《難溶電解質的溶解平衡》教學案例

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《難溶電解質的溶解平衡》教學案例 高中化學選修4第三章第4節(jié)《難溶電解質的溶解平衡》主要教學內容包括《難溶電解質的溶解平衡》的建立，特征和平衡的移動。 我將從以下六個方面對本節(jié)課進行說明：設計思想、教材分析、學情分析、三維目標、教學流程、教學反思。 一、設計思想: 新課程倡導通過實現學習方式的多樣化，引導學生“主動參與、樂于探究、勤于思考”， 新教材的設計也更加注重學生學習和發(fā)展的需要，更著重于化學與生活、生產實際的聯系。因此教學上一方面要注重開啟學生的思維，注重知識的主動建構，另一方面也要注重實驗探究，發(fā)現化學反應的本質，廣泛挖掘所學知識的應用價值，增加有意義學習的內容?；谝陨系睦斫?，我采取以下教學策略： 1. 使用知識遷移的方法?；诨瘜W平衡，電離平衡，鹽類的水解平衡的學習基礎，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，舉一反三，觸類旁通。 2. 以實驗為載體進行探究性學習，激發(fā)學生的學習興趣和探索精神。培養(yǎng)學生的化 學學習素養(yǎng) 3. 理論聯系實際。加強與生活生產的聯系，賦予知識以實用價值。 4.應用“四腦合一”的教學法，讓學生會學，學會，體驗成功。 《新課程背景下應用腦科學研究的成果開發(fā)學生的學習潛能》是我承擔的科研課題，取得了一定成果。其中重視大腦的生理性、認知性、情感性、社會性特點，應用“四腦合一”的教學策略改變了學習方式，營造了課堂的和諧氛圍，取得了教和學的良好效果?！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方式會比單一的方式效果好;采用符合大腦的認知規(guī)律的教學方法和學習方法效果好;讓學生在適度興奮的情緒中學習效果好;讓學生有合作、交流、展示才華、體驗成功的機會效果好。 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》是應用前一章所學的平衡理論，進一步探討水溶液中離子的行為，可以使學生更加全面地理解、應用動態(tài)平衡理論。而第四節(jié)難溶電解質的溶解平衡是新增加的內容。在學生學習了弱電解質的電離平衡、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“難溶電解質的溶解平衡”，可以幫助學生更全面地了解水溶液中離子平衡相關的理論，使他們更加透徹地理解在溶液中發(fā)生離子反應的原理。 三、學情分析： 認知基礎：本節(jié)課的對象是高二理科學生，學生在初中階段已經學習過溶解度的含義并學習了有沉淀生成的一些反應;在本書第二章和第三章又學習了化學平衡和水溶液中離子平衡的相關理論，對動態(tài)平衡有了較充分的理解，在已有的認知基礎上再學習本課，學生更容易理解和接受。但是本章集中學習電離平衡和鹽類的水解等內容，很多學生容易對所學內容混淆，在不同程度上會對本節(jié)課的學習產生一定的干擾。 心理特征：學生有一定的理論基礎，有強烈的好奇心和探究愿望，對用所學理論解決問題充滿期待。 四、三維目標： 依據課程標準和編寫教材的意圖，結合學生的特點，確立以下的三維目標和教學的重難點： 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)能運用平衡移動的觀點對沉淀轉化過程進行分析，知道沉淀轉化的本質并能對相關實驗的現象以及生活中的一些相關問題進行解釋。 過程與方法： 在探究難溶電解質的溶解平衡實驗中，學會自主設計實驗、獨立思考，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)學生學習化學的興趣，樹立對立統(tǒng)一的辯證唯物主義世界觀。 3.教學重難點： 重點：難溶電解質溶解平衡的建立 難點：建立“沉淀 溶解”的微觀、動態(tài)過程，了解沉淀轉化的本質 。 五、教學流程：分成七個環(huán)節(jié)進行。 (一)導入新課 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《難溶電解質的溶解平衡》的學習，你將從反應原理上弄清楚這個問題。 設計情境，引入新課。以熟悉的事物激發(fā)學生學習興趣，調動學生的積極情緒。 (二)分析課題，研究所學知識與前面內容的聯系與區(qū)別，明確學習對象。 設計以下四個階梯性問題，采取對話方式，使學生溫故知新： 1.通過課題請你分析本節(jié)課的研究對象是什么? 2.該物質所屬的類別是按什么標準進行分類的?與強弱電解質是否有一定關系? 3.什么是固體物質的溶解度?難溶電解質的溶解度在什么范圍?絕對不溶解的物質有嗎?怎樣理解溶解性表中“不溶”的含義? 4.化學平衡、電離平衡、鹽類的水解平衡各是如何建立的?你認為難溶電解質的溶解平衡又是如何建立的呢? 通過以上問題，明確本節(jié)課的學習與前面的內容既有聯系又有區(qū)別。理解溶與不溶是相對的，沒有絕對不溶的物質。所要學習的難溶電解質只是溶解度小于0.01g的電解質，可能是強電解質，如BaSO4,也可能是弱電解質，如Al(OH)3。 