人教版高中化学选修4第三章第三节基于数字化实验对影响盐类水解因素的探究.docx
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人教版高中化学选修4第三章第三节基于数字化实验对影响盐类水解因素的探究
基于数字化实验对影响盐类水解因素的探究
武汉大学附属中学邓阳洋
一、教材的功能与地位
本章节内容选自于人教版高中化学选修4第三章第三节第二课时，教材通过文字阐述和科学探究的方式呈现了影响盐类水解的四个因素：
盐本身的性质、浓度、温度和酸碱性。
《普通高中化学课程标准》将本章节内容目标定为归纳影响盐类水解程度的主要因素。
在学习本章节内容之前，学生已经学习了弱电解质的电离、化学平衡、勒夏特列原理、盐类水解的概念等知识，这都为本章节内容的学习奠定了扎实的知识基础。
而通过本章节内容的学习，也会为之后电解和高三有关物质检验等知识的学习大有裨益。
故而，本章节内容具有承上启下的作用。
二、学情分析
1.学生的知识基础：
学生在此之前已经学习过盐类水解的概念和实质、化学平衡和勒夏特列原理，这为本节课的学习打下了良好的知识基础；
2.学生的技能基础：
学生在此之前已经学习了化学平衡及其影响因素、电离平衡及其影响因素，对于如何分析平衡体系已经具有一定的技能基础；
3.学生的思维障碍及其解决方式：
高二学生正处于具体形象思维
到抽象逻辑思维的转型期，虽然已经具有一定的抽象逻辑思维，但仅通过教材上观察溶液颜色深浅变化的方法，无法直观观察和分析微观粒子在水溶液中的具体行为，故而本节课为解决学生的思维障碍特采用了数字化实验仪器进行探究。
三、教学目标
1.知识与技能：
（1）掌握影响盐类水解的因素、知道各种内因和外因对盐类水解因素的影响；
（2）掌握盐类水解的规律，利用所学盐类水解知识解释生活中的化学问题；
（3）了解数字化实验仪器及其使用。
2.过程与方法
（1）通过实验探究的方式，培养观察实验现象、分析实验本质的能力；
（2）通过联系生活实际中的现象，培养分析问题和解决问题的能力；
（3）通过数字化实验探究盐类水解因素的方式，培养记录数据、归纳数据和分析数据的能力。
3.情感态度与价值观
（1）通过实验探究的方式，体会化学实验过程中的乐趣，激发学习化学的兴趣；
（2）通过数字化实验探究的方式，体会数字化实验仪器在化学实验探究中带来的重要作用；
（3）通过对盐类水解影响因素的讨论，树立辩证唯物主义对立与统一的观点。
四、教学重难点
教学重点：
影响盐类水解的因素
教学难点：
1.影响盐类水解的因素
2.设计实验验证影响盐类水解的因素
五、教学方法
讲授法实验-探究法合作-交流法
六、教学实验用具
常规实验仪器
烧杯、量筒、试管、滤纸若干
朗威数字化实验仪器
pH传感计、色度计、浊度计、高温传感器
实验药品
0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LAlCl3溶液、pH=1的盐酸、蒸馏水
七、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
1
【PPT投影】播放一段关于盐类水解的微课视频。
仔细观看视频
激发学生学习兴趣，起到先行组织者作用。
2
【提问】影响盐类水解的因素有哪些？
学生回答：
“盐本身的性质、浓度、温度、酸碱性。
”
检查预习情况，做好知识衔接。
3
【活动】请每个小组派出一名学生代表上台汇报本组在课前讨论出的猜想、理论依据和实验方案。
四名学生代表依次上台汇报本组猜想、理论依据和实验方案。
以学生为主体、以教师为主导的教学模式是新课改的核心理念，故而提前让学生设计实验方案，采用同组评价、组间评价及教师点评的模式，都体现了学生在课堂中的主体性地位。
4.
