基于学科核心素养的高中化学教学《离子反应》案例研究

【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中，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：四次实验中，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不发光

任务3的实验现象：熔融硝酸钾和氯化钠的小灯泡发光了而熔融蔗糖的小灯泡

不发光

【思考与讨论】为什么NaCl、KNO₃在水溶液里或熔融状态下能够导电而固体不导电？为什

么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。