未知溶液的離子鑒別教學(xué)設(shè)計

1、    “未知溶液的離子鑒別”教學(xué)設(shè)計    曾瑤摘要：以“未知溶液的離子鑒別”為例，探討如何通過“從做中學(xué)”的實驗探究手段構(gòu)建及鞏固化學(xué)1中的核心觀念“微粒觀”和“分類觀”。通過設(shè)計半開放式實驗，引導(dǎo)學(xué)生在自主探究中構(gòu)建核心觀念，并發(fā)展自己的能力，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。關(guān)鍵詞：微粒觀；分類觀；離子鑒別；半開放式實驗文章編號：1008-0546（2017）04-0070-04 中圖分類號：g633.8 文獻標(biāo)識碼：bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.04.024一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)杜威的“從做中學(xué)”的教學(xué)理論，提供

2、了一種構(gòu)建化學(xué)核心觀念的方法?！皬淖鲋袑W(xué)”也就是“從活動中學(xué)”“從經(jīng)驗中學(xué)”，它使得知識的獲得與活動聯(lián)系了起來，學(xué)習(xí)者能從那些真正有教育意義和有興趣的活動中學(xué)習(xí)，從而有助于學(xué)習(xí)者的成長和發(fā)展。在化學(xué)學(xué)科中，這種活動就是實驗探究，因此“從做中學(xué)”就是“從實驗中學(xué)”，以實驗探究的方式來構(gòu)建和落實核心觀念。本課就是以實驗“未知溶液的離子鑒別”為載體，通過實驗探究來構(gòu)建和落實“分類觀”和“微粒觀”。在本實驗探究中，首先由教師提出問題“如何鑒別未知溶液中的陰陽離子”并提供試劑，學(xué)生明確問題并設(shè)計方案，接著通過共同討論進一步改進和優(yōu)化實驗方案，并通過動手實驗來驗證方案是否可行、是否能夠解決問題，最后進行歸

3、納總結(jié)，得到“未知溶液的離子鑒別”的一般規(guī)律。這就是著名的“從做中學(xué)”的五步教學(xué)法，讓學(xué)生從半開放式實驗中建立起“分類觀”和“微粒觀”。為了進一步鞏固和落實這兩個核心觀念，本課最后設(shè)計了“未知固體的組成推斷”的練習(xí)。通過這種“從做中學(xué)”的方式，教學(xué)不再是簡單地注入知識，而是運用一種最有效的方法，引導(dǎo)學(xué)生在自主探究中構(gòu)建核心觀念，并發(fā)展自己的能力，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生情況分析授課內(nèi)容為人教版化學(xué)1復(fù)習(xí)課“未知溶液的離子鑒別”，共2課時，授課時間安排在學(xué)習(xí)完必修1所有課程之后。離子反應(yīng)是整個高中階段的一個非常重要的知識點，貫穿、延伸于中學(xué)化學(xué)元素化合物學(xué)習(xí)的始終。在人教版化

4、學(xué)1中的第二章第二節(jié)引入離子反應(yīng)，學(xué)生通過宏觀反應(yīng)現(xiàn)象開始認識“微粒”及其相互作用，從而建立起“微粒觀”，有了離子的概念，并學(xué)會離子反應(yīng)方程式的書寫。在第三章和第四章金屬和非金屬化合物的學(xué)習(xí)中，學(xué)生了解常見陰陽離子的鑒別方法和具備相應(yīng)的實驗技能。然而由于高一學(xué)生接觸離子反應(yīng)的時間較短，沒有形成系統(tǒng)的微粒觀，不能從微粒的角度全面理解物質(zhì)性質(zhì)，不能從離子的角度看待問題、分析問題和解決問題。本課作為必修1的復(fù)習(xí)課，在學(xué)生已建立的離子反應(yīng)基礎(chǔ)上，首先以“未知溶液的離子鑒別”為載體，以學(xué)生自主探究為手段，以任務(wù)為驅(qū)動，應(yīng)用“分類觀”和“微粒觀”，解決未知溶液的離子鑒別的現(xiàn)實問題，幫助學(xué)生建立未知溶液的離

