以三氯化鐵蒸發(fā)結(jié)晶現(xiàn)象作為鹽類水解新授課教學(xué)素材的嘗試

何文杰　陳伯瀚

摘要：針對(duì)以解釋鹽溶液酸堿性為主的鹽類水解常規(guī)教學(xué)中存在的問(wèn)題，進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)。嘗試以三氯化鐵蒸發(fā)結(jié)晶現(xiàn)象作為鹽類水解新授課的教學(xué)素材，通過(guò)三氯化鐵、氯化鈉、硫酸鐵三種溶液蒸發(fā)結(jié)晶現(xiàn)象的對(duì)比和三氯化鐵結(jié)晶方法的改進(jìn)討論，引發(fā)真實(shí)問(wèn)題探究。介紹了該教學(xué)過(guò)程中促進(jìn)學(xué)生建立水溶液?jiǎn)栴}解決思路的策略，以及提升學(xué)生水解平衡模型認(rèn)知水平的策略。

關(guān)鍵詞：鹽類的水解;三氯化鐵;教學(xué)策略;水溶液

文章編號(hào)：1008-0546（ 2019） 08-0026-02

中圖分類號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.08.008

一、問(wèn)題引出

鹽類水解的常規(guī)教學(xué)模式一般通過(guò)鹽溶液的酸堿性引發(fā)學(xué)生思考，進(jìn)而分析鹽溶液中微粒種類，分析溶質(zhì)和溶劑電離過(guò)程及可能存在的相互作用，并在教師幫助下建立水解平衡概念，最終利用水解平衡概念對(duì)不同鹽類物質(zhì)的酸堿性等宏觀現(xiàn)象做出解釋與預(yù)測(cè)[1-4]。常規(guī)教學(xué)中往往存在以下問(wèn)題：①只測(cè)定溶液酸堿性，缺少對(duì)水解過(guò)程更多的證據(jù)支持;②由于證據(jù)單一，學(xué)生難以從平衡的角度理解水解過(guò)程;③單純解釋酸堿性，導(dǎo)致探究活動(dòng)中學(xué)生思考深度不足，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也難以體現(xiàn)水解平衡的應(yīng)用價(jià)值。筆者嘗試?yán)肍eCl3、NaCl、Fe2（S04）3溶液蒸發(fā)結(jié)晶中現(xiàn)象的差異，引發(fā)真實(shí)問(wèn)題探究，并改進(jìn)上述問(wèn)題。

二、教學(xué)流程概述

實(shí)驗(yàn)情景：三種鹽溶液蒸發(fā)結(jié)晶現(xiàn)象存在差異。氯化鈉：得到白色固體，經(jīng)檢驗(yàn)為氯化鈉。硫酸鐵：得到白色固體，經(jīng)檢驗(yàn)為硫酸鐵。三氯化鐵：加熱一段時(shí)間后溶液變渾濁，生成紅色固體與酸性氣體，經(jīng)檢驗(yàn)紅色固體中不含Cl-。探究問(wèn)題：為什么三氯化鐵溶液無(wú)法蒸發(fā)結(jié)晶？如何改進(jìn)方法獲取三氯化鐵晶體？

三、教學(xué)策略分析

1.促進(jìn)學(xué)生建立水溶液?jiǎn)栴}解決思路的策略

本設(shè)計(jì)通過(guò)解釋加熱FeCl3溶液時(shí)的特殊現(xiàn)象作為情景引入，分為四個(gè)環(huán)節(jié)：①通過(guò)討論加熱過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)促使學(xué)生關(guān)注溶液中微粒的種類;②通過(guò)討論氯化氫揮發(fā)的原因，促使學(xué)生關(guān)注微粒的濃度及溶質(zhì)與溶劑之間微粒的相互作用;③通過(guò)常溫和加熱時(shí)水解過(guò)程的比較，促使學(xué)生意識(shí)到水解是一個(gè)平衡過(guò)程;④通過(guò)對(duì)特殊現(xiàn)象的解釋和對(duì)獲取三氯化鐵晶體方法的討論，促使學(xué)生分析水解平衡的移動(dòng)與調(diào)控方法。

通過(guò)設(shè)計(jì)以上的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，串起了解決水溶液?jiǎn)栴}的一般思路，并將思路細(xì)化拆分，有邏輯地依次呈現(xiàn)給學(xué)生，從而有效地引導(dǎo)學(xué)生自主建立水溶液?jiǎn)栴}的分析思路。同時(shí)，問(wèn)題的設(shè)置不僅僅停留在建立水解平衡，還涉及平衡移動(dòng)的分析解釋與調(diào)控，使學(xué)生所形成的水溶液?jiǎn)栴}解決思路更為體系化。在課程最后，教師會(huì)要求學(xué)生闡述形成的思路，予以總結(jié)。

