水的電離平衡的有效性教學的探究

汪鳳霞

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）05-084-01

水的電離平衡是中學化學的一個核心概念，理解水的電離平衡的本質及影響因素、酸堿鹽溶液的pH的計算及溶液中水的電離程度大小的比較等等是高中化學課程的重點和難點，對該塊知識點的學習要求，不僅要牢固掌握基礎知識，而且還要有一定得計算能力，并在此基礎上能夠綜合運用知識分析和解決問題。筆者在教學過程中發(fā)現(xiàn)學生對這方面的知識難于理解和接受，學生在涉及有關水的電離的很多題目時就無從下手。如何在有限的課堂時間、以最小的精力投入，提高化學平衡課堂教學的有效性，是擺在我們廣大中學化學教師面前的一個非常重要課題。下面就水的電離平衡的有效性教學，談談我個人的一些思考：

一、運用構建主義的教學模式，進行水的電離平衡有效性教學

建構主義的教學模式為：“以學生為中心，在整個教學過程中由教師起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用，利用情境、協(xié)作、會話等學習環(huán)境要素充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達到使學生有效地實現(xiàn)對當前所學知識的意義建構的目的?！痹谶@種模式中，學生是知識意義的主動建構者；教師是教學過程的組織者、指導者、意義建構的幫助者、促進者。在水的電離平衡的教學中，學生根據(jù)已有的化學平衡的知識體系及弱酸弱堿的電離平衡的理論，很快的構建了水的電離平衡的框架：理解水是一種弱電解質，發(fā)生著微弱的電離，與化學平衡一樣，K電離--H+和OH-濃度之積與未電離的H2O的濃度之比也是一個常數(shù)。因為水是純液體，水的濃度可視為常數(shù)，學生通過小組討論得出水的離子積的定義。同樣教師通過創(chuàng)設情境—化學平衡常數(shù)與哪些因素有關，學生再通過協(xié)作學習和會話交流，很快得出結論：KW只與溫度有關，即升高溫度，KW增大；降低溫度，KW減小，與溶液的酸堿性無關；同時也將難點突破，KW的計算應用溶液中的H+和OH-的濃度計算。教師再通過創(chuàng)設情景—影響化學平衡的影響因素，學生就會通過已有的平衡體系得出結論：水的電離受溫度、酸、堿、活潑金屬如Na及水解鹽（以后學習）的影響。

二、由表及里、由淺入深的分析水的電離實質，理解和掌握酸、堿及水解鹽溶液的水的電離程度。

學生面對水溶液的千變萬化題目時，經(jīng)常將酸電離出的H+和水電離的H+混為一談（或將堿電離出的OH-與水電離出OH-的混為一談）。面對這一難題，我為學生創(chuàng)設問題情景：在0.1mol/L的HCl溶液中，存在哪些物質的電離？溶液的pH為多少？溶液中H+有幾個來源？溶液中的H+濃度又是多少？溶液中OH-有幾個來源？并將全班同學分成12小組，每小組派一位代表整理答案并匯總，得出結論。通過匯總，我發(fā)現(xiàn)學生在討論問題中會發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，歸納總結，在這過程中他們不僅弄清了HCl溶液中的H+濃度主要來源于HCl的電離，水電離的H+濃度非常小，可以忽略不計，而且還得知水電離的H+濃度與水電離的OH-濃度相等，由水的離子積求出即10-13mol/L。學生理解了這些知識時，我再創(chuàng)情景，由學生自己總結出0.1mol/L的NaOH溶液的pH為多少，溶液中的H+濃度是多少，溶液中OH-有幾個來源，水電離出的OH-濃度又是多少等等，學生會不費余力的將這些問題解答。學生將酸溶液和堿溶液的水的電離程度關系理清后，就會對強酸弱堿鹽溶液或強堿弱酸鹽的水的電離產(chǎn)生濃厚的興趣。此時我乘勝追擊，精心設計兩個問題：1、常溫下，在0.1mol/L的CH3COONa溶液中，溶液的pH=10，求溶液中水電離出的OH-濃度是多少？2、在0.1mol/L的NH4Cl溶液中，溶液的pH=4，求溶液中水電離出的OH-濃度又是多少？將全班同學分為兩大組，第一組分析第一題，第二組分析第二題，班長收集匯總第一組的信息，化學課代表收集匯總第二組的信息。在學生積極參與的過程中，我歸納總結：在強酸弱堿鹽溶液中，水電離出的H+未被消耗，而水電離出的OH-一部分在水溶液中，一部分被NH4+結合生成NH3.H2O，對水的電離起促進作用，故H+全部來源于水的電離，再根據(jù)水電離的H+濃度與水電離的OH-濃度相等這一規(guī)律，得出質子守恒：c（H+）==c（OH-）+c（NH3.H2O）。同理，在強堿弱酸鹽溶液中，水電離出的OH-未被消耗，而水電離出的H+一部分在水溶液中，一部分被CH3COO-結合生成CH3COOH，對水的電離起促進作用，并得出質子守恒：c（OH-）==c（H+）+c（CH3COOH）。故這兩題水電離出的OH-濃度都是10-4mol/L。在我精心設計教學過程中，學生是知識意義的主動建構者；我是教學過程的組織者、指導者、意義建構的幫助者、促進者；學生通過小組合作和小組學習，將紛繁復雜的酸、堿及水解鹽溶液水的電離知識掌握。

三、精心設計習題，舉一反三，借助習題，讓學生在練習中提高技能。

水的電離平衡涉及的習題千變萬化，因此在教學中要培養(yǎng)學生的閱讀、觀察、分析、思維、歸納、總結等解題能力，適量的習題必不可少。教師要精心選取相關練習，緊扣當前所學的內容，突出重點，重視示范，加強解題思路的教學，重視習題的多樣性、綜合性和靈活性。例1：在以下四種溶液：a 0.1mol/L的HCI；b 0.1mol/L CH3COOH；c pH= 12的Na2CO3； d pH= 13的NH3.H2O，水的電離程度由大到小的順序是？解析：加酸加堿對水的電離起抑制作用，水解鹽對水的電離起促進作用，又因a 和 d 對水的電離抑制程度一樣，所以水的電離程度由大到小的順序是c>b>a = b。

綜上所述，通過以上幾種途徑可以幫助學生正確理解抽象的水的電離平衡的概念和原理，牢固掌握基礎知識，并在此基礎上能夠綜合運用知識提高學生正確分析和解決有關水溶液中的酸堿鹽溶液知識的問題能力，從而提高化學課堂教學的有效性。水溶液的平衡是高中化學的難點和重點內容，如何更好的提高這部分的教學效率，有待更多同仁進一步去探討和研究。