化学样例电离与离子反应doc.docx
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化学样例电离与离子反应doc
电离与离子反应
一、教材和教学内容
本节内容选自普通高中化学课程标准必修课程“主题2：
常见的无机物及其应用”中
的“2.3电离与离子反应”。
内容标准是，认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。
通过实验事实认识离子反应及其发生的条件，了解常见离子的检验方法。
本部分内容是学生第一次全面接触水溶液中的化学反应。
在初中科学以及高中化学必修
课程前面的学习中，学生已经初步了解了电解质溶液导电的基本事实，以及设计化学实验进行科学探究的一般方法，并已初步了解一些重要无机物的主要性质。
由于本单元内容的宏观现象和微观原理之间的关系十分清晰，且易于被学生所接受和理解，因此本单元的教学是培养“宏观辨识与微观探析”核心素养的极佳素材。
二、教学目标
（1）能从宏观的现象（检测数据）建构电离、电解质非电解质、强弱电解质、离子反
应等概念，并学会从微观角度表征物质在水溶液中的存在状态及行为，理解离子反应的本质
及发生条件，会用符号表征正确表示电离方程式、离子反应，并以此诊断学生宏观辨识与微观探析水平，发展学生的水溶液中的化学反应的认识水平。
（2）通过证据推理、模型认知和实验探究溶液导电的原因，强、弱电解质以及溶液中的离子反应，通过学生设计简单实验方案，完成实验操作，观察记录，收集证据，分析得出
结论等途径，诊断并发展学生证据推理、模型认识与实验探究的水平，并以此发展学生认识方式和认识思路水平。
（3）以测测身边的水质，废水如何处理，水处理后水质情况如何监控这一学生既熟悉
又不甚了解的真实情境脉络线索串联化学核心知识的关联与递进，主动关心与环境保护等社会热点问题，诊断并发展学生对化学理论与生产、生活的联系的认识水平，形成合理利用自然资源、与环境和谐共处的观念。
三、教学重难点及课时安排
教学重点：
弱电解质及其电离特点，离子反应和离子方程式。
教学难点：
理解弱电解及其电离平衡的特点，离子方程式的书写。
课时安排：
本单元内容拟安排2课时，第一课时安排[学习任务1]和[学习任务2]，主
要学习内容为强弱电解质的概念、弱电解质的电离特点以及强弱电解质电离方程式的书写；
第二课时安排[学习任务3]和[学习任务4]，主要学习简单离子反应和离子方程式的书写。
四、教学设计构想
本教学设计主要考虑了以下几个方面的设计思想。
（1）突出宏观，微观，符号三重表征：
电解质的电离和溶液中的离子反应是体现化学宏观
辨识与微观探析非常好的素材，因此要突出从实验现象（或数据）的宏观辨析，建立对电解
质的电离和溶液中离子反应的微观过程的探析，再建立如何用电离方程式和离子方程式来表征微观过程。
（2）形成化学变化的条件观和反应进行的驱动力的观念。
通过离子反应发生条件的探
究认识到非氧化还原和氧化还原反应型离子反应发生的驱动力和条件是什么，从而逐步形成
化学反应的条件观，揭示化学变化发生的本质特征。
（3）凸显证据推理与模型认知的认知方式和思路。
在电离概念、强弱电解质、离子反
应等概念的建立构成中，突出让学生如何收集实验证据（数据），设计相关实验来证据推理，
并运用已建立的认知模型解决实际问题。
形成认识溶液中化学反应的一般认识角度和方法。
（4）突出实验探究。
让学生围绕问题情境，合理设计是否为电解质，是否为弱电解质，
是否发生了离子反应等实验设计，并动手实验、记录实验现象（数据），基于宏观实验实验
现象（数据）分析并做出微观解释，感受实验探究的过程。
（5）运用真实熟悉的情境，突出学生社会责任意识。
整个单元线索贯穿生活中的水而
展开，从测测身边的水，到废水如何如理，处理后如何检测来倡导学生主动珍惜水源，保护
环境，绿色化学观念等，并运用绿色化学的思想解决实际问题。