【教师点评】点评四组实验方案，引入数字化实验仪器。
学生观察数字化实验仪器，聆听数字化仪器使用时的注意事项。
在学生提出实验方案后教师点评，让学生自己认识到常规实验的局限性，体会数字化实验给化学实验带来的便利。
5
【探究实验1】用pH传感器测量0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LAlCl3溶液的pH。
第一组学生上台操作实验，全体师生讨论出现pH差异的原因。
用pH传感器所显示数据让学生自己比较差异，通过控制变量法得出结论：
越弱越水解。
6
【探究实验2】向5mLFeCl3溶液中加入45mL蒸馏水，测定稀释后溶液pH、色度值、浊度值。
第二组学生上台操作实验，全体师生通过讨论得出结论。
利用数字化实验测量出稀释后溶液的pH、色度值和浊度值，通过逻辑推理得出结论：
稀释过程促进水解。
7
【探究实验3】适当加热一定量0.1mol/LFeCl3溶液，记录pH传感器、色度计、浊度计、高温传感器显示的数值，当场绘制pH-温度曲线。
第三组学生上台操作实验，全体师生讨论pH-温度曲线趋势的原因。
利用高温传感器和pH传感器显示绘图结果，通过观察数学函数曲线中得出结论：
越热越水解。
8
【探究实验4】向5mL0.1mol/LFeCl3溶液中加入5mLpH=1的盐酸，记录pH传感器、色度计、浊度计显示的数值。
第四组学生上台操作实验，全体师生通过讨论得出结论。
利用pH传感器测量混合溶液的pH，并用浊度计表征出溶液中Fe（OH）3沉淀量，通过逻辑推理得出结论：
酸碱性影响盐类的水解。
9
总结归纳影响盐类水解的因素
学生认真听讲，记好笔记。
整合知识，建构体系。
10
布置作业
让学生课后搜集更多盐类水解在生产生活中的应用，深化化学应用于社会、服务于社会的科学精神和社会责任。
八、板书设计
§3.3.2影响盐类水解的因素
一、内因：
盐本身的性质
二、外因
1.温度
2.浓度
3.酸碱性
三、应用
九、教学反思
本节课有明暗双线：
明线是通过实验探究得出影响盐类水解的因素，暗线是学生自主提出猜想、寻找理论支撑和设计验证实验，创新点如下：
1.创新教材实验，解决思维障碍：
本节课引入精确度高的数字化实验仪器，将教材定性实验改进为定量实验，利用数字化实验仪器在不影响原有化学反应体系的前提下测定出FeCl3溶液的色度、浊度及pH等定量数据。
通过上述物理量数据可以让学生从宏观上观测和分析微观粒子在水溶液中的具体行为，由感性认知上升到理性认知，完善了自身的思维过程；
2.数字化实验可以对中学平衡体系中多因素、相互矛盾因素的影响进行直观快速地判定：
对比传统实验技术，数字化实验可以更加快速准确地判定在矛盾因素下平衡移动的结果，如对FeCl3溶液既加热又加酸，这种在传统实验中无法快速解决的问题，在数字化实验面前迎刃而解。
3.在实际操作过程中，浓度影响的测定过程让我印象深刻：
当时测出稀释后溶液色度RGB值反常升高，重复多次实验后仍是升高趋势，学生对数字化实验仪器表示质疑。
在请教美术教师后，从色相、纯度和明度的角度对学生进行解释，并当场根据色度计实验数据用电脑技术合成稀释后颜色，与稀释前颜色进行对比的确变淡，学生当场表示惊叹和佩服，故而让我深深体会到“闻道有先后，术业有专攻”的道理，只有不断汲取各方面知识，才能让学生信服。
本节课深入落实高中化学核心素养：
整堂课以实验探究为主要过程，师生通过创新教材定性实验为定量实验（实验探究与创新意识），观察宏观实验现象以及利用pH传感器等数字化实验仪器观测溶液中微观粒子的行为（宏观辨识与微观探析），利用假说演绎与逻辑推理的方式（证据推理与模型认知）得出影响盐类水解平衡的因素（变化思想与平衡思想），最后结合影响盐类水解的影响因素在生产生活中的重要应用让学生体会到化学应用于社会、服务于社会的科学精神（科学精神与社会责任）
附件1：
《影响盐类水解的因素》实验设计学案
【学习目的】
1.猜测影响盐类水解的因素，并提出合理猜想，培养分析问题、搜集理论证据的能力；
2.通过所学知识，设计出合理的实验方案，培养分析实验、设计实验的能力；
【学习重难点】
影响盐类水解的因素
【学习过程】
1.什么是盐类的水解？
盐类水解的实质是什么？
2.根据之前所学知识，以FeCl3为例，写出FeCl3水解的离子方程式，推测影响盐类水解的因素有哪些？
