观念建构：盐类水解的课例研究

朱志法

摘要：以“盐类的水解”教学设计为例，尝试从微观角度、宏观角度以及盐类水解的定量的分析角度认识盐类的水解，建立盐类的水解平衡体系。

关键词：高中化学；观念建构；盐类水解

文章编号：1008-0546（2017）04-0020-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.04.007

化学基本观念是学生通过化学课程的学习，在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学的总观性认识，[1]对顺利开展化学学习、解决化学问题具有指导性的作用。我国的高中化学课程历来重视学生化学基本观念的建构，早在20世纪30年代就提出要“使学生得知化学之根本知识，引起学生对于化学有明确之观念及浓厚之兴趣”，[2]《普通高中化学课程标准（实验）》中也明确提到要让学生“了解化学科学发展的主要线索，理解基本的化学概念和原理，认识化学现象的本质，理解化学变化的基本规律，形成有关化学科学的基本观念”，[3]为此，不少化学教育研究者开始结合化学的学科特征，探索化学基本观念的组成分类、内涵要素及建构策略等，化学基本观念的研究和实践已逐渐成为当前中学化学教学研究的热点，成为化学教学的一个基本价值取向和实践追求。[4]

盐类水解是溶液中一种微弱的平衡问题，属于化学平衡体系中液相平衡体系的一种。苏教版高中化学教材将其安排在选修模块 《化学反应原理》的专题3第三单元中，主要内容包括盐类水解的概念、实质、水解规律、水解方程式的书写以及盐类水解的应用等。盐类水解在近几年的高考题以及新学考选考题中重点考查学生以下内容：1：判断溶液的酸碱性及盐溶液中的离子浓度大小比较；2：判断溶液中离子共存问题及盐类水解应用。盐类的水解知识新课课时为4课时，鹽类的水解反应2课时，影响盐类水解的因素2课时，本文以盐类水解新课第一课时为例，探索以观念建构为导向的化学教学设计和实践，为学生化学基本观念的形成提供参考和借鉴。

一、学生的认知基础及误区

在必修1教学中，学生了解到碳酸钠溶液是显碱性的，但是原因是什么却不清楚。在铝盐的教学中，告诉学生Al3+可以存在于酸性溶液中，AlO2-可以存在于碱性溶液中，两溶液相互混合则可以形成Al（OH）3沉淀。这些反应的原理学生一直很好奇，却不明所以。在学习化学平衡移动原理（勒夏特列原理）以及平衡常数的应用后，学生对化学平衡的应用有了简单的认识，而弱电解质的电离平衡则是溶液体系中的化学平衡，通过弱电解质的电离平衡常数的学习，了解弱电解质的电离程度。溶液体系中的水的电离平衡是电离平衡的一个重要组成部分，在溶液的酸碱性教学中，学生学会加酸加碱对水的电离平衡的抑制，而对水的电离平衡促进的则接触的很少。盐类水解的知识恰好补充了水的电离平衡受到促进，通过对水的电离平衡与盐类完全电离出有弱的离子和水电离出的H+（OH-）形成的平衡影响，讨论电解质溶液中存在的微粒间可能发生的相互作用。

学生在高中学习中存在对盐类水解的知识的迷茫和不足，具体表现在：首先，概念知识的理解不到位，盐类水解的定义是指在溶液中盐电离出来的离子与水电离出来的H+与OH-生成弱电解质的过程。定义的主体是盐，但影响的是水的电离，学生在认知过程中经常把任意溶液中的某个离子考虑成盐类的水解，导致知识理解的混乱，比如学习盐类水解知识后，对于醋酸溶液电离出的CH3COO-在溶液会不会水解生成醋酸，然后醋酸再电离生成CH3COO-，形成一个无限循环的过程，把盐类水解知识和弱电解质电离平衡知识混淆了。盐类的水解是一个平衡问题，与前面的化学平衡、弱电解质的电离平衡、水的电离平衡以及后面的难溶电解质的沉淀溶解平衡均属于平衡体系中动态平衡问题，也就存在着反应限度的问题。盐类的水解平衡在新课教学中水解程度的问题是学生学习该知识点的难点，学生往往会对盐类的水解程度进行过度的夸大，因此在盐类水解的方程式书写过程中出现沉淀、气体等问题，同时在离子浓度小大比较的问题时出现离子大小比较无从下手的结果；在后面的学习过程中盐类彻底双水解的知识又让学生觉得水解就是一个相互反应的化学反应，因此对盐类的水解程度有一个错误的理解。