本案例以测测身边的水，废水如何处理，处理后水质如何监控为基本情境线索，贯穿学
习电离、电解质和非电解质、强电解质和弱电解质、离子反应、离子检验等核心知识，以宏
观辨识、微观探析、符号表征为主要逻辑线索，过程中同时结合实验探究、证据推理模型认
识为主要核心素养及认识思路和方式，将本单元分解为4个任务主题。
单元整体构思如下：
宏观
电导率数据/导电性实验
实验现象上直接或间接的变化（沉淀、气体、弱电解质
非电解质
电解质
证据推理、模型认知、
产生
参与
应用
电离
离子
离子反应
离子检验、除
微观
符合发生条件
完全
不完全
强电解质
弱电解质
氧化还
非氧化还
符号
电离方程式离子方程式
五、情境与任务
1.情境
我们知道，地球上的水大多不是纯水，而是含有各种成分的的溶液，水是地球上溶解能
力非常好的一种溶剂，可以溶解各种物质构成我们熟知的酸、碱、盐等各种溶液，人们熟练
地运用这些物质及相互间的反应改善我们的生活，制造新的物质，同时如果我们善用这些反
应也可以减少或避免可能产生的污染，让我们的生活更美好。
以水为例，我们每天打开水龙头就会有清澈而干净的水流出，是否想过我们得到这些洁
净的水有多么不容易，因为这些水在到你家之前已经在自来水厂里经过下列程序进行了处理与检测。
如图
另外，我们是否想过每天清晨起来后，成千上万的人都涌向盥洗室，向这个城市排放大
量废水，显然我们每天都会遇到并思考这样的问题，我们喝的水干不干净？
我们排放的废水是怎么被处理的？
这些被处理的废水是否达到了洁净的标准？
这都需要我们学习和了解水
溶液中的化学反应。
2.任务及任务分解
任务
活动
设计意图
任务1：
测测
（1）阅读情景材料，设
从单一检测池塘水质导电率数据无法判断，推
我们周围的
计方案判断池塘水质好
理设计参照对比试剂进行试验，再从数据比较
水质——电
坏？
中，分析溶液导电原因，推理得出电解质、非
解质与非电
（2）如何表征电离过程
电解质、电离等概念，并自然得出如何表达电
解质
——电离方程式
离过程。
接着用所学知识设计实验论证未知物
是否为电解质。
任务2：
水质
（1）溶剂水怎么也电离
从环节1中蒸馏水为何不为零引发思考，得出
检测再认识
（2）你怎么证明其它电
强弱电解质概念及符号表示方式，并进一步设
——强、弱电
解质是弱电解质
计多种实验方案论证任务
1中醋酸是否为弱电
解质
解质
任务3：
废水
（1）酸性废水的处理—
顺着任务2的学习，知道水质的检测，然后自
的处理——
—从分类视角看反应
然就涉及水质不达标必然要处理的问题，本环
离子反应
（2）宏观现象，微观解
节就工业酸性废水可能的处理方案进行讨论，
释——从微观角度看反
自然引出离子反应的概念，从宏观上有现象
应
（或没现象设计实验才生现象）来推理思考微
（3）离子反应的符号表
观上离子如何作用，并自然得出离子反应的条
征——离子方程式书写
件，如何来表达这一过程——离子方程式，过
及意义
程中形成环保、循环利用，节约等理念。
任务4：
水质
（1）废水中离子的检验
任务4是继废水如理后又必须检测是否达标为
监控——离
（2）生活中的硬水和软
主题，引入离子检验、除杂、共存、推断等问
子检验
水鉴别
题，运用学生前面所学的认识思路、角度解决
（3）废水中离子共存—
实际问题。
—离子推断
六、教学活动示例及说明
【学习任务1】测测我们周围的水质——电离和电解质与非电解质
【活动设计】
1.阅读下列材料，设计方案
TDS水质检测笔可以通过测试被测液体的导电性强弱，来粗略反映液体中自由移动离子
浓度的大小，度数越大，自由移动离子浓度越大。
【情境】用TDS水质检测笔测定学校池塘
（或
池塘水TDS检测读数为
；
小河）中所取水样的水质，读取读数
如何通过这一数据判断池塘水质的好坏？
设计实验方案：
【对比实验】测定乙醇、矿泉水、蒸馏水的
实验并记录TDS数值
TDS检测数值，记录读数，并分析池塘水质的
