一種在康德“制作”理念下的二輪復習課型——“水溶液中的離子濃度大小比較”教學設計

吳翀云（江蘇省溧水高級中學　江蘇南京　211200）

一種在康德“制作”理念下的二輪復習課型——“水溶液中的離子濃度大小比較”教學設計

吳翀云
（江蘇省溧水高級中學江蘇南京211200）

摘要：文章依據康德的“制作”理念，從學生自身出發，“制作”了強堿滴定弱酸的滴定曲線，對比了強堿滴定強酸的曲線，從平衡常數角度解決了電離與水解程度大小的問題，不僅突破了教學難點，而且帶來了學習熱情和思維深廣度的加強，所形成的量變到質變的思維方式可能長時間影響學生的思維。

關鍵詞：康德；制作；離子濃度；大小比較；滴定曲線

中圖分類號：

文章編號：1008-0546（2015）05-0068-03G633．8

文獻標識碼：B

德國教育學家伊曼努爾·康德在《論教育學》中指出，“制作對于理解來說是最有用的輔助工具，對于那些仿佛是完全從自身出發學會的東西，人們總是掌握得最徹底，記得也最深?！?/p>

溶液中離子濃度大小比較是高中化學的重點和難點，也是高考命題的熱點，但有一部分學生對這部分內容感到非常棘手，不知所措。因此，尋求“制作”理念進行教學，讓學生在制作的過程中自覺將弱電解質的電離、混合溶液中離子濃度大小的比較、酸堿中和滴定及鹽類水解等知識進行整合，串聯形成知識結構網。

本文將“制作”理念應用于教學設計主要基于以下幾點考慮：一是進入二輪復習時，學生對基礎知識部分已基本掌握，電荷守恒、物料守恒及質子守恒式的書寫已基本過關，但理解還不深，如果二輪復習繼續用舊情境來炒冷飯，課堂沒有活水，沒有觸發思維神經的興奮點，必然只能喚起學生的回憶而不能加深理解，在新的情境靈活應用知識的能力卻依然得不到加強和提高，二輪復習的效果大打折扣；二是二輪復習課要注意打破知識模塊之間的壁壘，一張強堿滴定弱酸的中和滴定曲線的“制作”，考查了弱電解質的電離、電離平衡常數與pH的計算、鹽類水解、水解平衡常數和酸堿中和滴定曲線，同時又將這些點統一于量變到質變及定性與定量的化學思想中。

一、教學目標

1．理解并能表示弱電解質在水溶液中的電離平衡，能用弱酸的電離平衡常數解決問題。

2．理解水的電離和水的離子積常數。了解溶液pH的定義，能進行溶液pH的簡單計算。

3．了解鹽類水解的原理，能說明影響鹽類水解的主要因素。

二、教學設計及過程

環節一：建立電離與水解的基本聯系，為“制作”環節作鋪墊

［教師］提出問題：25℃條件下，0．1000 mol·L－1NaOH溶液滴定20．00 mL 0．1000 mol·L－1HA溶液。已知：Ka（HA）＝1．8×10－5。寫出A－水解的離子方程式，并寫出其平衡常數的表達式。

［學生］討論，回答。

［教師］你能得出A－離子在25℃時的水解平衡常數的數值是多少嗎？

［學生］K＝KW／Ka（HA）＝1×10－14／1．8×10－5＝5．6×10－10

設計意圖：從已有的知識經驗出發書寫水解方程式，建立了水解與電離的聯系，而水解平衡常數數值的計算，又進一步深化了其聯系，為后面判斷溶液的酸堿性埋下伏筆。

環節二：畫出滴定曲線，體驗“制作”過程

［教師］展示圖1，提出問題：下圖為25℃時，0．1000 mol·L－1NaOH溶液滴定20．00 mL 0．1000 mol·L－1HCl溶液的滴定曲線圖。請在下列圖中補充25℃時，0．1000 mol·L－1NaOH溶液滴定20．00 mL 0．1000 mol·L－1HA溶液大致所得滴定曲線圖。

圖1

［學生］畫圖并投影展示，有五種典型圖像（見圖2）。

［教師］比較以上幾幅圖像，你認為較合理的是那一幅，為什么？

［學生］交流討論，指出：

圖2

（1）V（NaOH）＝0mL時，pH（HA）＞pH（HCl），因為HA為弱酸，以上五幅都正確。

（2）HA與NaOH在V（NaOH）＝20mL時恰好完全反應顯堿性，而pH＝7時，HA與NaOH尚未達到滴定終點，此時V（NaOH）＜20mL，圖①②③④都不正確；而圖⑤在滴定終點時無pH的突變，也不正確。