5、子鑒別的一般程序和思路。第二部分則加大難度到“未知固體的組成推斷”，進一步鞏固并加深對“微粒觀”和“分類觀”的認識，從而在理解的基礎(chǔ)上深化對離子的認識，提高學(xué)生解決問題的綜合能力，引導(dǎo)學(xué)生有效進行整個高中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)，具有承前啟后的作用。三、教學(xué)目標(biāo)（1）知識與技能：了解溶液中常見陰陽離子的種類及鑒別方法；學(xué)會常見離子檢驗的實驗技能。（2）過程與方法：通過方案設(shè)計、實驗驗證和歸納總結(jié)的過程學(xué)習(xí)離子鑒別的基本思路；培養(yǎng)學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象，判斷溶液中離子是否存在的能力。（3）情感態(tài)度與價值觀：體會分類觀在離子鑒別中的應(yīng)用；體會實驗是研究物質(zhì)的重要方法；體會小組合作的學(xué)習(xí)方式在化學(xué)課程的重要意義

6、，培養(yǎng)團隊合作意識。四、教學(xué)重難點（1）教學(xué)重點：溶液中常見陰陽離子的鑒別方法，未知溶液的離子鑒別一般思路。（2）教學(xué)難點：分類觀在離子鑒別中的應(yīng)用，未知固體分子式的推斷。五、教學(xué)過程1. 整體思路設(shè)計（圖1）2. 教學(xué)活動的具體實施（1）課前預(yù)習(xí)，布置任務(wù)任務(wù)1ppt展示以下內(nèi)容：實驗名稱：未知溶液的離子鑒別實驗提供藥品：一未知無色溶液25ml：含有兩種陽離子和兩種陰離子，溶液中離子濃度均大于0.1mol/l；（不考慮h+及oh-）。稀溶液各25ml：hcl，h2so4，hno3，naoh，na2co3，kscn，agno3，bacl2，ph試紙及實驗室常見儀器。實驗設(shè)計中用流程圖表示鑒別步

7、驟。實驗完成目標(biāo)：通過所提供試劑，將未知溶液的離子鑒別出來，并填在給定表格里。已知：2al3+3co32-+3h2o=2al（oh）3+3co2學(xué)生以小組為單位，自主討論、設(shè)計實驗方案，并于課前提交實驗設(shè)計報告。設(shè)計意圖 學(xué)生已學(xué)習(xí)過常見金屬及非金屬的性質(zhì)，可據(jù)此完成初步的實驗方案設(shè)計。（2）提出問題，引入新課引入在上幾周的課程中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了金屬以及非金屬的性質(zhì)，而在水溶液中，這些金屬以及非金屬元素主要是以離子形式存在。為了檢驗是否掌握，現(xiàn)提供常見試劑和儀器，設(shè)計實驗將溶液中的兩種陰陽離子分別鑒別出來。設(shè)計意圖結(jié)合學(xué)生學(xué)過的金屬與非金屬性質(zhì)和離子反應(yīng)，提出一個實際問題，引入新課。任務(wù)2這是

8、某一組的實驗設(shè)計方案，每組對照自己的設(shè)計，討論一下這個實驗設(shè)計的優(yōu)點，并指出這個實驗設(shè)計的錯誤。展示設(shè)計方案ppt展示以下內(nèi)容：學(xué)生觀察，思考，分組討論，在方案上標(biāo)記，總結(jié)，匯報。 設(shè)計意圖以一個小組設(shè)計方案為例，引導(dǎo)學(xué)生找出方案的優(yōu)點，存在的錯誤（現(xiàn)象結(jié)論不匹配，試劑滴加順序錯誤，重要離子的遺漏等），得到一個初步可行的方案。學(xué)生思考，小組討論，回答問題。追問提問取試劑時量的多少，反應(yīng)容器選用試管還是燒杯。講解無明顯現(xiàn)象也是一個重要的實驗現(xiàn)象，從無明顯現(xiàn)象雖然不能推斷出溶液中含有什么離子，但有時候可以推測出一定不含某些離子。因此實驗記錄時，不能忽視對無明顯現(xiàn)象的記錄和分析。設(shè)計意圖強調(diào)對定性試

9、管實驗量的概念，以及對無明顯現(xiàn)象的記錄及分析。（3）學(xué)生動手實驗任務(wù)3小組改進實驗設(shè)計。學(xué)生思考，分組討論，完成實驗設(shè)計的修改。教師巡視，適當(dāng)幫助學(xué)生進行方案修改。設(shè)計意圖根據(jù)討論的結(jié)果，對本組方案進行改進，保證方案的可行性。巡視時重點留意實驗設(shè)計較薄弱的小組，適當(dāng)引導(dǎo)幫助修改方案。引導(dǎo)實驗是檢驗設(shè)計是否可行的唯一標(biāo)準(zhǔn)，下面我們就通過實驗來驗證一下。任務(wù)4學(xué)生分組實驗。學(xué)生動手實驗，記錄實驗現(xiàn)象，上傳實驗記錄至在線文檔，鑒別結(jié)果登記在黑板。教師巡視學(xué)生實驗，確保學(xué)生實驗過程規(guī)范操作，督促及時做好實驗記錄。設(shè)計意圖 利用實驗檢驗方案是否可行，觀察naoh從少量到過量的實驗現(xiàn)象的異同，體會實驗在化

