难溶电解质的溶解平衡教学再讨论

难溶电解质的溶解平衡教学再讨论

袁盼

乌鲁木齐市第69中学  新疆 乌鲁木齐830011

摘要：项目式学习作为一种新型的学习方式，能够较为有效地促进学生核心素养的养成。本节以一颗结石的故事，设计四个学习项目，完成了沉淀的生成、沉淀溶解平衡的建立、移动、Ksp的应用的学习，培养学生的学科核心素养。

关键词：项目式学习  难溶电解质  沉淀溶解平衡

一、项目式学习背景介绍

高中化学学科核心素养是高中学生发展核心素养的重要组成部分，是学生综合素质的具体体现。项目式学习是指在课程标准指导下，学生以小组合作的方式，在真实情境中通过问题驱动进行探究，解决实际问题，并展示分享研究成果。项目教学可使学生体会化学学科的有趣和有用，感受化学的学科魅力及其应用价值。

本节应用化学平衡理论，探讨难溶电解质的溶解平衡问题，设计学习项目的环节，详细设计了四个核心探究：沉淀的生成、沉淀溶解平衡的建立、移动、Ksp的应用，是化学平衡学习的延伸和拓展，是对中学化学平衡理论体系的完善和丰富，学生可以感受理论分析的作用，体会相关知识在生产生活中的应用价值。进一步拓展和巩固化学平衡理论相关知识，更为透彻的理解在溶液中发生离子反应的原理。

二、项目教学进程设计

任务一：结石的形成

引入：已经知道肾结石有32种成分，最常见的成分为草酸钙（CaC2O4），占71%—84%，其他成分的结石如磷酸铵镁、尿酸盐以及胱氨酸。肾结石很少有单纯一种晶体组成，大多有两种或两种以上，而以一种为主体。

问题1：如何设计实验模拟结石（CaC2O4）的形成？

实验探究1：模拟结石（CaC2O4）的形成

设计目的：学生通过思考，从复分解反应角度设计实验，并进行探究实验，对沉淀的生成有定性认识。从化学的视角走进结石的前世今生，选择生活中的情境素材，激发学生强烈的探究欲望，引导学生在真实问题情境中感受化学与生活的密切联系。

任务二：结石体系是怎样的

问题2：在以上所得的结石体系（CaC2O4悬浊液）中，我们投入的是等浓度等体积的Ca2＋和C2O42—，按照化学计量数，二者应恰好完全反应。上层清液中是否还有Ca2＋与C2O42—？如何设计简单的实验来验证？

实验探究2：结石体系上层清液中Ca2＋与C2O42—的检验

思考：结石体系中投入的是等量的Ca2＋与C2O42—，从定量角度，二者应同时存在。方案2中无明显现象可能是Ca2＋浓度太小了，肉眼看不到沉淀。

补充实验：给大家提供Ca2＋的灵敏检验试剂——钙试剂，无Ca2＋时显蓝色，有Ca2＋时显酒红色。请大家利用钙试剂完成上层清液的补充实验。

问题3：上层清液中同时存在Ca2＋与C2O42—，这说明了什么？这个过程是如何建立的？

学生活动：用υ-t图（υ沉淀和υ溶解随时间的变化）和c-t图（Ca2＋与C2O42—随时间的变化）表示这个平衡的建立过程。

动画演示：CaC2O4的沉淀溶解微观过程

教师总结，思考沉淀溶解平衡的表示方法，引入沉淀溶解平衡方程式：

CaC2O4(s)⇌Ca2＋(aq)＋C2O42—(aq)

问题4：如何定量表示沉淀溶解平衡？

Ksp(CaC2O4)=c(Ca2＋)·c(C2O42—)

教师总结：1. CaC2O4难溶并非不溶，当沉淀速率等于溶解速率时，即为沉淀溶解平衡。2.沉淀溶解平衡也是化学平衡的一种，符合化学平衡的特征，因此我们可以从Ksp的视角，定量判断与沉淀生成和溶解相关的问题。

设计目的：学生设计并进行实验探究，通过小组讨论，得出相应结论，以化学平衡的建立类推，从微粒角度探讨沉淀溶解平衡的建立过程。以化学平衡类推，学生提出沉淀溶解平衡常数由真实情境提出探究性问题，帮助学生主动构建沉淀溶解平衡模型，实现学生的自主探究。

教师总结：结合平衡移动原理，改变温度、浓度（溶液体系不考虑压强变化），减小沉淀溶解平衡中相应离子浓度，沉淀就会溶解。

设计目的：学生通过小组合作设计实验方案，并从平衡移动的角度完成表格。能根据生活实际提出喝热水治疗结石的方法，借助探究实验提高学生设计实验的能力，促进核心知识的应用。

任务四：如何预防结石

问题6：预防结石的关键？

预防结石的关键：Qc＜Ksp

教师总结：饮食建议：多喝水，不要过度补钙，不要过多食用含草酸（盐）的食物（一方面与钙结合形成草酸钙，阻碍钙的吸收，导致缺钙；另一方面，增加尿液中草酸的含量，易形成草酸钙，导致结石）。

设计目的：小组讨论，以化学平衡类推，以溶度积规则解决问题。回归真实生活情境，希望学生思考、求证从课堂延续到生活。

三、项目式教学反思

通过知识问题化、问题情境化、情境生活化，体现了实验探究、问题探究双线平行，利用学生认知冲突，定量和定性相结合，实现核心知识到知识应用的转化，培养学生的精细思维，提升学生的思维品质。对于核心探究环节，精准设置关键问题，层层递进，促使学生进行生成性和多轮次思考，促进高级思维的发展。学科核心素养的形成影响着学生处理实际问题的价值取向和行为方式，具有超越知识的持久价值和广泛的迁移作用。

定期开展化学项目式学习课程，在解决项目的过程中，学生能将学科知识及时运用，逐步解决驱动性问题，可以拓宽学生思维，站在不同角度看待学科问题，将化学学科与其他学科融合到实际生活中，实现知识的迁移与创新。

参考文献：

[1]吴琼，从“一颗结石的前世今生”看沉淀溶解平衡[J]，化学教与学，2021.4

[2]李雪萍，基于深度学习的高中化学项目式教学的应用研究[D]，四川师范大学，2020.5