閆佳琪

（吉林師范大學(xué) 化學(xué)學(xué)院，吉林四平 136000）

化學(xué)核心素養(yǎng)的研究近幾年來熱度越來越高，如何將化學(xué)核心素養(yǎng)真正落實(shí)到課堂實(shí)踐是一線教師亟待解決的問題?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)中宏觀辨識(shí)與微觀探析旨在從宏觀和微觀相結(jié)合的角度認(rèn)識(shí)物理和化學(xué)變化[1]。在學(xué)習(xí)目標(biāo)描述上，學(xué)生能從學(xué)科觀念進(jìn)階到能夠掌握分析解決問題的方法，這種學(xué)習(xí)目標(biāo)的進(jìn)階會(huì)不斷促進(jìn)學(xué)生學(xué)科問題解決的思維視角養(yǎng)成[2]。在鹽類的水解教學(xué)中，比較離子大小一直是學(xué)生的難點(diǎn)問題。通過基于宏觀辨識(shí)與微觀探析教學(xué)設(shè)計(jì)幫助學(xué)生真正解決這一難題。

1 教材與學(xué)情分析

1.1 教材分析

本節(jié)內(nèi)容選自人教版選修四第三章第三節(jié)。首先學(xué)生在之前的化學(xué)平衡知識(shí)的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了平衡移動(dòng)的知識(shí)，由此知識(shí)遷移到水溶液中離子平衡問題就會(huì)比較輕松地理解這些知識(shí)點(diǎn)。通過建立宏觀和微觀的化學(xué)核心素養(yǎng)讓學(xué)生在理解鹽類水解過程中存在鹽先電離再水解的過程。通過具體的教學(xué)過程探究，讓學(xué)生構(gòu)建出易溶于水且易電離的鹽的電離是宏觀過程，產(chǎn)生的離子是宏觀離子。弱酸根和弱堿根的水解是微觀的過程，產(chǎn)生的離子是微觀離子。由此真正理解離子濃度大小比較的依據(jù)是什么。本節(jié)課內(nèi)容是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了鹽類水解的基本概念和規(guī)律，以及水解的離子方程式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對水解的本質(zhì)進(jìn)行探究，通過對離子濃度大小的比較可以進(jìn)一步深化化學(xué)核心素養(yǎng)的認(rèn)知和加深對鹽類水解本質(zhì)的理解。

1.2 學(xué)情分析

（1）學(xué)習(xí)了鹽類水解的基本概念、水解規(guī)律、水解平衡移動(dòng)、鹽類水解離子方程式。

（2）通過宏觀辨識(shí)與微觀探析的構(gòu)建解決離子濃度大小比較的問題。

1.3 存在的問題

對于較復(fù)雜的電解質(zhì)溶液粒子種類的判斷、比較離子濃度大小存在知識(shí)障礙。

2 設(shè)計(jì)思路

以宏觀辨識(shí)與微觀探析核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為主線，讓學(xué)生理解在水溶液中哪些離子是宏觀離子，哪些離子是微觀離子。通過學(xué)生活動(dòng)探究，讓學(xué)生自己總結(jié)出，易溶于水且易電離的強(qiáng)電解質(zhì)電離出的離子在水溶液中可以歸納為宏觀離子。難溶于水或者難電離的弱電解質(zhì)電離出的離子可以歸納為微觀離子。弱酸根和弱堿根的水解產(chǎn)生的離子是微觀離子。由此在比較時(shí)歸納為宏觀離子遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于微觀離子，先對電離水解過程進(jìn)行排序，一般過程為：易溶于水且易電離的強(qiáng)電解質(zhì)電離>弱電解質(zhì)電離>鹽類的水解>水的電離，將濃度大小比較總結(jié)為“細(xì)判斷”“先宏觀”“再微觀”的三步比較法。即通過活動(dòng)探究培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，讓學(xué)生真正理解濃度大小比較的核心素養(yǎng)內(nèi)涵，也通過三部比較法解決學(xué)生做題的難點(diǎn)問題。

3 教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 情境導(dǎo)入

【提問】前面我們學(xué)了電解質(zhì)的電離，強(qiáng)電解質(zhì)的電離是完全電離，一步電離。弱電解質(zhì)的電離是部分電離，因此弱酸根和弱堿根有結(jié)合氫離子和氫氧根生成弱酸和弱堿的能力。由此知道鹽的水解本質(zhì)是鹽類物質(zhì)電離產(chǎn)生的弱酸根和弱堿根結(jié)合水產(chǎn)生的氫離子和氫氧根生成弱酸和弱堿。因此我們學(xué)會(huì)了書寫鹽類的水解方程式，進(jìn)一步會(huì)判斷溶液中存在哪些離子，那么這些離子濃度大小的判斷成為我們這節(jié)課研究的主要問題。

