[教学设计]第三章 水溶液中的离子平衡

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0cm}一、教学内容概述 本章是选修4《化学反应原理》的第三章，它包含四节内容：第一节弱电解质的电离；第二节水的电离和溶液的酸碱性；第三节盐类的水解；第四节难溶电解质的溶解平衡。 本章内容应用前一章所学化学平衡理论，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，如电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的过程分析，体现了化学理论的指导作用。pH的应用、盐类水解反应的应用、沉淀转化的应用等，展示了相关知识在生产、生活中的应用价值。酸碱中和滴定介绍和测定酸碱反应曲线的实验则是学习实验操作技能。在教学功能上，这一章起着巩固和深化前一章所学知识的作用。 全章4节内容可分为两条知识链：一是与弱电解质相关的电离平衡，包括1-3节，它们在知识的认识水平上是渐进的，前一节是后一节的基础和铺垫；二是沉淀溶解平衡，安排在第4节，它的知识基础是溶解度和化学平衡理论。 从整体上看，本章内容以深入认识水溶液中离子反应的本质为核心问题线索，分别研究了各类物质（弱电解质、水、盐类、难溶电解质）在水溶液中的离子平衡，使学生发现化学平衡、电离程度和溶解度之间的关系，并了解这些原理的应用。教材内容框架如下：  二、本章教学内容在选修模块内容体系中的地位和作用 学习“水溶液中的离子平衡”主题的基础是义务教育阶段化学（或科学）、高中阶段必修课程化学1、化学2模块中相关的元素化合物知识，以及本模块中主题2中化学平衡方面的理论知识。 1． 物质在水溶液中的行为与化学反应中的能量转化和化学反应限度的关系 化学反应原理模块前两个专题分别从化学热力学、动力学的角度介绍了有关化学反应的规律和理论，本专题以前两个专题的理论为基础，选取了最常见、最典型的水溶液体系来引导学生运用所学理论（特别是化学平衡理论）分析物质的行为。例如，本专题在化学平衡常数的基础上建立水的离子积常数、电离平衡常数和溶度积常数，利用化学平衡移动的一般规律探讨外界条件对水的电离平衡、弱酸弱碱的电离平衡、盐的水解平衡和沉淀溶解平衡的影响。 2． 物质在水溶液中的行为专题内容与其它选修模块的关系 水溶液是最常见的溶液体系，水溶液中盐的水解平衡在生产、生活、实验室中应用非常广泛，因此，有必要让不同发展取向的学生都对盐的水解平衡有所了解，因此，在《化学与生活》模块中，也设置了有关盐的水解平衡的内容，即从明矾净水这一常见的生活问题引入，简单解释了明矾净水的原理，为学生了解盐的水解平衡搭建了平台。 本章涉及了一种最重要的实验方法——中和滴定法。通过对中和滴定法的原理、实验操作技能、数据处理方法及误差分析思路的学习，使学生对测定物质中某组分含量的实验思路和方法有了初步的了解；还能够以此为平台，向学生介绍氧化还原滴定法、沉淀滴定法等常用方法，拓宽学生对定量分析方法的了解。在《实验化学》模块中，设置了酸碱滴定曲线的测绘、比色法测定抗贫血药物中铁的含量、食醋中总酸量的测定，这些内容为学生应用所学知识、技能探究生活中的实际问题提供了帮助。 三、总体教学目标分析 1．课标要求内容标准学习要求补充说明1．能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，了解酸碱电离理论。1.1了解强电解质、弱电解质在水溶液中电离程度的差异，能判断常见的强电解质和弱电解质。可引导学生在化学平衡概念内的基础上了解电离平衡概念。不要求掌握电离度与电离平衡常数之间的定量关系。1.2了解电离平衡概念，能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。1.3会书写常见弱电解质的电离方程式。1.4了解酸碱电离理论。2．知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。