：看来有两种答案。为了弄清楚这个问题，老师专门上网查了激光打印机墨粉的主要成分，确实提到含有四氧化三铁。但老师还是不太相信，就跟李子昂和陈珂同学进行了沟通。我们来看一下，他们两个同学会给我们带来什么呢？老师也不知道呀。我们需不需要过去探究一下？有请李子昂上来分享他的探究过程。
生：（展示实验过程）我把磁铁拿走，吸上了碳粉，然后加几根牙签，想把它溶解掉。我们另一个实验是取30毫升高锰酸钾溶液，观察到溶液褪色。然后再加入硫氰化钾溶液。今天的实验课，确实验证打印机墨粉里面是有铁元素的。
师：所以刚才那个问题的答案应该是对的。现在，请李子昂简要重复一下他的实验流程。
生：我们首先用磁铁把含铁的打印机样品取出来，然后用稀盐酸把它溶解。因为里面有碳，所以取的是上清液，然后分了两份。第一份里面加硫氰化钾溶液，溶液变为血红色，所以证明有三价铁。第二份往里加酸性高锰酸钾溶液，之后溶液褪色，证明有亚铁存在。然后，我们又往这个褪色的溶液里面重新加了硫氰化钾，溶液又变血红了，就代表又生成了三价铁。
师：老师想代表大家提一个问题，你那天做完实验之后，进行过反思没有？
生：进行过反思。因为溶液本身就有三价铁，所以加硫氰化钾这一步其实可以省略。
师：也就是说这一步，他做实验的时候加了，但经过反思后觉得可以省略。大家同意吗？
生：同意。
师：因为样品中预测成分有四氧化三铁，那加盐酸的原因是什么？
生：让酸把它溶解，溶解之后变成亚铁离子和铁离子。
师：根据刚才的价类二维图分析，确实如此。变成亚铁离子和铁离子之后，分取了两支试管，大家看清楚了吧？第一支试管加了硫氰化钾，变成血红色，说明含有三价铁离子。后来加了高锰酸钾，溶液褪色，说明有亚铁离子。做实验的时候又加了硫氰化钾，虽然加上去也不算错，但是步骤就多了。溶液褪色就已经能说明二价铁离子被检验出来了。老师还想问你，除了这一步可以省略之外，还有什么需要改进的地方？
生：稀盐酸应该改为稀硫酸会更好一点，因为氯离子可能会产生干扰。
师：为什么要把稀盐酸改成稀硫酸？你提到氯离子具有什么性？
生：还原性。
师：对，氯离子具有还原性，会干扰亚铁离子还原性的检验。好，请回。我们应该对这两位同学敢于质疑、勇于探究的精神点赞，大家鼓掌。同时，老师还想提议，当我们画流程题的时候，可以画个框，就像做高考题时看到的那样，这样画起来是不是更美观一些？另外，录制的视频质量也可以再提升。这是第一个问题。由这个任务我们反思一下，检验铁离子和亚铁离子，除了用刚才的方法，还有没有其他方法？大家积极踊跃回答，这是复习过的知识，我们来总结一下。如果是亚铁盐，加什么？
生：铁氰化钾。
师：对，刚才的高锰酸钾是不是可以换成铁氰化钾？还有没有别的方法？
生：先加入硫氰化钾，不变色，然后再加氧化剂，比如说双氧水或者氯水。
师：看，价类二维图当中都体现了。能不能加氢氧化钠呢？
生：可以。
师：加氢氧化钠有什么现象？
生：先产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最后变成红褐色。
师：那如果溶液里面是三价铁离子，用的方法是什么？
生：铁氰化钾、亚铁氰化钾就不再写了。
师：还有呢，用硫氰化钾可以不可以？
生：可以。
师：氢氧化钠可以不？
生：可以。
师：但是现象不一样吧？
生：直接产生红褐色沉淀。
师：还有没有？
生：可以用有机物当中的苯酚进行检验。
师：好，这些大家都可以整理下来。老师只给大家画一个局部。难度增加，如果溶液中既有亚铁离子，又有三价铁离子，要怎么检验呢？能不能加氰化钠？
生：不能。
师：能不能直接加硫氰化钾判断两种离子？
生：不行。
师：加入硫氰化钾，取一支试管，溶液变成红色，说明有铁离子。另取一支试管，加什么？
生：铁氰化钾或者酸性高锰酸钾。
师：对，这些大家都要掌握。亚铁离子和铁离子的检验，第一个任务就算完成了。这个实验实际上是定性分析，我们认识了四氧化三铁，知道墨粉中有铁元素。再来看一个问题，磁粉是衡量墨粉质量优劣的重要指标之一。如果你是含量检测师，结合价类二维图中各物质之间的转化关系，能设计实验计算出我校文印室墨粉中四氧化三铁的含量吗？这就是刚给大家发的学案中的任务2。现在请各小组花一定时间，进行小组合作设计。设计之前有个信息，刚才大家注意到墨粉中有一种有机物成分，里面有个“硒”字。在有机物中，硒也能使高锰酸钾褪色，可能存在这样未知的干扰因素。所以今天在理论上假设墨粉中其他有机物不与以上物质反应的前提下，进行理论设计。好，请设计。刚才有同学提到设计过程中怎么知道这些量，一是要通过现象，二是要通过测定，实验当中要具体说明这些问题。好，大部分组都有基本思路了，我们转回来。各小组活动结束，先请同学介绍设计方案，大家看看跟自己的是否相同，或者有什么改进的地方。先请李红杰这一小组。