[教學設計]難溶電解質的溶解平衡

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二 來源: 高中學習網(wǎng)
 

 

(一)指導思想與理論依據(jù)

 

理論研究的作用是發(fā)展認識和指導應用,體現(xiàn)科學本質和科學價值。電解質在溶液中的變化過程涉及的原理較多,只有揭示其過程的本質,掌握變化的規(guī)律,才能形成較好的研究方法和策略,學生才能基于一般原理,解決多樣化的具體問題。本節(jié)課力圖通過沉淀溶解平衡模型的形成,幫助學生從微觀角度理解沉淀溶解平衡的動態(tài)過程。通過硬水軟化和除水垢問題的探究,幫助學生深化對沉淀溶解平衡的理解,學習應用理論解決實際問題的方法。最終建立對復分解反應發(fā)生條件的新認識。

 

(二)教學背景分析

 

1.學情分析

 

學習者為北京市高中示范校學生,具有較好的知識基礎和較高的學習能力。已經(jīng)學習了復分解反應、化學平衡、弱電解質的電離平衡、水的電離平衡、鹽類的水解平衡等相關知識,并具備應用其解決簡單實際問題的能力。在本節(jié)中,學生將繼續(xù)應用化學平衡的觀點研究新的一類平衡——沉淀溶解平衡。此前,學生已學習了沉淀生成和溶解的初步知識,通過本節(jié)課的學習,完善學生對與沉淀相關的生成、溶解、轉化過程的認識,深刻理解復分解反應的本質。

 

2.教材分析

 

本節(jié)是人民教育出版社普通高中課程標準實驗教科書《化學反應原理(選修)》第三章水溶液中的離子平衡中的第四節(jié)難溶電解質的溶解平衡,是本章的最后一部分,包括沉淀溶解平衡及沉淀溶解平衡的應用。難溶電解質在水中也會建立一種動態(tài)平衡,這種動態(tài)平衡和化學平衡、電離平衡一樣合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律。學生通過“沉淀溶解平衡”的學習,可以更全面的了解水溶液中離子平衡相關的理論,更為透徹地理解在溶液中發(fā)生離子反應的原理。

 

3.教學策略分析

 

(1)基于學生已有知識,形成概念、發(fā)展認識。

 

 ①通過AgCl轉化為AgI 的實驗,形成認知沖突,建立沉淀溶解平衡模型。

 

 ②在解決硬水軟化及鍋爐除水垢的實際問題中,鞏固和應用沉淀溶解平衡相關知識。

 

 ③在沉淀溶解平衡建立、深化和應用的過程中,加深對復分解反應發(fā)生條件的理解。

 

(2)在系列實驗活動中,體驗研究方法。

 

 ①對比實驗:AgCl轉化為AgI、CaCO3和CaSO4溶解性、CaCO3和CaSO4加稀鹽酸。

 

 ②實驗探究:通過實驗2、實驗3、實驗4系列實驗探究,深化對沉淀溶解平衡的認識,體驗科學研究的過程。

 

(3)學生活動設計

 

通過以系列實驗為主線的探究活動,將沉淀溶解平衡建立、理解和應用形成問題串,由簡單到復雜、由單一到綜合,符合學生認知規(guī)律。 

 

【實驗1】AgCl轉化為AgI。引出問題,建立模型。 

 

【實驗2】選擇試劑沉淀Ca2+。進行實驗、得出沉淀法除去雜質離子試劑選擇的原則。 

 

【實驗3】CaCO3和CaSO4溶解實驗。加深對溶解過程平衡移動的認識,用實驗引導學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。

 

【實驗4】如何除去CaSO4的實驗探究。以本節(jié)課所學知識為基礎,提出假設、設計方案、 進行實驗、得出結論。

 

在實驗2、3、4中,將硬水軟化、鍋爐除水垢的實際問題轉化為實驗問題,形成問題串,將沉淀的生成、溶解、轉化進行整合,引導學生逐步深入理解沉淀溶解平衡,并學習實驗研究的方法,形成應用沉淀溶解平衡解決問題的能力。

 

4.教學重難點

 

 教學重點:難溶電解質溶解平衡模型的建立和應用

 

 教學難點:利用沉淀溶解平衡的原理解決實際問題

 

(三)教學目標設計

 

知識與技能

 

1.初步理解沉淀溶解平衡原理,能從宏觀、微觀、符號三個角度描述沉淀溶解平衡。

 

