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“難溶電解質(zhì)溶解平衡”教學(xué)設(shè)計(jì)

◇北京杜明妍1指導(dǎo)教師王春2莘贊梅2

1教學(xué)背景分析

1.1學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

本教學(xué)內(nèi)容為人教版高中化學(xué)《選修4》 第3章第4節(jié)“難溶電解質(zhì)溶解平衡”第2課時(shí)教學(xué)案例．本章內(nèi)容實(shí)際上是應(yīng)用前一章所學(xué)的化學(xué)平衡理論,探討水溶液中離子間的相互作用,內(nèi)容比較豐富,理論與實(shí)際、知識與技能兼而有之．

1.2學(xué)生情況分析

學(xué)生學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡移動理論,并能夠應(yīng)用理論分析、解釋水溶液中離子反應(yīng)．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(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

2.1知識與技能

1) 理解難溶電解質(zhì)的溶解平衡.

2) 應(yīng)用平衡移動原理分析沉淀溶解、沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)．

2.2過程與方法

1) 通過對實(shí)際問題的分析，形成用沉淀溶解平衡原理解決實(shí)際問題的一般方法.

2) 通過認(rèn)知沖突設(shè)置和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)及解決問題的過程,形成科學(xué)探究意識．

2.3情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過對生活中與沉淀溶解平衡有關(guān)的某些現(xiàn)象的討論,使學(xué)生體會到化學(xué)對于提高人類生活質(zhì)量的作用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情．

3教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

3.1教學(xué)重點(diǎn)

用難溶電解質(zhì)溶解平衡的方程式表達(dá)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

3.2教學(xué)難點(diǎn)

用難溶電解質(zhì)溶解平衡解決沉淀的溶解、沉淀的轉(zhuǎn)化等實(shí)際問題的一般方法．

4教學(xué)過程設(shè)計(jì)

環(huán)節(jié)1承上啟下,創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)興趣,引入新課.

【提出問題】 上節(jié)課學(xué)習(xí)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(jìn)入溶液,那之后水去哪了?

【演示實(shí)驗(yàn)1】 測定生水和蒸餾水的電導(dǎo)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(shè)計(jì)意圖】 承上啟下，創(chuàng)設(shè)情境，從學(xué)生熟悉的生活情境入手，激發(fā)學(xué)生解決實(shí)際問題的欲望.

環(huán)節(jié)2以鍋爐除垢為情境,建立用難溶電解質(zhì)溶解平衡解決問題的一般方法.

【提出任務(wù)】 化學(xué)法除鍋爐水垢，如圖1所示.

圖1

【設(shè)計(jì)意圖】 認(rèn)知沖突驅(qū)動學(xué)生進(jìn)入“發(fā)現(xiàn)問題、尋找難溶電解質(zhì)溶解平衡的”情境.

圖2

【演示實(shí)驗(yàn)2】 向飽和CaSO4溶液中滴加一滴飽和Na2CO3溶液測反應(yīng)過程中濁度變化，如圖2所示．

【學(xué)生活動】 結(jié)合化學(xué)用語從難溶電解質(zhì)溶解平衡的角度解釋加入飽和Na2CO3溶液的作用．

CaSO4(s)

CaCO3(s).

【設(shè)計(jì)意圖】 通過對數(shù)字化實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析體驗(yàn)用難溶電解質(zhì)溶解平衡解決實(shí)際問題,實(shí)現(xiàn)從宏觀認(rèn)識到微觀解釋再到符號表達(dá)的三重認(rèn)知方式．突破教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn),為下面教學(xué)環(huán)節(jié)做鋪墊．

【提出任務(wù)】 化學(xué)法除鍋爐水垢，如圖3所示.

圖3

【學(xué)生活動】 結(jié)合化學(xué)用語從CaCO3、Mg(OH)2難溶電解質(zhì)溶解平衡的角度分析水垢溶解.

【設(shè)計(jì)意圖】 鞏固難溶電解質(zhì)溶解平衡方程式的書寫,強(qiáng)化分析思路與符號表達(dá)的統(tǒng)一．

環(huán)節(jié)3提出新問題,鞏固一般方法的應(yīng)用.

【提出任務(wù)】 化學(xué)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(dá)到水垢溶解的目的,分析可能原因．

【學(xué)生活動】 分組討論沉淀溶解的原因,引發(fā)下一環(huán)節(jié).

【演示實(shí)驗(yàn)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(yīng)過程中濁度變化,如圖5所示．

【演示實(shí)驗(yàn)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(yīng)過程中濁度變化,如圖6所示．

圖5　　　　　　　　　圖6

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

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

2NH3·H2O

【設(shè)計(jì)意圖】 給學(xué)生充分發(fā)散思維的空間,鼓勵(lì)學(xué)生大膽預(yù)測．借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)從宏觀分析到微觀的過渡．

【總結(jié)提升】 加入某些溶劑與難溶電解質(zhì)電離出的離子反應(yīng)生成弱酸弱堿和水這些弱電解質(zhì),弱電解質(zhì)更難釋放出相應(yīng)離子,從而使難溶電解質(zhì)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(yīng)物和生成物的角度看難溶電解質(zhì)會向生成(水、弱酸、弱堿)弱電解質(zhì)的方向移動,豐富了復(fù)分解反應(yīng)的定義．

環(huán)節(jié)4難溶電解質(zhì)溶解平衡分析方法提煉.

【提出任務(wù)】 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(zhì)?根據(jù)Ksp猜測一旦鐵腐蝕變成Fe3+可能會發(fā)生什么變化?

【演示實(shí)驗(yàn)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(xiàn)象．再向試管中滴加2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,靜置．

【學(xué)生活動】 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析所發(fā)生的反應(yīng),用平衡移動原理結(jié)合化學(xué)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(zhì)從難溶向更難溶轉(zhuǎn)化,溶解度差別越大,轉(zhuǎn)化越完全．一般認(rèn)為溶液中離子濃度小于1×10-5mol·L-1時(shí)沉淀完全．通過以上的學(xué)習(xí)知道沉淀的生成、轉(zhuǎn)化和溶解實(shí)際上就是難溶電解質(zhì)溶解平衡的建立和移動.

【設(shè)計(jì)意圖】 借助實(shí)驗(yàn)樹立證據(jù)意識,用已有的基本思路和方法深化難溶電解質(zhì)溶解平衡的應(yīng)用,完善學(xué)生解決實(shí)際問題的思路方法．

環(huán)節(jié)5總結(jié)提升.

解決難溶電解質(zhì)溶解平衡的一般思路為:看到粒子—找到平衡—發(fā)現(xiàn)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(huán)過程中．

【設(shè)計(jì)意圖】 用核心概念指導(dǎo)難溶電解質(zhì)溶解平衡的學(xué)習(xí),以微粒觀、平衡觀為統(tǒng)領(lǐng),最終解決難溶電解質(zhì)溶解問題的一般思路和方法．

5教學(xué)設(shè)計(jì)特色說明

本教學(xué)設(shè)計(jì)采用問題驅(qū)動,多個(gè)情境引發(fā)學(xué)生主動思考,用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)突破教學(xué)重點(diǎn),降低思維難度,使學(xué)生在理解過程中達(dá)到比課本實(shí)驗(yàn)更好的效果,使生澀的實(shí)驗(yàn)簡單明了,引導(dǎo)學(xué)生的思維從宏觀過渡到微觀,從微觀過渡到符號表達(dá)的統(tǒng)一．