基于学科核心素养的高中化学教学《离子反应》案例研究

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教材和学情分析

本节教学内容是人教版高中化学必修1第一章《物质及其变化》第二节《离子反应》的第一课时。本节课的主要目的是生成电解质的概念,学生与此相关的知识储备有:初中化学(第十章)中溶液导电性的实验(使学生初步了解溶液导电的原因);本书第二章第一节的物质分类(使学生初步了解了分类方法)初中化学的学习中已经掌握了酸碱盐的简单概念。这些知识储备一方面使学生可以认识到,将化合物分为电解质和非电解质只是物质分类的方法之一,物质分类还有其它方法;另一方面使学生能够带着这些相关知识,积极参与课堂活动,提出疑问,进行讨论,建立起电解质的基本概念、电解质电离的基本模型,从而初步具备探究能力并为下一课时——离子反应的学习打下坚实的基础。

教学目标与核心素养

宏观辨识与微观探析:从宏观上持续对物质进行分类,理解电解质的分类标准;从微观上了

解电解质的电离,体系导电的原因;从微观出发,对酸碱进行更加本

质的定义。

证据推理与模型认知:建立电解质电离的基本模型,通过该模型从电离的角度出发,对物质进行多角度的分类,为后面离子反应的本质作铺垫,同时也初步奠定了学生的微粒观。

科学探究与创新意识:通过探究“几组物质的导电实验”来形成概念,对物质导电的原因进

行分析,总结电解质的电离规律,体会实验探究在化学研究过程中的

重要意义,培养学生严谨求实、勇于探索的科学精神

教学重难点

理解电解质的基本概念,建立电解质电离的模型。

教学准备

预习导学案、多媒体课件和实验用具。

教学过程

环节一:

【情景引入】

  给大家表演一个魔术打开一瓶宝矿力,喝一口。然后倒半杯到烧杯中,把与音乐贺卡相连的两个电极插到溶液中,音乐响起、灯亮。然后把与音乐贺卡相连的两个电极放到NaCl固体中,没有声音啦,为什么?如何让音乐再次响起?接下来就是见证奇迹的时候了,向烧杯中加入半杯水,玻璃棒搅拌后音乐再次响起,这又是为什么呢?那么,是不是所有物质在水溶液中都能导电呢?

环节二:

【实验探究】

任务1:向四个烧杯中分别加入硝酸钾固体、氯化钠固体蔗糖固体和蒸馏水。按照图示

连接装置,将石墨电极伸入到烧杯中,观察小灯泡是否发光。

任务2:将少量硝酸钾固体、氯化钠固体和蔗糖固体加入盛有水的烧杯中,搅拌使其完全溶

解转化为相应的溶液,重复上述的导电性实验,观察小灯泡是否发光。

任务3按照图示连接装置,将石墨电极伸入到坩埚,分别向坩埚中加入硝酸钾固体、氯

化钠固体蔗糖固体,酒精灯加热,观察小灯泡是否发光。

【学生汇报】任务1的实验现象:次实验中,小灯泡均不发光

            任务2的实验现象:连接硝酸钾溶液和氯化钠溶液的装置里小灯泡均发光,而

连接蔗糖溶液的装置里小灯泡发光

            任务3的实验现象:熔融硝酸钾氯化钠小灯泡发光而熔融蔗糖小灯泡

发光

【思考与讨论】为什么NaClKNO3在水溶液里或熔融状态下能够导电而固体不导电?为什

蔗糖固体和溶液都不导电?导电的本质原因市什么?让我们共同探寻这宏

观现象背后的微观世界吧!合教材分析,先独立思考后小组内同学交流。

 

【理论分析】

 

 

物质导电的本质原因:有自由移动带电荷的粒子

环节三:

【概念形成】

1、电解质的概念:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。

主要包括:酸、碱、盐、金属氧化物

2、非电解质的概念:在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物。

主要包括:部分有机物、非金属氧化物和某些非金属氢化物

【学以致用1】下列物质中:①氢氧化钠固体,②铜,③氢氧化钠溶液,④稀硫酸,⑤熔融的碳酸钾,⑥硫酸钡,⑦蔗糖,⑧二氧化碳,⑨氯化氢气体,⑩乙醇

属于电解质的是哪些?(①⑤⑥⑨)

属于非电解质的是哪些?(⑧⑩)

能导电的是哪些?(②③④⑤)

【学以致用2】观看电器着火的视频,解释生活中防触电的事例。

环节四:

【模型建立】

3、电离:电解质在溶于水或受热熔化时,形成自由移动的离子的过程。

【讲解】电离是电解质导电的前提。因为只有电离,物质才能产生自由移动的离子

【化学史话】化学中的模型有实物模型、理论模型等,瑞典化学家阿伦尼乌斯提出了电离模型,因此获得了诺贝尔化学奖。19世纪,科学界普遍赞同法拉第的观点,认为NaCl溶液中“钠离子与氯离子是在电流的作用下产生的”。但阿伦尼乌斯并不这样认为,他在研究电解质溶液的导电性时发现了一些有趣的事实。如液氨不导电,但氨的水溶液却能导电,也就是说是电解质本身能电离,并不是电流使它电离。也许大家现在觉得没什么,但在当时挑战这种权威也是需要勇气的,正是由于这一发现,阿伦尼乌斯在1903年被授予诺贝尔化学奖。

【过渡】那么,能不能用一个更加直观的方式来表示这种微观的电离过程呢?就像化学反应,我们如何表示?

4、电离方程式:

【任务1】下面请同学们写出下列物质的电离方程式。并找出你认为属于同一类的物质。

  NaOH    Ba(OH)2    Ca(OH)2    (NH4)2SO4    Ba(NO3)2    Na2CO3    Al2(SO4)3    KNO3      HNO3       BaCl2        HCl         H2SO4

【投影】NaOH = Na+ + OH              Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH      Ca(OH)2 = Ca2+ + 2OH

(NH4)2SO4 = 2NH4+ + SO42-  Ba(NO3)2 = Ba2+ + 2NO3     Na2CO3 = 2Na+ + CO32- 

Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO42-      KNO3 = K+ + NO3         HNO3 = H+ + NO3  

 BaCl2 = Ba2+ + 2Cl         HCl = H+ + Cl            H2SO4 = 2H+ + SO42-

【任务2】请从电离、微观的角度,对酸碱盐重新下定义。

【投影】酸:电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物。

碱:电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。

盐:电离时生成金属阳离子(或者铵根离子)和酸根的化合物。

环节

【素养提升】

禁渔期是指政府规定的禁止或者是限制捕捞海内动物的活动的期间。其目的是保护水生生物的正常生长或繁殖,保证鱼类资源得以不断恢复和发展。

社会上有些不法分子采用通电的方法捕鱼,会造成鱼类资源的严重破坏。

(1)河水为什么可以导电? 河水是电解质吗?

提示:河水中含有大量的矿物质,大部分是盐类,盐是电解质,发生电离,使河水可以导电。河水属于混合物不是电解质。

(2)禁渔期渔政工作人员长期在河道、海洋上工作,要出很多的汗,不仅需要补充水分还要补充盐分,目的是防止肌肉抽筋,原因是什么?

提示:人出很多的汗,从而损失水分和盐分,造成肌肉缺少电解质,引起肌肉抽筋,盐水可及时补充电解质,避免该现象产生。

【课堂总结】通过今天学习我们可以对物质重新分类。

 


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