高中化学离子反应的应用教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中化学离子反应的应用教学设计学情分析教材分析课后反思

《离子反应的应用》教学设计

一、教学与评价目标：

1.教学目标：

（1）能通过离子反应的学习，从离子浓度减低的角度再认识溶液体系中的相互作用，能够将离子反应与平衡、平衡移动关联起来。

（2）能从物质检验与提纯、物质制备与产品含量测定等化学任务角度举例说明离子反应的应用，能理解生活中常见的离子反应。

（3）能根据离子反应发生条件选择除杂试剂，形成认识物质“由宏观到微观”再“由微观到宏观”的视角，形成“宏观辨识与微观探析”的物质认识方式。

（4）通过小组合作设计粗盐中杂质离子去除的方案，明确解决物质分离任务的核心思路是从杂质与主物质性质的差异入手找到相应的分离方法；构建“去除水溶液中杂质离子”的分析思维模型；根据杂质离子的特征反应选择除杂试剂、考虑除杂试剂添加顺序和用量。

（5）能够运用流程图设计实验方案、表达实验过程，形成系统整体规划的实验设计方法。

通过完成测定物质纯度的实验任务，发展科学探究能力和培养创新意识；通过对计算结果的检验与反思，培养严谨求实的科学态度以及良好的分工合作、分享成果的学习习惯。

在实验活动中体会化学与生产、生活的紧密关系。

2.评价目标：

（1）通过实验方案设计，诊断学生从离子角度认识物质、预测反应的能力，同时诊断学生对分离操作方法和功能的理解。

（2）通过应用不同测量方法计算纯度，诊断学生分析实验误差，优化实验方案的能力。

二、教学重难点：

教学重点：

离子的检验、物质提纯、物质制备及定量测定纯度。

教学难点：

定量测定纯碱样品的纯度实验。

三、教学过程：

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

引课

播放短视频

学生观看视频，体会氯化钠的用途及来源。

激发学生学习的兴趣，并引入课题。

应用一、

定性

检验

【任务1】

粗盐（含SO42-、Ca2+、Mg2+杂质）

，设计检验粗盐中含有Cl-的

实验方案？

先自主思考，再小组内交流补充。

方案分享。

最后总结形成定性检验语言描述模型。

通过粗盐中Cl-的检验，建构定性检验的语言描述模型。

应用二、

物质

提纯

【任务2】

粗盐（含SO42-、Ca2+、Mg2+杂质）精制的步骤___________（按顺序填字母编号）。

a．粗盐溶解；

b．加入盐酸调pH；

c．加入BaCl2溶液；

d．加入Na2CO3溶液；

e．过滤；

f.加入NaOH溶液；

g.蒸发结晶

【问题】若只用Na2CO3溶液，能否除去Ca2+、Mg2+杂质？

展示2020济南三模题：

【问题】加热煮沸的目的？

【任务2】首先：

分析c、d、f三种试剂的相对顺序。

其次：

完成任务2。

最后：

形成除杂的思维模型。

独立分析加入沉淀剂后形成的沉淀是？

最终想以什么物质的形式除去？

从而分析回答煮沸的目的。

通过任务2的解决过程，总结形成除杂的思维模型。

并通过追加问题的解决过程，培养学生的变化观念和思想。

同时，考察了学生对水垢形成原理的理解程度及硬水的软化处理。

应用三：

物质

制备

工业生产中饱和NaCl溶液应用广泛，如何实现：

饱和NaCl溶液→NaOH的转化？

饱和NaCl溶液→NaHCO3的转化？

若用下图装置完成该转化，则NH3应从哪个口通入？

原因？

为了使NH3的吸收效果更好的该装置还可以如何改进？

溶液中的离子有多种，为什么析出晶体为NaHCO3？

利用此原理，可以简化实验步骤。

展示2020济南三模题，体会侯氏制碱法的简化方案。

学生思考解决问题并交流分享

回顾饱和食盐水在氯碱工业中的重要应用；检测侯氏制碱法的原理、装置及注意事项。

通过2020年济南三模题，体会侯氏制碱法的简化方案。

应用四：

定量

测定

【任务3】

设计测定Na2CO3（NaHCO3）纯度的实验方案：

