高中化學(xué)“溶液中的離子平衡”教學(xué)研究Word版

1、高中化學(xué)“溶液中的離子平衡”教學(xué)研究 支瑤（ 北京市海淀教師進(jìn)修學(xué)校 ） 一、該主題學(xué)科知識的深層次理解 高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對化學(xué) 4 化學(xué)反應(yīng)原理主題 3 的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)如下： 主題 3 溶液中的離子平衡 內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) 1 能描述弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡，了解酸堿電離理論。 2 知道水的離子積常數(shù)，能進(jìn)行溶液 pH 的簡單計(jì)算。 3 初步掌握測定溶液 pH 的方法，知道溶液 pH 的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要應(yīng)用。 4 認(rèn)識鹽類水解的原理，歸納影響鹽類水解程度的主要因素，能舉例說明鹽類水解在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。 5 能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。   1.1 本主題知識

2、結(jié)構(gòu)有哪些知識？ 1.1 本主題的知識結(jié)構(gòu)從知識結(jié)構(gòu)到認(rèn)識思路 1.3 本主題學(xué)科知識在生產(chǎn)生活實(shí)際中的應(yīng)用 生活中的應(yīng)用： 自來水的凈化，食品的整理，泡沫滅火器， ClO2 消毒的原理與優(yōu)勢。 化工生產(chǎn)中的應(yīng)用： 溶液酸堿性（ pH ）檢測水質(zhì)檢測、工業(yè)生產(chǎn)中在線監(jiān)測、食品檢測、疾病診斷（病毒檢測）溶液酸堿性（ pH ）控制污水預(yù)處理、礦物提取與分離（浮選、在線控制）、顏料合成、味精生產(chǎn)、城市綠化灌溉。 二、該主題的教學(xué)策略1 該主題教學(xué)目標(biāo) 【知識與技能】： 1. 理解水的離子積常數(shù)的含義，并能應(yīng)用其進(jìn)行水溶液中的有關(guān)計(jì)算； 2. 知道測定溶液 pH 的方法，掌握酸堿中和滴定的原理和方法；

3、 3. 能描述弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡，歸納影響弱電解質(zhì)電離平衡的主要因素； 4. 認(rèn)識鹽類水解的原理，歸納影響鹽類水解程度的主要因素； 5. 能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀生成、轉(zhuǎn)化、溶解的本質(zhì)。 【過程與方法】： 1. 能運(yùn)用化學(xué)平衡的理論處理水溶液中的問題； 2. 進(jìn)一步樹立平衡觀和離子觀的思想； 3. 掌握從簡單到復(fù)雜，從單一研究對象到多個研究對象的對復(fù)雜體系的研究方法。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 認(rèn)識調(diào)控溶液 pH 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要應(yīng)用；能通過實(shí)例認(rèn)識鹽類水解在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用；通過酸堿中和滴定等活動，體會定量的方法在科學(xué)研究中的作用。 總體發(fā)展目標(biāo)：發(fā)展學(xué)生對水溶液的

4、性質(zhì)（豐富認(rèn)識角度、發(fā)展認(rèn)識方式、形成認(rèn)識思路）。豐富認(rèn)識角度：從必修階段對溶液中的“強(qiáng)相互作用”（離子反應(yīng)）的認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)原理模塊溶液中的弱相互作用（水的電離、弱電解質(zhì)電離、鹽類的水解、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡）。發(fā)展認(rèn)識方式類別：發(fā)展微粒觀：微粒的種類、數(shù)量、來源、去向。發(fā)展動態(tài)觀，基于平衡的動態(tài)觀。形成定量觀：核心物理量、物理量與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。形成系統(tǒng)觀：由溶質(zhì)到溶液，有單一作用到多體系相互作用。形成認(rèn)識思路：靜態(tài)：微粒的種類、數(shù)量，動態(tài)：微粒的來源、去向、相互作用。系統(tǒng)：從主到次、由多到少。 2 該主題教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及案例分析 弱電解質(zhì)的電離平衡教學(xué)重點(diǎn)：弱電解質(zhì)電離的特征及電離平

