“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”優(yōu)質(zhì)課教學設(shè)計案例賞析

◇ 北京 趙曉冉指導教師 王 春

“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”優(yōu)質(zhì)課教學設(shè)計案例賞析

◇ 北京 趙曉冉1指導教師 王 春2

1 教學背景分析

1.1 學習內(nèi)容分析

本節(jié)課的主要任務是建立起電解質(zhì)的沉淀溶解平衡模型,以及對溶解平衡的簡單應用.“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”屬于概念課,期望通過客觀事實以及學生已有的平衡理論,分析歸納總結(jié),得出概念.學生通過已有知識揭示沉淀溶解平衡的本質(zhì)并掌握概念的簡單應用.通過本節(jié)的學習,使學生對離子反應的本質(zhì)有更深刻的理解.

1.2 學生情況分析

學生已經(jīng)學習了化學平衡、電離平衡、水解平衡,并能利用勒夏特列原理解決平衡移動的相關(guān)問題,但是對難溶電解質(zhì)的溶解平衡還沒有認識,本節(jié)課將借助實驗事實,通過分析、歸納、總結(jié)建立起沉淀溶解平衡概念.拓展溶度積的相關(guān)知識,使學生能從定量的角度分析沉淀轉(zhuǎn)移的本質(zhì),加深對離子反應本質(zhì)的認識.

2 教學目標設(shè)計

2.1 知識與技能

1)建立電解質(zhì)的溶解平衡模型,能初步運用沉淀溶解平衡原理分析、解決問題.2)深入理解離子反應的本質(zhì),掌握沉淀間轉(zhuǎn)化的規(guī)律.

2.2 過程與方法

1)通過數(shù)字化實驗直觀地認識難溶電解質(zhì)的溶解性,建立難溶電解質(zhì)的溶解平衡.

2)通過分析改變沉淀溶解平衡的條件,初步建立分析沉淀轉(zhuǎn)化問題的思維方法.

3)建立“理論分析—設(shè)計方案—實驗驗證—歸納總結(jié)”的化學學習模式.

2.3 情感態(tài)度與價值觀

通過數(shù)字化實驗建立沉淀溶解平衡模型,體驗手持技術(shù)在解決科學問題中的必要性;激發(fā)學生學習化學的興趣,體驗化學學科的自然科學價值.

3 教學重、難點

1)重點:電解質(zhì)沉淀溶解平衡模型的建立.

2)難點:應用沉淀溶解平衡原理分析和解決實際問題.

4 教學過程設(shè)計

環(huán)節(jié)1 新課引入.

講解成語“水滴石穿”的寓意,引導學生從科學的角度分析“水滴石穿”是物理變化還是化學變化?(謎底待本節(jié)課后揭曉)

(設(shè)計意圖:通過成語“水滴石穿”蘊含的化學原理,引出新課,激發(fā)學生的學習興趣.)

環(huán)節(jié)2 建立易溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡.

【復習回顧】回顧飽和溶液的相關(guān)知識,學生回答課前預留學案問題:1)什么是飽和溶液?2)如何判斷一瓶氯化鈉溶液是否為飽和溶液?(展示學生學案,指出不足,強調(diào)科學規(guī)范表述.)

【提出問題】氯化鈉飽和溶液中的氯化鈉晶體是否就不再溶解了?

【展示圖片】展示飽和溶液中晶體生長變化的圖片,圖1為飽和氯化鈉溶液與飽和重鉻酸鉀溶液中晶體的變化,晶體形狀發(fā)生改變,總質(zhì)量不發(fā)生改變,這一現(xiàn)象說明了什么.

圖1

【學生分析】氯化鈉晶體不斷溶解,溶液中離子不斷形成晶體,達到平衡狀態(tài),是可逆過程.

學生初始寫的不帶狀態(tài),引導學生與氯化鈉電離方程式對比,糾正并強調(diào)物質(zhì)狀態(tài)書寫的必要性.

【實驗1】向飽和食鹽水中滴加濃鹽酸,觀察實驗,描述現(xiàn)象,分析原理.

【學生回答】學生觀察實驗,描述現(xiàn)象,應用勒夏特列原理分析原因.

(設(shè)計意圖:通過實驗事實及已掌握的平衡理論分析得到氯化鈉的溶解平衡,拓展對飽和溶液的認知,建立起易溶電解質(zhì)的溶解平衡.學生在書寫氯化鈉的沉淀溶解平衡方程式時,有時會忽略物質(zhì)狀態(tài)的標注,通過分析電離與溶解平衡的區(qū)別,認識書寫物質(zhì)狀態(tài)的必要性.)

環(huán)節(jié)3 建立難溶電解質(zhì)的溶解平衡.

【引導過渡】易溶電解質(zhì)飽和溶液存在溶解平衡,難溶電解質(zhì)是否也存在溶解平衡?難溶電解質(zhì)是否一點不溶?閱讀課本第61頁資料表3-4,能得到哪些信息?

【學生回答】物質(zhì)溶解性不同,難溶物質(zhì)也有一定的溶解度.

【講解】講解溶解度與溶解性的關(guān)系,學生找出表中的易溶、微溶、難溶物質(zhì).

【實驗2】利用數(shù)字化實驗測AgCl的電導率,與純水電導率對比,探究其溶解性.

【結(jié)論】難溶物質(zhì)AgCl仍有一定的溶解性.