2.1知道水的离子积常数KW及其与温度的关系。 可引导学生收集海洋资源及其利用方面的资料，撰写从海洋资源中提取镁、溴、碘等物质的小论文或制成ppt文稿，展示交流。2.2了解溶液的pH、溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度大小、溶液酸碱性三者之间的关系。2.3知道pH与c(H+)的定量关系，能进行溶液pH的简单计算。3．初步掌握测定溶液pH的方法，知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。3.1初步掌握测定溶液pH的方法。 3.2了解酸碱中和滴定的原理；学会使用滴定管，能利用中和滴定法测定强酸或强碱溶液的浓度；了解酸碱中和过程中溶液pH的变化规律。3.3知道溶液pH的调控在工农业生产中和科学研究中的重要应用。4．认识盐类水解的原理，归纳影响盐类水解程度的主要因素，能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。4.1认识盐类水解的原理，通过探究了解影响盐类水解程度的主要因素。 弱酸弱碱盐的水解不作要求。4.2会书写盐类水解的离子方程式。4.3能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。5．能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。5.1知道难溶物在水中的溶解情况及沉淀溶解平衡的建立过程，能描述沉淀溶解平衡。可引导学生查阅资料并交流；含氟牙膏预防龋齿的化学原理，讨论牙膏加氟需要注意的问题。5.2知道沉淀转化的本质。5.3知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用（沉淀的生成和分布沉淀，沉淀的溶解和转化）。 学生在前面的学习中已经具备了以下知识：电解质的概念、离子反应发生的条件、化学平衡理论知识等。还掌握了实验操作的基本技能。可以说，学生已经具备了利用简单的化学知识解决化学实际问题的一般能力。基于以上分析，本章的教学目标确定为： （一）知识与技能目标 1．认识电解质有强弱之分，能应用化学平衡理论描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。 2．知道水是一种极弱的电解质，在一定温度下，水的离子积是常数。 3．初步掌握测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算，知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。 4．认识盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素，了解盐类水解在生产、生活中的应用。 5．能应用化学平衡理论描述溶解平衡，知道转化的本质。 （二）过程与方法目标 1．能运用化学平衡的理论处理水溶液中的问题，进一步树立平衡观和离子观的思想。 2．通过酸碱中和滴定等活动，体会定量研究的方法在科学研究中的作用。 3．通过将“生成沉淀的离子反应”转化为“固体溶解的问题”来讨论，学会变换观察问题的角度来重新认识和思考原有知识的方法。 4．通过弱电解质的电离、盐类水解和沉淀转化的知识学习，将电离平衡、水解平衡和溶解平衡理解为化学平衡的一种特殊形式，加深对平衡移动原理的理解和认识，完成“理论——实践——理论”的提升。 5．掌握从简单到复杂、从单一研究对象到多个研究对象的复杂体系的研究方法。 （三）情感态度与价值观目标 1．通过对弱电解质的电离平衡、水的电离平衡、盐类水解的规律的总结和溶解平衡的规律和方法的总结体会事物变化的那种丰富多彩的内在美。 2．通过电离平衡、水的电离平衡、盐类水解、溶解平衡的学习，理解外因和内因对事物影响的辩证关系，建立矛盾的统一和转化的对立统一的自然辩证观。 3．