5、衡的建立。 策略：利用好化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)的過程中建立概念，形成認(rèn)識。例如，可以實(shí)施以下實(shí)驗(yàn)： 具體策略及建議： 做好知識鋪墊（ pH 的相關(guān)知識），領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)功能： 定性：建立弱電解質(zhì)概念，定量：認(rèn)識弱電解質(zhì)的電離程度。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，抓住“依據(jù)預(yù)測：弱電解質(zhì)部分電離出氫離子選擇與氫離子濃度有關(guān)的實(shí)驗(yàn)”的思路。 對實(shí)驗(yàn)活動進(jìn)行改造，發(fā)展實(shí)驗(yàn)功能。靜態(tài)：弱電解質(zhì)部分電離，動態(tài)：弱電解質(zhì)的電離是一個動態(tài)平衡的過程。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時明確思考方向：通過“移動”說明存在動態(tài)平衡。 弱電解質(zhì)的電離平衡教學(xué)難點(diǎn)：稀釋對弱電解質(zhì)電離平衡的影響。 教學(xué)策略及建議： 利用平衡常數(shù) K 及 K 、 Q 關(guān)系

6、討論。做好知識鋪墊（ pH 的相關(guān)知識）關(guān)注概念原理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略，幫助學(xué)生建立概念與現(xiàn)象之間的橋梁。從定性和定量兩個方面來認(rèn)識弱電解質(zhì)的電離平衡：定性：建立弱電解質(zhì)概念，定量：認(rèn)識弱電解質(zhì)的電離程度。關(guān)于稀釋對弱電解質(zhì)電離平衡的影響，建議利用平衡常數(shù) K 及 K 、 Q 關(guān)系討論。 水的電離和溶液的酸堿性教學(xué)重點(diǎn) 1 ：對水的離子積常數(shù)的理解（在一定溫度下是 Kw 定值）。 建議：利用平衡常數(shù) K 展開討論。 水的電離和溶液的酸堿性教學(xué)重點(diǎn) 2 ：溶液酸堿性與 pH 的關(guān)系。 建議：抓住本質(zhì)進(jìn)行分析，避免簡單記憶 。 水的電離和溶液的酸堿性教學(xué)難點(diǎn)： pH 計(jì)算。 突破難點(diǎn)的策略：建議

7、理解核心物理量的含義 溶液中的氫離子濃度，抓住公式進(jìn)行推導(dǎo)。 教學(xué)案例研究：弱電解質(zhì)電離平衡 思考： 兩支燒杯中分別盛裝同濃度的鹽酸和醋酸，請你分別分析： 1. 溶液中分別存在哪些微粒？ 2. 溶液的離子分別從何而來？ 3. 溶液中存在著哪些微粒間的相互作用？ 在以上問題解決過程中滲透認(rèn)識角度和認(rèn)識思路。 思考： 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的推論 建立宏觀與微觀的了解  三、學(xué)生常見錯誤與問題的分析與解決策略 學(xué)生常見錯誤與問題：很難理解弱電解質(zhì)的電離過程是動態(tài)的、可逆的。水溶液中存在諸多平衡關(guān)系，學(xué)生學(xué)完了感到分析問題沒有思路和方法，很多知識在頭腦中打架。學(xué)生對醋酸中加入醋酸鈉促進(jìn)還是抑制搞不

8、清楚。學(xué)生不相信難溶電解質(zhì)的溶解平衡的存在，認(rèn)為沉淀應(yīng)該是徹底的。水溶液中微粒觀、系統(tǒng)觀、定量觀的建立比較困難。 找不到研究對象（如：醋酸中加入醋酸鈉促進(jìn)還是抑制？ pH 如何變化？）原因：概念本質(zhì)理解不清 如：醋酸水解還是電離？醋酸根水解生成醋酸顯酸性。抓不住問題本質(zhì)，思路無序。（如：氨水中含有哪些微粒？），分不清主次（如：醋酸中加入醋酸鈉促進(jìn)還是抑制？） 解決策略 該如何認(rèn)識電解質(zhì)溶液？應(yīng)具備的觀念：微粒觀、系統(tǒng)觀（溶液系統(tǒng)、宏微觀系統(tǒng)）應(yīng)具備的角度：微粒的種類、多少、來源及去向、相互作用及結(jié)果。 應(yīng)具備的思路： 解決策略 ： 新知識教學(xué)：需要抓住分析水溶液問題的核心思路， 關(guān)注學(xué)生認(rèn)識方