其次，学生对“盐类水解”的限度认识不到位，学生在学习过程中过分夸大了盐类水解的程度，碰到很多与盐类水溶液有关的问题，都习惯地认为是盐类水解程度非常大，比如醋酸钠溶液显碱性的原因是因为CH3COO-的水解使溶液呈碱性，但是这个水解程度是很微弱的，学生则把CH3COO-的水解当成一个化学反应转化程度很高的反应，在认知过程中经常等同于中和反应的转化，因此，在书写盐类水解方程式时经常出错，将“[?]”写成“[=]”，水解产物经常标了“↑”“↓”，都是对盐类水解知识的水解平衡知识掌握不够造成的。

再次，学生在高中化学学习中，水溶液中水电离出的H+或OH-这个知识点一直是一个难点，无法抓住学习问题的本质，盐类的水解是溶液中盐电离出来的离子与水电离出来的H+与OH-生成弱电解质的过程，是一个促进水的电离平衡的过程，从本质上来说正盐的水溶液中，存在于溶液中的H+或OH-都是水电离出来，因此，常温下水电离出的H+或OH-浓度大于1.0×10-7mol/L。因此笔者认为在盐类水解知识新课授课过程中，要综合运用微观和宏观知识的对比，做好盐类水解的定性、定量教学，掌握盐类水解知识概念。

二、盐类水解教学的重难点突破

1. 盐类的水解的宏观角度认识

盐类的水解在宏观上的表现是溶液酸碱性，因此新课教学可以通过学生分组实验测定不同正盐溶液的酸碱性，让学生有一个直观的感受，利用宏观上溶液的酸碱性，同时结合电荷守恒知识初步帮助学生了解盐类水解的本质。学生分别用pH试纸测定0.1mol/L CH3COONa、Na2CO3、AlCl3、NH4Cl、NaCl、Na2SO4等溶液的pH值。实验结果CH3COONa溶液pH值为8-9， Na2CO3溶液pH值为11，两溶液均呈碱性，AlCl3、NH4Cl溶液pH值均小于7，为酸性溶液，NaCl、Na2SO4溶液pH值为7，是中性溶液。在课堂教学中选择分析CH3COONa溶液呈碱性的原因，引出了盐类水解的概念。笔者此时在教学中从宏观的角度直接比较醋酸钠溶液中Na+和CH3COO-浓度的大小，使学生能够直观地了解溶液中的微粒大小比较。任何溶液均呈电中性，在CH3COONa溶液中则有c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+

c（OH-）；结合实验结果可知溶液呈碱性得到c（OH-）> c（H+），故有c（Na+）>c（CH3COO-）。此时就可以顺势提出CH3COO-浓度为什么减小？学生就马上能想到CH3COO-与水发生反应，导致CH3COO-的减少。其他如NH4Cl、NaCl溶液则留给学生作为课后巩固应用电荷守恒的方式从宏观角度分析盐类水解的原因，同时也增进学生对溶液中微粒浓度大小比较的理解。

2. 盐类的水解的微观角度认识

分析醋酸钠溶液中存在的所有电离反应，则可以发现CH3COONa[=]CH3COO-+Na+，H2O[?]H++OH-，溶液中醋酸钠完全电离、水存在电离平衡，CH3COONa完全电离出的CH3COO-与H+不能大量共存，因此结合生成弱电解质CH3COOH分子，导致了水的电离平衡受到破坏，使水的电离平衡向电离方向进行，同时由于CH3COO-与H+结合生成了弱电解质CH3COOH分子，使水电离出的c（OH-）>c（H+），轻松解释了刚才宏观实验的结果。针对各种离子的平衡移动讲解的同时，还可以借助多媒体播放醋酸钠溶液微观粒子的电离过程和离子结合生成分子的微观动画演示过程，帮助学生深刻理解和建立盐类的水解概念。

3. 盐类水解限度的定量认识

测0.1mol/L CH3COONa溶液的pH值为8-9，实质上是为了盐类的水解的定量埋下伏笔，通过《化学反应原理》第67页CH3COOH的电离平衡常数（Ka=1.8×10-5）和水的离子积常数（常温下KW=1.0×10-14）出发，分析CH3COO-的水解程度。