乙醇
；矿泉水
；
好坏？
蒸馏水
；
【推理】为什么无水乙醇读数为零？
为什么池塘水读数最大，矿泉水较大？
非电解质和电解池概念
【类比实验】测定无水乙醇加蒸馏水、蔗糖
溶液、NaCl溶液、盐酸溶液、氢氧化钠溶液
溶液导电的原因是
的TDS检测数值
（视频：
NaCl固体、熔融、再冷却的过程中
导电性的变化）
【微观探析】感受像蔗糖、乙醇在水中以什
电离的概念：
么形式存在？
像NaCl、HCl、NaOH等在水中以什么形式存在？
【设计意图】把溶液的导电原因、电解质与非电解的概念置身于真实的水质检测的背景下，
促进学生对溶液导电性原因、导电过程，知道电解质在水溶液中的存在状态，建立电离、电
解质和非电解质的概念，对溶液的认识从宏观进入微观。
（如原来看硫酸铜溶液就是一杯蓝
色溶液，学电离后看到的是
2+2-
溶液）
Cu和SO
4
2.电离过程的符号表征——电离方程式
【符号表征】如何表达
NaCl、HCl、NaOH等
电离方程式:
物质在水中的电离过程
NaCl
HCl
【对比实验2】各取10mL未知液A和未知液
NaOH
B，用TDS水质测试笔测试，实验数据说明什
么？
两者是电解质还是非电解质？
如何进一
A读数
；B读数
步证明？
（说明A为无水乙醇，B为冰醋酸）
均逐步加入
20mL水后A、B的数据变化
趋势分别为：
分别继续加水，观察
TDS数据的变化，记录
变化趋势？
由此可得出什么结论？
。
结论
；
【深度思考】物质电离需的条件是什么？
要通电吗？
【设计意图】从微观角度认识物质在水溶液中的存在状态及行为，是否为电解质，并知道电离方程式是对电离这一过程的符号化表征。
会依据概念设计实验验证用符号能够正确书电离
方程式，通离方程式的写，使学生一步体会解离的。
【学习任务2】水质检测再认识——强、弱电解质
1．溶水怎么也会离
【活】
【情境】水中什么蒸水的TDS引出弱解的概念
数不零？
什么数比泉水小得多？
由水的离方程式；
此推水的存在形式是什么？
如何用符号来
表达弱解不完全离一程呢？
【意】运用数据比，将抽象的理解能否离，离程度怎化宏可化的“水数据”，使抽象具体化。
比学会弱解的离的符号表征——离方程式。
2．你怎么明其它解是弱解
【活】
依据10mLB液体（冰醋酸）加水程中
引出弱解的概念
TDS数的化，你得醋酸属于解
水的离方程式
；
是弱解？
理由是什么么？
多种方案明醋酸是否弱解
如何多种方案来明你的假？
方案1：
；
（注：
等度等体的酸、醋酸
TDS
方案2：
；
数，pH，与相同活金属反看速率等
方案3：
；
等）
⋯⋯
学生并
【深度思考】取20mL0.1mol/LCH3COOH溶液滴加等
水笔，数据的化，明理由
【意】运用概念比方案，并将静的比的比，使抽象概念具体化，并深化弱解的理解次和知方式。
【学习任务3】废水的处理——离子反应
【活】
1.酸性水的理——从分角看反
在化工、金属加工、鞣革厂、硫酸工、制
碱厂等工均会生大量酸性或碱性水，
需要理。
若某化工厂排放的水主要
酸，大家除去酸性水的方案，你
是如何想的？
学生：
1：
酸中滴加碳酸溶液
2：
碳酸粒加少量水，再加酸溶液3：
酸中滴加硝酸溶液
4：
酸中滴加NaOH溶液
学生依据酸酸性提出可能反：
如加NaOH、加Na2CO3、CaCO3等
学生，象
1：
；
2：
；
3：
；
4：
；
【设计意图】从工厂排放酸性废水如何处理的实际情景出发，依据物质的分类设计实验方案
解决问题，从宏观辨识反应的发生，并初步意识到离子之间发生了反应。
2.宏观现象，微观解释——从微观角度看反应
同学们，根据大家做实验看到的现象，下
电解质在溶液中主要存在的形式
面我们来思考如下问题：
盐酸
；碳酸钠
；
（1）分析盐酸、碳酸钠溶液、NaOH溶液、碳
NaOH
；碳酸钙
；
酸钙中加水后分别存在哪些离子？
这些离子
离子反应的微观解释：
如何产生?
怎么表示?
主要以什么形式存在?