（3）V（NaOH）＞20mL時，NaA的水解始終存在，因此V（NaOH）相等時，HA溶液的曲線始終在HCl的上方，圖①③⑤不正確。

圖3

（4）綜合以上意見，給出了以下圖像（圖3）：

［教師］追問：起點的pH大致是多少，你能算出嗎？

［學生］Ka＝c（HA）≈≈1．5×10－3mol／L，所以2＜pH＜3

［教師］展示圖4，指出，這是實際的滴定曲線，你能說出和你預期不一樣的地方嗎？

圖4

［學生］討論并指出：滴定終點后兩條曲線重合了，HA曲線并未在HCl的上方。

［教師］追問：你能解釋原因嗎？

［學生］思考，不解。

［教師］V（NaOH）＞20mL且在NaOH體積相等時，A－離子的水解對溶液pH的影響大嗎？

［學生］恍然大悟，由于NaOH的存在，抑制了A－離子的水解，其對pH的貢獻可以忽略不計。

［教師］還有哪些和預期不同嗎？

［學生］剛滴加幾滴NaOH時，pH上升得很快，似乎由于H＋濃度的減小，反而抑制了HA的電離。

［教師］分析得很對，這種因素是什么呢？

［學生］分析影響HA電離的因素，得出只可能是A－離子的生成，對就是A－離子的存在抑制HA的電離，導致pH迅速上升！

設計意圖：借助中和滴定曲線的繪制及與強酸滴定曲線的對比，將弱酸的電離、中和滴定和鹽類的水解及其影響因素等原本分散的內容整合。學生在“制作”——討論——再“制作”——再討論的過程中，加深了對知識的理解和運用。另外，變現成圖像分析為自己“制作”圖像，改變了問題呈現的方式，要求學生將陌生的情境轉化成熟悉的問題，鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力。由于課堂上討論的問題都是直接由課堂生成的，具有極高的真實性和針對性，學生的課堂積極性和參與性都得到提高。

環節三：利用“制作”成果，解決實際問題，加深知識理解

［教師］判斷下列說法是否正確：V＝10mL的溶液中：c（A－）＋c（OH－）＝c（HA）＋c（H＋）

［學生］可以有以下兩種不同的方法判斷：

1．10mL時溶質為NaA和HA且等物質的量，由質子守恒式c（A－）＋2c（OH－）＝c（HA）＋2c（H＋）可知，等式不成立。

2．由電荷守恒式c（A－）＋c（OH－）＝c（Na＋）＋c（H＋）可知，等式不成立。

［教師］追問：c（A－）＋2c（OH－）＝c（HA）＋2c（H＋）成

立就能得出c（A－）＋c（OH－）＝c（HA）＋c（H＋）不成立嗎，c（OH－）一定不等于c（H＋）嗎？同樣，c（A－）＋c（OH－）＝c（Na＋）＋c（H＋）成立就能得出c（A－）＋c（OH－）＝c（HA）＋c（H＋）不成立嗎，c（Na＋）一定不等于c（HA）嗎？

［學生］由圖像可知，此時溶液呈酸性，HA的電離大于A－的水解，故c（OH－）＜（H＋），且c（A－）＞c（HA）。

［教師］追問：除了圖像，你還能從哪里得出電離程度與水解程度的大小關系呢？

［學生］疑惑，不解。

［教師］我們學過的哪個量可以直接反映出某反應向右進行的程度呢？

［學生］思考，比較，恍然大悟，K！水解平衡常數為5．6×10－10小于電離平衡常數1．8×10－5，所以在HA和NaA等量的時候，HA的電離大于A－的水解！

［教師］總結：比較離子濃度大小時，要綜合利用各種已知信息和圖像，弄清電離程度與水解程度的大小關系來幫助判斷，從電離平衡常數和水解平衡常數的角度判斷反應的進行程度是化學平衡常數的又一個應用。

設計意圖：學生在判斷離子濃度大小時，存在很多誤區，如利用電荷守恒式時，認為與守恒式不一致就不對，又如想當然地認為HA的電離大于A－的水解，這些都是與思維的嚴密性相違背的。把電離與水解的大小最終歸為平衡常數大小比較的問題，將電離與水解這對矛盾統一到平衡常數上，建立他們更深層的聯系，有利于學生將知識前后聯系、貫通、融合，建立體系，最終將知識內化為常識與潛意識！

三、教學反思

誠如紐約伯納德·M·巴魯克學院經濟學和金融學教授C·弗朗西斯所說：你可以買到一個人的時間，你可以雇一個人到固定的工作崗位，你可以買到按時或按日計算的技術操作，但你買不到熱情，買不到創造性，買不到全身心的投入，你不得不設法去爭取這些。

在二輪復習中，如果能夠通過新情境的創設，改變問題的呈現方式，來激發學生的學習熱情，讓學生全身心投入課堂，并愿意展示自己的“制作”成果，分享自己的想法并對他人的成果進行評價，那么這種學生從自身出發學會的東西，不僅解決了教學重點難點，達到事半功倍的效果，而且由此所帶來的學習熱情和思維的深廣度都得到了加強，化學思想中的量變到質變的思維方式將長時間影響著學生。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部．普通高中化學課程標準（實驗）［S］．北京：人民教育出版社，2003：9

［2］江蘇省教育考試院．2014年江蘇省普通高中學業水平測試（選修科目）說明［M］．南京：江蘇教育出版社，2013：32

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2015．05．023