高三化学概念原理复习也“激趣”——以“溶液离子浓度大小”的教学为例

陈锦云

（连江黄如论中学，福建连江350500）

高三化学概念原理复习也“激趣”
——以“溶液离子浓度大小”的教学为例

陈锦云

（连江黄如论中学，福建连江350500）

在溶液体系中用电解质的电离、盐类水解以及三类守恒等理论规律作为思维基点来解析溶液的题目。引入“金字塔”法，换个视角对溶液中的离子浓度的关系做分析比较，“激趣”高三枯燥的概念原理复习，讲究学用结合，提高综合技能。

金字塔法；离子浓度；手持技术

化学概念原理的教学很多是脱离实际生活情景的，可能在新授课时有将一些理论知识融入到生活中，但在高三复习课时为了体现“不炒冷饭”，能“拔”得高，就使得原理更显得“高大上”，显得“高处不胜寒”，学生觉得“缺氧”；再加上被复习教辅资料的梳理条框所捆绑，主动归纳学习成了不可能。如“溶液中离子浓度的关系”实际上是一节高三应用复习课，教材中没有专门的教学内容，它是苏教版选修教材《化学反应原理》专题3“溶液中的离子反应”第三单元“盐类的水解”的一个应用问题，理论性强，综合能力要求高。虽然是选修内容，但却是高考的必考部分，且地位重要。如何将“空中楼阁”变得“掷地有声”，笔者设计了一节“溶液离子浓度大小”的高三一轮复习课，希望引入“金字塔”法使高三枯燥的概念原理复习课变得有趣。

一、设计思路——三条主线

知识主线：弱电解质溶液→盐溶液→酸碱混合溶液→知识反馈应用

情景主线：两大平衡回顾→“金字塔”法→离子浓度大小和三大守恒→手持技术

过程主线：理论回顾→案例导引→概念辨析→思维热身→师生互动→实验分析→课堂反馈

二、教学目标

知识与技能目标：

1.综合应用弱电解质的电离、盐类水解规律，找出比较溶液中离子浓度大小的方法。

2.分析溶液中三大守恒的本质，理解各种守恒的关系，并准确快速判断关系是否正确。

过程与方法目标：

1.通过搭建“金字塔”，运用电离平衡、水解平衡的观点分析问题，对相互关联的理论知识逻辑推理，解决实际问题。

2.通过创设问题情景建构分析“哪些微粒→相互作用→大小关系”的策略性知识。养成正向、逆向的思维，提高发散的思维能力。

情感态度与价值观目标：

1.借助“金字塔”的解题技巧，对盐类水解知识进行拓展与迁移，激发学习兴趣和求知欲。

2.在学习电离和水解的竞争中，感悟唯物辩证法关于事物矛盾运动的观点及量变质变规律。

三、教学重、难点

盐溶液中离子浓度的大小分析比较；三大守恒的关系。

四、教学过程研究

环节一：回顾化学平衡在溶液中的两个应用：电离平衡、水解平衡

【知识回顾】弱电解质的电离平衡理论：弱电解质（弱酸、弱碱）的电离是微弱的，电离消耗的电解质及产生的微粒都是少量的。同时注意考虑水的电离的存在。

【想一想】0.1mol·L-1的氨水溶液中的离子大小关系如何？

适用弱电解质溶液中的离子浓度大小比较的题型。

【知识回顾】盐类水解平衡理论：弱离子（弱酸根离子、弱碱的阳离子）的水解一般是微弱的（除非双水解）。

【案例引导】以碳酸钠为例利用“金字塔”法分析盐类的离子浓度大小比较：

（层层下走的过程中是越来越微弱的）

【小结】不等式关系：要利用弱电解质的电离平衡理论、盐类水解平衡理论。

【引导分析】碳酸氢钠的离子浓度大小比较：

设计意图：以往上课是横式列出电离、水解的方程式，突然来个纵向列式解析，在视觉上就从“推陈出新”来抓取眼球，再配以呼声不俗的“金字塔”法之名，引发不一样的认知角度，提高听课的兴奋度，保证良好的注意力，促进发散思维。

环节二：三大守恒概念重新辨析，给质子守恒破冰

【过渡】大家知道，溶液中的离子除了刚刚介绍的不等式关系，还有等式关系，现仍以碳酸钠（Na2CO3）为例。

【概念辨析】（1）电荷守恒：电解质溶液总是呈电中性的，即：电解质溶.液.中所有阳离子所带有的正电荷总数与所有的阴离子所带的负电荷总数相等。..