实验1：
和
离子作用
（2）溶液混合后哪些离子起作用了？
你是如
实验2：
和
离子作用
何判断得出的？
实验3：
和
离子作用
（3）实验4没有现象？
反应发生了没有？
如
预测实验4：
和
离子作用；
何设计实验证明？
设计实验证明实验4是否发生离子反应
（4）反应前后离子数目怎么变化？
如何使离
子数目减少？
；
（5）由此你觉得离子反应的本质（实质）是
离子反应实质是
；
什么？
离子反应发生的条件有哪些？
设计实验证明：
（6）如何证明实验2（或实验4）中Na+、Cl-
；
没有参与反应
【设计意图】从物质在溶液中主要存在的形式的
分析出发，结合宏观实验现象，从微观上探析反应前后离子数目的变化情况，从而从微观角度解释及表述离子间发生了反应，归纳出离子离子反应的实质及发生条件。
3.离子反应的符号表征——离子方程式书写及意义
上述几个过程中离子间的反应过程可以怎么表示？
写出相应的离子方程式？
生产生活中均会产生大量不同类型的废水，需要处理，综合应用，按要求回答下列问题：
①合成氨厂中废氨水可以用稀硫酸吸收，可以制备化肥硫酸铵，写出离子方程式②造纸、医药、食品及醋酸生产中会有大量
醋酸废水产生，可加入白云石（MgCO3·CaCO3）粉末除去废酸，写出相应的离子方程式③用离子方程式表示硫酸铜的废液中回收得
到纯净的铜的方法
（3）设计表示离子反应为Ba2++SO42-==BaSO4↓的化学反应有哪些？
（4）写出Ba（OH）2溶液和硫酸反应的离子方程式，设计实验证明这是一个离子反应
离子反应方程式书写：
实验1：
；
实验2：
；
实验3：
；
实验4：
；
离子反应方程式书写：
①；
②；
③
；
2+2-
表示离子反应为Ba+SO4==BaSO4↓的反应有：
证明离子反应：
；
【大观念】工业上将二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中，即可沉析出碳酸氢钠晶
体，写出这一过程发生的离子反应方程式，分析其能反应的可能原因。
由此你有何启发？
【设计意图】知道离子方程式是对离子反应的过程的符号化表征，通过离子方程式的书写以
及从离子反应思考可以表示的化学反应理解离子方程式表示离子反应的意义。
在运用离子反
应解决“变废为宝”处理方法的学习体验化学逐步形成节约成本、循环利用、保护环境等基
本观念。
【学习任务4】水质监控——离子检验
1.废水中离子的检验
在化肥工业、稀土工业都会排放含较高
浓度
+
++
2-
-
的废水，需要处
NH
、Na、K、SO
、Cl
4
4
理达到排放标准，这就需要检测，下表是处
理后工业用水排放标准（节选部分）
指标
pH
Cl
-
2-
氨氮
SO
4
mg/L
mg/L
mg/L
限制
6.5～8.5
250
250
1010
设计实验证明高浓度废水中存在NH4+、Cl-、SO42-的实验方法，写出相应的离子反应方程
式；高浓度废水怎么处理？
如何知道已经达标？
如何定量检测其离子浓度是否达到排放标准？
涉及实验方案？
+
NH4检验方法
；
涉及的离子反应方程式为：
；
Cl-检验方法
；
涉及的离子反应方程式为：
；
2-
SO4检验方法
；
涉及的离子反应方程式为：
；
【生活化学】2013年央视315曝光深圳使用海砂导致出现大量危楼，建设部规定海砂必须经过净化处理后方可用使用，这里净化方法指的是除去什么？
如何用化学方法检验海砂和河沙？
【设计意图】从生产中废水排放的情境出发，提出高浓度废水的检测方法，必然涉及离子的定性与定量的检测问题，通过学生运用离子反应的思想和认识角度自主设计离子检验问题，
如何处理污水的方法，如何鉴定已经达到排放标准等定性、定量问题，在问题的解决中培养学生处理实际问题的能力和提出问题的意识。
2.生活中的硬水和软水的鉴别
如果水中游较高浓度的
2+
2+
现象记录：
Ca和
Mg,这样的
水叫做硬水，反之这些离子基本被
Na+代替，
硬水+草酸钠
就叫软水，水的硬度容易在生产、生活用水
软水+草酸钠
器具（设备）中产生水垢等不利影响，那么
蒸馏水+草酸钠
如何检测我们身边的水是否为硬水呢？
写出可能的离子反应方程式
【实验
1】各取3mL硬水、软水和蒸馏水分