3.2 活動(dòng)一：單一溶液中離子濃度的大小比較

【討論】在氯化銨溶液和碳酸鈉溶液中，離子濃度大小如何比較？有何規(guī)律？

（1）氯化銨溶液。

【交流】NH4Cl在水溶液中是先電離再水解的過程。

由此先排序是宏觀>微觀1>微觀2（逐漸培養(yǎng)學(xué)生的宏觀微觀構(gòu)建意識(shí)）

NH4Cl是強(qiáng)電解質(zhì)且易溶于水，由此電離出的Cl-是宏觀離子，而H2O是弱電解質(zhì)，電離出的H＋，OH-是微觀離子。由此可知鹽類的水解電離平衡常數(shù)是大于水的電離平衡常數(shù)的，因此微觀1大于微觀2（微觀的比較是根據(jù)平衡常數(shù)大小來進(jìn)行排序比較的）。先比較宏觀離子濃度大小關(guān)系，其中會(huì)水解導(dǎo)致濃度降低，由此微觀離子中，本來H＋、OH-濃度相等，但是水解產(chǎn)生 H＋，導(dǎo)致c（H＋）>c（OH-）。

【交流】根據(jù)其電離和水解程度的相對大小，確定氯化銨溶液中離子濃度由大到小的順序是c（Cl-）>c（H＋）>c（NH3·H2O）>c（OH-）[3]。

（2）碳酸鈉溶液

由此排序?yàn)楹暧^>微觀1>微觀2>微觀3（微觀的排序也是通過平衡常數(shù)的大小來排序）。

其中Na＋和是宏觀離子，二者本來是二倍關(guān)系，但是由于水解導(dǎo)致濃度變小，所以H＋是微觀3產(chǎn)生的離子，所以排在最后。

【強(qiáng)調(diào)】先排序再比較，宏觀產(chǎn)生的離子大于微觀，微觀1產(chǎn)生的離子大于微觀2。

（3）醋酸溶液

【交流】醋酸溶液離子濃度大小比較

弱酸弱堿溶液中，弱酸弱堿的電離是大于水的電離的，由此先排序：

首先明確CH3COOH是宏觀粒子，因?yàn)樗碾婋x是微量的，而它電離產(chǎn)生的微觀離子中，微觀1大于微觀2，因此在溶液中產(chǎn)生的離子中微觀1產(chǎn)生的CH3COO-和H＋是大于微觀2產(chǎn)生的OH-的，而H＋和CH3COO-本應(yīng)相等，但是微觀2又增加了一部分導(dǎo)致c（H＋）>c（CH3COO-）。

在溶液中微粒濃度由大到小的順序：c（CH3COOH）>c（H＋）>c（CH3COO-）>c（OH-）。

醋酸鈉溶液

【交流】CH3COONa溶液中：

所以 CH3COONa溶液中：CH3COO-，Na＋是宏觀離子，CH3COOH，OH-是微觀1產(chǎn)生的離子，H＋，OH-是微觀2產(chǎn)生的離子。c（Na＋）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（CH3COOH）>c（H＋）。

對于這種多元弱酸根既電離也水解的，我們需要明確是電離大于水解還是水解大于電離，根據(jù)題意，溶液顯堿性，因此水解大于電離。所以微觀1是多元弱酸根的水解，微觀2是多元弱酸根的電離。

【例題】常溫下pH<7的NaHSO3中濃度最小的離子是（ ）

【答案】B

【解析】NaHSO3是強(qiáng)電解質(zhì)，因此電離產(chǎn)生的Na＋和是宏觀離子，在溶液中既會(huì)水解也會(huì)電離，水解溶液顯酸性，電離顯酸性，由于pH<7所以電離大于水解，由此排序如下：

由此濃度最小的是微觀3產(chǎn)生的OH-，由于H＋在微觀2產(chǎn)生，c（H＋）>c（OH-）。

3.3 活動(dòng)二：混合溶液中離子濃度的大小比較

【討論】0.1mol/L的NaOH溶液和0.1mol/L NH4Cl 溶液等體積混合，混合溶液中各離子濃度大小關(guān)系如何？

【交流】二者混合發(fā)生如下反應(yīng)，NH4Cl＋NaOH===NH3·H2O ＋ NaCl，由此生成了0.1mol/L的NH3·H2O和NaCl溶液（先判斷溶液發(fā)生哪些反應(yīng)，再判斷那些電離和水解過程），在混合溶液中有Na＋、Cl-、NH+4、OH-、H＋，NaCl強(qiáng)電解質(zhì)，NH3·H2O 弱電解質(zhì)，在溶液中發(fā)生如下反應(yīng)：

