基于逻辑思维主线的高中化学教学设计——以“盐类的水解”为例

文| 陆小鹏

一、教材分析

“盐类的水解”是人教版选择性必修1 第三章“水溶液中的离子反应与平衡”中的一节课。《普通高中化学课程课标（2017 年版2020 年修订）》对这一章有明确的规定：要通过对离子、水解、沉淀溶解等平衡态的论证和平衡运动的解析，培养学生的微观粒子观、平衡观和守恒观；通过对实验现象和数据的分析，使学生对水溶液中各种离子的作用和平衡有一个初步的认识。

按照新课标提出的“水溶液中离子的反应与平衡”的思想，研究盐类的水解，既能让学生把宏观识别与微观探究、变化观念和平衡运动等化学学科的核心素养有机融合起来，又可以帮助其进一步强化对化学平衡运动原理的认识，并从盐类的水解层次进行更深层次的认识。另外，对于认识盐类水解过程中所涉及的有关沉淀—溶解平衡和电化学反应等方面的内容也有很大的帮助。

二、学情分析

前两节课，学生学习了电离平衡、水的电离和溶液的pH。本节课在学生掌握了利用化学平衡的基本原则对食盐水解的本质进行探讨的前提下，再对食盐水解的影响因素进行深入的研究。通过这种方法，学生能够将不同条件下的离子电离平衡、水电离平衡等与盐水解的内在相关联，深化对盐水解过程的理解，并将其应用于现实中。随着教学内容的不断深入，学生在逻辑思维方面也会有明显的提高，对各类抽象思维方法的应用也更加熟练。

三、教学目标

（一）掌握的基本知识和实验操作

1.了解盐类水解的各种因素，并说明各种因子对盐类水解的作用。

2.能从比较、归类、归纳和实验论证等方面，总结盐的水解规律。

（二）过程和步骤

在教学实践中，进行观察、强化基础作业的训练，在此基础上，进一步提高对实验进行设计、分析等方面的综合思考能力。

（三）情绪和价值

1.学生在进行科学探索的时候，可以有较强的成就感，并且从中体验到科学家在进行特定探索时，那种不屈不挠、不畏艰难的态度，同时也体验到了合作的重要性。

2.体验有助于学生将所学到的知识运用到实际中去，从而增强他们的社会责任感和对化学学习的热情。

四、教学重点和难点

重点：影响盐类水解的因素。

难点：盐类水解的应用。

五、教学过程

（一）创设情境，导入新课

【演示】以氯化铁为去污剂时，其净化作用与污水pH 值相关这一现象，通过提问提高学生的学习积极性。

教师：从杂质脱除速率和pH 量值之间的关系图中可以看出，当pH 在6 以下时，对各种物质的脱除效果最好，而当pH 等于6 或大于6 时，则会下降。

【过渡】这是怎么回事？要想解开这一难题，就让我们在接下来的教学中一起来解答。

【板书】盐类水解

教师：一个学生在制备氯化铁的过程中，如果将氯化铁与蒸馏水溶解，得到的氯化铁是否会发生丁达尔现象？

学生：之所以会产生丁达尔效应，是由于氯化铁在水中溶解后，产生了一种叫作“铁酸胶”的物质。

教师：那么，大家能不能猜出盐类水解程度？再联系前面所讲到的关于弱电解质的离子化平衡和水的离子化平衡的几个方面来考虑。

学生：盐类的特性对盐类的水解起着重要的作用，当产生盐类的弱酸或弱碱时，其离子化平衡常数较低，说明其酸性或碱性较差，也就是其水解的程度较高，所以盐类的水解作用在很大程度上取决于盐类的特性。

【板书】盐类水解作用：（1）盐类特性

【过渡】盐水解的强度取决于食盐本身的特性，但是在盐类的类型固定的情况下，如其他均衡，也会受到不同环境因素的影响。符合勒夏特列原理的情况下，会有什么反应条件对盐水解的均衡造成影响？

（二）符合逻辑的推论

【论点一】温度对水解反应的影响

实验证明：盐的水解是一个与酸碱中和相反的过程，而酸碱中和是一种放热，因此，盐的水解为一种吸热反应，随着温度的升高，这种平衡将变为吸热反应，也就是正的。

实验证明：在不同的温度下三价铁的色泽会发生变化，可通过三价铁色泽的明暗度来判断其生成量。

【板书】（2）盐的水解是一个吸热的过程，当温度升高时，水解的平衡向前移动，因而水解的程度增大。

【论点二】反应物的浓度与水解的关系

研究发现，在其他实验条件不变的情况下，在Q=K的情况下，体系的浓度商与平衡因子的关系具有一定的一致性。当Q＜K时，该过程趋于积极，而当Q＞K时，该过程会发生变化。

【实验1】向水里添加三价铁离子，使其与水的比例为10 倍。将三价铁离子用水稀释10 次后，所有三价铁的浓度都变为原来的，三价铁离子的水解量增大，三价铁离子的用量减小，即三价铁离子的水解量增大。

【实验2】往水里加入三价铁离子。当三价铁离子形成晶体时，三价铁的数量就会上升，但是H 的数量却没有变化，所以我们可以说，Q＜K，而且是前进的。

【转化】加入三价铁离子后，三价铁的数量有何变化，其中的变化是什么？数据描述：在一个化学平衡常数下，三价铁离子的起始浓度是一胺基/l，三价铁离子水解成二价，列出三个公式，用K表示。

讲述：不能同时增加a 和b，这是不可能的，因为a 增加b 增加，而温度保持不变，K也不会增加。因此，三价铁离子的含量越高，三价铁离子的水解反应越强，三价铁离子的水解作用越弱。