10、學(xué)學(xué)習(xí)中的作用。公布結(jié)果 此無色溶液中存在的四種離子為al3+、nh4+、so42-和cl-。引導(dǎo)實驗結(jié)果錯誤的小組，結(jié)合在線文檔中的實驗記錄，引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因。設(shè)計意圖根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)小組完成情況，對鑒別結(jié)果出現(xiàn)錯誤的小組通過查看實驗記錄，引導(dǎo)學(xué)生自己分析出現(xiàn)錯誤的原因。（4）總結(jié)離子鑒別思路引導(dǎo) 現(xiàn)在我們來總結(jié)一下未知溶液的離子鑒別的思路。對未知溶液進行分析，從性質(zhì)入手，可以分為哪兩類？學(xué)生物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。提問對于物理性質(zhì)，可以觀察溶液的顏色，判斷出哪些離子的存在？學(xué)生fe3+，fe2+ 和cu2+。設(shè)計意圖引導(dǎo)學(xué)生對未知溶液進行分類，先從物理性質(zhì)入手，通過顏色判斷fe3+，fe2

11、+ 和cu2+ 的存在。引導(dǎo)為了便于鑒別，可以把溶液中的離子分成兩類，分別是什么？學(xué)生陽離子和陰離子。設(shè)計意圖通過分類觀，對溶液的離子進行陰陽離子分類后再逐一鑒別。引導(dǎo)對于陽離子，第一步總是先把有特殊顏色反應(yīng)的離子先鑒別出來。這種特殊的陽離子是什么？鑒別需要滴加的是？學(xué)生fe3+，用kscn溶液鑒別。提問 另外還有兩種陽離子無法通過滴加試劑產(chǎn)生沉淀，但有一種特殊的方法來鑒別，這種方法是什么？學(xué)生焰色反應(yīng)來鑒別na+和k+。講解對于其他陽離子，沒有特殊的顏色反應(yīng)，我們只能通過出現(xiàn)沉淀和氣體的現(xiàn)象來鑒定。通常我們將滴加試劑分成酸、堿、鹽三類，依次滴加，根據(jù)現(xiàn)象具體判斷。提問常見的酸有哪些？能鑒別出

12、哪些離子？回答可以用鹽酸來鑒別ag+，h2so4來鑒別ba2+。提問常見的堿呢？滴加之后有可能出現(xiàn)什么現(xiàn)象？證明有哪些離子？學(xué)生naoh溶液，先產(chǎn)生白色沉淀后消失的是 al3+，白色沉淀不消失的是mg2+，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色是fe2+，加熱后使?jié)駶櫟氖铮╬h）試紙變藍的是nh4+。講解鑒別al3+注意滴加naoh溶液從少量到過量；鑒別nh4+離子一定要加熱，ph試紙需潤濕。提問還有一種常見的鹽能很快鑒別一種常見的陽離子，這種鹽和對應(yīng)的陽離子是什么？學(xué)生用na2co3溶液鑒別ca2+。設(shè)計意圖通過分類觀，將滴加試劑分為酸、堿、鹽三類，再根據(jù)現(xiàn)象依次鑒別。提問對于陰離子，常見

13、的陰離子都有相應(yīng)的試劑和對應(yīng)的現(xiàn)象可以鑒別，比如cl-，如何鑒別？學(xué)生用hno3酸化的agno3溶液可以鑒別cl-。提問最后，可以通過先加bacl2溶液，再滴加稀鹽酸將其他常見的陰離子都鑒別出來，可能出現(xiàn)哪些現(xiàn)象，說明有哪些離子存在？學(xué)生先滴加bacl2溶液再滴加稀鹽酸，白色沉淀不消失的是so42-，白色沉淀消失，產(chǎn)色無色氣味的是co32-，有刺激性氣味的氣體的是so32-，有臭雞蛋氣味的是s2-。設(shè)計意圖常見陰離子種類較少，并基本可以通過對應(yīng)的試劑一一鑒別，直接引導(dǎo)學(xué)生對常見的陰離子歸納，逐一進行鑒別。總結(jié)未知溶液的離子鑒別是從溶液可能含有的離子出發(fā)，對離子進行分類，再選擇相應(yīng)的試劑根據(jù)實驗

