2020-2021学年高二化学人教版选修4——难溶电解质的溶解平衡教学设计
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2020-2021学年高二化学人教版选修4——难溶电解质的溶解平衡教学设计

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资料简介
1 课题:难溶电解质的溶解平衡教学设计(高三一轮复习) 武汉市蔡甸区汉阳一中 金晚宜 一.基本说明: 1. 教学内容所属模块:选修 4 化学反应原理 2. 所属章节:第三章 第四节 3. 年级及课型:高三一轮复习课 4. 课堂教学模式:“1+1”教学模式 5. 所用教材出版单位:人民教育出版社 6. 教学用时:40 分钟 二.教学设计 1.教学目标 (1)知道难溶物在溶剂中存在沉淀溶解平衡(2)理解溶度积的概念,并能进行相关的 计算。能用溶度积规则判断沉淀的产生和溶解;知道沉淀的溶解和转化的本质,能通过定量 的计算来分析沉淀的转化(3)了解沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用 通过数字化实验——测定饱和 CaCO3 溶液的电导率,让学生亲眼目睹亲身体验沉淀物 也是可以微量溶解的,帮助学生建立和理解“难溶电解质的溶解平衡”这个抽象的概念;利 用数字化实验测定难溶电解质(CaCO3)饱和溶液的电导率,让学生真正明白了“不溶只是 相对的,没有绝对不溶的物质,培养学生辩证唯物地看问题的方法和价值观。 通过本节课的学习,培养学生的“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证 据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”等核心素养。 2. 学情分析 学生在高二已经学习过了此部分的新课,已初步掌握了本节内容的基本知识:难溶物存 在溶解平衡以及沉淀溶解平衡在生产生活中的应用,但据本人了解,学生对本节内容的掌握 还存在以下几方面的问题: 第一,对于“难溶电解质的溶解平衡”这个抽象的概念还是模糊的。我校学生在上新课 时是没有亲身体验过的“难溶电解质存在溶解平衡”的,他们只是从书本中获取了这个抽象 的理论知识,所以学生内心上是难以信服的!本节复习课可以通过数字化实验帮助学生理解 和信服“难溶电解质存在溶解平衡”。 第二,对于“难溶电解质的 Ksp 与溶解度(g/100g 水)之间的换算关系”没搞清楚。2014 课标全国卷Ⅰ第 11 题就考查了这个换算关系,所以作为一轮复习的这节课,应该让学生掌 握这个计算关系和方法! 第三,对于要求“通过定量的计算来分析沉淀的转化”这一点,掌握得并不好,甚至可 以说是很差!大部分学生在学习新课时都知道了沉淀的产生和溶解的本质,也即 Ksp 与 QC 的关系,但并不知道利用哪个数据来计算 QC,所以根本就不能正确判断出沉淀 A 是否能转 化成沉淀 B。 本节复习课主要围绕学生对于这块知识存在的问题和掌握得不好的地方进行探究,巩固 旧知识,补充新知识,学习新技能,开阔新视野! 3.设计思路 “1+1”教学模式简介:学生需要在课前花一节课的时间做导学案,预习新课知识,找 出疑难问题,每个小组都分配有任务;课堂上主要由各小组派代表上讲台展示讲解学习成果, 讲解结束后,其他小组可以任意提问,对于其他小组提出的问题,全班同学都可以抢答,最 后老师点评。这种教学模式真正充分发挥了学生的主动性! 纵观近几年的高考题,结合学生的薄弱点,本人将导学案设计成了五个问题,将本节内 2 容的高频考点及学生的薄弱点全部融于学案中的五个问题中,这样既便于学生的讲解,又便 于学生明白学习目标,还可以避免“炒现饭”。 