《難溶電解質(zhì)的溶解平衡》教學(xué)案例

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《難溶電解質(zhì)的溶解平衡》教學(xué)案例 高中化學(xué)選修4第三章第4節(jié)《難溶電解質(zhì)的溶解平衡》主要教學(xué)內(nèi)容包括《難溶電解質(zhì)的溶解平衡》的建立，特征和平衡的移動。 我將從以下六個方面對本節(jié)課進(jìn)行說明：設(shè)計思想、教材分析、學(xué)情分析、三維目標(biāo)、教學(xué)流程、教學(xué)反思。 一、設(shè)計思想: 新課程倡導(dǎo)通過實現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的多樣化，引導(dǎo)學(xué)生“主動參與、樂于探究、勤于思考”， 新教材的設(shè)計也更加注重學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的需要，更著重于化學(xué)與生活、生產(chǎn)實際的聯(lián)系。因此教學(xué)上一方面要注重開啟學(xué)生的思維，注重知識的主動建構(gòu)，另一方面也要注重實驗探究，發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，廣泛挖掘所學(xué)知識的應(yīng)用價值，增加有意義學(xué)習(xí)的內(nèi)容?；谝陨系睦斫?，我采取以下教學(xué)策略： 1. 使用知識遷移的方法?；诨瘜W(xué)平衡，電離平衡，鹽類的水解平衡的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，站 在動態(tài)平衡的高度理解沉淀溶解平衡的建立和移動，注重知識的主動建構(gòu)，舉一反三，觸類旁通。 2. 以實驗為載體進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神。培養(yǎng)學(xué)生的化 學(xué)學(xué)習(xí)素養(yǎng) 3. 理論聯(lián)系實際。加強(qiáng)與生活生產(chǎn)的聯(lián)系，賦予知識以實用價值。 4.應(yīng)用“四腦合一”的教學(xué)法，讓學(xué)生會學(xué)，學(xué)會，體驗成功。 《新課程背景下應(yīng)用腦科學(xué)研究的成果開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能》是我承擔(dān)的科研課題，取得了一定成果。其中重視大腦的生理性、認(rèn)知性、情感性、社會性特點，應(yīng)用“四腦合一”的教學(xué)策略改變了學(xué)習(xí)方式，營造了課堂的和諧氛圍，取得了教和學(xué)的良好效果?！八哪X合一”簡而言之即在同一堂課的不同時段采取不同的教學(xué)方式會比單一的方式效果好;采用符合大腦的認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法效果好;讓學(xué)生在適度興奮的情緒中學(xué)習(xí)效果好;讓學(xué)生有合作、交流、展示才華、體驗成功的機(jī)會效果好。 二、教材分析 教材的地位和作用：第三章《水溶液中的離子平衡》是應(yīng)用前一章所學(xué)的平衡理論，進(jìn)一步探討水溶液中離子的行為，可以使學(xué)生更加全面地理解、應(yīng)用動態(tài)平衡理論。而第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡是新增加的內(nèi)容。在學(xué)生學(xué)習(xí)了弱電解質(zhì)的電離平衡、水的電離和溶液的酸堿性、鹽類的水解平衡之后，教科書接著介紹“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”，可以幫助學(xué)生更全面地了解水溶液中離子平衡相關(guān)的理論，使他們更加透徹地理解在溶液中發(fā)生離子反應(yīng)的原理。 三、學(xué)情分析： 認(rèn)知基礎(chǔ)：本節(jié)課的對象是高二理科學(xué)生，學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過溶解度的含義并學(xué)習(xí)了有沉淀生成的一些反應(yīng);在本書第二章和第三章又學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡和水溶液中離子平衡的相關(guān)理論，對動態(tài)平衡有了較充分的理解，在已有的認(rèn)知基礎(chǔ)上再學(xué)習(xí)本課，學(xué)生更容易理解和接受。但是本章集中學(xué)習(xí)電離平衡和鹽類的水解等內(nèi)容，很多學(xué)生容易對所學(xué)內(nèi)容混淆，在不同程度上會對本節(jié)課的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定的干擾。 心理特征：學(xué)生有一定的理論基礎(chǔ)，有強(qiáng)烈的好奇心和探究愿望，對用所學(xué)理論解決問題充滿期待。 四、三維目標(biāo)： 依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和編寫教材的意圖，結(jié)合學(xué)生的特點，確立以下的三維目標(biāo)和教學(xué)的重難點： 知識與技能： (1)知道難溶物在水中的溶解情況及沉淀溶解平衡的建立過程，能描述沉淀溶解平衡;提高知識遷移能力和邏輯推理能力。 (2)能運(yùn)用平衡移動的觀點對沉淀轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行分析，知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)并能對相關(guān)實驗的現(xiàn)象以及生活中的一些相關(guān)問題進(jìn)行解釋。 過程與方法： 在探究難溶電解質(zhì)的溶解平衡實驗中，學(xué)會自主設(shè)計實驗、獨(dú)立思考，提高分析問題、解決問題的能力。 情感態(tài)度與價值觀： 在實驗探究過程中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樹立對立統(tǒng)一的辯證唯物主義世界觀。 3.教學(xué)重難點： 重點：難溶電解質(zhì)溶解平衡的建立 難點：建立“沉淀 溶解”的微觀、動態(tài)過程，了解沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì) 。 五、教學(xué)流程：分成七個環(huán)節(jié)進(jìn)行。 (一)導(dǎo)入新課 播放溶洞景觀的圖片，指出溶洞里千奇百怪的石筍、石柱、鐘乳石的形成都離不開碳酸鈣沉淀的溶解和形成。如果你是導(dǎo)游，你能為游客解說這些地貌的形成原因嗎?通過本節(jié)課《難溶電解質(zhì)的溶解平衡》的學(xué)習(xí)，你將從反應(yīng)原理上弄清楚這個問題。 設(shè)計情境，引入新課。以熟悉的事物激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的積極情緒。 (二)分析課題，研究所學(xué)知識與前面內(nèi)容的聯(lián)系與區(qū)別，明確學(xué)習(xí)對象。 設(shè)計以下四個階梯性問題，采取對話方式，使學(xué)生溫故知新： 1.通過課題請你分析本節(jié)課的研究對象是什么? 2.該物質(zhì)所屬的類別是按什么標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類的?與強(qiáng)弱電解質(zhì)是否有一定關(guān)系? 3.什么是固體物質(zhì)的溶解度?難溶電解質(zhì)的溶解度在什么范圍?絕對不溶解的物質(zhì)有嗎?怎樣理解溶解性表中“不溶”的含義? 4.化學(xué)平衡、電離平衡、鹽類的水解平衡各是如何建立的?你認(rèn)為難溶電解質(zhì)的溶解平衡又是如何建立的呢? 通過以上問題，明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)與前面的內(nèi)容既有聯(lián)系又有區(qū)別。理解溶與不溶是相對的，沒有絕對不溶的物質(zhì)。所要學(xué)習(xí)的難溶電解質(zhì)只是溶解度小于0.01g的電解質(zhì)，可能是強(qiáng)電解質(zhì)，如BaSO4,也可能是弱電解質(zhì)，如Al(OH)3。 此時學(xué)生通過積極思維，自己對即將學(xué)習(xí)的知識做好了準(zhǔn)備，思維進(jìn)入興奮狀態(tài)。 (三)實驗探究，知識遷移，類比分析，建立“沉淀 溶解”的微觀、動態(tài)過程。 首先做演示實驗：首先通過向飽和氯化鈉的上層清液中加入濃鹽酸產(chǎn)生白色沉淀的實驗引導(dǎo)學(xué)生分析得出在NaCl的飽和溶液中鈉離子和氯離子仍然有機(jī)會重新結(jié)合的結(jié)論。繼而提出問題：在加入濃鹽酸之前氯化鈉的飽和溶液中為什么沒有沉淀析出呢?啟發(fā)學(xué)生思考溶解平衡的建立過程：NaCl(s) Na+(aq) +Cl-(aq)，當(dāng)氯化鈉溶解的速率與溶液中鈉離子和氯離子結(jié)合的速率相同時，形成了溶解平衡狀態(tài)。 然后通過類比：將等物質(zhì)的量濃度，等體積的NaCl溶液和AgNO3溶液混合沉淀后，上層清液中是否存在Ag+和Cl—呢? 學(xué)生通過對溶解度的分析，根據(jù)溶解度再小也不會等于零，得出一定存在Ag+和Cl—的結(jié)論。接著提出問題：那么固體AgCl和溶液中的Ag+和Cl—是一種什么樣的狀態(tài)呢?這個狀態(tài)是怎樣形成的?學(xué)生很自然地想到也形成溶解和沉淀平衡。開始時當(dāng)溶液中電解質(zhì)的離子濃度大時，其互相結(jié)合的速率大與沉淀溶解的速率，反應(yīng)向生成沉淀的方向進(jìn)行，隨著正、逆速率的改變，最后速率相等，形成沉淀溶解平衡狀態(tài)。通過動畫模擬幫助學(xué)生理解這一過程。體會易溶電解質(zhì)和難溶電解質(zhì)只是溶解度大小不同，其溶解平衡的建立過程沒有區(qū)別。 最后歸納總結(jié)：讓學(xué)生自己歸納總結(jié)得出難溶電解質(zhì)溶解平衡的概念，畫出時間-速率圖像，結(jié)合動態(tài)平衡的特點總結(jié)難溶電解質(zhì)溶解平衡的特征。促進(jìn)學(xué)生對新知識的理解，達(dá)到突破難點的目的。 溶解 沉淀 然后教師講述沉淀溶解平衡的表示方法： AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq)，強(qiáng)調(diào)各符號的意義，讓學(xué)生對比沉淀溶 解平衡的表達(dá)式與電離方程式的區(qū)別，通過課堂練習(xí)對新知識進(jìn)行鞏固。 