别滴加0.1mol/L
草酸钠（Na2C2O4）,振荡，观
察并记录现象
【实验
2】改用井水重复做实验，
观察对比
【实验
3】各取3mL硬水、软水加入少量肥
硬水+肥皂水泡沫情况
皂水（成分假设为
CHCOONa），观察并记录
软水+肥皂水泡沫情况
17
35
产生泡沫的情况？
思考可能原因？
原因是
【设计意图】通过生活中的软硬水的检测，学习
2+
2+
Ca、Mg的检验方法，并类比推理肥皂水
产生泡沫少的原因，用离子反应的认识角度解决实际问题
2．废水中离子共存——离子推断
+
2++
、Clˉ、
由①实验可知一定含有的离子是
某废水中可能含有NH、Cu、Na
4
2
2
理由是
COˉ、SOˉ中的几种离子，取等体积废水，
3
4
进行如下实验
一定不含有的离
①一份加入足量BaCl2溶液，得沉淀
6.63g，
子是
，理由是
在沉淀中加入过量稀盐酸，
仍有4.66
g沉淀。
。
②另一份与过量NaOH溶液混合充分加热，产
由②实验可知一定含有的离子是
生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体
理由是
0.672L（标准状况）。
；
（1）由①可知溶液中一定含有哪些离子，说
由此可确定原固体中一定含有的离
明理由？
由此又可以得出什么结论？
子是
，一定不含有的
（2）由②可知溶液中一定含有哪些离子，说
离子是
；
明理由？
推断过程中用到的基本方法有：
【设计意图】通过模拟废水中可能存在的离子，让学生从宏观反应现象、数据中等捕捉有用，运用离子反应思维方法、角度，通过肯定性、互斥性、电中性等原则解决离子共存、推断问
题，训练学生的思维方法和能力。
七、评价设计
1．水平标准
（1）能根据实验现象归纳物质及其反应的类型，能运用微粒结构图式描述物质及其变
化的过程；能从物质的宏观特征入手对物质及其反应进行分类和表征，能联系物质的组成和结构解释宏观现象。
（2）能从宏观和微观结合上收集证据，能依据证据从不同视角分析问题，推出合理的
结论。
（3）能根据教材问题设计简单的实验方案，完成实验操作，观察物质及其变化的现象，客观进行记录，对实验现象作出解释，发现和提出需要进一步研究的问题。
2、评价策略
在对学生学业状况的评价设计，既要关注知识的落实，更要关注学生在素养方面的发展，体现教、学、评的一致性。
并且在教学活动的进行过程中，不断进行教学的生成和评价的进行。
如对于离子方程式的书写，不再是按以往教科书单纯让学生记忆“写、拆、删、查”的
机械程序，而是围绕6个小环节性的评价任务，不断引导学生深入思考，同时检测学生的学
习进程，评价学生建立书写离子方程式的思考程序和心智技能，即首先找到是什么离子在作用？
再思考该离子时电解质在溶液中主要存在的形式吗？
离子间作用的量的关系怎样？
以
此进一步强化电离、电离方程式、离子方程式对学生认识发展的作用，以及核心知识在培养学生核心素养方面的突出作用。
练习与测评典型样例
[例1]TDS水质检测笔可以通过测试被测液体的导电性强弱，来粗略反映液体中自由移动离子浓度的大小，度数越大，自由移动离子浓度越大。
除了水质检测外，使举例TDS水质检测笔还可以帮助我们解决哪些生活问题，这其中又
运用了怎样的化学原理。
示例：
对于我们购买的蔬菜水果是否受到污染，我们可以用TDS水质检测笔检测浸水果蔬菜前后自来水的TDS水质数据，如果数据发生显著的变化，可证明水果蔬菜中可能有大量电解质残留，可能有污染，应引起重视。
举例1：
。
举例2：
。
举例3：
。
[例2]氯化钠广泛应用于各个领域，如氯碱工业、制金属钠、侯氏制碱法、生理盐水（含0.9%的NaCl溶液）以及厨房调味品等。
氯化钠一般从海水中获取而得。
已知海水中含量最高的几种离子的浓度依次为
0.55mol/L）
+
2+
2-
（约0.027mol/L）
、Na（约0.47mol/L）
、Mg（约0.054mol/L）
、SO4
0.01mol/L）
按要求回答下列问题：
（1）心脏活动的主要表现是产生“电激动”，心肌激动的电流从心脏经身体组织传导到体表，
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