2.能初步運用難溶電解質的溶解平衡解釋簡單的實驗現(xiàn)象。

 

3.能運用平衡移動原理解釋復分解反應發(fā)生的條件。

 

過程與方法

 

1.在解決CaSO4沉淀轉化問題的過程中,體驗科學探究的過程。

 

2.在CaCO3、CaSO4的生成、溶解、轉化實驗中,學習控制變量的方法。

 

情感態(tài)度與價值觀

 

   通過沉淀溶解平衡原理在生產(chǎn)、生活中的應用,體驗平衡理論對實踐的指導作用,激發(fā)學習化學的熱情。

 

 

(四)教學過程

教學流程示意圖

 

 

教學環(huán)節(jié)

教 師 活 動

學 生 活 動

設計意圖

 

環(huán)節(jié)1

引入

【引入】

在過量NaCl與AgNO3反應后的溶液中存在哪些陽離子?

思考:反應后溶液中存在哪些陽離子?

預期回答:

Na+、H+、Ag+或Na+、H+

 

以學生熟知的反應提出問題,激發(fā)思考,引出新課。

 

 

 

 

 

 

 

 

環(huán)節(jié)2

建立和表達難溶電解質的溶解平衡

 

 

【指導實驗】

指導學生完成實驗及交流

【進行實驗】取2mLNaCl溶液于試管中,滴加幾滴AgNO3溶液,分成兩份,然后向其中一支試管中滴加幾滴KI溶液。觀察、對比、記錄實驗現(xiàn)象。寫出離子方程式。

【交流】實驗現(xiàn)象 

 

 

通過實驗形成與學生原有認識的沖突,激發(fā)學生深入思考

【引導討論】結合所學知識對上述現(xiàn)象作出合理解釋,在小組內交流。問題:AgI是如何生成的?Ag+從何而來?

【板書】

難溶電解質的溶解平衡

一、難溶電解質的沉淀溶解平衡

【思考表達】

通過分析、討論,初步形成難溶電解質存在溶解平衡的概念。

提出問題。確定研究對象——AgCl平衡系統(tǒng)。

【引導討論】指導學生進行小組討論,從宏觀、微觀、符號三個角度描述沉淀溶解平衡。

【展示】學生討論結果

【板書】

  

【小組討論】

宏觀(語言描述):

微觀(圖示):

符號:

 

 

【思考】分析沉淀轉化過程

 

基于對以前所學相關平衡自主形成對難溶電解質溶解平衡的表述。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

環(huán)節(jié)3

沉淀溶解平衡的應用

【過渡】

講述

【板書】

二、沉淀溶解平衡的應用

【思考】應用沉淀溶解平衡能解決哪些問題?如何解決?

引導學生將注意力轉向建立理論的使用價值方面。

【講述】自然界的水多為硬水,含有較多的Ca2+、Mg2+,常利用生成沉淀的方法將其除去。

【指導實驗】Ca2+分別與同濃度CO32-和SO42-溶液的反應。

【問題】除去水中的Ca2+應選擇哪一種試劑?依據(jù)是什么?試劑選擇的原則是什么?

【板書】1.沉淀的生成

【進行實驗】記錄實驗現(xiàn)象和所用試劑量,寫出反應的離子方程式。

 

【匯報】看到沉淀,所用試劑量SO42-遠大于CO32-。

【思考回答】用CO32-除去Ca2+,選擇的原則是生成物溶解度更小。

 

用所學理論知識解決實際生活問題,

 

加深對沉淀生成的認識。

【過渡】

【問題情景】鍋爐水垢既會降低燃料的利用率,造成能源浪費,還會影響鍋爐的使用壽命,造成安全隱患,因此要定期清除。水垢的主要成分是CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2。如何除去水垢?

【指導實驗】

碳酸鈣和硫酸鈣分別加入稀鹽酸。

【交流展示】學案

【板書】2.沉淀的溶解

 

 

 

 

 

 

用酸。

觀察。思維沖突:有沉淀不能被酸溶解,分析應該是那種物質。

 

【進行實驗】從微觀角度解釋CaCO3溶于稀鹽酸。用化學用語表達,用化學語言描述。

 

 

STS教育

 

