(一)指導(dǎo)思想與理論依據(jù)
理論研究的作用是發(fā)展認(rèn)識(shí)和指導(dǎo)應(yīng)用,體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)和科學(xué)價(jià)值。電解質(zhì)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(zhì),掌握變化的規(guī)律,才能形成較好的研究方法和策略,學(xué)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(xué)生從微觀角度理解沉淀溶解平衡的動(dòng)態(tài)過程。通過硬水軟化和除水垢問題的探究,幫助學(xué)生深化對(duì)沉淀溶解平衡的理解,學(xué)習(xí)應(yīng)用理論解決實(shí)際問題的方法。最終建立對(duì)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生條件的新認(rèn)識(shí)。
(二)教學(xué)背景分析
1.學(xué)情分析
學(xué)習(xí)者為北京市高中示范校學(xué)生,具有較好的知識(shí)基礎(chǔ)和較高的學(xué)習(xí)能力。已經(jīng)學(xué)習(xí)了復(fù)分解反應(yīng)、化學(xué)平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡、水的電離平衡、鹽類的水解平衡等相關(guān)知識(shí),并具備應(yīng)用其解決簡單實(shí)際問題的能力。在本節(jié)中,學(xué)生將繼續(xù)應(yīng)用化學(xué)平衡的觀點(diǎn)研究新的一類平衡——沉淀溶解平衡。此前,學(xué)生已學(xué)習(xí)了沉淀生成和溶解的初步知識(shí),通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),完善學(xué)生對(duì)與沉淀相關(guān)的生成、溶解、轉(zhuǎn)化過程的認(rèn)識(shí),深刻理解復(fù)分解反應(yīng)的本質(zhì)。
2.教材分析
本節(jié)是人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)反應(yīng)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(zhì)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(yīng)用。難溶電解質(zhì)在水中也會(huì)建立一種動(dòng)態(tài)平衡,這種動(dòng)態(tài)平衡和化學(xué)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(xué)生通過“沉淀溶解平衡”的學(xué)習(xí),可以更全面的了解水溶液中離子平衡相關(guān)的理論,更為透徹地理解在溶液中發(fā)生離子反應(yīng)的原理。
3.教學(xué)策略分析
(1)基于學(xué)生已有知識(shí),形成概念、發(fā)展認(rèn)識(shí)。
①通過AgCl轉(zhuǎn)化為AgI 的實(shí)驗(yàn),形成認(rèn)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(shí)際問題中,鞏固和應(yīng)用沉淀溶解平衡相關(guān)知識(shí)。
③在沉淀溶解平衡建立、深化和應(yīng)用的過程中,加深對(duì)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生條件的理解。
(2)在系列實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,體驗(yàn)研究方法。
①對(duì)比實(shí)驗(yàn):AgCl轉(zhuǎn)化為AgI、CaCO3和CaSO4溶解性、CaCO3和CaSO4加稀鹽酸。
②實(shí)驗(yàn)探究:通過實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3、實(shí)驗(yàn)4系列實(shí)驗(yàn)探究,深化對(duì)沉淀溶解平衡的認(rèn)識(shí),體驗(yàn)科學(xué)研究的過程。
(3)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
通過以系列實(shí)驗(yàn)為主線的探究活動(dòng),將沉淀溶解平衡建立、理解和應(yīng)用形成問題串,由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合,符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。
【實(shí)驗(yàn)1】AgCl轉(zhuǎn)化為AgI。引出問題,建立模型。
【實(shí)驗(yàn)2】選擇試劑沉淀Ca2+。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出沉淀法除去雜質(zhì)離子試劑選擇的原則。
【實(shí)驗(yàn)3】CaCO3和CaSO4溶解實(shí)驗(yàn)。加深對(duì)溶解過程平衡移動(dòng)的認(rèn)識(shí),用實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。
【實(shí)驗(yàn)4】如何除去CaSO4的實(shí)驗(yàn)探究。以本節(jié)課所學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ),提出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論。
在實(shí)驗(yàn)2、3、4中,將硬水軟化、鍋爐除水垢的實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)問題,形成問題串,將沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化進(jìn)行整合,引導(dǎo)學(xué)生逐步深入理解沉淀溶解平衡,并學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究的方法,形成應(yīng)用沉淀溶解平衡解決問題的能力。
4.教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):難溶電解質(zhì)溶解平衡模型的建立和應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn):利用沉淀溶解平衡的原理解決實(shí)際問題
(三)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)
知識(shí)與技能
1.初步理解沉淀溶解平衡原理,能從宏觀、微觀、符號(hào)三個(gè)角度描述沉淀溶解平衡。
2.能初步運(yùn)用難溶電解質(zhì)的溶解平衡解釋簡單的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
3.能運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件。
過程與方法
1.在解決CaSO4沉淀轉(zhuǎn)化問題的過程中,體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。
2.在CaCO3、CaSO4的生成、溶解、轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,學(xué)習(xí)控制變量的方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過沉淀溶解平衡原理在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用,體驗(yàn)平衡理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)作用,激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。
(四)教學(xué)過程
教學(xué)流程示意圖
教學(xué)環(huán)節(jié)
教 師 活 動(dòng)
學(xué) 生 活 動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
環(huán)節(jié)1
引入
【引入】
在過量NaCl與AgNO3反應(yīng)后的溶液中存在哪些陽離子?