充分利用信息化技术在化学教学中的应用,课堂上利用数字化实验帮助学生轻松掌握抽 象的知识,并开阔学生的眼界。 不断创设问题情境,调动学生思考问题的积极性,提高学生解决问题的能力,体验科学 探究的乐趣。 设计实验并动手操作实验,培养学生的合作精神,强化学生的观察能力,提高学生的动 手能力。 4. 教学重、难点 教学重点:(1)用数字化实验帮助学生建立难溶电解质的溶解平衡概念 (2)用溶度积规则判断沉淀的产生及溶度积的相关计算 教学难点:(1)根据 难溶电解质的溶解和转化来分析判断难溶电解质的溶解性大小 (2)沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用 5. 教学媒体的选择 艾迪生牌数字化实验探究仪、课件(ppt)、图表、实验等 三.教学过程 教学环节 及内容 教师活动 学生活动 设计意图 课前自主 学习阶段 将精心设计好的导学案分发给 学生,并预测学生完成导学案可 能存在哪些问题 课前自主学习 一节课完成导学案 培养学生的自 主学习能力 一.难溶 电解质的 溶解平衡 【问题一】下列说法正确的是 ( ) A.某物质为难溶物,则该物质不 溶于水 B. CaCO3 是沉淀,故 CaCO3 的溶 解度为 0 C.某离子被沉淀完全是指该离子 在溶液中的浓度为 0 D.绝对不溶的物质是不存在的 追问:可以通过什么实验证明难 溶电解质 CaCO3 的溶解性? 评价:你们的方法理论上可行, 但实际上中学实验室里的托盘 天平精确度不够,难以实现。 展示并介绍数字化探究仪器及 电导率的涵义:数字化实验仪器 电导仪可以精确测量溶液的导 电性(通过测定溶液的电导率)。 需要的设备有:电脑,数据采集 很快就选出正确选项 D 激烈的讨论后第一小组学 生代表回答: 称取一定质量的碳酸钙固 体溶于 100 克水中,一段时 间后再取出来干燥称重,看 固体质量有没有减轻 通过一道简单 的选择题作为 【问题一】引出 难溶电解质的 溶解性的测定 问题。引导学生 进行深层次的 思考,激发学习 的兴趣。 主要设计意图 是为下面的数 字化实验的引 出做好铺垫。 3 器,电导率传感器,电极等(见 下图四)。 (ppt 放映)数字化实验测电导 率:利用数字化探究实验仪器测 定蒸馏水(见下图一)、CaCO3 饱和溶液(见下图二)、0.001 mol /L NaCl 溶液(见下图三)的电 导率,记录并分析数据 提问:1.蒸馏水的电导率为什么 不为 0? 2. 饱和 CaC03 溶液的电导率为 什么比蒸馏水大?而比 0.001 mol/L NaCl 溶液小很多? 受启发后回答:测定饱和 CaCO3 溶液的电导率 学生代表甲:因为蒸馏水中 有 H+和 OH-离子,故电导率 不为 0. 学生代表乙:饱和 CaC03 溶 液的电导率比蒸馏水大是 因为其中除了蒸馏水电离 的 H+和 OH-离子外,还有别 的离子,应该是 Ca2+和 CO32- 离子。比 0.001 mol/L NaCl 溶液小很多说明饱和 CaC03 溶液中 Ca2+和 CO32-离子浓 度很小。 让学生亲眼目 睹亲身体验沉 淀物也是可以 微量溶解的,帮 助学生建立和 理解“难溶电解 质的溶解平衡” 这个抽象的概 念 引导学生明白 电导率的涵义 并学会分析电 导率不同的本 质原因,亲身体 验难溶电解质 CaC03 在水中是 可溶解并存在 着溶解平衡的。 【问题二】难溶电解质的 Ksp 与 溶解度的关系 问题:难溶电解质的 Ksp 相对较 大,其溶解度就较大吗?