一、設計意圖
“水溶液中的離子平衡”是學生高中化學學習中的“攔路虎”,學生容易混淆“完全電離”、“電離平衡”、“水解平衡”等微觀過程,主要原因在于他們沒有從微粒分類的本質去準確判斷電解質在水溶液中會發生怎樣的行為以及這些微觀過程的強弱程度。本節復習課通過三個環節的問題驅動,引導學生共同參與完成對所學溶液知識體系的梳理,深入思考其內在聯系,完成知識的螺旋式上升。第一環節引導學生運用微粒觀從溶質物質分類的角度準確判斷電解質在水溶液中的行為。第二環節引導學生運用方程式表征和分析H2S和Na2S水溶液中的各粒子變化及各種變化的強弱程度,由學生自主歸納出如何利用方程式表征這一工具分析溶液中存在的粒子種類。第三環節通過習題訓練,引導學生運用微粒觀、平衡觀和符號表征分析解決實際問題,分析溶液中各粒子的來源、種類和含量,各粒子的相互作用,以及外界條件如何影響平衡。在分析和解決實際問題的過程中,注重方法的提煉和應用,形成方法觀。整個復習教學運用“宏觀——微觀——符號——圖像”四重表征分析水溶液中的離子平衡。
二、教學目標
1.知識與技能
(1)從物質分類的角度準確判斷電解質在水溶液中的行為。
(2)運用方程式表征分析水溶液中的離子平衡問題。
2.過程與方法
(1)通過知識梳理,使本章知識整體化,提高歸納總結能力和運用知識能力。
(2)運用“宏觀——微觀——符號——圖像”四重表征分析水溶液中的離子平衡。
(3)運用比較、分類、歸納等方法得出電離平衡和水解平衡的本質和特征。
(4)在分析和解決實際問題的過程中,注重方法的提煉和應用,形成方法觀。
3.情感態度與價值觀
(1)在解決實際問題的過程中體驗成功的喜悅,增強學好化學的信心。
(2)重視理論聯系實際,在解決實際問題的過程中,培養運用“宏觀——微觀——符號——圖像”四重表征分析問題的意識和能力。
三、教學過程
【引入】第三章《水溶液中的離子平衡》主要研究的是電解質水溶液中各種微粒的變化。首先我們要懂得分析電解質溶于水后會發生怎樣的微觀變化。
問題1.有以下電解質:①HCl;②CH3COOH;③H2S;④NH3·H2O;⑤Na2CO3;⑥Na2S。分析它們溶于水后主要存在以下哪些微觀變化過程,填入表中。歸納電解質溶于水后的微觀變化與電解質所屬類別之間的關系。
【活動】學生回答,師生共同評價。
【過渡】要準確地判斷電解質溶于水后會發生怎樣的變化,應先準確分析電解質的類別,從而判斷電解質如何電離,然后判斷能否水解。為了準確方便地分析各溶液中存在的微粒,我們要會用方程式簡潔準確地表示出電解質溶于水后各種微觀粒子的變化。
問題2.用方程式表示出H2S溶液和Na2S溶液中存在的離子平衡,并據此分析兩種溶液中存在什么微粒。
【學生活動】用方程式表示H2S溶液和Na2S溶液中的各種粒子的變化。
【學生板書】學生代表到黑板上書寫兩種溶液中各種粒子的變化,講出溶液中含有什么微粒。
【提問】用可逆符號代表的意義和普通反應符號有何不同?分步書寫二元弱酸電離方程和二元弱酸根水解方程的原因。
【歸納】引導學生歸納各種粒子變化的強弱程度。
【板書】用“完全”“微弱”“更弱”“極弱”表示各種變化進行的程度。
【過渡】認清各種微粒變化的程度大小關系可以幫助我們比較各種粒子的含量。
【課堂練習】1.下列溶液中微粒的物質的量濃度關系正確的是
( )
A.在H2S溶液中,c(H+)>c(HS—)>c(H2S)>c(S2—)>c(OH—)