思考:反應(yīng)后溶液中存在哪些陽離子?
預(yù)期回答:
Na+、H+、Ag+或Na+、H+
以學(xué)生熟知的反應(yīng)提出問題,激發(fā)思考,引出新課。
環(huán)節(jié)2
建立和表達(dá)難溶電解質(zhì)的溶解平衡
【指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)】
指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)及交流
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】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(duì)比、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。寫出離子方程式。
【交流】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
通過實(shí)驗(yàn)形成與學(xué)生原有認(rèn)識(shí)的沖突,激發(fā)學(xué)生深入思考
【引導(dǎo)討論】結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)上述現(xiàn)象作出合理解釋,在小組內(nèi)交流。問題:AgI是如何生成的?Ag+從何而來?
【板書】
難溶電解質(zhì)的溶解平衡
一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡
【思考表達(dá)】
通過分析、討論,初步形成難溶電解質(zhì)存在溶解平衡的概念。
提出問題。確定研究對(duì)象——AgCl平衡系統(tǒng)。
【引導(dǎo)討論】指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論,從宏觀、微觀、符號(hào)三個(gè)角度描述沉淀溶解平衡。
【展示】學(xué)生討論結(jié)果
【板書】
【小組討論】
宏觀(語言描述):
微觀(圖示):
符號(hào):
【思考】分析沉淀轉(zhuǎn)化過程
基于對(duì)以前所學(xué)相關(guān)平衡自主形成對(duì)難溶電解質(zhì)溶解平衡的表述。
環(huán)節(jié)3
沉淀溶解平衡的應(yīng)用
【過渡】
講述
【板書】
二、沉淀溶解平衡的應(yīng)用
【思考】應(yīng)用沉淀溶解平衡能解決哪些問題?如何解決?
引導(dǎo)學(xué)生將注意力轉(zhuǎn)向建立理論的使用價(jià)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(dǎo)實(shí)驗(yàn)】Ca2+分別與同濃度CO32-和SO42-溶液的反應(yīng)。
【問題】除去水中的Ca2+應(yīng)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)】記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和所用試劑量,寫出反應(yīng)的離子方程式。
【匯報(bào)】看到沉淀,所用試劑量SO42-遠(yuǎn)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(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際生活問題,
加深對(duì)沉淀生成的認(rèn)識(shí)。
【過渡】
【問題情景】鍋爐水垢既會(huì)降低燃料的利用率,造成能源浪費(fèi),還會(huì)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(dǎo)實(shí)驗(yàn)】
碳酸鈣和硫酸鈣分別加入稀鹽酸。
【交流展示】學(xué)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(yīng)該是那種物質(zhì)。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】從微觀角度解釋CaCO3溶于稀鹽酸。用化學(xué)用語表達(dá),用化學(xué)語言描述。
STS教育
加深學(xué)生對(duì)溶解平衡的認(rèn)識(shí),意識(shí)到溶解實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡向溶解方向移動(dòng)。
【引導(dǎo)】提出問題
【引導(dǎo)探究】
【板書】3.沉淀的轉(zhuǎn)化
提出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、交流討論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論。
用離子方程式表示實(shí)驗(yàn)原理,用符號(hào)和化學(xué)語言分析反應(yīng)過程。
學(xué)生體驗(yàn)探究過程,深化對(duì)沉淀轉(zhuǎn)化的理解。
環(huán)節(jié)4
深化
認(rèn)識(shí)
【小結(jié)】復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生條件的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。
【思考】認(rèn)識(shí)溶液中復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生條件的本質(zhì)是平衡的移動(dòng)。生成更難溶、更易揮發(fā)或更難電離的物質(zhì)。
拓寬和加深對(duì)復(fù)分解反應(yīng)的認(rèn)識(shí)。
(五)學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
