《水溶液中的离子反应与平衡》知识整合与模型化单元教学设计
2024-04-29耿莎莎谢鸿雁
耿莎莎 谢鸿雁
一、单元整体规划
（一）整章介绍
本单元是选择性必修课程模块1：《化学反应原理》中的第三章，旨在培养学生深入学习与探索化学的志向，引导学生更深入地认识化学学科，了解化学研究的内容和方法，感受化学反应原理对科学技术和人类社会文明所起的重要作用，发展学生化学学科核心素养。
（二）单元教学目标设定
1. 运用“水溶液中离子反应与平衡”模型认识物质在水溶液中的行为，并对宏观现象进行预测和解释。
2. 能运用平衡思想动态地分析物质在水溶液中的变化，解释自然界、生产生活中的现象。
3. 能依据平衡移动原理分析复杂的离子反应，推论预测产物，解决现实问题。形成完整的认识物质在水溶液中的行为思路，完善关于电解质溶液的认识模型，能基于宏观现象推测物质在水溶液中的微观行为，建立宏观与微观、证据与推论之间的关系。
（三）单元教学规划
1. 设计思路与知识结构的整合
2.课时分配
二、模型简介
（一）教学模型
（二）“水溶液中离子反应与平衡”认识思维模型
三、模型的应用——部分课时教学思路及目标
《水的电离平衡和水的离子积常数》
（一）根据已有知识经验罗列纯水中的微粒（H2O、H+、OH-），通过设计实验证明水中存在的氢离子，借鉴证明酸中的氢离子的方法，预期得出两种方法：1.活泼金属是否能与水反应置换出氢气；2.测水的pH。从定性的角度证明氢离子和氢氧根离子的存在，进而建立微粒观。
（二）由方法二测出常温下纯水的pH=7，学生根据已有知识“pH表示溶液酸碱度”会认为pH=7呈中性，没有氢离子，产生认知冲突。结合“pH的来源”这一科学史话的资料卡片，重新认识pH 的内涵，即是表示氢离子浓度的一种方法，然后根据pH=-lgc（H+）这一公式，计算出常温下水中的氢离子浓度。从定量的角度认识到水中的氢离子的量极少。
（三）预测水中三种微粒之间的关系，解释为什么氢离子的量如此少，得出结论：水中存在H2O[]H++OH-电离平衡，根据化学平衡常数列出水电离的平衡常数K=c（H+）·c（OH-），继而引出水的离子积常数。根据实验测定结果，纯水在常温下的pH和100℃的pH，换算出其氢离子浓度，并根据三段式进一步算出水在两种温度下的离子积常数。建立平衡观，发展变化观。
《可溶性盐在水溶液中的离子行为 ——盐类的水解平衡原理》
1.利用“水溶液中的离子反应模型”，通过分析氯化钠、醋酸钠、氯化铵三种不同类别盐在水中的行为（即不同类别盐对水电离平衡的影响），认识盐类水解的原理及盐溶液呈现酸碱性的规律。例：醋酸钠在水中的行为
2.通过实验探究盐溶液的酸碱性，认识盐的类型与其溶液酸碱性之间的关系。
3.能通过实验探究温度、浓度对盐类水解平衡的影响，认识影响盐类水解平衡的主要因素，并能用“水溶液中的离子反应模型”解释反应条件影响盐类水解平衡的原因。
4.能列举盐类水解在实际生产、生活和科学研究中的应用实例，并依据盐类水解的原理进行解释，体会化学原理的应用价值。
复习提高：《探索海洋酸化导致贝类消失的原因》
——基于微粒观、变化观、平衡观的水溶液中粒子反应
1.通过观看新闻视频《獐子岛的扇贝去哪了》，了解海洋酸化，增强保护大自然的责任感和使命感。
2.模拟海洋中贝类的生长环境，利用“水溶液中的离子反应与平衡”模型，理论分析贝类消失的原因，发展微粒观、变化观和平衡观。
3.从不同角度设计实验方案证明理论预测，对假设预测、实验方案、实验结论进行完整论证，发展“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”和“证据推理与模型认知”等化学学科核心素养，培养系统思维能力。
4.利用“水溶液中的离子反应与平衡”模型，从多角度寻找保护贝类生长的水体环境的方法。通过对电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等存在的证明及平衡移动的分析，形成并发展学生的微粒观、平衡观和守恒观。
5.通过开展分析解释、方案设计等活动，促进认识水溶液中的离子反应与平衡对生产、生活和社会发展的作用。
四、教学反思
整个单元从学生最熟悉的物质“水”出发，以水的电离平衡及影响因素为主要线索，通过探讨可溶性电解质（酸碱盐）对水电离平衡的影响，渗透弱电解质的电离平衡和盐类的水解平衡知识点，从水电离平衡的建立到影响水电离平衡的因素，学生整体思维表现顺畅，基本掌握了利用“水溶液中的离子反应与平衡”模型对可溶性电解质在水中的行为进行分析。但是在沉淀溶解平衡的理论分析中存在一定的障碍，这也充分说明“水溶液中的离子反应与平衡”模型在可溶性电解质对水电离平衡影响分析中的优越性。因此在沉淀溶解平衡的教学结束后，增加了以项目式教学模式进行的《探索海洋酸化导致贝类消失的原因》探究课，以沉淀溶解平衡为主要线索，融合了强弱电解质的电离平衡、离子反应、盐类的水解等知识，将《水溶液中的离子反应与平衡》整个单元的知识充分融合，不仅对沉淀溶解平衡有了进一步理解，同时达到了复习与提高的目的。
作者简介：耿莎莎 女 汉族 1985年8月生 硕士研究生 太原市第十五中学 中小学一级教师