9、式的轉(zhuǎn)變（用微粒及相互作用的觀點(diǎn)看問題）， 給出幾組數(shù)據(jù)幫助學(xué)生形成核心概念。習(xí)題課教學(xué)：挖出問題結(jié)構(gòu)、呈現(xiàn)解題思路，建立認(rèn)識思路解題思路具體知識的了解。復(fù)習(xí)課教學(xué)：反思提高、落實(shí)程序性知識。建議在復(fù)習(xí)課教學(xué)中幫助學(xué)生建立如下認(rèn)識：  四、該主題學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的檢測。 1. 進(jìn)行檢測設(shè)計(jì)時應(yīng)遵循的基本理念 （ 1 ）針對教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行檢測設(shè)計(jì)，避免在枝節(jié)性知識上糾纏 （ 2 ）在進(jìn)行知識落實(shí)情況檢測的同時，關(guān)注對過程方法目標(biāo)的檢測；而對過程方法目標(biāo)的檢測要避免僅針對“數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)探究”等一般科學(xué)方法和能力的檢測，要關(guān)注對學(xué)生認(rèn)識水溶液的思路方法的檢測 （ 3 ）評價(jià)方式多樣化：紙

10、筆測查、活動表現(xiàn)評價(jià)、檔案袋評價(jià)等 2 實(shí)現(xiàn)基本理念的策略和方法 根據(jù)認(rèn)知要求和評價(jià)內(nèi)容進(jìn)行雙維評價(jià)設(shè)計(jì)，例如： 請學(xué)生寫出對典型問題的分析思路，既可以作為活動表現(xiàn)評價(jià)的依據(jù)，也可以收入學(xué)生檔案袋。例如： 【問題 1 】硫酸鋁和碳酸氫鈉溶液時，產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w。請你分析兩種溶液混合時所發(fā)生的反應(yīng)。 互動對話【互動話題】 主題： 高中化學(xué)“溶液中的離子平衡”教學(xué)研究 1. 聽了 支瑤 老師的專題講座，對你有什么啟發(fā)和促進(jìn)？ 2. 本專題是概念原理課，怎么和生產(chǎn)生活實(shí)際了解，凸顯其教育功能和價(jià)值？ 3. 本專題教學(xué)如何由具體知識為本的教學(xué)上升到促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的教學(xué)？ 4. 案例分析：難溶電

11、解質(zhì)的溶解平衡。 【案例信息】 案例名稱 ：難溶電解質(zhì)的溶解平衡 講課教師 ：劉鵬輝（北師大二附中） 評析教師 ：支瑤（北京市海淀教師進(jìn)修學(xué)校）【課堂實(shí)錄】【案例評析】難溶電解質(zhì)的溶解平衡是高中化學(xué)新課程化學(xué)反應(yīng)原理模塊的新增內(nèi)容，在各地新課程高考試題中也有所體現(xiàn)，老師們在幾年來的新課程實(shí)踐中，積累了一些成功經(jīng)驗(yàn)，涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的教學(xué)案例， 劉鵬輝 老師的教學(xué)課例“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”就是其中之一?，F(xiàn)就本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行如下分析： 1. 本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中，除進(jìn)行具體知識教學(xué)外，關(guān)注到了學(xué)生的認(rèn)識發(fā)展，但主要是學(xué)生對“離子反應(yīng)發(fā)生條件”的再認(rèn)識。 在本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中，可以

