基于邏輯思維主線的高中化學教學設計

陸小鵬

一、教材分析

“鹽類的水解”是人教版選擇性必修1第三章“水溶液中的離子反應與平衡”中的一節課。《普通高中化學課程課標（2017年版2020年修訂）》對這一章有明確的規定：要通過對離子、水解、沉淀溶解等平衡態的論證和平衡運動的解析，培養學生的微觀粒子觀、平衡觀和守恒觀;通過對實驗現象和數據的分析，使學生對水溶液中各種離子的作用和平衡有一個初步的認識。

按照新課標提出的“水溶液中離子的反應與平衡”的思想，研究鹽類的水解，既能讓學生把宏觀識別與微觀探究、變化觀念和平衡運動等化學學科的核心素養有機融合起來，又可以幫助其進一步強化對化學平衡運動原理的認識，并從鹽類的水解層次進行更深層次的認識。另外，對于認識鹽類水解過程中所涉及的有關沉淀—溶解平衡和電化學反應等方面的內容也有很大的幫助。

二、學情分析

前兩節課，學生學習了電離平衡、水的電離和溶液的pH。本節課在學生掌握了利用化學平衡的基本原則對食鹽水解的本質進行探討的前提下，再對食鹽水解的影響因素進行深入的研究。通過這種方法，學生能夠將不同條件下的離子電離平衡、水電離平衡等與鹽水解的內在相關聯，深化對鹽水解過程的理解，并將其應用于現實中。隨著教學內容的不斷深入，學生在邏輯思維方面也會有明顯的提高，對各類抽象思維方法的應用也更加熟練。

三、教學目標

（一）掌握的基本知識和實驗操作

1.了解鹽類水解的各種因素，并說明各種因子對鹽類水解的作用。

2.能從比較、歸類、歸納和實驗論證等方面，總結鹽的水解規律。

（二）過程和步驟

在教學實踐中，進行觀察、強化基礎作業的訓練，在此基礎上，進一步提高對實驗進行設計、分析等方面的綜合思考能力。

（三）情緒和價值

1.學生在進行科學探索的時候，可以有較強的成就感，并且從中體驗到科學家在進行特定探索時，那種不屈不撓、不畏艱難的態度，同時也體驗到了合作的重要性。

2.體驗有助于學生將所學到的知識運用到實際中去，從而增強他們的社會責任感和對化學學習的熱情。

四、教學重點和難點

重點：影響鹽類水解的因素。

難點：鹽類水解的應用。

五、教學過程

（一）創設情境，導入新課

【演示】以氯化鐵為去污劑時，其凈化作用與污水pH值相關這一現象，通過提問提高學生的學習積極性。

教師：從雜質脫除速率和pH量值之間的關系圖中可以看出，當pH在6以下時，對各種物質的脫除效果最好，而當pH等于6或大于6時，則會下降。

【過渡】這是怎么回事？要想解開這一難題，就讓我們在接下來的教學中一起來解答。

【板書】鹽類水解

教師：一個學生在制備氯化鐵的過程中，如果將氯化鐵與蒸餾水溶解，得到的氯化鐵是否會發生丁達爾現象？

學生：之所以會產生丁達爾效應，是由于氯化鐵在水中溶解后，產生了一種叫作“鐵酸膠”的物質。

教師：那么，大家能不能猜出鹽類水解程度？再聯系前面所講到的關于弱電解質的離子化平衡和水的離子化平衡的幾個方面來考慮。

學生：鹽類的特性對鹽類的水解起著重要的作用，當產生鹽類的弱酸或弱堿時，其離子化平衡常數較低，說明其酸性或堿性較差，也就是其水解的程度較高，所以鹽類的水解作用在很大程度上取決于鹽類的特性。

【板書】鹽類水解作用：（1）鹽類特性

【過渡】鹽水解的強度取決于食鹽本身的特性，但是在鹽類的類型固定的情況下，如其他均衡，也會受到不同環境因素的影響。符合勒夏特列原理的情況下，會有什么反應條件對鹽水解的均衡造成影響？