此時學生通過積極思維，自己對即將學習的知識做好了準備，思維進入興奮狀態(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生白色沉淀的實驗引導學生分析得出在NaCl的飽和溶液中鈉離子和氯離子仍然有機會重新結合的結論。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)學生思考溶解平衡的建立過程：NaCl(s) Na+(aq) +Cl-(aq)，當氯化鈉溶解的速率與溶液中鈉離子和氯離子結合的速率相同時，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? 學生通過對溶解度的分析，根據溶解度再小也不會等于零，得出一定存在Ag+和Cl—的結論。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?學生很自然地想到也形成溶解和沉淀平衡。開始時當溶液中電解質的離子濃度大時，其互相結合的速率大與沉淀溶解的速率，反應向生成沉淀的方向進行，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生理解這一過程。體會易溶電解質和難溶電解質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：讓學生自己歸納總結得出難溶電解質溶解平衡的概念，畫出時間-速率圖像，結合動態(tài)平衡的特點總結難溶電解質溶解平衡的特征。促進學生對新知識的理解，達到突破難點的目的。 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)，強調各符號的意義，讓學生對比沉淀溶 解平衡的表達式與電離方程式的區(qū)別，通過課堂練習對新知識進行鞏固。 再將知識加以引申：在以前的學習中我們會認為等物質的量的Cl-和Ag+會反應完全，那么通過今天的學習，你對Cl-和Ag+的反應有新的認識嗎? 這個問題的設計目的是想讓學生轉換思維的角度，重新認識有沉淀生成的離子反應其實質就是難溶電解質建立沉淀溶解平衡的過程，而我們在離子反應中寫成“=”是一種近似的表示方法，化學上一般情況下，相當量的離子互相反應生成難溶電解質，可以認為反應完全。(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，引導學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轉化為沉淀溶解平衡問題，變換了思維角度，有利于學生深入地理解反應的實質，將知識進行整體建構，有機整合。 以上是通過思維探究的方式進行理論部分的學習，對于高中的學生來說，深入的思維探究對開發(fā)學生的學習潛能是非常必要的。 (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生分析講解，提供交流合作、實驗探究、學以致用、展示才華的機會。 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+在體內達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。 回應上課之初提出的問題，使學生把學到的知識靈活應用。 CaCO3(aq)+CO2(g)+H2O(l) CaHCO3(aq) 問題三：實驗探究：你能把AgCl沉淀轉化成其它的沉淀嗎? 通過學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→描述實驗現象→總結規(guī)律→解釋原因。 學生通過探究得出沉淀轉化的規(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化，兩者差別越大，轉化越容易。沉淀的轉化過程實質就是沉淀溶解平衡的移動過程。 通過實驗探究環(huán)節(jié)，學生眼、手、口、腦等多感官參與，符合大腦的認知規(guī)律，學習效率高，印象深刻。學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)總結和提高： 讓學生總結影響難溶電解質溶解平衡的因素，培養(yǎng)學生的概括能力、邏輯思維能力和語言表達能力。 (六)習題反饋，加深理解： 牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH(羥基磷灰石)的物質保護著，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，并嘗試寫出反應離子方程式 。 (七)作業(yè)：學以致用，培養(yǎng)自學能力。 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，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. 自學沉淀溶解平衡常數。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行教學，感覺學生的注意力一直很集中，熱情高。從課堂氣氛，學習效果看采取的知識遷移、思維探究、實驗探究的教學方法比較合適。讓學生自主學習，提供學生參與、表達的機會、給學生客觀準確的評價，讓學生體驗成功，教學取得了很好的效果。