请根据 下表一和表二中已知数据计算 BaSO4 和 Ag2CrO4 两种饱和溶液中 相关数据,并完成两表格(此两 个表格导学案上已呈现,学生在 自主学习期间已完成) (ppt 放映)几种不同类型的难 溶电解质的 Ksp 与溶解度的数据 关系来强化 Ksp 与溶解度之间没 有必然的关系 第二小组派两名学生上黑 板展示表格中计算结果 其他小组同学评价正误并 请一名同学板书出 BaSO4 和 Ag2CrO4 两种难溶物各自的 Ksp 与溶解度两者的换算公 式 通过亲自计算 来理清 Ksp 与溶 解度的关系: 不能直接用 Ksp 表示溶解度的 相对大小。可以 根 据 Ksp 计 算 出 溶 解 度 ( g/100g 水 或 mol/L),培养计 算能力。 4 图一 图二 图三 图四 表一: c(Ba2+) ( mol/L) c(SO42-) ( mol/L) c(BaSO4)(aq) ( mol/L) BaSO4 的 溶 解 度 (g/100g 水) 溶 度 积 常 数 Ksp BaSO4 1.1x 10-10 表二: c(Ag+) ( mol/L) c(CrO4 2-) ( mol/L) c(Ag2CrO4)(aq) ( mol/L) Ag2CrO4 的 溶 解 度(g/100g 水) 溶 度 积 常 数 Ksp Ag2CrO4 1.1 x 10-12 (续教学过程表格) 二.沉淀 溶解平衡 的应用 1.沉淀的生成 【问题三】下图为某温度下硫酸 钡在水中的沉淀溶解平衡曲线 图,请回答问题: 利用具体图像 帮助学生理解 5 (1)该温度下 Ksp(BaSO4)= (2)b 点是否有固体析出?为什 么? (3)d 点有无沉淀?为什么? 课堂临时生成问题 1:如何改变 条件使得 d 点处溶液析出沉淀 呢? 对学生的回答加以完善性启发: 加氢氧化钡固体行不?丙同学 的建议加热蒸发水的同时,温度 也升高了,BaSO4 的 Ksp 随温度 的升高也增大,所以应该是加热 蒸发后冷却至原温。 课堂临时生成问题 2:画出 d 点 分别加入可溶性钡盐、加可溶性 硫酸盐固体、加热浓缩冷却至原 温后在图像中的位置 第三小组派代表上台讲解 并展示各小题的答案:b 点 有沉淀析出,因为此处 QC ﹥Ksp;d 点无沉淀析出,因 为 QC<Ksp 讨论后各小组抢答: 甲:加可溶性钡盐或加可溶 性硫酸盐固体 乙:降温,因为一般难溶电 解质的Ksp随温度降低而减 小,降温可以减小 Ksp 丙:加热蒸发水,增大 c(Ba2+)和 c(SO42-) 还是第三小组派代表上黑 板画点,第一个同学画错了 两个点,本组内另一个同学 赶紧跑上来纠正。 溶度积规则,并 利用溶度积规 则判断沉淀的 产生。 设置课堂临时 生成性问题(导 学案上是没有 呈现的),因为 没有事先准备, 所以容易出错, 培养学生的应 变能力 2.沉淀的溶解 【问题四】Mg(OH)2 固体能溶于 浓 NH4Cl 溶液吗? 请解释原因。 每个小组分有一套实验药品: MgCl2 溶液、NaOH 溶液、浓 NH4Cl 溶液;NH4N03、氨水、(NH4)2SO4 、 CH3COONH4 从以上药品中自选试剂完成实 验 (“追问”导学案上没有呈现) 追问 1:为什么可以溶解呢?从 理论上解释原因。 各小组动手做实验 第 四 小 组 同 学 回 答 : Mg(OH)2 固 体 能 溶 于 浓 NH4Cl 溶液。 思考后回答: 甲:NH4+结合了 Mg(OH)2 溶 解 平 衡 中 的 OH- 使 得 Mg(OH)2 溶解平衡不断向溶 解方向移动 乙:NH4+水解产生了 H+ H+ 再与 Mg(OH)2溶解平衡中的 通过实验激发 学生的学习兴 趣,经常用实验 来说明问题,培 养科学的探究 精神。 6 追问 2:从上面提供的试剂中选 择合适的试剂设计实验来验证 你们的理论解释,看哪个同学的 解释是正确的。 