第三章 水溶液中的离子反应与平衡 教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

水溶液中的离子反应与平衡 一、课标呈现 了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化 中的应用。了解溶液 pH 的调控在工农业生产和科学研究中的应用。能综合运用 离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。 二、教学内容分析 1.内容分析 本节课课题源自人教版化学选择性必修 1 第三章水溶液中的离子反应与平 衡，学科知识要求是对水溶液中的离子反应与平衡进行复习，课程标准的要求 是通过对水溶液中离子反与平衡的分析，形成并发展学生的微粒观、平衡观和 守恒观，另一方面，结合宏观现象、实验数据等证据素材，引导学生形成认识 水溶液中离子反应与平衡的基本思路。 海水是一个比较复杂的水溶液体系，在海水的环境系统中能产生很多实际 应用水溶液中离子平衡的问题，珊瑚礁的形成这个素材在普通高中化学课程标 准（2017 年版 2020 年修订）中被明确提及。本节课将以珊瑚礁的形成、破坏 和保护为线索进行水溶液中多重平衡体系分析，并模型建构复杂水溶液体系分 析一般思路。 2.素养呈现 本节课通过对珊瑚礁形成过程的分析体现宏观辨识与微观探析；通过学生 实验模拟海水中 CaCl2 分别和 Na2CO3、NaHCO3 反应的现象不同，分析讨论 NaHCO3 是珊瑚礁形成的主要微粒，且 HCO3－主要考虑电离的过程，体现变化 观念与平衡思想；通过对珊瑚礁形成过程的讨论建构水溶液中多重平衡体系一 般分析思路，体现证据推理与模型认知；引导学生思考可以通过测定海水中什 么物理量的数值变化来判断温室气体 CO2 过度排放会引起珊瑚礁溶解的过程， 体现科学探究与创新意识；最后在珊瑚礁的保护环节引导学生思考减少 CO2 过 度排放的可行方案，主要包括碳减排、碳吸收和碳转化等，体现科学态度与社 1 会责任。 三、学情分析 本节课授课对象为高三学生，学生已经学习了弱电解质的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡，认识水的电离和溶液的酸碱性及 pH，认识影响溶液中离子平衡的因素，能基本运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。但是实现从对单一平衡的孤立分析到多重平衡体系的系统分析的认知进阶，以及形成分析复杂水溶液平衡问题的系统认知思路和建构认知模型的能力有待提高，需要教师加以引导。 四、教学目标 1.通过珊瑚礁的形成和破坏问题分析，运用化学平衡有关知识，从微粒间相 互作用的角度，复习水溶液中电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的基础知识。 2.通过理论分析与实验证据相结合，构建水溶液中多重平衡体系的一般分析 思路。 3.从化学视角分析如何实现“碳达峰、碳中和”过程，体现化学学科价值，激 发学生化学学习的内生动力。 五、教学方法 实验探究法、讨论法、任务驱动法 六、实验用品 2 mol/LCaCl2 溶液、0.03 mol/LNa2CO3、0.47 mol/LNaHCO3、CaCO3、 NaHCO3、试管、烧杯、试管架、启普发生器、洗气瓶、电导率传感器和 pH 传感 器、磁力搅拌器、磁子 七、教学重难点 重点：复习水溶液中电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的基础知识。 难点：从微粒观、平衡观的分析视角，构建水溶液中多重平衡体系的一般分析思路。 八、教学流程图 2 九、教学过程 环节一：珊瑚礁的形成 【情境】通过展示今年暑假我国最热地区的图片，促使学生思考高温会不会 对海洋中生物产生影响？再播放央视新闻，由于 CO2 过度排放，导致全球气候变暖和海水酸化，已经严重影响珊瑚礁的生存。 图 1 2022 年全国最热地区是新疆的吐鲁番，极端高温达到 46℃ 【过渡】本节课的学习任务是 1.珊瑚礁的形成 2.珊瑚礁的破坏 3.珊瑚礁的保护。 【问题 1-1】请学生结合资料分析珊瑚礁是如何形成的？并提醒学生两点： 1.珊瑚礁的主要成分是 CaCO3。2.正常海水的 pH 在 8.0~8.3。 3 表 1 海水中主要微粒浓度 图 2 海水中含碳元素微粒分布图 【活动 1-1】学生小组讨论，积极发言。主要猜想有 3 种：1.认为海水中 CaCO3 可能是 Ca2+和 CO32-反应生成的；2.认为海水中 CaCO3 可能是 Ca2+和 HCO3－反应生成的；3.认为以上两种可能都有。 【问题 1-2】在化学上有这样一句话“实验是最高法庭”，既然同学们的提出 3 种可能方案，下面我们来做动手实验，看看实验过程能不能找到一些宏观现象作 为分析依据？教师介绍一下因为是模拟浓缩海水，所以 c(Na2CO3)=0.03 mol/L、 c(NaHCO3)= 0.47 mol/L,并介绍实验操作。 【活动 1-2】学生分组实验，并记录实验现象。与 Na2CO3 溶液反应现象是 有少量白色沉淀。而与 NaHCO3 溶液反应现象是有大量