在2025年，随着环保意识的增强和资源循环利用的推进，废铁回收行业迎来了新的发展机遇。废铁作为一种重要的金属资源，其回收利用不仅有助于减少环境污染，还能节约大量自然资源。本文以初中化学“酸、碱、盐专题复习”中的“废铁回收利用”项目为例，探讨如何通过化学知识解决实际问题，构建知识网络，并培养学生的科学思维和实践能力。
《2025-2030年中国废铁回收行业重点企业发展分析及投资前景可行性评估报告》“常见的酸、碱、盐”是初中化学的重要组成部分，也是《义务教育化学课程标准(2022年版)》中“物质的性质与应用”专题的核心内容。学生在学习过程中已初步了解了稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙等典型物质的性质与用途，但知识的综合应用和实验探究能力仍有待提高。废铁回收利用项目不仅能够帮助学生巩固酸、碱、盐的知识，还能培养他们解决实际问题的能力。
废铁回收行业利用发展分析提到实验室废铁的主要成分是氧化铁、铁和少量碳等，可以通过“高温酸浸—碱式pH调控沉降—高温煅烧”等过程制备氧化铁红。这一过程涉及酸与金属、酸与金属氧化物、酸与碱、碱与盐的反应，以及溶解、过滤、蒸发等基本实验操作，有助于学生深度理解基础核心知识并迁移运用。
二、废铁回收的教学目标通过了解废铁回收利用的意义及产业现状，激发学生的学习兴趣，初步形成废铁资源化利用的意识，感受化学对于解决资源和环境问题的意义。
通过阅读资料，小组合作设计“废铁的转化路径”，体会酸、碱、盐的知识在不同类别物质转化中的应用，培养学生的科学思维与信息处理能力。
通过优化废铁回收方案，培养学生的实验设计及操作能力，深化理解反应的条件与控制的意义，初步养成注重实证、严谨求实的科学态度。
通过构建金属、金属氧化物、酸、碱、盐的相互反应及转化模型，形成明确的知识网络，构建物质回收利用的一般模型，培养模型建构能力。
三、废铁回收的项目任务及教学流程项目式学习主要包括四个任务：确立、拆解项目(任务1)→实施项目(任务2-3)→评价项目(任务4)。项目教学流程如下：
(一)确定项目任务
通过播放视频和提供相关资料，帮助学生了解废铁回收利用的意义及产业现状，确定以废铁制取氧化铁红为项目目标。资料表明，废钢铁的回收利用具有较大的降碳潜力，是钢铁行业绿色发展的重要抓手。预计到2030年，中国废钢铁资源量将超过3亿吨/年，2035年超过4亿吨/年，2045年达到峰值5亿吨/年。
(二)设计转化路径
引导学生分析废铁的成分，设计从废铁到氧化铁红的转化路径。实验室废铁的主要成分是氧化铁和铁，可以通过酸浸、碱式调控pH沉降、煅烧等步骤制取氧化铁红。学生通过阅读资料和小组讨论，设计了多种转化路径，并从可行性、操作难度、能耗等角度进行互评和优化。
(三)优化回收方案
在实验操作过程中，学生需要注意各步骤的操作要点，如酸浸时微热加快速度、氧化时滴加过氧化氢溶液至溶液完全呈现黄色等。通过实际操作，学生记录实验现象及相关问题，并提出解决方案。例如，氢氧化铁是絮状沉淀，过滤时间较长，可以改用快速过滤装置;氢氧化铁分解产生的氧化铁红容易结块，需要进一步研磨处理。
(四)展示回收成果
学生分组展示回收成果，并构建酸、碱、盐的知识网络及物质回收利用的一般模型。通过对比实验室与工业回收废铁的差异，学生初步学会批判性思维方法，并树立绿色发展观。
四、废铁回收的项目实施过程及学生学习成果(一)确定项目任务
通过视频和资料，学生了解到废铁回收利用的重要性和产业现状，确定以废铁制取氧化铁红为项目目标。资料表明，废钢铁的回收利用具有较大的降碳潜力，是钢铁行业绿色发展的重要抓手。预计到2030年，中国废钢铁资源量将超过3亿吨/年，2035年超过4亿吨/年，2045年达到峰值5亿吨/年。
(二)设计转化路径
学生通过阅读资料和小组讨论，设计了多种废铁转化路径。例如，利用硫酸与铁、氧化铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铁，再与氢氧化钠溶液反应，最后氢氧化铁分解生成氧化铁红。学生从可行性、操作难度、能耗等角度进行互评和优化，提出了改进建议。
(三)优化回收方案
在实验操作过程中，学生记录了实验现象及相关问题，并提出了解决方案。例如，氢氧化铁是絮状沉淀，过滤时间较长，可以改用快速过滤装置;氢氧化铁分解产生的氧化铁红容易结块，需要进一步研磨处理。
(四)展示回收成果
学生分组展示回收成果，并构建了酸、碱、盐的知识网络及物质回收利用的一般模型。通过对比实验室与工业回收废铁的差异，学生初步学会批判性思维方法，并树立绿色发展观。
五、废铁回收的项目教学反思及改进建议创设真实、有趣、复杂的学习情境，引导学生自主调用所学知识分析并解决实际问题。解决废铁回收利用的问题，需要学生运用酸、碱、盐的物理性质和化学性质分析物质转化的可行性，结合实验室的实验条件考虑可操作性，最后通过查阅文献资料分析回收方案的可复制性。
驱动性问题是项目式学习的引擎，是项目实施效果的保障。通过构建螺旋上升的问题链，引导学生从实际问题中凝练化学问题，再从化学问题应用到实际问题，将总任务拆解为具体的子任务，既符合认知逻辑，又层层递进地解决问题。
项目式学习的最终目的是实现知识结构化和素养化。通过本项目的学习，以学生为主体，师生共建了“酸、碱、盐的知识网络”，可以借此推测物质未知的性质与变化。建构“物质回收利用的一般模型”，初步学会认识和利用物质的一般思路与方法，有助于分析解决更多的实际问题。
六、总结
通过对“废铁回收利用”项目的实施，学生不仅巩固了酸、碱、盐的知识，还培养了解决实际问题的能力。项目式学习为学生提供了一个真实、有趣、复杂的学习情境，激发了他们的学习兴趣，培养了他们的科学思维和实践能力。未来，随着环保意识的增强和资源循环利用的推进，废铁回收行业将迎来更多的发展机遇。
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