OH-使得 Mg(OH)2 溶解平衡 不断向溶解方向移动 丙:我将 CH3COONH4 滴入 Mg(OH)2 沉淀中,发现沉淀 也溶解了,而 CH3COONH4 是中性的并不显酸性,说明 甲同学的解释是正确的 3.沉淀的转化 【问题五】已知 25℃时,部分难 溶电解质的溶度积如下表三: ⑴.AgCl 为什么容易转化为 AgI (教材上的实验)?请你按下面 提示的步骤,从定量的计算来分 析。 (导学案上显示)沉淀转化的离 子方程式: K= (写出表达式并计算) 需 加 入 c(I-) 的 最 小 值 = ,生 成 AgI 沉 淀 的 Ag+ 来 自 于 。 ⑵向AgI沉淀中滴加NaCl溶液能 使 AgI 沉淀转化为 AgCl 沉淀吗? 请你根据第⑴小题的提示步骤, 进行定量的计算,用数据来分析 你的结论 以第⑵小题的结论 课堂临时生成问题: 溶解度相对较小的都能转化为溶 解度相对较大的吗?请通过定量 计算判断 Ag2S 沉淀是否能转化 为 AgCl 沉淀?(已知 25℃时, 饱和 NaCl 溶液中 c(C1-)=4.53 mol·L-1 , 最 浓 的 盐 酸 中 c(C1-)=11.9 mol·L-1) 小结: 1.转化反应方程式的 K 值越大, 转化就越 ,K 值越小,转 化就越 。 第五小组派代表上黑板展 示导学案上该部分内容: 向 AgCl 加入 NaI 溶液,这 个沉淀转化方程式的 K= Ksp(AgCl)/ Ksp( AgI ) =2.4﹡106,加入 NaI 的浓度 只需达到 5.95﹡10-12mol/L 就可以实现这个转化。这两 个数据都可以说明 AgCl 很 容易转化为 AgI 第五小组第二个同学上台 展示: K= Ksp(AgI)/ Ksp(AgCl) =4.25﹡10-7,加入 NaCl 的浓 度需达到 2.17﹡10-2mol/L 就可以实现这个转化。这两 个数据都可以说明 AgI 可以 (能)转化为 AgCl 思考片刻后,第六小组学生 代表上来,在黑板上展示计 算过程:饱和 Ag2S 溶液中 c(Ag+)等于 Ksp(Ag2S)除以 4 后再开 3 次方,等于 3.4﹡ 10-17mol/L,乘以浓度最大的 c(C1-),即 QC(AgCl)=3.4 ﹡10-17mol/L﹡11.9 mol·L-1=4.05﹡10-16<Ksp (AgCl),故绝对不能转化 全班同学一起完成小结部 分内容。 以教材上的实 验为依据,完成 从“量”上进行 解释 AgCl容易 转化为 AgI,锻 炼学生的量化 思维,提高计算 能力,并归纳总 结出沉淀转化 的实质 7 表三: 物质 Ksp 溶解度(g/100g 水) AgCl 2.0х10-10 1.5х10-4 AgI 8.5х10-17 8.0х10-7 Ag2S 1.6х10-49 1.3х10-16 四.教学反思 本节复习课的教学设计有如下特点: 1. 教学内容上具有很强的针对性。学生在高二新课时已经掌握了的知识一带而过,没掌握 的知识在本节课中各个击破。 2. 多媒体的选择上有了新的突破。不仅使用了常规的 ppt,还使用了大家都不是很熟悉的 数字化技术,提高了学生的学习热情,更主要的是学生很轻松的就掌握了抽象的知识, 真正感知到“沉淀的溶解平衡”的存在。 3. 凸显了化学学科的特点——以实验为基础。学生自己设计并动手操做实验,从化学实验 中学知识,探究化学的奥秘。 4. 通过本节课的学习,学生对于有关 Ksp 的计算水平有了“质”的飞跃。 总的说来,本节复习课收到了很好的教学效果,得到了听课专家和学生的一致好评。 2. 相对较大的难 溶物易转化为 相对 较小的难溶物。一定条件下,有 的 的难溶物也可能转 化为 的难溶物。 3. 沉 淀 转 化 的 实 质 是

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