（二）符合邏輯的推論

【論點一】溫度對水解反應的影響

實驗證明：鹽的水解是一個與酸堿中和相反的過程，而酸堿中和是一種放熱，因此，鹽的水解為一種吸熱反應，隨著溫度的升高，這種平衡將變為吸熱反應，也就是正的。

實驗證明：在不同的溫度下三價鐵的色澤會發生變化，可通過三價鐵色澤的明暗度來判斷其生成量。

【板書】（2）鹽的水解是一個吸熱的過程，當溫度升高時，水解的平衡向前移動，因而水解的程度增大。

【論點二】反應物的濃度與水解的關系

研究發現，在其他實驗條件不變的情況下，在 Q=K的情況下，體系的濃度商與平衡因子的關系具有一定的一致性。當Q

Q>K時，該過程會發生變化。

【實驗1】向水里添加三價鐵離子，使其與水的比例為10倍。將三價鐵離子用水稀釋10次后，所有三價鐵的濃度都變為原來的，三價鐵離子的水解量增大，三價鐵離子的用量減小，即三價鐵離子的水解量增大。

【實驗2】往水里加入三價鐵離子。當三價鐵離子形成晶體時，三價鐵的數量就會上升，但是H的數量卻沒有變化，所以我們可以說，Q

【轉化】加入三價鐵離子后，三價鐵的數量有何變化，其中的變化是什么？數據描述：在一個化學平衡常數下，三價鐵離子的起始濃度是一胺基/l，三價鐵離子水解成二價，列出三個公式，用K表示。

Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+

起始 a? ? 0

轉化 ab? ? 3ab

平衡 a-ab? 3ab

K=27a2b3/（1-b）

講述：不能同時增加a和b，這是不可能的，因為a增加b增加，而溫度保持不變，K也不會增加。因此，三價鐵離子的含量越高，三價鐵離子的水解反應越強，三價鐵離子的水解作用越弱。