【板书】（3）反应物的浓度：增加反应物的浓度，水解的量减少；相反，水解的量增加。

【转换】怎样证明产物的含量会对水解过程产生影响？

【论点三】产物的浓度对水解反应的作用

实验证明：在氯化铁中添加微量的浓盐酸或浓碱液，通过对三氯化三钠的溶解，观察其色泽的改变，确定其运动的方向，并进行观测和记录。

【实验1】将5 毫升0.02mol/L 的氯化铁溶液置于甲管，将5 滴浓盐酸加到乙管，进行对照，观测其变色。

学生：在A 管中添加了浓硫酸，结果发现颜色很淡。

【结论】随着氢气的增加，三价铁离子的水解平衡发生了逆转，并且降低了水解速率。

【实验2】分别在A 管和B 管中加入5 毫升0.02mol/L 的氯化铁溶液，再将5 滴浓盐酸溶液加到B 管中，进行比较，看其变色情况。

学生：在A 管中添加了浓度较高的氢氧化钠后，溶液颜色明显加深。

【结论】在不同的氢气浓度下，水解反应的平衡向前运动，三价铁离子的水解速率增加。

【板书】（4）产物的含量：增加产物的含量，使水解平衡发生逆转；相反，水解平衡则向前运动。

教师：现在我们简要地概括一下对盐类水解因子的证明方式，本项目主要包括四个方面。

首先，选择合适的研究对象，Fe3++3H2O↔Fe（OH）3+3H+。

其次，对实验条件进行了研究：温度、反应物浓度和产物浓度的测定。

最后，对影响因子进行变更的具体方式：单变量法。最终项目采用理论分析、数据分析和试验研究相结合的研究方法。

教师：接下来，我们将讨论盐类水解在生产和生活中的运用。

问题1：在生产、生活、科研等领域，经常会使用盐类水解规律来求解一些现实问题，而氯化亚铁的分解则涉及许多不同的领域。

学生：氯化铁在水中会发生水解生成氢氧化铁，增加了氢离子的含量，可以有效地阻止三价铁离子的水解，因此，正确的做法是将三氯化三铁溶于浓盐酸中，然后用水进行稀释。

【板书】利用水解平衡的基本原则，设计了易水解盐类的新方法，并进行了实验研究。

问题2：大家是否还记得，在必修课程中，我们是怎样配制氢氧化铁的。

学生：在40 毫升滚沸的蒸馏水中，将三氧化三铁的饱和水一次一滴地加5~6 滴，持续烧开直到液体变成棕红色为止。

教师：很好，同学们可以通过实验得出结论，三价铁离子的水解平衡可以向前运动。

【板书】利用水解的平衡理论，可以得到氢氧化铁的胶态

问题3：铁氧化物的超细粉是怎么生产的？

学生：通过调整pH 值或升温，促使含氯的铁分解析出，滤出、清洗、烘干，再经热处理，制得超细的铁氧化物。

教师：在工业生产中，用氯化钛生产二氧化钛也可以采用类似的工艺。目前，在生产过程中，通过在生产过程中添加大量的水，并将其进行热处理，得到二氧化钛晶体，再进行煅烧得到二氧化钛。这种方法也适用于氧化锡、二氧化锡等材料的合成。

【板书】利用水解作用合成无机物

问题4：为何使用氯化铁作为水净化试剂？

学生：三价铁离子的水解形成了一种氢氧化铁，它能把水里的微小悬浮粒子聚合为大粒子沉淀下来，达到净化水质的目的。

【板书】利用水解天平配制净化剂

教师：将明矾用作净水也是同样的道理，利用水解均衡的原则，能为我们的生产和生活提供便利。

问题5：在同等质量的情况下，当乙酸与氢氧化钠的用量相同时，该溶液呈什么性质。

学生：在相同质量的情况下，乙酸和氢氧化钠的混合物是呈碱性的。

【板书】对盐类酸碱性质的判定

（三）总结

在本节课的教学当中，我们已经学会合理使用相关数据以及实验证明盐类水解的原理以及其影响因素等。除此之外，在思维方式的应用和学习上，也取得了一定的成效。因为盐类的水解为一种吸热反应，随着温度的增加，化学反应的平衡朝着吸热的方向转移，也就是正向的。由勒夏特列原理可知，当产物的含量增加时，化学反应的均衡会朝着产物的含量降低的地方转移，也就是与该反应相反的方向。当反应物的浓度增加时，化学反应的均衡就会朝着降低反应物含量的方向进行，这就是积极的反应。同时，在日常生活中，一些重要的因素也被运用到了日常生活中，比如：（1）氯化铁溶液的制备。（2）氢氧化铁溶胶的合成。（3）氧化铁的超细粉的合成。（4）氯化铁可用作净水剂的原因。（5）确定其酸、碱性等。总之，通过对盐类水解过程的研究，使学生在学习过程中具有较强的逻辑推理能力。

六、教学反思

新教学方法的加入，使高中化学的学习效率有了明显的提高。在进行盐类水解课程的教学过程当中，教师的主导地位得到了充分的体现。通过情境的创设和课堂互动的形式，引导学生主动去学习、去思考。通过互动式的提问，让学生勇敢表达自己的观点和题目的解答方式，在锻炼学生思维能力的同时，也能够实现互动课堂的构建，从而让学生更好地理解化学知识之间的联系，在提升学习能力的同时，对于各类思维逻辑方法的使用也更加熟练。除此之外，对学生在问题分析方面的主动性的培养也很突出。高中化学的教学设计重点应该集中在学生思维能力的提高方面，这不仅能提高学生的成绩，对学生学习能力的提高也有一定的积极作用。因此，在进行教学设计的过程当中，教师需要注重学生主观能动性的调动和综合能力的提升。