展示溶解平衡曲線,學生分析由此曲線可以得到哪些信息.

AgCl固體加入水中,部分溶解,經(jīng)過一段時間后,達到飽和狀態(tài),電導率的變化曲線如圖2所示.

圖2

引導學生分析AgCl沉淀溶解平衡建立的過程,書寫AgCl的沉淀溶解平衡方程式.

(設(shè)計意圖:學會知識的遷移運用,前面建立起易溶物質(zhì)的沉淀溶解平衡,通過簡單的實驗,容易得出難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡.)

環(huán)節(jié)4 難溶電解質(zhì)溶解平衡的移動及沉淀的轉(zhuǎn)移.

【提出問題】根據(jù)勒夏特列原理,分析如何使AgCl的溶解平衡發(fā)生移動,并設(shè)計實驗驗證.

【學生活動】討論設(shè)計實驗方案并展示:1)改變溫度.2)加水.3)加Ag＋或Cl－.

【實驗3】如何利用電導率傳感器驗證溫度、離子濃度對溶解平衡的影響.

資料:1)溶液的電導率與溶液的離子總濃度呈正比.2)相同離子濃度的溶液電導率隨溫度升高而增大.

【學生討論】引導分析原AgCl飽和溶液中的離子電導率隨溫度升高而變大,因此用AgCl飽和溶液的清液做對照實驗,如圖3所示.

圖3中展示的是先升高溫度,后降低溫度電導率的變化,分析AgCl的溶解是吸熱還是放熱.

【學生回答】吸熱過程.

圖3

【引導分析】試分析加入氯離子后AgCl沉淀溶解平衡的移動、溶液離子濃度的變化,如圖4為AgCl飽和溶液中加入氯化鈉固體濁液濁度的變化?

圖4

根據(jù)勒夏特列原理,增加了氯離子的濃度,平衡向AgCl析出的方向移動,因此濁度變大,氯離子的濃度變大,銀離子的濃度變小.

根據(jù)溶解度定義分析,一定溫度下,一定溶劑中溶解的溶質(zhì)的量是一定的,此時加入氯化鈉固體,會有沉淀生成.此溫度下,一定溶劑中溶解的AgCl變少了,可見對于非單一溶質(zhì)的溶液中,溶解度不能很好地描述物質(zhì)在溶劑中的溶解能力.因此我們引入一個新的概念,溶度積Ksp.(介紹溶度積Ksp及表示的意義,引導學生分析濃度商Qc與Ksp的關(guān)系.)

【學生實驗】已知25℃時,3種銀鹽的溶度積常數(shù)(Ksp)如表1.

表1

根據(jù)已知信息設(shè)計實驗方案改變AgCl的沉淀溶解平衡.

實驗用品:物質(zhì)的量濃度均為0.1mol·L－1的AgNO3、NaCl、KI、Na2S溶液.

學生先設(shè)計實驗方案,教師加以引導,根據(jù)提供的溶度積信息,要降低Ag＋的物質(zhì)的量濃度,可使之生成更難溶的物質(zhì),得出沉淀轉(zhuǎn)移的規(guī)律,寫出離子轉(zhuǎn)化的過程,并用離子方程式表示.

【回扣開題】試分析“水滴石穿”的道理.

(設(shè)計意圖:鍛煉學生運用已有知識分析解決問題的能力,將平衡原理的知識運用到沉淀溶解平衡中.訓練其實驗設(shè)計能力,通過分組實驗探究認識沉淀轉(zhuǎn)移的本質(zhì),加深對離子反應本質(zhì)的認識.通過實驗使學生體會分工合作、實驗探究的樂趣,提高實驗方案設(shè)計能力.建立起“理論分析—設(shè)計方案—實驗驗證—歸納總結(jié)”的化學學習模式.)

5 教學設(shè)計特色說明

本節(jié)課的關(guān)鍵創(chuàng)新點在于打破對難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的狹隘認識.沉淀溶解是存在于電解質(zhì)中的常見現(xiàn)象,無論是難溶還是易溶.易溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡也常遇到并應用于生產(chǎn)生活,比如重結(jié)晶,以及讓我們感到自豪的氯堿工業(yè).通過學生已有平衡理論的知識,借助實驗事實分析歸納總結(jié),建立易溶電解質(zhì)的溶解平衡.對于生成沉淀的離子反應,學生較為熟悉,但對于沉淀的溶解平衡,學生目前沒有概念,通過數(shù)字化實驗測難溶電解質(zhì)的電導率可以讓學生直觀地感受難溶電解質(zhì)的溶解性,建立起難溶電解質(zhì)的溶解平衡.通過勒夏特列原理分析如何改變難溶電解質(zhì)的溶解平衡,學生分析并設(shè)計實驗驗證.根據(jù)學生已有知識容易分析溫度、濃度及加入同離子對平衡的影響.通過分析加入同離子分析離子濃度的改變,發(fā)現(xiàn)一定溫度下,溶劑不變,有溶質(zhì)析出,溶解的電解質(zhì)質(zhì)量發(fā)生變化,對于多溶質(zhì)的溶液,溶解度不能很好地描述在溶液中的溶解性,因此引出溶度積的概念.給出幾種物質(zhì)的溶度積,學生設(shè)計實驗改變AgCl沉淀溶解平衡,從定量的角度分析沉淀的轉(zhuǎn)移.

1.北京景山學校遠洋分校2.北京教育學院 )