再將知識加以引申：在以前的學(xué)習(xí)中我們會認(rèn)為等物質(zhì)的量的Cl-和Ag+會反應(yīng)完全，那么通過今天的學(xué)習(xí)，你對Cl-和Ag+的反應(yīng)有新的認(rèn)識嗎? 這個問題的設(shè)計目的是想讓學(xué)生轉(zhuǎn)換思維的角度，重新認(rèn)識有沉淀生成的離子反應(yīng)其實質(zhì)就是難溶電解質(zhì)建立沉淀溶解平衡的過程，而我們在離子反應(yīng)中寫成“=”是一種近似的表示方法，化學(xué)上一般情況下，相當(dāng)量的離子互相反應(yīng)生成難溶電解質(zhì)，可以認(rèn)為反應(yīng)完全。(一種離子濃度小于1×10-5mol/L時沉淀完全。) 至此，完成沉淀 溶解平衡的建立過程的分析，引導(dǎo)學(xué)生從微粒之間的相互作用分析問題，建立微粒觀。并將有沉淀生成的離子反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀溶解平衡問題，變換了思維角度，有利于學(xué)生深入地理解反應(yīng)的實質(zhì)，將知識進(jìn)行整體建構(gòu)，有機(jī)整合。 以上是通過思維探究的方式進(jìn)行理論部分的學(xué)習(xí)，對于高中的學(xué)生來說，深入的思維探究對開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能是非常必要的。 (四)、通過課堂討論和實驗探究，利用平衡移動原理，總結(jié)影響沉淀溶解平衡的因素： 本環(huán)節(jié)，提出一系列有趣的問題讓學(xué)生分析講解，提供交流合作、實驗探究、學(xué)以致用、展示才華的機(jī)會。 問題一：胃透時喝的鋇餐為什么只能是硫酸鋇不能是碳酸鋇?鋇粥對患者有無危險?怎樣做更安全? (BaSO4溶解度2.4×10-4g,Ba2+在體內(nèi)達(dá)0.13-0.2g使人中毒) 通過分析你能得出使沉淀溶解和不溶解的一般方法嗎? 其它條件不變，減小溶解平衡體系中的相應(yīng)離子濃度，平衡就向溶解的方向移動，從而使沉淀溶解。 反之，其它條件不變，增大溶解平衡體系中的相應(yīng)離子濃度，平衡就向沉淀的方向移動，從而使沉淀生成。 問題二：通過討論分析溶洞里石筍、石柱、鐘乳石的形成原因。 回應(yīng)上課之初提出的問題，使學(xué)生把學(xué)到的知識靈活應(yīng)用。 CaCO3(aq)+CO2(g)+H2O(l) CaHCO3(aq) 問題三：實驗探究：你能把AgCl沉淀轉(zhuǎn)化成其它的沉淀嗎? 通過學(xué)生分組討論實驗方案→提出方案→師生共同評價其可行性→分組實驗→描述實驗現(xiàn)象→總結(jié)規(guī)律→解釋原因。 學(xué)生通過探究得出沉淀轉(zhuǎn)化的規(guī)律：一定條件下，沉淀從溶解度小的向溶解度更小的方向轉(zhuǎn)化，兩者差別越大，轉(zhuǎn)化越容易。沉淀的轉(zhuǎn)化過程實質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動過程。 通過實驗探究環(huán)節(jié)，學(xué)生眼、手、口、腦等多感官參與，符合大腦的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)習(xí)效率高，印象深刻。學(xué)生體會探究的快樂和成功的喜悅，大腦的社會性特征得到滿足。 (五)總結(jié)和提高： 讓學(xué)生總結(jié)影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素，培養(yǎng)學(xué)生的概括能力、邏輯思維能力和語言表達(dá)能力。 (六)習(xí)題反饋，加深理解： 牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH(羥基磷灰石)的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在如下平衡： Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+ (aq)+ 3PO43-(aq)+ OH-(aq)。 1. 為什么飯后不刷牙容易患齲齒? 2. 你能想到用什么方法保護(hù)牙齒? 3. 已知Ca5(PO4)33F(氟磷酸鈣)的溶解度比Ca5(PO4)3OH(羥基磷灰石)更小，請你解釋使用適量的含氟牙膏能防止齲齒的原因，并嘗試寫出反應(yīng)離子方程式 。 (七)作業(yè)：學(xué)以致用，培養(yǎng)自學(xué)能力。 1. 鍋爐中常有水垢生成，會降低燃料的利用率，造成能源浪費(fèi)，也會影響鍋爐的使用壽命，形成安全隱患，因此要定期除去水垢。水垢中有CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4等成分，其中CaSO4不溶于酸，如何除去? 2. 自學(xué)沉淀溶解平衡常數(shù)。如何把沉淀溶解平衡的移動由定性判斷上升為定量判斷?如何用Qc判斷平衡的移動? 六、教學(xué)反思： 本節(jié)課我分成了三個主要的時段采取不同的方法進(jìn)行教學(xué)，感覺學(xué)生的注意力一直很集中，熱情高。從課堂氣氛，學(xué)習(xí)效果看采取的知識遷移、思維探究、實驗探究的教學(xué)方法比較合適。讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提供學(xué)生參與、表達(dá)的機(jī)會、給學(xué)生客觀準(zhǔn)確的評價，讓學(xué)生體驗成功，教學(xué)取得了很好的效果。