3.4.1消失的铜离子 教学设计 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

消失的铜离子——配合物教学设计 学校： 万安县第三中学 教师姓名： 郭翠翠 所授学科： 化学 所授年级： 高二 教材版本： 人教版(2019) 讲课题目： 消失的铜离子—配合物 一、课标要求​ 依据课程标准，学生需明晰配位键的特性，掌握简单配位化合物的成键特征，了解其在实际中的存在与应用，理解物质性质与微观结构的内在联系，并学会简单配合物的制备方法。​ 二、教学目标​ 核心素养培养：借助探究铜盐溶液颜色差异的实验，引导学生归纳配位键、配合物的基础概念，强化宏观辨识与微观探析的核心素养。​ 能力提升：通过设计寻找铜离子的实验，让学生推测微粒间作用力变化，剖析配合物形成与转化原理，运用平衡移动原理解题，发展证据推理、模型认知能力及科学探究与创新意识。​ 社会责任意识：介绍配合物在前沿科技与生活中的应用，使学生认识化学与生活的紧密联系，培养科学精神与社会责任素养。​ 三、教材分析​ 本节位于选择性必修2《物质结构与性质》第三章第四节，是价层电子对互斥理论与杂化轨道理论的延伸应用。教材以实验设疑，从现象解释切入配位键与配合物知识，让学生体会配位键对物质性质的影响，认识配合物在多领域的重要性。尽管课标要求相对较低，但对培养学生“结构决定性质”认知模型意义重大，有助于发展“宏观辨识与微观探析”等核心素养。​​ 四、教学重难点​ 重点：深入理解配位键、配位化合物的概念，掌握配合物成键特征。​ 难点：剖析配合物在溶液中的平衡与转化过程及原理。 五、教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 【化学剧本杀】 从电影《消失的她》导入，这是一个悬疑解密类电影，现在我们也遇到了一个化学界失踪案，同学们将化身小侦探解密消失的铜离子。 【进入剧本】 接到报案，硫酸铜先生在旅程中失踪了。 【人员档案】 失踪人员：白色硫酸铜固体 报案人员：氯化铜晶体 五水硫酸铜晶体 【案件重塑】 白色硫酸铜先生乘坐高铁出发，先去海边度假，然后与朋友氨水会面，最后硫酸铜先生消神秘失踪了，成了化学界的失踪案。 【案件模拟】 【模拟案发过程（实验模拟）】模拟白色无水硫酸铜旅行路线 CuSO4白色固体 海边 遇见氨水 【疑点1】溶液的天蓝色是来源于Cu2+还是SO42- 【疑点2】最后的深蓝色溶液中阴阳离子各是什么？ 检验思路：检验深蓝色溶液中阳离子Cu2+，阴离子SO42- 【过渡】 Cu2+去哪里了？一定是形成了新微粒了，可能与什么物质形成新微粒呢？ 【重大发现】 DeepSeek助手扫描检测到深蓝色溶液中溶质的空间结构 。 【过渡】NH3是中性分子，以什么作用力与Cu2+结合呢？ 【收集证据—配位键】 【定义】由一个原子单独提供孤电子对，另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键称为配位键。 【表示方法】 共价键： AA制 A:A 配位键：请客吃饭 A:B 【形成条件】 提供孤电子对——配体 分子 CO、NH3、H2O 等，阴离子 F-、CN-、Cl- 等 提供空轨道——中心原子 Al3+，大多数的过渡金属原子或离子Fe 、Ag+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Co2+等 【收集证据—配位化合物】 【定义】：把金属离子或原子(中心离子或原子)与某些分子或离子(配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物(配合物)。 