赞赏运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类社会文明所起的重要作用，能对生产、生活和自然界中的有关化学变化现象进行合理的解释。增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。 四、重难点分析 本章第一节内容是《必修1》第二章第二节《离子反应》的发展。学生在《必修1》中建立了电解质及电离的概念，知道酸、碱、盐是电解质，并能正确书写强酸、强碱、可溶性盐的电离方程式。通过本节的学习，学生将建立强、弱电解质的概念，建立弱电解质电离平衡的认识，并能正确书写弱电解质的电离方程式。此外，学生在《必修1》中认识到离子反应发生的条件为有水、气体或沉淀生成，能够书写涉及易溶、易电离的酸碱盐的离子方程式，那么学完本节后，学生对离子反应实质的认识也生长为：有弱电解质生成即可，而涉及弱电解质的反应也能正确书写了。电离理论又是联系化学平衡与溶解平衡的纽带。因此，本节知识对于后续章节的学习有着重要的指导作用。 第二节内容是第一节内容的应用。在弱电解质电离平衡的基础上，将水看成一种反应物浓度不变的弱电解质，从一般到特殊认识水的电离平衡的特征（水的电离平衡和离子积），逐步认识水溶液中离子浓度的特点（溶液的酸碱性），从定性到定量的研究其特征（溶液pH的简单计算），最后考虑其应用（中和滴定实验和应用）。在方法上遵循从一般到特殊，从定性到定量，从简单到复杂的认识观。 第三节内容延续了第二节的学习。从学生比较熟悉的盐类物质入手，引导学生通过实验并运用归纳法分析盐类的组成与盐溶液酸碱性的对应关系；再以水的电离平衡为基础，分析盐类电离出的阴、阳离子与水电离出的H+和OH-结合成弱酸或弱碱的趋势，明确不同盐溶液呈现不同酸碱性的本质原因，同时深化对过去所学“离子反应发生的条件”的认识。 第四节内容相对独立，但也可将沉淀溶解问题与离子生成沉淀的反应相联系，难溶电解质在水中也会建立一种动态平衡，这种动态平衡和化学平衡、电离平衡一样合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。将溶解平衡与化学平衡相联系，明确用化学平衡的基本规律来研究溶解平衡的相关问题，把知识紧密联系，形成完整的知识体系。 基于上述分析，本章教学的重点和难点确定如下： 本章的教学重点： 1．强、弱电解质的概念和弱电解质的电离平衡。 2．水的离子积，c(H+）、pH与溶液酸碱性的关系。 3．盐类水解的本质。 4．难溶电解质的溶解平衡。 本章的教学难点： 1．弱电解质的电离平衡。 2．水的离子积，有关溶液pH的简单计算。 3．影响水解平衡的因素及水解反应方程式的书写。 4．难溶电解质的溶解和转化。 五、教学方式与教学方法分析 1． 教学策略设计 物质在水溶液中的行为这部分内容中许多原理，如电离平衡理论、盐的水解、沉淀溶解平衡理论等，都可以由专题2中学过的化学平衡理论推理、演绎而来。因此，在教学过程中，教师要重视归纳和演绎，引导学生运用化学平衡理论去认识电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡，让学生学会学习。 水溶液是学生最熟悉、也是最常见的溶液体系，研究物质在水溶液中的行为可以解释、解决许多生产、生活和实验室中的实际问题，因此，教师在教学过程中要注意联系实际，创设有实际意义的问题情境，有机地将知识技能、过程方法和情感态度价值与价值观三条线索融合。 （1）教学方法的选择 精心设计问题情境，发展学生探究能力。本章中可以设计成探究性问题情境的内容很多，如“测定盐溶液的酸碱性”作为盐类水解原理及规律的研究的问题情境； 以资料“工业废水中重金属离子的处理”作为沉淀溶解平衡移动研究的问题情境；有些内容还可以让学生自己设计课题展开研究。 重视认识方式的建构，培养学生综合运用微粒观、动态观、定量观、系统观分析物质在水溶液中的行为。在教学过程中，教师要注意化学基本概念的形成是由浅入深、由简单到复杂逐步深入和完善的，教学处理时要注意概念的层次性。 （2）教学组织形式的选择 教学活动是通过一定的组织形式实现的。根据各地、各学校的具体条件，结合本节课的教学目标，可采用小组教学两种教学形式进行。 （3）教学媒体的选择 本章内容学习难度较大，但是要使学生在有限的课时内了解金属矿物和海水资源开发利用的基本知识，就要有较大的信息量。所以选择教学媒体时可以利用图片、实物、模型、录音、录像材料以及多媒体课件增加信息量，实现教学的优化或将它们有机结合，充分发挥其整体功能优化教学过程。 （4）评价反馈 每节课学习结束，可以采用多种评价方式对学习效果进行反馈，例如可以利用多媒体呈现形成性练习、学生自我总结归纳所学知识、同学互相访谈、提问或分组开展研究性学习，最终形成研究性学习论文，也可以采用多种评价方式对学习效果进行反馈等等。 2．教学模式设计 （1）对于弱电解质的电离，可以结合不同的知识点可采用不同的教学方法： ①电解质有强弱之分。本部分教学可采用体验式教学法，给出一些物质让学生经历、感悟其中的强电解质和弱电解质，通过交流和讨论使他们对电解质的分类认同，然后形成规律。②弱电解质的电离过程是可逆的。本部分教学可采用探究式教学法，设置探究问题：盐酸与醋酸的电离有什么不同，学生尝试用几种不同的方案进行，通过讨论筛选出合理方案进行实验，通过对实验的现象分析得出结论。③酸性强弱的比较。本部分教学可采用实践式教学法，通过课本实验3-2，结合电离平衡常数进行解释、应用。 （2）对于第二部分水的电离和溶液的pH，在教学方法的选择上仍具有多样性： ①水的电离。本部分知识是弱电解质电离平衡的继续，因为水是一种弱电解质，因此可采用体验式教学法。首先根据水是一种弱电解质的事实，进行交流和讨论，形成知识规律。②溶液的酸碱性与pH。本部分知识具有较强的应用性，一般探究难以得到理想的效果，建议采用接受式教学法。③pH的应用。本部分知识是pH的应用问题，可采用接受式教学法。④酸碱中和滴定。这是一个学生的实践活动，教学方式采用实践式教学法为好。 （3）对于第三部分盐类的水解，在教学方法的选择上根据特征不同采取不同方法： ①探究盐溶液的酸碱性，可采用探究式教学法。②盐溶液呈现不同酸碱性的原因，可采用体验式教学法。③影响盐类水解的因素则是接受式教学法。建议将[科学视野]部分知识介绍给学生，提供科学素材，引导学生从理论的高度认识盐类水解的实质和规律。 （4）从课本设置的栏目和教材体系来分析，难溶电解质的溶解平衡这部分知识采用体验式教学法和接受式教学法较为妥当。从习题上看，本部分的习题主要是以溶解平衡为知识载体，提升化学平衡原理在实际中的应用。 六、教学资源建议 （一）发挥计算机辅助教学的作用，加强教学的直观性。     本章主要研究微观分子的电离和离子的结合，内容枯燥且较抽象，为降低教学的难度，激发学生的学习兴趣，教学中应充分利用演示实验、教材中的示意图、幻灯、应用计算机等辅助教学，有条件的学校可以针对相应的主题应用传感和数码技术来研究。 （二）注意理论联系实际，体现化学知识的社会价值 本章内容涉及的应用知识较丰富覆盖面也较大，呈现形式多样。不仅在2～4节的正文中均有pH的应用、盐类水解反应的应用、沉淀反应的应用等一定篇幅的应用内容，在家庭小实验、资料等栏目及问题的引出中，教材多处以不同方式涉及了相关知识的应用、由于其中相当部分的内容不仅仅是简单的事实介绍，而是于实际问题中应用所学进行理论分析或技能实践，因此在教学中落实这些理论联系实际的内容，有助于学生巩固、加深对相关知识的理解。 （三）可充分利用相关网站 在研究性学习的教学过程中，可以让部分程度较高、学习兴趣较浓的同学利用业余时间在相应的网站上查找相关理论知识部分的资料，以利用拓宽学生的学习思路，也加强了学科学习的开放性。 七、学时建议 第一节 弱电解质的电离     1学时 第二节 水的电离和溶液的酸碱性  3学时 第三节 盐类的水解  2学时 第四节 难溶电解质的溶解平衡   2学时 复习与机动                       2学时 合计        10学时