加深學生對溶解平衡的認識,意識到溶解實質是沉淀溶解平衡向溶解方向移動。

【引導】提出問題

【引導探究】

【板書】3.沉淀的轉化

提出假設、設計方案、交流討論進行實驗、得出結論。

用離子方程式表示實驗原理,用符號和化學語言分析反應過程。

學生體驗探究過程,深化對沉淀轉化的理解。

環(huán)節(jié)4

深化

認識

【小結】復分解反應發(fā)生條件的進一步認識。

【思考】認識溶液中復分解反應發(fā)生條件的本質是平衡的移動。生成更難溶、更易揮發(fā)或更難電離的物質。

拓寬和加深對復分解反應的認識。

(五)學習效果評價設計

根據(jù)新課標要求,本節(jié)課學生學業(yè)評價主要有兩方面:一方面是紙筆評價,另一方面是過程表現(xiàn)性評價。紙筆評價是通過思考題或測試題看學生對本節(jié)課知識點掌握的情況,是否達到知識與技能目標。過程表現(xiàn)性評價是反映學生學習本節(jié)課的過程情況,是否達到情感態(tài)度與價值觀目標。上面兩方面綜合對學生進行評價,量化評價與質性評價的結合。

【知識與技能評價】

 牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH(羥基磷灰石)的物質保護著,它在唾液中存在如下平衡:

 Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+ (aq)+ 3PO43-(aq)+ OH-(aq)。

1. 進食后,細菌和酶作用于食物,產(chǎn)生有機酸,這時牙齒就會受到腐蝕,其原因是:______________________________________;

2. 根據(jù)羥基磷灰石的平衡體系,你能想到用什么方法保護牙齒?____________________;

3. 已知Ca5(PO4)3F(氟磷酸鈣)的溶解度比Ca5(PO4)3OH(羥基磷灰石)更小,請你解釋使用適量的含氟牙膏能防止齲齒的原因,并嘗試寫出反應離子方程式。

【過程性評價】

通過本節(jié)課的學習,你認為你能做到的是(         )。

A.能寫出難溶電解質溶解平衡的表達式,并說出其含義

B.能運用平衡觀點解釋沉淀生成、溶解和轉化的本質

C.通過對實驗的比較分析,能歸納出電解質在溶液中反應的本質過程是平衡的移動

D.對難溶電解質在溶液中的行為提出假設和證據(jù),并能分析理論模型的合理性

E.能描述物質溶解性相對大小、沉淀與溶解等的辯證關系

F.能體會到平衡理論在解決生活中實際問題時的指導作用

 

(六)教學反思

本節(jié)課教學充分體現(xiàn)了新課程理念,實驗探究與思維探究并重,注重培養(yǎng)了學生的自主探究能力,注重了學生的個性體驗,充分調動了學生的主動性和積極性。在教學過程中,教師以化學知識為載體,積極創(chuàng)設問題情景,讓學生自己思考設計,充分發(fā)揮學生的主體地位,多讓學生或引導學生書寫或表達,強化思維加工和知識獲取的過程,讓學生在自主探究和問題驅動下感悟知識、形成方法,使知識結構化,最終讓學生得到的不僅僅是知識,更重要的是獲取知識的方法和成功體驗。這樣的課師生互動效果較好,學生動手、表達、交流的能力得到了鍛煉和展示,并且對于學生科學素養(yǎng)的提高非常有益。這節(jié)課由表及里,由易到難,一步一步地探討沉淀溶解平衡及其移動的本質。

 

【附件1:板書設計】

【板書設計】

難溶電解質的溶解平衡

一、難溶電解質的沉淀溶解平衡

    

二、沉淀反應的應用

1.沉淀的生成

Ca2++CO32-=CaCO3↓

Ca2++SO42-=CaSO4↓

2.沉淀的溶解

3.沉淀的轉化

 

 

【附件2:學案】

思考:過量NaCl溶液和AgNO3溶液反應后,溶液中的陽離子有哪些?_______________。

【實驗1】

現(xiàn)象:

離子方程式:

 

文字解釋:

 

 

AgCl溶解平衡的符號表征:

 

 

【實驗2】

注意比較兩種溶液用量差異

現(xiàn)象:

 

離子方程式:

 

文字解釋:

 

 

【實驗3】

現(xiàn)象:

 

離子方程式:

用平衡理論解釋CaCO3溶于稀鹽酸(符號表達):

 

 

 

 

【實驗4】除去CaSO4的實驗探究

 

 

 

 

 

 

 

畫出實驗操作示意圖

現(xiàn)象:

 

實驗原理(離子方程式)

 

反應過程分析(符號表達、語言描述)

 

 

 

 


本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoer/78534.html

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