3.以FeCl3为例，任选一个影响因素，寻找合理的理论基础，阐述该因素如何影响盐类的水解。
4.结合第3题的回答，设计合理的实验方案验证你们的猜想。
实验设计方案包括实验用品、实验仪器和具体实验步骤。
5.同组成员对上述实验进行评价，优化实验方案，将改进建议写在本题空白处。
6.教师评价本组所提交的实验方案，提出改进意见，并做出最后的设计方案。
附件2：
《影响盐类水解的因素》课堂学案
【实验目的】
3.掌握影响盐类水解的因素、知道各种内因和外因对盐类水解因素的影响；
4.掌握盐类水解的规律，利用所学盐类水解知识解释生活中的化学问题;
5.了解数字化实验及仪器的使用。
【学习重难点】
影响盐类水解的内因和外因
【实验用品】
实验仪器
烧杯、量筒、试管、滤纸若干
数字化实验仪器
pH传感器、色度计、浊度计、高温传感器
实验药品
0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LAlCl3溶液、pH=1的盐酸、蒸馏水
【实验探究过程】
【探究实验1】量取一定量0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LAlCl3溶液，利用pH传感器分别测量其pH（顺带测量0.1mol/LFeCl3溶液的色度值和浊度值），将实验数据记录在下面表格中。
表1同一浓度不同溶液pH的测定
pH
色度值
浊度值
R
G
B
0.1mol/LFeCl3溶液
0.1mol/LAlCl3溶液
【思考1】组成都为AB3型的同浓度溶液，为什么pH不一样？
【结论】
【探究2】向5mL0.1mol/LFeCl3溶液中加入45mL蒸馏水，记录混合后溶液的pH、色度、浊度显示的数值，将实验数据记录在下面表格中。
【思考2.1】若浓度不影响FeCl3的水解，试计算5mL0.1mol/L的FeCl3溶液稀释10倍后的理论pH
表2稀释后FeCl3溶液pH、色度值、浊度值的测定
pH
色度值
浊度值
R
G
B
稀释后溶液
【思考2.2】结合上述实验数据，分析稀释后FeCl3溶液实际pH出现差异的原因。
【结论】
【思考2.3】课下思考如果5mL0.1mol/LFeCl3溶液中加入少量FeCl3固体，又会出现怎样的结果？
【探究3】适当加热一定量FeCl3溶液，记录加热后溶液的pH与温度，利用软件当场绘制pH-温度曲线，并在学案上记录出大体趋势的曲线。
表3加热后FeCl3溶液pH、色度值、浊度值的测定
温度
pH
色度值
浊度值
R
G
B
加热后溶液
温度/℃
pH
图1加热FeCl3溶液的pH-温度曲线
【思考3】图中曲线说明温度如何影响FeCl3的水解平衡？
【结论】
【探究4】向5mL0.1mol/LFeCl3溶液中加入5mLpH=1的盐酸，结合pH传感器、色度计、浊度计显示的数值记录数据和分析原因。
【思考4.1】若盐酸不影响FeCl3的水解，试计算5mL0.1mol/LFeCl3溶液与5mLpH=1的盐酸混合的理论pH
表4混合后溶液pH、色度值、浊度值的测定
pH
色度值
浊度值
R
G
B
混合后溶液
【思考4.2】结合上述理论数据，分析实际数据与理论数据出现差异的原因。
【结论】
【思考4.3】课下思考如果向5mL0.1mol/LFeCl3溶液中分别加入一定量的NaOH固体、Mg条及NaHCO3固体，又会出现怎样的结果？
【总结归纳】影响盐类水解的因素有哪些？
它们分别如何影响盐类的水解平衡？
【课下思考】盐类的水解在生产生活中有哪些应用？
它们分别怎样影响盐类的水解平衡。
附件3：
活动表现评价表
学生：
活动内容：
小组成员：
组长：
评价标准（每项分）
自评（30%）
互评（40%）
教师评价（30%）
根据表现在相应栏目赋分
（5分）
（5分）
（5分）
实验操作是否规范
是否及时准确观察、记录实验现象
是否对实验现象进行了合理分析
是否对实验仪器、药品进行了整理
是否具有良好的安全意识
是否积极参与实验探究活动
是否积极与他人合作
是否体验到实验探究活动的乐趣
小计
合计
等级
综合评语
学生自评
学生互评
教师评价
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