分组交流、汇报展示成果。

通过此过程掌握定量测定的常见方法。

应用四：

定量测定——气体质量法：

【任务4】

1.优化测定CO2质量的装置。

2.计算：

agNa2CO3（NaHCO3）样品纯度？

（CO2质量为b1g）

1.交流研讨，分析该装置的缺陷并改进如下：

继续改进：

2.分析实验开始、结束时通入空气的目的，结合实验目的回答问题。

列方程组解决问题。

1.通过测定CO2质量装置的优化改进过程，逐渐形成测定气体质量的思维模型。

落实证据推理与模型认知的核心素养。

2.通过问题2

的解决，体会

原子守恒的方

法在定量测定计算中的应用。

应用四：

定量测定——气体体积法：

【任务5】

1.如何检验图1装置的气密性？

2.若图1装置气密性良好，但仍然存在误差，分析误差来源？

测定CO2体积的装置如何改进？

3.若用图3装置中的测定，则量气管中的液体成分？

若将稀硫酸换为稀盐酸，是否会产生误差？

解释原因？

用图3装置测定CO2体积，读数时应注意？

1.思考并描述检验图1装置气密性的操作。

其他同学补充得到准确严密的检测方案。

2.学生交流分析误差来源，并将装置改进为图2：

3.先独立思考，再交流分享解决问题。

1、通过此过程，形成气密性检验的思维模型：

形成全封闭体系→形成压强差→描述现象得出结论。

2、该环节的设计，让学生亲身体验科学探究的过程，力图培养学生证据推理能力和实事求是的科学态度；

3.考察学生试剂选择的原理的理解程度、气体体积的影响因素及灵活应用能力。

及科学、严谨的治学态度。

应用四：

定量测定——沉淀法：

【任务6】实验操作：

1.上述流程中的系列操作包括？

2.如何检验Na2CO3是否沉淀完全？

3.如何检验沉淀是否洗净？

学生通过组内交流，组间分享解决。

通过问题2的

设置，体会定性

检验和定量测

定实验中离子

检验操作的区别。

应用四：

定量测定——滴定法：

【任务7】

1.向样品中滴加盐酸至过量过程中依次发生的离子反应为？

2.滴定终点1、终点2溶液的组成分别是？

3.指示剂a、b分别是？

4.纯度计算：

Na2CO3（NaHCO3）样品纯度？

组内交流，组间分享补充解决任务7。

通过解决层层铺垫的问题，从而理解本实验的滴定原理、指示剂的选择原理、滴定计算的方法——利用方程式，建立关系式。

课堂小结

在本节课学到了哪些知识？

在掌握了哪些思维模型？

用到了哪些方法？

回顾课堂教学内容，建构知识网络。

建构知识网络。

板书

设计

学情分析

1.学生在必修1和化学选择性必修1中已经学习了离子反应的基础知识，知道了离子反应的本质，离子反应发生的条件和离子反应的类型。

通过选择性必修1的学习，学生已经具备以下基础：

学生在学习本节课之前，对溶液的导电性,电解质的概念、复分解反应的概念等知识已有一定的认识，知道电解质在溶液中能电离出离子，复分解反应发生的条件，知道酸、碱、盐的溶解性。

认识了水溶液中存在的几种平衡，认识了弱电解质的电离平衡，盐类的水解平衡以及沉淀溶解平衡。

2.通过元素化合物部分的复习，初步具备了化学实验的基础知识：

实验仪器的使用，实验基本操作，物质制备、检验、分离和提纯，实验方案的设计，改进和优化等。

这些基础决定了学生在学习离子反应的应用时已经具备高起点，大视野，多角度。

评测结果及分析

学生答题情况：

第7题通过率70%，其余题目通过率均为85％以上。

从答题情况可以说明学生对离子反应的应用中的定性问题掌握的很好，但对于涉及到定量计算的问题，还需要强化练习，达到孰能生巧的效果。

教材分析

离子反应的应用在《必修一》知识的呈现顺序为：

酸碱盐在一定条件下能够导电→酸碱盐是电解质→电解质在溶液中能够发生电离→电解质（由于没有出现强弱电解质的概念，其中的电解质仅指强电解质）在溶液中进行的反应是离子反应→离子反应可以用离子方程式表示→溶液中离子互换型的离子反应发生的条件是生成沉淀、放出气体或生成弱电解质。

