基于化学核心素养的高中化学概念教学——以“离子反应”为例

知识分析

认知分析

情感水平

学生已知复分解反应及其发生的条件，知道电离、电解质和非电解质，但是对电解质在水溶液中反应的特点和规律还了解很少，从微观角度认识化学反应的能力还有待加强。

对电解质在水溶液中的微粒存在形态不太清楚。对电离程度？对拆与不拆 无深入的理解。

从实验探究、生活经验以及学生熟悉的事件出发，创设问题情境引发对相关科学概念的认知，有利于拉近学生与学习内容之间的距离，同时有助于学生顺利地进入相关的学习状态，通过解决实际问题，将化学原理、技术和社会发展联系起来。

素养1

素养2

素养3

素养4

素养5

宏观辨识与微观探析

变化观念与平衡思想

证据推理与模型认知

科学探究与创新意识

科学态度与社会责任

能根据实验现象从微观角度认识离子反应，能用离子方程式表达离子间的反应

认识电解质在水溶液中离子行为，例如浓度对电导率大小的影响

能根据现象、数据及图像得出正确结论，提出假设，通过分析推理进行验证。

能从问题出发，确定探究目的（离子反应发生的条件），设计方案，进行分析与解决。

通过分析离子反应的本质，认识现象与本质的辩证统一，养成求实、求真的科学态度。

教学环节

教师活动（简要过程）

学生活动

设计意图

环节一

创设情境

概念引入

[创设实验情境]向小烧杯中加入约30mL0.1mol/L的Ba(OH)₂溶液和2滴酚酞试液，接通溶液导电仪。边搅拌边逐滴滴加1mol/L的稀硫酸。

[问题]（1）导电仪灯为什么会先变暗，全灭以后变亮？解释原因。

（2）溶液颜色为什么会由红色变成无色？

（3）生成白色沉淀是什么？

（4）通过实验现象说明 Ba(OH)2

溶液与硫酸反应的实质什么？

[归纳感悟]对氢氧化钡和硫酸的反应：

反应物溶液中的离子： Ba²⁺、OH^-、H⁺、SO₄^2-

完全反应后的离子： 无

实际参加反应离子：Ba²⁺、OH^-、H⁺、SO₄^2-

离子方程式表示为：Ba²⁺+2OH^-+2H⁺+SO₄^2- ==BaSO₄↓+2H₂O

[离子反应概念引入]初步建立起离子反应概念是有离子参与的反应。

观察现象

描述现象

(宏观辨识）

思考、分析、讨论、交流。

感悟宏观现象后的微观本质。（微观探析）

讨论、交流

师生互动

通过导电性实验展示反应过程，从溶液颜色的变化、白色沉淀的生成，溶液导电能力变化三个不同角度

观察实验现象，使得看不见的离子之间的反应能够看的到。

环节二

自主探究概念形成

[问题]酸碱盐在水溶液中电离出的所有离子是否都能参加反应？离子反应的发生有哪些条件？

[设计实验]

试剂：NaOH溶液、盐酸、CuSO4溶液、Na₂CO₃溶液、酚酞

[问题] 仿照对氢氧化钡和硫酸反应的分析方法，从微观角度解释实验现象，并指出实际是哪些离子参加了反应。

离子方程式表示为：

CO₃^2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑

反应后Na⁺、Cl^-仍然是自由离子。该反应导致了反应体系中CO₃^2-、H⁺离子浓度都明显减小，所以会有气体生成。

[概括结论] 学生完成

结论：

1．离子浓度的降低是离子反应的普遍规律（内在条件）

2．生成气体、沉淀或水，正是离子反应中某些离子浓度减小的一种宏观表现。

自主思考问题

小组合作设计实验

观察现象

完成现象记录

（科学探究、证据推理）

讨论、交流

师生互动

感悟溶液中的复分解反应本质上是反应物中“有关”离子“实际参与”反应生成新的物质的过程。

（证据推理与模型认知，帮助学生建立起微粒）

环节三

类比迁移

概念深化

[问题]除了生成气体、沉淀或水外，是否还有其他的途径使离子浓度减小？

[演示]氯化铁溶液和硫氰化钾溶液混合后，溶液变成血红色。该离子反应与上述离子反应有何不同？

[总结归纳]离子反应发生的条件之一是生成难电离物质。

[拓展延伸]取上述混合溶液稀释溶液分装于三支试管，向其中一支滴加浓氢氧化钠溶液，另一支加入硫氰化钾，对比观察。

[小结]“某些”离子不断放弃自由，浓度不断减小，这是离子反应发生的前提条件。

讨论释疑:产物无沉淀、气体和水。但是产物硫氰化铁和水一样难电离。

观察，分析实验现象，推断反应过程中离子的变化情况。

理解复分解反应条件之一的生成水，其实是生成难电离物质。

拓展视野，离子可以从自由变得更不自由，从平衡移动的角度理解离子反应。分析体验中，感悟知识的由来，探究本质

环节四

联系实际

概念运用

[图片展示]化学改变生活，离子反应在生活应用也无处不在：比如：粗盐提纯、泡沫式灭火器、药物中和胃酸、日常生活中水垢的清除等。

走出课本，关注社会

感悟体会：化学在生产生活中的广泛应用。

体会化学学习的意义。