B.在Na2S溶液中,c(Na+)>c(S2—)>c(OH—)>c(HS—)>c(H2S)>c(H+)
C.在Na2S溶液中,c(Na+)=2c(S2—)+c(HS—)+c(H2S)
D.在Na2S溶液中,c(Na+)+c(H+)=2c(S2—)+2c(HS—)+c(OH—)
【學生活動】請學生到黑板上利用板書的方程式解釋A、B選項中H2S溶液、Na2S溶液的各粒子濃度關系。
【出題意圖及解題點評】A、B選項考查如何判斷離子濃度大小,引導學生在解題過程中歸納判斷離子濃度大小的方法:根據溶質、溶劑所屬類別推斷溶液中存在的微粒變化過程和變化程度(可以方程式輔助分析),從而推導各粒子的含量。C、D選項考查粒子濃度大小的等量關系,引導學生分析設計離子濃度等量關系時需考慮三大守恒關系,若等號一端各項中都含有同種元素時則考慮原子守恒,若等號一端全部是陰離子或陽離子則首先考慮電荷守恒。
【過渡】方程式能準確反映各種微粒變化的本質和特征,不但可以幫助我們分析各種粒子的濃度關系,還有利于幫助我們準確分析外界條件如何影響平衡的習題。
2.關于濃度均為0.1mol/L的三種溶液:①H2S水溶液;②氫氧化鈉溶液;③Na2S水溶液,下列說法正確的是( )
A.常溫下,水電離出來的c(OH—):①<③<②
B.加入少量NaOH固體能使Na2S溶液的c(Na+)增大,c(S2—)減少
C.升溫能使Na2S溶液的c(S2—)與c(Na+)均增大
D.加水不斷稀釋H2S水溶液,Ka(H2S)不變,溶液中c(H+)減小,c(OH—)增大
【出題意圖及解題點評】A選項考查溶質對水的電離平衡的影響。引導學生解題后將拓展歸納哪一類溶質抑制水的電離,哪一類溶質促進水電離。B選項考查外界條件對平衡的影響,學生需要清晰完全電離和電離平衡的差別。學生需要清晰Na2S的電離非可逆過程,不受外界條件影響,S2—的水解受外界條件的影響,影響規律符合平衡移動原理。C選項考查完全電離和水解平衡的特征,學生需要清晰Na2S的電離非可逆過程,升溫c(Na+)不變,S2—的水解受促進,c(S2—)減少。D項考查稀釋對平衡移動的影響以及對離子濃度的影響。
【鞏固練習】
1.常溫下,向20.00mL0.1mol·L—1的CH3COOH溶液中,逐滴滴入0.1mol·L—1的NaOH溶液,溶液pH的變化曲線如下圖。下列說法正確的是( )
A.A點所示溶液中:c(CH3COO—)>c(CH3COOH)
B.B點所示溶液中:c(CH3COO—)=c(Na+)>c(H+)=c(OH—)
C.C點所示溶液中:c(Na+)>c(OH—)>c(CH3COO—)>c(H+)
D.A點所示溶液中的c(CH3COO—)與C點所示溶液中的
c(CH3COO—)相等
【出題意圖及解題點評】復習圖像題,理論聯系實際,培養學生從圖像表征認識反應過程的能力,引導學生掌握分析溶液混合后粒子濃度大小關系的方法。溶液混合后粒子濃度關系的判斷方法:先分析混合后是否反應→反應后的溶質是什么→溶液中各粒子的來源與含量。
四、教學反思
本節課通過三個環節的問題驅動,引導學生自主從溶質物質分類的本質判斷電解質在水溶液中的行為。通過舉例分析,有效引導學生運用微粒觀、平衡觀和符號表征分析解決實際問題,在分析和解決實際問題的過程中,注重方法的提煉和應用,形成方法觀,從而提高學生分析問題和解決問題的能力。學生課堂活躍,主動性強,知識掌握較好。
(作者單位 廣東省廣州市第三中學)