离子反应的应用在选择性必修一《化学反应原理》知识的呈现顺序为：

电解质有强弱之分→水是一种极弱的电解质→水的电离与溶液的酸碱性密切相关→盐溶液的酸碱性及其规律→盐溶液呈现酸碱性的原因是盐类发生水解反应生成了弱酸或弱碱（→离子反应发生的条件之一是生成弱电解质）；难溶电解质存在溶解平衡→沉淀溶解平衡的建立和移动可表现为沉淀的生成、溶解和转化（→离子反应发生的条件是生成沉淀、放出气体或生成弱电解质）。

其中，括号内的知识在教科书中是隐性的。

另外，前面复习元素化合物知识的过程中，已经涉及离子检验、除杂和各种实验操作及方案设计。

本节课就是在学生学习了以上知识的基础上的一次整合和提高。

《离子反应的应用》测评练习

1.关于某无色溶液中所含离子的鉴别，下列判断正确的是（）

A．加入盐酸，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，则原溶液中一定有大量CO32-

B．通入Cl2后，溶液变为黄色，加入淀粉溶液后溶液变蓝，可确定有I－存在

C．加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失，可确定有Cl－存在

D．先加BaCl2溶液，产生白色沉淀,再加足量稀硝酸,沉淀不溶解，溶液中一定含SO42－

2．[2017·11月浙江选考]取某固体样品，进行如下实验

①取一定量的样品，加足量水充分溶解，过滤得到滤液和滤渣；

②取少量滤液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生；

③取少量滤渣，加入稀盐酸，滤渣全部溶解，同时有气体产生。

根据上述实验现象，该固体样品的成分可能是（　　）

A．K2SO4、Ba（OH）2、Na2CO3

B．Na2CO3、AgNO3、KNO3

C．K2CO3、NaCl、Ba（NO3）2

D．KNO3、MgCl2、NaOH

3.[2017海南]能正确表达下列反应的离子方程式为（　　）

A．用醋酸除去水垢：

2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O

B．硫化亚铁与浓硫酸混合加热：

2H++FeS=H2S↑+Fe2+

C．向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液：

2Al3++3CO32−=Al2（CO3）3↓

D．用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2：

2NO2+2OH−=NO3−+NO2−+H2O

4．[2019江苏]下列指定反应的离子方程式正确的是（　　）

A．室温下用稀NaOH溶液吸收Cl2：

Cl2+2OH−

ClO−+Cl−+H2O

B．用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2：

Al+2OH−

AlO2−+H2↑

C．室温下用稀HNO3溶解铜：

Cu+2NO3−+2H+

Cu2++2NO2↑+H2O

D．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：

Na2SiO3+2H+

H2SiO3↓+2Na+

5．[2017·4月浙江选考]某固体混合物中可能含有：

K＋、Na＋、Cl－、SO42－、CO32－、等离子，将该固体溶解所得到的溶液进行如下实验：

下列说法正确的是（　　）

A．该混合物一定是K2CO3和NaCl

B．该混合物可能是Na2CO3和KCl

C．该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3

D．该混合物一定是Na2CO3和NaCl

6.在两份相同的Ba（OH）2溶液中，分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液，其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。