CH3COOH[?]CH3COO-+H+

Ka=

CH3COO-+H2O[?]CH3COOH+OH-

Kh=

Ka×Kh=×= c（OH-） × c（H+）=Kw

代入計算可得Kh =×10-9，，由此建立盐类水解一般是微弱的，同时可以代入计算求出0.10mol/L CH3COONa溶液中c（OH-）约为1×10-5mol/L，与实验测的pH值相近，直观的得出CH3COO- 水解程度为1.0×10-4mol/L，水解程度非常小，帮助学生建立“盐类水解”是一种微弱的平衡体系，避免学生在认识盐类水解时过分夸大水解的程度，对书写水解方程式用“[?]”而不用“[=]”，一般不书写“↓”“↑”提供强有力的证据。

三、教学反思

笔者发现目前对盐类水解的教学，有的是通过实验演示对盐类水解做定性的教学，而对盐类水解的程度基本是直接告知水解是微弱、可逆的。有的则从水的电离平衡的影响因素角度着手，推理出加酸加碱对水的电离平衡抑制作用，加可水解的盐对水电离平衡的可能促进作用，在理论上进行分析推导，然后实验验证。这些教学都把重点放在盐类水解概念的理解，帮助学生理解盐类水解的本质是促进了水的电离平衡向正反应方向移动。笔者觉得盐类水解是个动态平衡，不仅仅要从宏微结合的定性论证，更重要的是要从定量的角度帮助学生理解盐类水解的程度问题，帮助学生建立化学学科观念。笔者设计的教学内容非常丰富，有适合学生动手的测溶液的pH值的实验，可以通过规范实验操作，帮助学生进行pH试纸使用的正确操作。通过学生实验操作的互评，教师的指导，体验实验的严谨和规范，使学生成为课堂的主体，成为学习活动的主角。同时在课堂的设计过程中，让学生的大脑始终处于思考和训练的过程中，通过对盐类水解的宏观分析和微观思考过程，在思维的冲突、碰撞过程中，学生既体验到了分析思考的乐趣，也体会到了新旧知识的关联。通过平衡常数之间的相互计算，训练了学生弱电解质的电离平衡常数、水的电离平衡常数以及盐类水解平衡常数之间的相互联系。有助于学生更加深刻理解平衡常数的知识，同时还能帮助学生理解盐类水解的程度，有利于盐类水解新知识的及时巩固和强化。

教学中通过Ka×Kh=Kw的公式推导和计算，不仅让学生更加深刻理解平衡常数的应用，同时还有助于学生理解水解程度与弱酸之间的关系，即我们平时讲的越弱越水解的盐类水解规律。笔者建议在教学中不仅要进行公式的推导，更需要应用具体的数据代入，给学生一个深刻的印象，帮助学生理解水解程度问题。

盐类的水解微观分析不仅仅是水的电离平衡、弱酸根（或弱碱根）与H+（或OH-）结合生成弱电解质的平衡过程，从文字描述过程中，学生可能会比较模糊了解水解的过程。微观粒子的平衡过程，可以借助信息技术模拟动画，通过微观模拟的动态微观粒子电离、结合的过程，变微观知识为宏观形象的展示，更加直观形象地观察盐类水解平衡的动态平衡问题。

盐类的水解教学过程宏观分析中，提早介入电荷守恒知识应用，有助于学生将盐类的水解知识应用于离子浓度的变化以及离子浓度大小的比较。盐类的水解知识在高考题型中是考查重点，学生在比较离子浓度大小时往往不能准确判断各个离子浓度的大小，因此在新课教学过程中，通过实验能比较出c（OH-）> c（H+），然后根据电荷守恒规律推导c（Na+）>c（CH3COO-），使学生能大致推出两组离子浓度之间的大小比较。同时在盐类的水解平衡常数的推导和计算的定量教学中使学生明白c（OH-）与c（H+）本质是水电离出来的，它相对于醋酸钠电离出的c（Na+）与c（CH3COO-）是非常小的，这样借助守恒知识来进行离子浓度大小的比较，加深了学生对知识的理解，同时也能在考题中快速进行四种离子浓度的大小比较。

盐类的水解是一个动态平衡，我们在教学中不仅仅要给学生一个概念的定性的教学，同时也要给学生一个定量的水解程度问题指导，帮助学生在微观以及宏观的视角理解盐类的水解知识，突破盐类的水解教学重难点。

参考文献

[1] 毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考，2011（6）：3-6

[2] 课程教材研究所编.20世纪中国中小学课程标准·教学大纲汇编：化学卷[M].北京：人民教育出版社，1999：35

[3] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003：7

[4] 毕华林，万延岚.化学基本观念：内涵分析与教学建构[J].课程·教材·教法，2014，34（4）：76-83