“難溶電解質溶解平衡”教學設計

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“難溶電解質溶解平衡”教學設計

◇北京杜明妍1指導教師王春2莘贊梅2

1教學背景分析

1.1學習內容分析

本教學內容為人教版高中化學《選修4》 第3章第4節“難溶電解質溶解平衡”第2課時教學案例．本章內容實際上是應用前一章所學的化學平衡理論,探討水溶液中離子間的相互作用,內容比較豐富,理論與實際、知識與技能兼而有之．

1.2學生情況分析

學生學習了化學平衡移動理論,并能夠應用理論分析、解釋水溶液中離子反應．具有一定類比、分析、概括能力,微觀思維、抽象思維能力．

2教學目標設計

2.1知識與技能

1) 理解難溶電解質的溶解平衡.

2) 應用平衡移動原理分析沉淀溶解、沉淀轉化的實質．

2.2過程與方法

1) 通過對實際問題的分析，形成用沉淀溶解平衡原理解決實際問題的一般方法.

2) 通過認知沖突設置和數字化實驗及解決問題的過程,形成科學探究意識．

2.3情感態度與價值觀

通過對生活中與沉淀溶解平衡有關的某些現象的討論,使學生體會到化學對于提高人類生活質量的作用,激發學生學習化學的熱情．

3教學重點難點

3.1教學重點

用難溶電解質溶解平衡的方程式表達實驗現象.

3.2教學難點

用難溶電解質溶解平衡解決沉淀的溶解、沉淀的轉化等實際問題的一般方法．

4教學過程設計

環節1承上啟下,創設情境,激發興趣,引入新課.

【提出問題】 上節課學習了水滴石穿的原因,我們可以再往后想一下,Ca2+以可溶性碳酸氫鹽進入溶液,那之后水去哪了?

【演示實驗1】 測定生水和蒸餾水的電導率.

【PPT展示】 水垢主要成分是Mg(OH)2、CaCO3和CaSO4(少量),水垢量和水垢危害介紹,所以鍋爐除垢勢在必行!

【設計意圖】 承上啟下，創設情境，從學生熟悉的生活情境入手，激發學生解決實際問題的欲望.

環節2以鍋爐除垢為情境,建立用難溶電解質溶解平衡解決問題的一般方法.

【提出任務】 化學法除鍋爐水垢，如圖1所示.

圖1

【設計意圖】 認知沖突驅動學生進入“發現問題、尋找難溶電解質溶解平衡的”情境.

圖2

【演示實驗2】 向飽和CaSO4溶液中滴加一滴飽和Na2CO3溶液測反應過程中濁度變化，如圖2所示．

【學生活動】 結合化學用語從難溶電解質溶解平衡的角度解釋加入飽和Na2CO3溶液的作用．

CaSO4(s)

CaCO3(s).

【設計意圖】 通過對數字化實驗事實分析體驗用難溶電解質溶解平衡解決實際問題,實現從宏觀認識到微觀解釋再到符號表達的三重認知方式．突破教學重點難點,為下面教學環節做鋪墊．

【提出任務】 化學法除鍋爐水垢，如圖3所示.

圖3

【學生活動】 結合化學用語從CaCO3、Mg(OH)2難溶電解質溶解平衡的角度分析水垢溶解.

【設計意圖】 鞏固難溶電解質溶解平衡方程式的書寫,強化分析思路與符號表達的統一．

環節3提出新問題,鞏固一般方法的應用.

【提出任務】 化學法除鍋爐水垢，如圖4所示.

圖4

除水垢的第2步,有些廠家用NH4Cl溶液替換鹽酸溶液也能達到水垢溶解的目的,分析可能原因．

【學生活動】 分組討論沉淀溶解的原因,引發下一環節.

【演示實驗3】 向盛有Mg(OH)2懸濁液中分別加1mL等量的4mol·L-1NH4Cl溶液和等pH的鹽酸和醋酸觀察反應過程中濁度變化,如圖5所示．

【演示實驗4】 向Mg(OH)2懸濁液中分別加1mL等量的4mol·L-1NH4Cl溶液和CH3COONH4溶液觀察反應過程中濁度變化,如圖6所示．

圖5　　　　　　　　　圖6

【學生活動】 結合必要的化學用語,分別從CaCO3、Mg(OH)2難溶電解質溶解平衡的角度分析水垢溶解.

Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-

2NH3·H2O

【設計意圖】 給學生充分發散思維的空間,鼓勵學生大膽預測．借助數字化實驗實現從宏觀分析到微觀的過渡．

【總結提升】 加入某些溶劑與難溶電解質電離出的離子反應生成弱酸弱堿和水這些弱電解質,弱電解質更難釋放出相應離子,從而使難溶電解質向沉淀溶解的方向移動,直至完全溶解,只要試劑足量沉淀可以完全溶解．從反應物和生成物的角度看難溶電解質會向生成(水、弱酸、弱堿)弱電解質的方向移動,豐富了復分解反應的定義．

環節4難溶電解質溶解平衡分析方法提煉.

【提出任務】 水垢顏色分析.

觀察鍋爐中水垢的顏色猜測水溝中還可能含有哪些物質?根據Ksp猜測一旦鐵腐蝕變成Fe3+可能會發生什么變化?

【演示實驗5】 向盛有1mL0.1mol·L-1MgCl2溶液的試管中滴加1或2滴 2mol·L-1NaOH溶液,觀察現象．再向試管中滴加2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,靜置．

【學生活動】 根據實驗現象,分析所發生的反應,用平衡移動原理結合化學用語分析、解釋.

3Mg(OH)2(s)3Mg2++6OH-

2Fe(OH)3

一般情況下,可以看到物質從難溶向更難溶轉化,溶解度差別越大,轉化越完全．一般認為溶液中離子濃度小于1×10-5mol·L-1時沉淀完全．通過以上的學習知道沉淀的生成、轉化和溶解實際上就是難溶電解質溶解平衡的建立和移動.

【設計意圖】 借助實驗樹立證據意識,用已有的基本思路和方法深化難溶電解質溶解平衡的應用,完善學生解決實際問題的思路方法．

環節5總結提升.

解決難溶電解質溶解平衡的一般思路為:看到粒子—找到平衡—發現條件—想到移動．萬物在自然力量的作用下永恒處于“平衡→不平衡→新平衡→……”的循環過程中．

【設計意圖】 用核心概念指導難溶電解質溶解平衡的學習,以微粒觀、平衡觀為統領,最終解決難溶電解質溶解問題的一般思路和方法．

5教學設計特色說明

本教學設計采用問題驅動,多個情境引發學生主動思考,用數字化實驗突破教學重點,降低思維難度,使學生在理解過程中達到比課本實驗更好的效果,使生澀的實驗簡單明了,引導學生的思維從宏觀過渡到微觀,從微觀過渡到符號表達的統一．