【过渡】通过上面实验，我们发现深蓝色溶液中阴离子是SO4 (2)-，溶液呈电中性，深蓝色溶液的主要溶质为[Cu(NH3)4]SO4。 【疑点3】天蓝色溶液Cu2+以什么形式存在？ Cu2++4H2O ⇌[Cu(H2O)4]2+ 【疑点4】天蓝色溶液加入氨水能转化成深蓝色溶液，请用平衡移动的理论解释？ 【引导】配离子之间的转化说明了什么？ 电子对给予体形成配合键的能力： NH3 > H2O 【引导】铜离子真的消失了吗？ 【案件小结】 配合物的基本结构，内界、外界、中心原子(离子) 、配位数、配位原子。 【人物展示】为中国配位化学做出杰出贡献的唐敖庆和徐光宪教授，展示配合物在各行各业的广泛应用。 【大事件】 【案件新消息】：家属CuCl2晶体，在海边寻找先生的时候，也遭遇相同情况，请从今天所学知识解释CuCl2颜色的变化。 【线索】：在水溶液中，Cu2+和Cl-可以形成4配位的配离子，在Cl-浓度极高时，形成[CuCl4]2-呈黄色。 【结束语】通过这节课的学习，我们利用知识和化学实验寻找线索，破获了铜离子失踪案，找到了失踪的铜离子，铜离子 并没有消失而是形成了配合物。配合物应用于生活的方方面面，我们要学好化学，应用化学知识解决生活中的问题，让化学为人类生活添砖加瓦。 【小组合作探究】 分六个小组合作探究铜离子消失案 【实验模拟】 将CuSO4白色固体加水形成溶液后观察颜色，向硫酸铜溶液先加入2滴加氨水，观察现象，再加入10滴氨水观察现象。 【小组展示】铜离子遇水才显示蓝色，蓝色不可能是阴离子的颜色，因为硫酸钠溶液，稀硫酸溶液都是无色的。 【小组实验】预测可能大量存在的离子，展示实验方案 1.阴离子主要是SO4 (2)-，加入BaCl2 溶液检验阴离子。 2.阳离子可能是Cu2+，加入光亮的铁丝检验Cu2+。 【结论】深蓝色溶液中没有Cu2+， 阴离子是SO4 (2)-。 【回答】可能是与氨气形成新的微粒了。 【小组展示】 配位键形成条件： 一方提供孤电子对——配体； 一方提供空轨道——中心原子或离子。 特征：特殊共价键，具有方向性和饱和性。 配位化合物组成： 配离子（中心离子/原子 + 配体）+ 外界离子 【回答】天蓝色溶液也不是Cu2+的颜色，类比[Cu(NH3)4]2+配离子，天蓝色溶液中的水能提供孤电子对，故天蓝色溶液是[Cu(H2O)4]2+的颜色。 【小组展示】 【结论】配位键有强有弱说明 NH3与Cu2+形成的配位键强于H2O与Cu2+形成的配位键。 【案件小结】 Cu2+并没有消失，而形成了配合物，在不同的溶液中可以形成不同的配合物，当形成的配合物稳定性比较强，内界电离程度非常小，不容易检测出来。 【小组探究】通过三原色配色卡，发现蓝色和黄色混合才能成绿 色。说明绿色溶液是[Cu(H2O)4]2+与[CuCl4]2-的混合溶液。 开场就抓住了学生眼球，尤其是连线报案的过程，学生惊叹了，对于后面的学习保持了很高的热情和好奇心。 白色的硫酸铜固体到天蓝色硫酸铜水溶液，再变成深蓝色溶液，引起学生认知冲突，激发学生探究欲望。 引导学生从微观角 度上认识颜 色变化。从 微观角度解 析宏观现象的能力，“宏观—微观—宏观”的解决问题的能力。 通过宏观、微观、符号三重表征，明确配合物的几个概念。 通过配合物的稳定性，从平衡的角度理解配离子存在电离，培养学生变化观念与平衡思想，建立平衡观念。 通过实验的方法，成功的破案啦！Cu2+没有消失，而形成了配合物。 展示为中国配位化学做出杰出贡献的科学家，增强学生的爱国情怀，配合物的广泛应用，培养学生的科学精神和社会责任，发展学生对化学学科价值及社会价值的认识水平，提升学生的学科自豪感。 1 学科网（北京）股份有限公司 $