根據(jù)新課標(biāo)要求,本節(jié)課學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)主要有兩方面:一方面是紙筆評(píng)價(jià),另一方面是過程表現(xiàn)性評(píng)價(jià)。紙筆評(píng)價(jià)是通過思考題或測試題看學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)掌握的情況,是否達(dá)到知識(shí)與技能目標(biāo)。過程表現(xiàn)性評(píng)價(jià)是反映學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課的過程情況,是否達(dá)到情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)。上面兩方面綜合對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià),量化評(píng)價(jià)與質(zhì)性評(píng)價(jià)的結(jié)合。
【知識(shí)與技能評(píng)價(jià)】
牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH(羥基磷灰石)的物質(zhì)保護(hù)著,它在唾液中存在如下平衡:
Ca5(PO4)3OH(s)5Ca2+ (aq)+ 3PO43-(aq)+ OH-(aq)。
1. 進(jìn)食后,細(xì)菌和酶作用于食物,產(chǎn)生有機(jī)酸,這時(shí)牙齒就會(huì)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(hù)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(qǐng)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(yīng)離子方程式。
【過程性評(píng)價(jià)】
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),你認(rèn)為你能做到的是( )。
A.能寫出難溶電解質(zhì)溶解平衡的表達(dá)式,并說出其含義
B.能運(yùn)用平衡觀點(diǎn)解釋沉淀生成、溶解和轉(zhuǎn)化的本質(zhì)
C.通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的比較分析,能歸納出電解質(zhì)在溶液中反應(yīng)的本質(zhì)過程是平衡的移動(dòng)
D.對(duì)難溶電解質(zhì)在溶液中的行為提出假設(shè)和證據(jù),并能分析理論模型的合理性
E.能描述物質(zhì)溶解性相對(duì)大小、沉淀與溶解等的辯證關(guān)系
F.能體會(huì)到平衡理論在解決生活中實(shí)際問題時(shí)的指導(dǎo)作用
(六)教學(xué)反思
本節(jié)課教學(xué)充分體現(xiàn)了新課程理念,實(shí)驗(yàn)探究與思維探究并重,注重培養(yǎng)了學(xué)生的自主探究能力,注重了學(xué)生的個(gè)性體驗(yàn),充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。在教學(xué)過程中,教師以化學(xué)知識(shí)為載體,積極創(chuàng)設(shè)問題情景,讓學(xué)生自己思考設(shè)計(jì),充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,多讓學(xué)生或引導(dǎo)學(xué)生書寫或表達(dá),強(qiáng)化思維加工和知識(shí)獲取的過程,讓學(xué)生在自主探究和問題驅(qū)動(dòng)下感悟知識(shí)、形成方法,使知識(shí)結(jié)構(gòu)化,最終讓學(xué)生得到的不僅僅是知識(shí),更重要的是獲取知識(shí)的方法和成功體驗(yàn)。這樣的課師生互動(dòng)效果較好,學(xué)生動(dòng)手、表達(dá)、交流的能力得到了鍛煉和展示,并且對(duì)于學(xué)生科學(xué)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(dòng)的本質(zhì)。
【附件1:板書設(shè)計(jì)】
【板書設(shè)計(jì)】
難溶電解質(zhì)的溶解平衡
一、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡
二、沉淀反應(yīng)的應(yīng)用
1.沉淀的生成
Ca2++CO32-=CaCO3↓
Ca2++SO42-=CaSO4↓
2.沉淀的溶解
3.沉淀的轉(zhuǎn)化
【附件2:學(xué)案】
思考:過量NaCl溶液和AgNO3溶液反應(yīng)后,溶液中的陽離子有哪些?_______________。
【實(shí)驗(yàn)1】
現(xiàn)象:
離子方程式:
文字解釋:
AgCl溶解平衡的符號(hào)表征:
【實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)3】
現(xiàn)象:
離子方程式:
用平衡理論解釋CaCO3溶于稀鹽酸(符號(hào)表達(dá)):
【實(shí)驗(yàn)4】除去CaSO4的實(shí)驗(yàn)探究
畫出實(shí)驗(yàn)操作示意圖
現(xiàn)象:
實(shí)驗(yàn)原理(離子方程式)
反應(yīng)過程分析(符號(hào)表達(dá)、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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