【板書】（3）反應物的濃度：增加反應物的濃度，水解的量減少;相反，水解的量增加。

【轉換】怎樣證明產物的含量會對水解過程產生影響？

【論點三】產物的濃度對水解反應的作用

實驗證明：在氯化鐵中添加微量的濃鹽酸或濃堿液，通過對三氯化三鈉的溶解，觀察其色澤的改變，確定其運動的方向，并進行觀測和記錄。

【實驗1】將5毫升0.02mol/L的氯化鐵溶液置于甲管，將5滴濃鹽酸加到乙管，進行對照，觀測其變色。

學生：在A管中添加了濃硫酸，結果發現顏色很淡。

【結論】隨著氫氣的增加，三價鐵離子的水解平衡發生了逆轉，并且降低了水解速率。

【實驗2】分別在A管和B管中加入5毫升0.02mol/L的氯化鐵溶液，再將5滴濃鹽酸溶液加到B管中，進行比較，看其變色情況。

學生：在A管中添加了濃度較高的氫氧化鈉后，溶液顏色明顯加深。

【結論】在不同的氫氣濃度下，水解反應的平衡向前運動，三價鐵離子的水解速率增加。

【板書】（4）產物的含量：增加產物的含量，使水解平衡發生逆轉;相反，水解平衡則向前運動。

教師：現在我們簡要地概括一下對鹽類水解因子的證明方式，本項目主要包括四個方面。

首先，選擇合適的研究對象，Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+。

其次，對實驗條件進行了研究：溫度、反應物濃度和產物濃度的測定。

最后，對影響因子進行變更的具體方式：單變量法。最終項目采用理論分析、數據分析和試驗研究相結合的研究方法。

教師：接下來，我們將討論鹽類水解在生產和生活中的運用。

問題1：在生產、生活、科研等領域，經常會使用鹽類水解規律來求解一些現實問題，而氯化亞鐵的分解則涉及許多不同的領域。

學生：氯化鐵在水中會發生水解生成氫氧化鐵，增加了氫離子的含量，可以有效地阻止三價鐵離子的水解，因此，正確的做法是將三氯化三鐵溶于濃鹽酸中，然后用水進行稀釋。

【板書】利用水解平衡的基本原則，設計了易水解鹽類的新方法，并進行了實驗研究。

問題2：大家是否還記得，在必修課程中，我們是怎樣配制氫氧化鐵的。

學生：在40毫升滾沸的蒸餾水中，將三氧化三鐵的飽和水一次一滴地加5～6滴，持續燒開直到液體變成棕紅色為止。

教師：很好，同學們可以通過實驗得出結論，三價鐵離子的水解平衡可以向前運動。

【板書】利用水解的平衡理論，可以得到氫氧化鐵的膠態

問題3：鐵氧化物的超細粉是怎么生產的？

學生：通過調整pH值或升溫，促使含氯的鐵分解析出，濾出、清洗、烘干，再經熱處理，制得超細的鐵氧化物。

教師：在工業生產中，用氯化鈦生產二氧化鈦也可以采用類似的工藝。目前，在生產過程中，通過在生產過程中添加大量的水，并將其進行熱處理，得到二氧化鈦晶體，再進行煅燒得到二氧化鈦。這種方法也適用于氧化錫、二氧化錫等材料的合成。

【板書】利用水解作用合成無機物

問題4：為何使用氯化鐵作為水凈化試劑？

學生：三價鐵離子的水解形成了一種氫氧化鐵，它能把水里的微小懸浮粒子聚合為大粒子沉淀下來，達到凈化水質的目的。

【板書】利用水解天平配制凈化劑

教師：將明礬用作凈水也是同樣的道理，利用水解均衡的原則，能為我們的生產和生活提供便利。

問題5：在同等質量的情況下，當乙酸與氫氧化鈉的用量相同時，該溶液呈什么性質。

學生：在相同質量的情況下，乙酸和氫氧化鈉的混合物是呈堿性的。

【板書】對鹽類酸堿性質的判定

（三）總結

在本節課的教學當中，我們已經學會合理使用相關數據以及實驗證明鹽類水解的原理以及其影響因素等。除此之外，在思維方式的應用和學習上，也取得了一定的成效。因為鹽類的水解為一種吸熱反應，隨著溫度的增加，化學反應的平衡朝著吸熱的方向轉移，也就是正向的。由勒夏特列原理可知，當產物的含量增加時，化學反應的均衡會朝著產物的含量降低的地方轉移，也就是與該反應相反的方向。當反應物的濃度增加時，化學反應的均衡就會朝著降低反應物含量的方向進行，這就是積極的反應。同時，在日常生活中，一些重要的因素也被運用到了日常生活中，比如：（1）氯化鐵溶液的制備。（2）氫氧化鐵溶膠的合成。（3）氧化鐵的超細粉的合成。（4）氯化鐵可用作凈水劑的原因。（5）確定其酸、堿性等。總之，通過對鹽類水解過程的研究，使學生在學習過程中具有較強的邏輯推理能力。

六、教學反思

新教學方法的加入，使高中化學的學習效率有了明顯的提高。在進行鹽類水解課程的教學過程當中，教師的主導地位得到了充分的體現。通過情境的創設和課堂互動的形式，引導學生主動去學習、去思考。通過互動式的提問，讓學生勇敢表達自己的觀點和題目的解答方式，在鍛煉學生思維能力的同時，也能夠實現互動課堂的構建，從而讓學生更好地理解化學知識之間的聯系，在提升學習能力的同時，對于各類思維邏輯方法的使用也更加熟練。除此之外，對學生在問題分析方面的主動性的培養也很突出。高中化學的教學設計重點應該集中在學生思維能力的提高方面，這不僅能提高學生的成績，對學生學習能力的提高也有一定的積極作用。因此，在進行教學設計的過程當中，教師需要注重學生主觀能動性的調動和綜合能力的提升。

（作者單位：江蘇省黃埭中學）

編輯：曾彥慧