下列分析不正确的是（）

A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线

B.b点，溶液中大量存在的离子是Na+、OH-

C.c点，两溶液中含有相同量的OH-

D.a、d两点对应的溶液均显中性

7.某溶液可能含有Cl－、SO42－、CO32－、NH4+、Fe3＋、Al3＋和K＋。

取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。

由此可知原溶液中（　　）

A.至少存在5种离子

B.Cl－一定存在，且c（Cl－）≥0.4mol·L－1

C.SO42－、NH4+一定存在，Cl－可能不存在

D.CO32－、Al3＋一定不存在，K＋可能存在

8．雾霾严重影响人们的生活与健康。

某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子：

Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42－、NO3－、Cl－。

某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后试样溶液，设计并完成了如下的实验：

已

知：

3NO3－+8Al+5OH－+2H2O

3NH3↑+8AlO2－

根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确的是（）

A．试样中肯定存在NH4+、Mg2+、SO42－和NO3－

B．试样中一定不含Al3+

C．试样中可能存在Na+、Cl－

D．该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4

9．[2018江苏]下列指定反应的离子方程式正确的是（　　）

A．饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：

CO32−+CaSO4

CaCO3+SO42−

B．酸化NaIO3和NaI的混合溶液：

I−+IO3−+6H+

I2+3H2O

C．KClO碱性溶液与Fe（OH）3反应：

3ClO−+2Fe（OH）3

2FeO42−+3Cl−+4H++H2O

D．电解饱和食盐水：

2Cl−+2H+

Cl2↑+H2↑

10.某NaCl样品中含有Na2CO3杂质：

（1）如何检验样品中含有Cl-的实验方案

。

（2）下列实验方案中，不能测定样品中NaCl质量分数的是（）

A.取a克样品与稀硫酸充分反应，碱石灰吸收逸出气体，增重b克。

B.取a克样品与稀盐酸充分反应，加热、蒸干，得b克固体。

C.取a克样品先加足量硝酸,再加足量硝酸酸化的AgNO3溶液，

得沉淀b克。

D.取a克样品与Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，

得b克固体。

《离子反应的应用》测评练习参考答案

1.B2.C3.D4.A5.B6.C7.B8.B9.A

10.

（1）取少量样品于一洁净试管中，加水溶解后，先加入足量硝酸，再滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则证明含有Cl-

（2）A

 教学反思

本节课的教学设计体现了培养学生化学学科核心素养的设计原则，对五个方面的核心素养都进行了培养，但从教学活动的类型和实施实践来看，主要落实了三个方面核心素养的培养。

1.“宏观辨识与微观探析”核心素养的培养

本节课通过理论分析和实际应用，促进了学生对微粒观、离子反应等核心理念和核心概念的认识发展；本节课中对物质体系的分析和除杂试剂的选择，引导学生对物质的认识从“宏观—微观—宏观”的视角自动切换，帮助学生习得宏微结合的思维，培养了学生“宏观辨识与微观探析”核心素养。

2.“科学探究与创新意识”及“科学态度”核心素养的培养

本节课教师放手让学生探索和实践，不干涉，不事先引导就让学生顺着自己的真实的想法和做法去思考、去行动、去反思，在生生、师生交流中完善实验方案，让学生经历完整正确的实验过程，体会实验改进的意义。

3.“证据推理与模型认知”核心素养的培养

（1）培养了证据推理的素养

整个实验探究过程就是进行提出假设、实施实验、收集证据、得出结论的证据推理过程，在实验实施环节要通过获取证据证明选取的试剂是否合理、试剂用量，试剂顺序是否正确；通过获取证据说明除杂效果是否良好。

这些活动都是为了引导学生建立预测、证据、结论之间严谨的逻辑关系，从而培养起良好的证据推理能力。

（2）培养了模型认知的素养

本节课的重难点不是教学知识本身，而是让学生通过设计方案、实施实验、反思总结的环节，能够自主建立起“去除水溶液杂中质离子”的分析思维模型，建立起高中化学“对混合物体系进行分离提纯”的分析思维模型。

课标分析

化学课程标准：

3.5离子反应和化学平衡的应用

了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测，化学反应规律研究和物质转化中的应用。

了解溶液PH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。

通过本节课的学习，发展学生以下核心素养：

1.能从内因和外因，量变和质变，定性和定量等角度较全面的分析离子反应，认识离子反应的本质。

2.能运用对立和统一，联系发展和动态平衡的观点考察离子反应。

3.在离子反应的应用中，能发现和提出有价值的化学问题，能依据探究的目的设计并优化实验方案，能对实验现象和信息进行加工并获得结论，能和同学交流实验探究的结果，提出进一步探究和改进的设想。

4.能让学生逐步养成独立思考，敢于质疑和勇于创新的精神。

5.发展学生安全意识和严谨求实的科学态度，增强探究离子反应应用的兴趣，关注与化学有关的社会热点问题。

6.发展学生具有“绿色化学”观念和可持续发展意识，认识离子反应对社会发展的重大贡献。