【討論】0.1mol/L的NH4Cl溶液和氨水等體積混合后，pH>7，溶液中離子濃度大小比較。

【交流】二者混合后，首先NH4Cl電離出和Cl-，氨水電離出和OH-，然后水解產(chǎn)生NH3·H2O和H＋。由于pH>7，所以電離大于水解，電離排在水解之前，由此先排序：

【問題探究】等體積等物質(zhì)的量濃度的CH3COONa溶液和NaClO溶液混合后，溶液中離子濃度大小關(guān)系是什么？{已知常溫：Ka（CH3COOH）>Ka（HClO）}

【討論】弱酸弱堿的電離和鹽類的水解是大于水的電離的，由此排序如下：

由此排序?yàn)楹暧^1=宏觀2>微觀1>微觀2>微觀3。

由此得出：c（Na＋）>c（CH3COO-）>c（ClO-）>c（OH-）>c（H＋）[4]。

【歸納小結(jié)】最終小組討論總結(jié)出鹽類水解中溶液離子濃度大小比較規(guī)律如下：

（1）先排序，易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)的電離是宏觀過程，弱電解質(zhì)的電離是微觀過程，弱酸根和弱堿根的水解是微觀過程，水的電離是微觀過程，由此一般排序?yàn)椋?/p>

強(qiáng)電解質(zhì)（易溶于水）的電離>弱電解質(zhì)的電離>弱酸根和弱堿根的水解>水的電離.

其中多元弱酸根分步水解Kh1>Kh2，排序根據(jù)水解平衡常數(shù)判斷。

（2）再比較，宏觀產(chǎn)生的離子濃度>微觀1產(chǎn)生的離子濃度>微觀2產(chǎn)生的離子濃度，由此可以排出順序。

3.4 課堂總結(jié)

學(xué)生在分析離子濃度大小時(shí)，通過讓學(xué)生真正理解電解質(zhì)在水中是先溶解再電離的過程。由此產(chǎn)生的離子是有宏觀，微觀的區(qū)分的。通過真正掌握如何判斷宏觀微觀離子，通過三步法解決大小比較的問題，并且在這一過程中提升了對從微觀水平又進(jìn)階到宏微結(jié)合水平，既解決了問題也提升了綜合素養(yǎng)。

3.5 板書設(shè)計(jì)—鹽類的水解

3.5.1 單一溶液中離子濃度的大小比較

（1）先電離后水解，強(qiáng)電解質(zhì)電離是宏觀過程，產(chǎn)生的離子是宏觀離子，弱電解質(zhì)電離是微觀過程，所以產(chǎn)生的離子是微觀離子。

（2）弱酸根和弱堿根的水解是微觀過程，產(chǎn)生的離子是微觀粒子。

（3）水的電離是微觀過程，產(chǎn)生的粒子是微觀離子。

3.5.2 混合溶液中離子濃度的大小比較

（1）先判斷溶液混合以后發(fā)生那些變化，有些溶質(zhì)會(huì)反應(yīng)，有些是先電離再水解。

（2）根據(jù)題目有效信息包括酸堿性等信息判斷宏觀過程有哪些，微觀過程有哪些，然后將過程排序，一般順序?yàn)椋?/p>

強(qiáng)電解質(zhì)電離（易溶于水）>弱電解質(zhì)電離>弱酸根或弱堿根的水解>水的電離

（3）根據(jù)順序依次比較

4 結(jié)語

核心素養(yǎng)的提出，是教育對人的全面回歸。核心素養(yǎng)指人適應(yīng)信息時(shí)代和知識(shí)社會(huì)的需要，解決復(fù)雜問題和適應(yīng)不可預(yù)測情境的高級(jí)能力和人性能力。核心素養(yǎng)體系的構(gòu)建，成為順應(yīng)國際教育改革趨勢，增強(qiáng)國家核心競爭力，提升我國人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。化學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生核心素養(yǎng)中的一部分，本次教學(xué)設(shè)計(jì)基于宏觀辨識(shí)與微觀探析在學(xué)生活動(dòng)探究的基礎(chǔ)上總結(jié)出三步法，先宏觀再微觀幫助學(xué)生理解如何比較離子濃度，并提升了學(xué)生的核心素養(yǎng)。