14、現(xiàn)象來判斷是否存在該離子。（5）重新設(shè)計方案，加深理解任務(wù)5根據(jù)未知溶液的離子鑒別思路，重新設(shè)計本實驗的實驗方案，并寫出對應(yīng)的實驗現(xiàn)象，判斷溶液中的陰陽離子。講解重新設(shè)計的實驗方案只需要四步實驗，依次滴加kscn、naoh溶液并加熱、agno3溶液和稀硝酸、bacl2溶液和稀鹽酸，就可以將溶液中的四種離子鑒別出來，相比于學(xué)生最初的實驗設(shè)計，思路清晰，方法簡單。設(shè)計意圖讓學(xué)生重新設(shè)計實驗方案，對比最初的方案，體會剛總結(jié)的離子鑒別思路的簡明高效?？偨Y(jié)未知溶液的離子鑒別，不是根據(jù)提供的試劑進行隨機滴加，根據(jù)現(xiàn)象來判斷離子種類；而是需要根據(jù)溶液中可能存在的離子先進行分類，并選擇對應(yīng)的試劑，根據(jù)現(xiàn)象來進

15、行判斷。 設(shè)計意圖再次總結(jié)升華離子鑒別的思路，強調(diào)分類觀的思想。（6）鞏固練習(xí)，提高拓展對未知固體的鑒別任務(wù)6現(xiàn)有一淺綠色固體，為無機復(fù)鹽。已知復(fù)鹽是由兩種金屬離子（或銨根離子）和一種酸根離子構(gòu)成的鹽。請利用實驗室常見試劑及儀器設(shè)計方案檢驗該無機復(fù)鹽離子的組成。學(xué)生小組討論，設(shè)計方案。提示對于固體，一定要先溶解成溶液再進行實驗。設(shè)計意圖學(xué)生再次體會離子鑒定流程圖的思路，鞏固并提高難度。任務(wù)7已知該復(fù)鹽的摩爾質(zhì)量為392 g/mol，含有6個結(jié)晶水，下圖是某同學(xué)對該復(fù)鹽進行檢驗的實驗步驟及現(xiàn)象。請推測該復(fù)鹽的化學(xué)式。學(xué)生復(fù)鹽化學(xué)式是（nh4）2fe（so4）2·6h2o。設(shè)計意圖引入具

16、體實例，再次讓學(xué)生體會離子鑒別的流程。加大難度，將離子鑒別推廣到固體化學(xué)式的測定，小結(jié)本課內(nèi)容，及時鞏固加深印象。3. 板書設(shè)計六、教學(xué)反思1. “從做中學(xué)”落實核心觀念離子反應(yīng)是人教版必修1中的經(jīng)典內(nèi)容，教學(xué)資源較多，然而大多教學(xué)設(shè)計存在的主要問題是強調(diào)離子反應(yīng)的書寫、條件等知識點，而忽略了讓學(xué)生從離子這一微觀角度來認識物質(zhì)，用離子反應(yīng)解決實際問題的能力的培養(yǎng)。在本教學(xué)設(shè)計中，以“未知溶液的離子鑒別”為載體，以半開放式實驗探究為手段，以七個任務(wù)為驅(qū)動，激發(fā)學(xué)生的好奇心，促使學(xué)生主動進入分析問題和解決問題的活動中。學(xué)生從課前主要關(guān)注單純物質(zhì)的性質(zhì)，到設(shè)計最初方案時開始關(guān)注離子的性質(zhì)，通過實驗探

17、究經(jīng)歷離子鑒別的過程，最終鞏固總結(jié)，能夠從“分類觀”和“微粒觀”的角度理解未知溶液的離子種類并掌握離子鑒別的一般流程，從而對物質(zhì)的認識從感性上升為理性。2.“從做中學(xué)”學(xué)生收獲頗豐課后調(diào)查問卷表明學(xué)生“從做中學(xué)”收獲很大，完成了本課的三維目標(biāo)。學(xué)生寫到“通過實驗設(shè)計時鍛煉了分析問題的能力，通過實驗操作復(fù)習(xí)和掌握很多離子的性質(zhì)，幫助記住很多離子反應(yīng)方程式。”“分析能力變強，考慮問題更全面?！薄皩W(xué)習(xí)了分類的方法對未知溶液進行鑒別，相比課前自己設(shè)計的方案中胡亂滴加試劑，更有邏輯更高效率。”通過“從做中學(xué)”這種自主探究的方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，整個教學(xué)中通過“做”的過程，促進“思”的升華，最終完成對“學(xué)”的積