《水溶液中的離子反應(yīng)與平衡》知識整合與模型化單元教學(xué)設(shè)計

耿莎莎　謝鴻雁

一、單元整體規(guī)劃

（一）整章介紹

本單元是選擇性必修課程模塊1：《化學(xué)反應(yīng)原理》中的第三章，旨在培養(yǎng)學(xué)生深入學(xué)習(xí)與探索化學(xué)的志向，引導(dǎo)學(xué)生更深入地認識化學(xué)學(xué)科，了解化學(xué)研究的內(nèi)容和方法，感受化學(xué)反應(yīng)原理對科學(xué)技術(shù)和人類社會文明所起的重要作用，發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）單元教學(xué)目標設(shè)定

1. 運用“水溶液中離子反應(yīng)與平衡”模型認識物質(zhì)在水溶液中的行為，并對宏觀現(xiàn)象進行預(yù)測和解釋。

2. 能運用平衡思想動態(tài)地分析物質(zhì)在水溶液中的變化，解釋自然界、生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象。

3. 能依據(jù)平衡移動原理分析復(fù)雜的離子反應(yīng)，推論預(yù)測產(chǎn)物，解決現(xiàn)實問題。形成完整的認識物質(zhì)在水溶液中的行為思路，完善關(guān)于電解質(zhì)溶液的認識模型，能基于宏觀現(xiàn)象推測物質(zhì)在水溶液中的微觀行為，建立宏觀與微觀、證據(jù)與推論之間的關(guān)系。

（三）單元教學(xué)規(guī)劃

1. 設(shè)計思路與知識結(jié)構(gòu)的整合

2.課時分配

二、模型簡介

（一）教學(xué)模型

（二）“水溶液中離子反應(yīng)與平衡”認識思維模型

三、模型的應(yīng)用——部分課時教學(xué)思路及目標

《水的電離平衡和水的離子積常數(shù)》

（一）根據(jù)已有知識經(jīng)驗羅列純水中的微粒（H₂O、H+、OH-），通過設(shè)計實驗證明水中存在的氫離子，借鑒證明酸中的氫離子的方法，預(yù)期得出兩種方法：1.活潑金屬是否能與水反應(yīng)置換出氫氣；2.測水的pH。從定性的角度證明氫離子和氫氧根離子的存在，進而建立微粒觀。

（二）由方法二測出常溫下純水的pH=7，學(xué)生根據(jù)已有知識“pH表示溶液酸堿度”會認為pH=7呈中性，沒有氫離子，產(chǎn)生認知沖突。結(jié)合“pH的來源”這一科學(xué)史話的資料卡片，重新認識pH 的內(nèi)涵，即是表示氫離子濃度的一種方法，然后根據(jù)pH=-lgc（H+）這一公式，計算出常溫下水中的氫離子濃度。從定量的角度認識到水中的氫離子的量極少。

（三）預(yù)測水中三種微粒之間的關(guān)系，解釋為什么氫離子的量如此少，得出結(jié)論：水中存在H2O[]H++OH-電離平衡，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)列出水電離的平衡常數(shù)K=c（H+）·c（OH-），繼而引出水的離子積常數(shù)。根據(jù)實驗測定結(jié)果，純水在常溫下的pH和100℃的pH，換算出其氫離子濃度，并根據(jù)三段式進一步算出水在兩種溫度下的離子積常數(shù)。建立平衡觀，發(fā)展變化觀。

《可溶性鹽在水溶液中的離子行為 ——鹽類的水解平衡原理》

1.利用“水溶液中的離子反應(yīng)模型”，通過分析氯化鈉、醋酸鈉、氯化銨三種不同類別鹽在水中的行為（即不同類別鹽對水電離平衡的影響），認識鹽類水解的原理及鹽溶液呈現(xiàn)酸堿性的規(guī)律。例：醋酸鈉在水中的行為

2.通過實驗探究鹽溶液的酸堿性，認識鹽的類型與其溶液酸堿性之間的關(guān)系。

3.能通過實驗探究溫度、濃度對鹽類水解平衡的影響，認識影響鹽類水解平衡的主要因素，并能用“水溶液中的離子反應(yīng)模型”解釋反應(yīng)條件影響鹽類水解平衡的原因。

4.能列舉鹽類水解在實際生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用實例，并依據(jù)鹽類水解的原理進行解釋，體會化學(xué)原理的應(yīng)用價值。

復(fù)習(xí)提高：《探索海洋酸化導(dǎo)致貝類消失的原因》

——基于微粒觀、變化觀、平衡觀的水溶液中粒子反應(yīng)

1.通過觀看新聞視頻《獐子島的扇貝去哪了》，了解海洋酸化，增強保護大自然的責(zé)任感和使命感。

2.模擬海洋中貝類的生長環(huán)境，利用“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”模型，理論分析貝類消失的原因，發(fā)展微粒觀、變化觀和平衡觀。

3.從不同角度設(shè)計實驗方案證明理論預(yù)測，對假設(shè)預(yù)測、實驗方案、實驗結(jié)論進行完整論證，發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”和“證據(jù)推理與模型認知”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力。

4.利用“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”模型，從多角度尋找保護貝類生長的水體環(huán)境的方法。通過對電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等存在的證明及平衡移動的分析，形成并發(fā)展學(xué)生的微粒觀、平衡觀和守恒觀。

5.通過開展分析解釋、方案設(shè)計等活動，促進認識水溶液中的離子反應(yīng)與平衡對生產(chǎn)、生活和社會發(fā)展的作用。

四、教學(xué)反思

整個單元從學(xué)生最熟悉的物質(zhì)“水”出發(fā)，以水的電離平衡及影響因素為主要線索，通過探討可溶性電解質(zhì)（酸堿鹽）對水電離平衡的影響，滲透弱電解質(zhì)的電離平衡和鹽類的水解平衡知識點，從水電離平衡的建立到影響水電離平衡的因素，學(xué)生整體思維表現(xiàn)順暢，基本掌握了利用“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”模型對可溶性電解質(zhì)在水中的行為進行分析。但是在沉淀溶解平衡的理論分析中存在一定的障礙，這也充分說明“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”模型在可溶性電解質(zhì)對水電離平衡影響分析中的優(yōu)越性。因此在沉淀溶解平衡的教學(xué)結(jié)束后，增加了以項目式教學(xué)模式進行的《探索海洋酸化導(dǎo)致貝類消失的原因》探究課，以沉淀溶解平衡為主要線索，融合了強弱電解質(zhì)的電離平衡、離子反應(yīng)、鹽類的水解等知識，將《水溶液中的離子反應(yīng)與平衡》整個單元的知識充分融合，不僅對沉淀溶解平衡有了進一步理解，同時達到了復(fù)習(xí)與提高的目的。

作者簡介：耿莎莎 女 漢族 1985年8月生 碩士研究生 太原市第十五中學(xué) 中小學(xué)一級教師