“难溶电解质溶解平衡”教学设计



“难溶电解质溶解平衡”教学设计

◇北京杜明妍1指导教师王春2莘赞梅2

1教学背景分析

1.1学习内容分析

本教学内容为人教版高中化学《选修4》 第3章第4节“难溶电解质溶解平衡”第2课时教学案例．本章内容实际上是应用前一章所学的化学平衡理论,探讨水溶液中离子间的相互作用,内容比较丰富,理论与实际、知识与技能兼而有之．

1.2学生情况分析

学生学习了化学平衡移动理论,并能够应用理论分析、解释水溶液中离子反应．具有一定类比、分析、概括能力,微观思维、抽象思维能力．

2教学目标设计

2.1知识与技能

1) 理解难溶电解质的溶解平衡.

2) 应用平衡移动原理分析沉淀溶解、沉淀转化的实质．

2.2过程与方法

1) 通过对实际问题的分析，形成用沉淀溶解平衡原理解决实际问题的一般方法.

2) 通过认知冲突设置和数字化实验及解决问题的过程,形成科学探究意识．

2.3情感态度与价值观

通过对生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论,使学生体会到化学对于提高人类生活质量的作用,激发学生学习化学的热情．

3教学重点难点

3.1教学重点

用难溶电解质溶解平衡的方程式表达实验现象.

3.2教学难点

用难溶电解质溶解平衡解决沉淀的溶解、沉淀的转化等实际问题的一般方法．

4教学过程设计

环节1承上启下,创设情境,激发兴趣,引入新课.

【提出问题】 上节课学习了水滴石穿的原因,我们可以再往后想一下,Ca2+以可溶性碳酸氢盐进入溶液,那之后水去哪了?

【演示实验1】 测定生水和蒸馏水的电导率.

【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绍,所以锅炉除垢势在必行!

【设计意图】 承上启下，创设情境，从学生熟悉的生活情境入手，激发学生解决实际问题的欲望.

环节2以锅炉除垢为情境,建立用难溶电解质溶解平衡解决问题的一般方法.

【提出任务】 化学法除锅炉水垢，如图1所示.

图1

【设计意图】 认知冲突驱动学生进入“发现问题、寻找难溶电解质溶解平衡的”情境.

图2

【演示实验2】 向饱和CaSO4溶液中滴加一滴饱和Na2CO3溶液测反应过程中浊度变化，如图2所示．

【学生活动】 结合化学用语从难溶电解质溶解平衡的角度解释加入饱和Na2CO3溶液的作用．

CaSO4(s)

CaCO3(s).

【设计意图】 通过对数字化实验事实分析体验用难溶电解质溶解平衡解决实际问题,实现从宏观认识到微观解释再到符号表达的三重认知方式．突破教学重点难点,为下面教学环节做铺垫．

【提出任务】 化学法除锅炉水垢，如图3所示.

图3

【学生活动】 结合化学用语从CaCO3、Mg(OH)2难溶电解质溶解平衡的角度分析水垢溶解.

【设计意图】 巩固难溶电解质溶解平衡方程式的书写,强化分析思路与符号表达的统一．

环节3提出新问题,巩固一般方法的应用.

【提出任务】 化学法除锅炉水垢，如图4所示.

图4

除水垢的第2步,有些厂家用NH4Cl溶液替换盐酸溶液也能达到水垢溶解的目的,分析可能原因．

【学生活动】 分组讨论沉淀溶解的原因,引发下一环节.

【演示实验3】 向盛有Mg(OH)2悬浊液中分别加1mL等量的4mol·L-1NH4Cl溶液和等pH的盐酸和醋酸观察反应过程中浊度变化,如图5所示．

【演示实验4】 向Mg(OH)2悬浊液中分别加1mL等量的4mol·L-1NH4Cl溶液和CH3COONH4溶液观察反应过程中浊度变化,如图6所示．

图5　　　　　　　　　图6

【学生活动】 结合必要的化学用语,分别从CaCO3、Mg(OH)2难溶电解质溶解平衡的角度分析水垢溶解.

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

2NH3·H2O

【设计意图】 给学生充分发散思维的空间,鼓励学生大胆预测．借助数字化实验实现从宏观分析到微观的过渡．

【总结提升】 加入某些溶剂与难溶电解质电离出的离子反应生成弱酸弱碱和水这些弱电解质,弱电解质更难释放出相应离子,从而使难溶电解质向沉淀溶解的方向移动,直至完全溶解,只要试剂足量沉淀可以完全溶解．从反应物和生成物的角度看难溶电解质会向生成(水、弱酸、弱碱)弱电解质的方向移动,丰富了复分解反应的定义．

环节4难溶电解质溶解平衡分析方法提炼.

【提出任务】 水垢颜色分析.

观察锅炉中水垢的颜色猜测水沟中还可能含有哪些物质?根据Ksp猜测一旦铁腐蚀变成Fe3+可能会发生什么变化?

【演示实验5】 向盛有1mL0.1mol·L-1MgCl2溶液的试管中滴加1或2滴 2mol·L-1NaOH溶液,观察现象．再向试管中滴加2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,静置．

【学生活动】 根据实验现象,分析所发生的反应,用平衡移动原理结合化学用语分析、解释.

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

2Fe(OH)3

一般情况下,可以看到物质从难溶向更难溶转化,溶解度差别越大,转化越完全．一般认为溶液中离子浓度小于1×10-5mol·L-1时沉淀完全．通过以上的学习知道沉淀的生成、转化和溶解实际上就是难溶电解质溶解平衡的建立和移动.

【设计意图】 借助实验树立证据意识,用已有的基本思路和方法深化难溶电解质溶解平衡的应用,完善学生解决实际问题的思路方法．

环节5总结提升.

解决难溶电解质溶解平衡的一般思路为:看到粒子—找到平衡—发现条件—想到移动．万物在自然力量的作用下永恒处于“平衡→不平衡→新平衡→……”的循环过程中．

【设计意图】 用核心概念指导难溶电解质溶解平衡的学习,以微粒观、平衡观为统领,最终解决难溶电解质溶解问题的一般思路和方法．

5教学设计特色说明

本教学设计采用问题驱动,多个情境引发学生主动思考,用数字化实验突破教学重点,降低思维难度,使学生在理解过程中达到比课本实验更好的效果,使生涩的实验简单明了,引导学生的思维从宏观过渡到微观,从微观过渡到符号表达的统一．