水的电离平衡的有效性教学的探究

汪凤霞

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）05-084-01

水的电离平衡是中学化学的一个核心概念，理解水的电离平衡的本质及影响因素、酸碱盐溶液的pH的计算及溶液中水的电离程度大小的比较等等是高中化学课程的重点和难点，对该块知识点的学习要求，不仅要牢固掌握基础知识，而且还要有一定得计算能力，并在此基础上能够综合运用知识分析和解决问题。笔者在教学过程中发现学生对这方面的知识难于理解和接受，学生在涉及有关水的电离的很多题目时就无从下手。如何在有限的课堂时间、以最小的精力投入，提高化学平衡课堂教学的有效性，是摆在我们广大中学化学教师面前的一个非常重要课题。下面就水的电离平衡的有效性教学，谈谈我个人的一些思考：

一、运用构建主义的教学模式，进行水的电离平衡有效性教学

建构主义的教学模式为：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”在这种模式中，学生是知识意义的主动建构者；教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者。在水的电离平衡的教学中，学生根据已有的化学平衡的知识体系及弱酸弱碱的电离平衡的理论，很快的构建了水的电离平衡的框架：理解水是一种弱电解质，发生着微弱的电离，与化学平衡一样，K电离--H+和OH-浓度之积与未电离的H2O的浓度之比也是一个常数。因为水是纯液体，水的浓度可视为常数，学生通过小组讨论得出水的离子积的定义。同样教师通过创设情境—化学平衡常数与哪些因素有关，学生再通过协作学习和会话交流，很快得出结论：KW只与温度有关，即升高温度，KW增大；降低温度，KW减小，与溶液的酸碱性无关；同时也将难点突破，KW的计算应用溶液中的H+和OH-的浓度计算。教师再通过创设情景—影响化学平衡的影响因素，学生就会通过已有的平衡体系得出结论：水的电离受温度、酸、碱、活泼金属如Na及水解盐（以后学习）的影响。

二、由表及里、由浅入深的分析水的电离实质，理解和掌握酸、碱及水解盐溶液的水的电离程度。

学生面对水溶液的千变万化题目时，经常将酸电离出的H+和水电离的H+混为一谈（或将碱电离出的OH-与水电离出OH-的混为一谈）。面对这一难题，我为学生创设问题情景：在0.1mol/L的HCl溶液中，存在哪些物质的电离？溶液的pH为多少？溶液中H+有几个来源？溶液中的H+浓度又是多少？溶液中OH-有几个来源？并将全班同学分成12小组，每小组派一位代表整理答案并汇总，得出结论。通过汇总，我发现学生在讨论问题中会发现问题，分析问题，归纳总结，在这过程中他们不仅弄清了HCl溶液中的H+浓度主要来源于HCl的电离，水电离的H+浓度非常小，可以忽略不计，而且还得知水电离的H+浓度与水电离的OH-浓度相等，由水的离子积求出即10-13mol/L。学生理解了这些知识时，我再创情景，由学生自己总结出0.1mol/L的NaOH溶液的pH为多少，溶液中的H+浓度是多少，溶液中OH-有几个来源，水电离出的OH-浓度又是多少等等，学生会不费余力的将这些问题解答。学生将酸溶液和碱溶液的水的电离程度关系理清后，就会对强酸弱碱盐溶液或强碱弱酸盐的水的电离产生浓厚的兴趣。此时我乘胜追击，精心设计两个问题：1、常温下，在0.1mol/L的CH3COONa溶液中，溶液的pH=10，求溶液中水电离出的OH-浓度是多少？2、在0.1mol/L的NH4Cl溶液中，溶液的pH=4，求溶液中水电离出的OH-浓度又是多少？将全班同学分为两大组，第一组分析第一题，第二组分析第二题，班长收集汇总第一组的信息，化学课代表收集汇总第二组的信息。在学生积极参与的过程中，我归纳总结：在强酸弱碱盐溶液中，水电离出的H+未被消耗，而水电离出的OH-一部分在水溶液中，一部分被NH4+结合生成NH3.H2O，对水的电离起促进作用，故H+全部来源于水的电离，再根据水电离的H+浓度与水电离的OH-浓度相等这一规律，得出质子守恒：c（H+）==c（OH-）+c（NH3.H2O）。同理，在强碱弱酸盐溶液中，水电离出的OH-未被消耗，而水电离出的H+一部分在水溶液中，一部分被CH3COO-结合生成CH3COOH，对水的电离起促进作用，并得出质子守恒：c（OH-）==c（H+）+c（CH3COOH）。故这两题水电离出的OH-浓度都是10-4mol/L。在我精心设计教学过程中，学生是知识意义的主动建构者；我是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者；学生通过小组合作和小组学习，将纷繁复杂的酸、碱及水解盐溶液水的电离知识掌握。

三、精心设计习题，举一反三，借助习题，让学生在练习中提高技能。

水的电离平衡涉及的习题千变万化，因此在教学中要培养学生的阅读、观察、分析、思维、归纳、总结等解题能力，适量的习题必不可少。教师要精心选取相关练习，紧扣当前所学的内容，突出重点，重视示范，加强解题思路的教学，重视习题的多样性、综合性和灵活性。例1：在以下四种溶液：a 0.1mol/L的HCI；b 0.1mol/L CH3COOH；c pH= 12的Na2CO3； d pH= 13的NH3.H2O，水的电离程度由大到小的顺序是？解析：加酸加碱对水的电离起抑制作用，水解盐对水的电离起促进作用，又因a 和 d 对水的电离抑制程度一样，所以水的电离程度由大到小的顺序是c>b>a = b。

综上所述，通过以上几种途径可以帮助学生正确理解抽象的水的电离平衡的概念和原理，牢固掌握基础知识，并在此基础上能够综合运用知识提高学生正确分析和解决有关水溶液中的酸碱盐溶液知识的问题能力，从而提高化学课堂教学的有效性。水溶液的平衡是高中化学的难点和重点内容，如何更好的提高这部分的教学效率，有待更多同仁进一步去探讨和研究。