12、發(fā)現(xiàn)劉老師不僅關(guān)注到了關(guān)于難溶電解質(zhì)的溶解平衡的相關(guān)內(nèi)容的建構(gòu)過程，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的教學(xué)活動，并輔以一定的情境素材，還關(guān)注到了“學(xué)習(xí)難溶電解質(zhì)的溶解平衡后有什么用？”這一問題。為此，老師設(shè)計(jì)了“通過學(xué)習(xí)難溶電解質(zhì)的溶解平衡，你對復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件生成沉淀、氣體和水，又有哪些進(jìn)一步的認(rèn)識？”等問題，以深化學(xué)生對離子反應(yīng)發(fā)生條件的認(rèn)識，這是值得廣大一線教師學(xué)習(xí)的地方。但是，我們可以進(jìn)一步思考，除此之外，難溶電解質(zhì)的溶解平衡的學(xué)習(xí)還對學(xué)生的認(rèn)識發(fā)展有哪些促進(jìn)作用？ 2. 本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中，設(shè)計(jì)了多樣化的學(xué)習(xí)活動，對學(xué)生完成知識建構(gòu)起到了促進(jìn)作用。 劉老師完成本節(jié)內(nèi)容教學(xué)的過程中，設(shè)計(jì)了多樣

13、化的學(xué)生活動，有實(shí)驗(yàn)探究活動“氯化銀懸濁液中存在哪些離子？”、“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去硫酸鈣”，有交流研討活動“通過學(xué)習(xí)難溶電解質(zhì)的溶解平衡，你對復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件生成沉淀、氣體和水，又有哪些進(jìn)一步的認(rèn)識？”，也有有基于真實(shí)情境的問題解決活動“如何除去鍋爐水垢”，這些活動不僅保證學(xué)生在學(xué)習(xí)活動過程中的參與度，也為學(xué)生建構(gòu)、理解知識搭建了平臺，保證了本節(jié)課的教學(xué)效果，提高了課堂教學(xué)效率。但是，通過對學(xué)生參與活動的情況的觀察，我們也可以發(fā)現(xiàn)，有些活動的設(shè)計(jì)缺少張力。例如，實(shí)驗(yàn)探究活動設(shè)計(jì)缺少基于相關(guān)理論的預(yù)測、分析或解釋環(huán)節(jié)，這樣很難保證學(xué)生參與探究活動的深度。建議老師可以將討論化學(xué)平衡移動的思路引入難溶

14、電解質(zhì)的溶解平衡教學(xué)中，使其成為學(xué)生進(jìn)行預(yù)測、分析、解釋的理論基礎(chǔ)，凸顯化學(xué)反應(yīng)原理模塊教學(xué)特色。 思考與活動1. 從促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的視角進(jìn)行“鹽類的水解”的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，并寫一篇反思性文章。 2. 從本章內(nèi)容在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用任選一種，進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，整理相關(guān)教育素材，融入自己的教學(xué)設(shè)計(jì)，挖掘化學(xué)概念原理教學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。提示：本章在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用有：自來水的凈化，食品的整理，泡沫滅火器， ClO2 消毒的原理與優(yōu)勢。溶液酸堿性（ pH ）檢測 水質(zhì)檢測、工業(yè)生產(chǎn)中在線監(jiān)測、食品檢測、疾病診斷（病毒檢測）溶液酸堿性（ pH ）控制 污水預(yù)處理、礦物提取與分離（浮選、在線控制）、顏料合成、

15、味精生產(chǎn)、城市綠化灌溉。 3. 結(jié)合本主題拓展資源中的難溶電解質(zhì)的溶解平衡的相關(guān)資源，準(zhǔn)備適合于自己學(xué)生和自己教學(xué)風(fēng)格的難溶電解質(zhì)溶解平衡的課例。 參考資料鹽類的水解一、教材分析與教學(xué)設(shè)想 蘇教版 “ 鹽類的水解 ” 是中學(xué)化學(xué)的核心概念。是在水溶液中的離子平衡這一大背景下，對前兩節(jié)所學(xué)的水的電離及溶液的酸堿性知識的綜合運(yùn)用，有一定的思維難度。 教材的內(nèi)容是按這樣的序列展開的：先是從實(shí)驗(yàn)探究鹽溶液的酸堿性，認(rèn)識到鹽溶液并不都是中性的現(xiàn)象，再到分析尋找鹽溶液呈現(xiàn)不同酸堿性的原因，了解鹽類水解的本質(zhì)是破壞水的電離平衡，最后是從平衡移動的角度理解影響鹽類水解的主要因素和鹽類水解反應(yīng)的利用。 以往我們