此外，與水解平衡常規(guī)教學(xué)的探究活動(dòng)僅從鹽溶液酸堿性進(jìn)行展開不同，蒸發(fā)FeCl3溶液可以給學(xué)生提供更豐富的溶質(zhì)溶劑間存在相互作用的證據(jù)。同時(shí)，三種鹽溶液蒸發(fā)結(jié)晶現(xiàn)象的差異也可以促使學(xué)生主動(dòng)對(duì)三種水溶液中微粒種類的差異作比較，對(duì)溶液中可能存在的平衡和平衡移動(dòng)的影響因素進(jìn)行討論，給予了學(xué)生更大的思考空間和思考深度。學(xué)生需要不斷地基于現(xiàn)象分析，基于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這種基于真實(shí)問(wèn)題的解決過(guò)程，可使學(xué)生更好地建立并固化水溶液?jiǎn)栴}的解決思路。

2.提升學(xué)生水解平衡模型認(rèn)知水平的策略

水解模型的認(rèn)知應(yīng)該包括模型理解和模型應(yīng)用兩個(gè)方面。

（1）運(yùn)用對(duì)比理解水解平衡。通過(guò)加熱FeCl3溶液會(huì)有氫氧化鐵生成，而加熱NaCl溶液不會(huì)有氫氧化鈉生成的對(duì)比，可使學(xué)生意識(shí)到強(qiáng)離子和弱離子水溶液中的差異，從而理解水解的條件。通過(guò)對(duì)加熱NaCl溶液和FeCl3溶液是否生成氯化氫的對(duì)比，使學(xué)生意識(shí)到弱離子和水反應(yīng)的過(guò)程會(huì)促進(jìn)水的電離，并改變?nèi)芤褐蠬+和OH-的濃度，從而引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)水解平衡模型，理解水解的本質(zhì)。

此外，和常規(guī)教學(xué)相比，本設(shè)計(jì)更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生尋找平衡的過(guò)程。引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析水解過(guò)程涉及水的電離平衡，猜測(cè)水解過(guò)程可能是可逆過(guò)程。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生從生成物與反應(yīng)物共存和不同溫度下平衡的移動(dòng)兩個(gè)角度尋找水解平衡過(guò)程存在的證據(jù)，并推測(cè)該平衡過(guò)程中的能量變化。

（2）創(chuàng)設(shè)情境應(yīng)用水解平衡。在復(fù)雜情境中應(yīng)用水解模型是促使學(xué)生將平衡原理遷移至水解平衡的有效方式。難點(diǎn)在于如何引導(dǎo)學(xué)生分析和預(yù)測(cè)多平衡之間的相互影響以及在多平衡中找到主平衡，并進(jìn)行調(diào)控。

例如，蒸發(fā)FeCl3溶液同時(shí)涉及Fe3+水解平衡和氯化氫的溶解平衡。兩個(gè)平衡之間存在相互影響，F(xiàn)e3+的水解提高了溶液中H+濃度，促使氯化氫揮發(fā)。同時(shí)，氯化氫揮發(fā)也促進(jìn)了Fe3+的水解平衡，二者相互影響，致使在加熱條件下，三氯化鐵徹底水解。通過(guò)對(duì)比Fe2（SO4）3和FeCl3溶液加熱時(shí)的現(xiàn)象，可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)將平衡移動(dòng)原理應(yīng)用于水解平衡，對(duì)二者的現(xiàn)象差異進(jìn)行解釋。

再如，在讓學(xué)生設(shè)計(jì)從FeCl3溶液中獲取晶體的方法時(shí)，部分學(xué)生想到提高H+濃度的方法，但卻將原因解釋為抑制了水的電離平衡，說(shuō)明學(xué)生沒(méi)有準(zhǔn)確地找到主平衡;另有部分學(xué)生提出加入氯化鈉抑制三氯化鐵的水解這一錯(cuò)誤方法，說(shuō)明學(xué)生沒(méi)有從弱離子和水相互作用這一本質(zhì)角度理解水解平衡。通過(guò)教師的糾錯(cuò)，學(xué)生可以有效地提升對(duì)水解模型的認(rèn)知水平。

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