（2）原子守恒（物料守恒）：电解质溶于水中，由于电离或水解因素，中心原子的微粒组成会发生变化，变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定（中心）元素的原子的总数是不会改变的。即碳酸钠（Na2CO3）溶于水中，Na、C的原子的量不会发生变化，只是存在形式发生改变：Na以Na+形式，C以CO23-、HCO3-、H2CO3形式共存，加和仍是2∶1关系。（溶质角度）

（3）质子守恒（水的电离守恒）：水电离产生的H+与OH-的各种存在形式的总量相等。

所以依据溶液是由溶质与溶剂组成的，可以得到：质子守恒=电荷守恒-物料守恒

【创意方法】之所以称为质子守恒，可认为是水溶溶液中得、失质子（即H+）的量相等。

【课堂反馈】氯化铵溶液的离子浓度大小和三大守恒？

根据守恒式子中，出现的某些离子，要能快速判断是哪一种守恒。

【小结】等式关系：电荷守恒、物料守恒、质子守恒

设计意图：在三大守恒中，质子守恒无疑是最难，最易出错的，用电荷守恒减去物料守恒是学生容易接受的方法，但用起来繁琐费时，况且物料守恒的书写也不一定是很有把握的，引入“得失质子相等”这个思路既真正体现概念，也不难分析来龙去脉。

环节三：课堂反馈，重申电荷守恒的重要性，引出混合体系的离子关系

【课堂反馈】下列关于NaHCO3溶液叙述正确的是（ ）

A.c（Na+）=c（HCO-3）+c（CO2-3）+c（H2CO3）

B.c（Na+）+c（H+）=c（HCO-3）+c（CO2-3）+c（OH-）

C.c（H+）+c（H2CO3）=c（OH-）

D.c（Na+）＞c（OH-）＞c（HCO-3）＞c（H+）

【过渡】在众多的等式关系，即守恒中，电荷守恒是最好用的，可以用来计算或判断其他离子浓度的大小。

【课堂反馈】用0.10mol·L-1的盐酸滴定0.10mol·L-1的氨水，滴定过程中不可能出现的结果是（ ）

A.c（NH+4）＞c（Cl-），c（OH-）＞c（H+）

B.c（NH+4）=c（Cl-），c（OH-）=c（H+）

C.c（Cl-）＞c（NH+4），c（OH-）＞c（H+）

D.c（Cl-）＞c（NH+4），c（H+）＞c（OH-）

【学生活动】学生思考练习，与同桌交流。

【师生互动】阴阳离子浓度的大小经常用电荷守恒来进行判断，分析得知C错。上面分析的都是单一溶液体系，该题是混合液，酸与碱能相互发生反应生成盐，就得分析能否反应，且反应后的溶液情况。上述题目既然C错，那么，A、B、D就是可能的，那各自出现在什么时段呢？

【实验图片】基于手持技术的酸碱中和滴定：0.10mol·L-1的盐酸滴定0.10mol·L-1的氨水，观察pH变化曲线，如图1所示。

图1 酸碱中和滴定pH变化曲线

【概念辨析】中和：酸与碱依据化学反应方程式恰好完全反应，即滴定终点。

中点：溶液呈中性c（OH-）=c（H+），常温下pH =7。

【实验分析】提取具有代表意义的四个点：

起点：滴定前，只有一种溶质NH3·H2O，只考虑电离，pH＞7。

中点：pH=7，有未被滴定的NH3·H2O和产物NH4Cl共存，考虑电离和水解的竞争。

终点：酸碱恰好完全反应，一种溶质，就是产物NH4Cl，考虑水解，pH＜7。

盐酸过量点：继续滴定盐酸，pH会下降，但下降到一定程度趋于不变。

【讲解分析】滴定过程中，有未被滴定的NH3· H2O和产物NH4Cl共存，考虑电离和水解的竞争，（用“金字塔”法分析）pH曲线变化趋势由碱性、中性过渡到酸性，可见矛盾的对立竞争的结果最终取决于主要矛盾，体系由量变到质变。

【摩拳擦掌】用物质的量都是0.1mol的氨水、氯化铵配制成1L混合溶液，已知其中c（Cl-）＜c（NH+4），对该混合溶液的下列判断正确的是（ ）

A.c（H+）＜c（OH-）

B.c（NH3·H2O）+c（NH+4）=0.2mol·L-1

C.c（NH3·H2O）＞c（NH+4）

D.c（NH+4）+c（H+）=0.2mol·L-1

设计意图：对于学生来说，单一体系还能勉强应付，而中和滴定或混合体系就很困难，学生很难理解为什么完全中和不是中点。借助手持技术描绘出图像，对症分析，学生就会印象深刻，对疑点也豁然开然，某个点或某pH的离子浓度关系也可以迎刃而解。

环节四：建构解题模型，问题延伸反馈

【迁移讨论】（略）

【小结】

【巩固练习】（略）

【作业】（略）

设计意图：在前面讲解分析背景下逐渐形成科学的解题思路，再具体感受一些高考试题关于离子浓度关系的应用，巩固提升。

五、教后反思

盐类的水解平衡与水的电离平衡知识点的综合，电荷守恒、物料守恒和质子守恒的联系，酸碱中和反应的中点、终点这些是学习过程中的易混点。所以笔者设计了“金字塔”法分析水解和电离的微弱规律，解决离子浓度的等式和不等式关系；利用手持技术进行定量分析，验证酸碱中和反应的中点与中和点的差异。化解抽象的理论知识，突破重难点。但复习课课程容量较大，所以提醒学生做好课前的预习非常关键；仍有少部分学习能力较弱的学生存在困难，就要进行个别辅导。

［1］王云生.化学概念原理教学和理想化方法教育［J］.化学教学，2014（12）.

［2］赵荣梅.概念原理教学促学生思维发展——以“盐类的水解”教学为例［J］.中国教师，2014（7）.

［3］王伟琴.高中化学概念原理学案的编制方法研究［D］.石家庄：河北师范大学，2014.

（责任编辑：张贤金）