16、的教學(xué)也多以這樣的序列展開。但實(shí)踐下來一直有以下幾點(diǎn)問題困擾教師：一是學(xué)生在學(xué)習(xí)鹽類的水解之前其實(shí)已對鹽溶液的酸堿性現(xiàn)象有所了解，如溶液呈堿性等，這往往造成他們實(shí)驗(yàn)探究的興趣不大。二是這樣的呈現(xiàn)序列容易使學(xué)生過于關(guān)注鹽類水解的結(jié)果 鹽溶液呈酸堿性而忽略它的核心 破壞水的電離平衡。三是盡管學(xué)生也在實(shí)驗(yàn)探究、分析思考，但始 終跟著 老師的思維在走，比較被動，學(xué)生的思維問題不易暴露，這在后續(xù)學(xué)習(xí)中會反映出來。 因此，我嘗試在新課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中變換思路，緊緊抓住某些鹽的離子會促進(jìn)水的電離這一核心，由學(xué)生自己構(gòu)建出鹽類水解的知識框架。 二、教學(xué)目標(biāo) 1 認(rèn)識鹽類水解的原理（知識與技能） 2 能從微粒間相

17、互作用這一微觀本質(zhì)的角度去理解鹽溶液呈現(xiàn)酸堿性這一宏觀現(xiàn)象（過程與方法） 3 能在分析鹽類水解的本質(zhì)過程中感受到抓住主要矛盾分析問題的重要性（過程與方法） 4 能在思考分析過程中傾聽他人意見，相互啟發(fā)，體會到合作交流的重要（情感態(tài)度與價(jià)值觀） 教學(xué)過程 生可以加入能與之反應(yīng)的離子。 追問從哪些角度考慮這些離子？ 生 1 從離子反應(yīng)的條件看，要反應(yīng)生成沉淀、氣體、水。 生 2 其實(shí)是生成弱電解質(zhì)。 提問這些離子方程式有什么共同的特點(diǎn)？ 學(xué)生討論后小結(jié) (1) 反應(yīng)都是可逆的； (2) 這些反應(yīng)都促進(jìn)了水的電離； (3) 都生成了弱酸； (4) 都使溶液呈堿性。 師按剛才討論的思路，自己整理哪些微

18、?？梢詼p小水電離出來的從而促進(jìn)水的電離。要求： (1) 寫出常見的微粒； (2) 用離子方程式表示這一過程； (3) 找出這些離子方程式共同的特點(diǎn)。 師很好，那也是說剛才離子方程式中涉及的陰陽離子，代表的是鹽電離出來的離子，這種鹽與水生成酸與堿的反應(yīng)，稱為鹽類的水解。 引出課題，學(xué)生很自然地接受。 師請?jiān)僬硪幌聞偛诺挠懻撍悸?。圍繞 3 個方面談?wù)勀銓}類水解的認(rèn)識。 (1) 哪些鹽會水解？ (2) 鹽類水解的本質(zhì)？ (3) 鹽類水解導(dǎo)致的結(jié)果？ （學(xué)生多數(shù)能很流暢地表達(dá)對鹽類水解的認(rèn)識，都能談到鹽類水解的本質(zhì)是破壞水的電離平衡。） 師對剛才的內(nèi)容還有沒有什么疑問，可以提出來討論。 生 1 剛才寫到的鹽的水解的離子方程式中，生成物要么是弱酸與，要么是弱堿與，難道它們不會再反應(yīng)嗎？ 生 2 那是不是說明鹽水解的反應(yīng)限度比較小，弱酸與，弱堿與大量共存不行，少量共存是可以的。 師在第 2 課時中，我們將運(yùn)用學(xué)過化學(xué)平衡的知識理解水解平衡的限度，并通過實(shí)驗(yàn)理解水解平衡的移動。 三、教學(xué)反思 1 突出模塊教學(xué)特點(diǎn) 學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理模塊的學(xué)生不是所有高中學(xué)生，而是對化學(xué)感興趣并將升入大學(xué)學(xué)習(xí)理科的部分學(xué)生，因此對本模塊的教學(xué)定位要高于必修模塊教材和其他一些選修模塊