以三氯化鐵蒸發結晶現象作為鹽類水解新授課教學素材的嘗試

何文杰　陳伯瀚

摘要：針對以解釋鹽溶液酸堿性為主的鹽類水解常規教學中存在的問題，進行教學改進。嘗試以三氯化鐵蒸發結晶現象作為鹽類水解新授課的教學素材，通過三氯化鐵、氯化鈉、硫酸鐵三種溶液蒸發結晶現象的對比和三氯化鐵結晶方法的改進討論，引發真實問題探究。介紹了該教學過程中促進學生建立水溶液問題解決思路的策略，以及提升學生水解平衡模型認知水平的策略。

關鍵詞：鹽類的水解;三氯化鐵;教學策略;水溶液

文章編號：1008-0546（ 2019） 08-0026-02

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.08.008

一、問題引出

鹽類水解的常規教學模式一般通過鹽溶液的酸堿性引發學生思考，進而分析鹽溶液中微粒種類，分析溶質和溶劑電離過程及可能存在的相互作用，并在教師幫助下建立水解平衡概念，最終利用水解平衡概念對不同鹽類物質的酸堿性等宏觀現象做出解釋與預測[1-4]。常規教學中往往存在以下問題：①只測定溶液酸堿性，缺少對水解過程更多的證據支持;②由于證據單一，學生難以從平衡的角度理解水解過程;③單純解釋酸堿性，導致探究活動中學生思考深度不足，難以調動學生學習興趣，也難以體現水解平衡的應用價值。筆者嘗試利用FeCl3、NaCl、Fe2（S04）3溶液蒸發結晶中現象的差異，引發真實問題探究，并改進上述問題。

二、教學流程概述

實驗情景：三種鹽溶液蒸發結晶現象存在差異。氯化鈉：得到白色固體，經檢驗為氯化鈉。硫酸鐵：得到白色固體，經檢驗為硫酸鐵。三氯化鐵：加熱一段時間后溶液變渾濁，生成紅色固體與酸性氣體，經檢驗紅色固體中不含Cl-。探究問題：為什么三氯化鐵溶液無法蒸發結晶？如何改進方法獲取三氯化鐵晶體？

三、教學策略分析

1.促進學生建立水溶液問題解決思路的策略

本設計通過解釋加熱FeCl3溶液時的特殊現象作為情景引入，分為四個環節：①通過討論加熱過程中發生的反應促使學生關注溶液中微粒的種類;②通過討論氯化氫揮發的原因，促使學生關注微粒的濃度及溶質與溶劑之間微粒的相互作用;③通過常溫和加熱時水解過程的比較，促使學生意識到水解是一個平衡過程;④通過對特殊現象的解釋和對獲取三氯化鐵晶體方法的討論，促使學生分析水解平衡的移動與調控方法。

通過設計以上的驅動性問題，串起了解決水溶液問題的一般思路，并將思路細化拆分，有邏輯地依次呈現給學生，從而有效地引導學生自主建立水溶液問題的分析思路。同時，問題的設置不僅僅停留在建立水解平衡，還涉及平衡移動的分析解釋與調控，使學生所形成的水溶液問題解決思路更為體系化。在課程最后，教師會要求學生闡述形成的思路，予以總結。

此外，與水解平衡常規教學的探究活動僅從鹽溶液酸堿性進行展開不同，蒸發FeCl3溶液可以給學生提供更豐富的溶質溶劑間存在相互作用的證據。同時，三種鹽溶液蒸發結晶現象的差異也可以促使學生主動對三種水溶液中微粒種類的差異作比較，對溶液中可能存在的平衡和平衡移動的影響因素進行討論，給予了學生更大的思考空間和思考深度。學生需要不斷地基于現象分析，基于實驗驗證。這種基于真實問題的解決過程，可使學生更好地建立并固化水溶液問題的解決思路。

2.提升學生水解平衡模型認知水平的策略

水解模型的認知應該包括模型理解和模型應用兩個方面。

（1）運用對比理解水解平衡。通過加熱FeCl3溶液會有氫氧化鐵生成，而加熱NaCl溶液不會有氫氧化鈉生成的對比，可使學生意識到強離子和弱離子水溶液中的差異，從而理解水解的條件。通過對加熱NaCl溶液和FeCl3溶液是否生成氯化氫的對比，使學生意識到弱離子和水反應的過程會促進水的電離，并改變溶液中H+和OH-的濃度，從而引導學生自主建構水解平衡模型，理解水解的本質。

此外，和常規教學相比，本設計更加強調學生尋找平衡的過程。引導學生通過分析水解過程涉及水的電離平衡，猜測水解過程可能是可逆過程。進而引導學生從生成物與反應物共存和不同溫度下平衡的移動兩個角度尋找水解平衡過程存在的證據，并推測該平衡過程中的能量變化。

（2）創設情境應用水解平衡。在復雜情境中應用水解模型是促使學生將平衡原理遷移至水解平衡的有效方式。難點在于如何引導學生分析和預測多平衡之間的相互影響以及在多平衡中找到主平衡，并進行調控。

例如，蒸發FeCl3溶液同時涉及Fe3+水解平衡和氯化氫的溶解平衡。兩個平衡之間存在相互影響，Fe3+的水解提高了溶液中H+濃度，促使氯化氫揮發。同時，氯化氫揮發也促進了Fe3+的水解平衡，二者相互影響，致使在加熱條件下，三氯化鐵徹底水解。通過對比Fe2（SO4）3和FeCl3溶液加熱時的現象，可以引導學生主動將平衡移動原理應用于水解平衡，對二者的現象差異進行解釋。

再如，在讓學生設計從FeCl3溶液中獲取晶體的方法時，部分學生想到提高H+濃度的方法，但卻將原因解釋為抑制了水的電離平衡，說明學生沒有準確地找到主平衡;另有部分學生提出加入氯化鈉抑制三氯化鐵的水解這一錯誤方法，說明學生沒有從弱離子和水相互作用這一本質角度理解水解平衡。通過教師的糾錯，學生可以有效地提升對水解模型的認知水平。

參考文獻

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