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教育教学

离子反应的应用 ——侯德榜与制碱工业探索1(同课异构)

作者:周奕航  编辑:周奕航   发布时间:2023-03-27 16:04

【课标相关要求】

1.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件,了解常见离子的检验方法。

2.能根据物质性质的差异选择物质分离的实验方法。

3.认识化学工业在国民经济发展中的重要地位。

4.认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利和环境保护中的重要价值。

【教材分析】

本节为鲁科版化学必修第一册第二章“元素与物质世界”第2节“电解质的电离 离子反应”的第三课时。本章的教学旨在使学生从物质的种类和元素化合价两个角度去认识物质的各种性质。离子反应作为高中学习的最重要的一种反应类型,承担着将学生的视角从宏观世界的物质性质进一步聚焦到微观世界的离子性质的任务。

本课时是对前两课时知识的总结和应用,在科学上强调从离子而不是物质的角度去认识物质性质;在应用上强调离子反应在生产生活和实验探究中的应用情境。

【学情分析】

1. 学生较为熟悉各种复分解反应的发生与否与反应现象。能够应用“部分酸、碱和盐的沉淀溶解性表”研究各种离子间的反应情况。

2. 学生能够书写常见电解质的电离方程式,能够用离子方程式表示离子反应。

3. 学生对物质的认知仍然停留在宏观的物质水平,缺乏对微观粒子存在形式和化学性质的认识。

【教学重难点】

教学重点:

1. 能正确写出检验Cl-、SO42-的实验设计,并用离子反应方程式表达其原理。

2. 能够设计含有Ca2+、Mg2+、SO42-杂质的食盐样品的精制方案。

教学难点:

1. 能够运用离子反应完成物质中常见离子的检验、杂质离子的去除等任务。

2. 依托电离过程和离子反应原理,能够从离子的角度认识水溶液中的各种物质,发展学生的微粒观。

【学习目标】

1. 通过完成对氯离子、硫酸根检验的实验设计,能准确描述检验溶液中Cl-、SO42-的存在性的方法,并准确书写离子方程式,能够判断给定的离子检验方案的合理性,发展宏观辨识与微观探析的核心素养。

2. 通过小组讨论粗盐水中杂质离子的去除方案,能够准确描述粗盐提纯的操作顺序,发展宏观辨识与微观探析的核心素养。

3. 通过完成使用化学沉淀法去除化工厂的废水中的指定离子的流程设计,构建“水溶液中杂质离子去除”的分析思维模型,更关注到化工生产和环境保护的内在关联,发展科学态度与社会责任的核心素养。

【学历案表格】


表1. 设计离子检验方案


表2. 设计食盐精制方案


【评价任务】

1.能够评价给定的离子鉴定方式的严谨与否,并说明原因。(检测目标1)

2.能够在认识离子性质的基础上对复杂的混合离子溶液体系进行针对性除杂(检测目标2)

【学习过程】

教师活动

学生活动

备注

【情境引入、发布任务】给学生发布身份——侯德榜身边的化工工程师。发布学习任务一:完成对比利时Solvay制碱厂生产流程的逆向工程研究。



【展示、分析学生活动成果】请其他“工程师”分析一下所展示的Cl-检测方案是否合理,并说明原因。



【讲解指导】板书归纳严谨的检验方案,并书写离子方程式。

【分析学生活动成果】继续分析所展示的SO42-检验方案的合理性。


【发布学习成果检测任务】甲工程师认为:可以向溶液2中加入盐酸,若生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体,则说明溶液2中存在CO32-,请你判断他的说法是否正确,并说明原因。挑选学生回答。


【小结】对学生的学习效果进行语言评价,并简单梳理离子检验方案的结构。





【独立活动】根据表格指引,设计检验Cl-、SO42-的存在性的方案。




【举手回答】指出所展示方案的不足之处。





【生成结论】总结、补充检验溶液中Cl-、SO42-的存在性的合理方案。







【学生回答】分析该检验方案的合理性。


设置真实历史情境,增加代入感。选用的素材能够激发学生的爱国热情和学习热情。侯德榜与制碱工业在先前课程中有所涉及,不是过分陌生的情境。通过对侯氏制碱法流程的深入学习,学生可以实现认识过程的螺旋上升。

在学生无法独立提出不严谨之处时,可以引导学生参阅课本附录的表格进行分析。


利用学历案的表格,使得学生提前明晰合理方案的叙述结构。

利用情境优势,强调出学生在回答问题时容易忽略的取样操作。







此部分的检测可以兼具知识传授和学习目标完成度检测的作用。碳酸根的检测方案比较复杂,可以在学生对离子性质的掌握能力提升后,于后续的课程中进一步总结。

【介绍历史情境、发布任务】介绍侯氏制碱法的诞生背景。发布学习任务二:设计精制食盐水的生产流程。





【讲解】介绍利用离子反应除杂的一般要求和思路方法。

【发布任务】完成对单种杂质离子的除杂设计。

给学生发放带有离子符号标记的学具,让学生在具象化的操作过程中来测试自己的方案,减轻学生进行抽象思维的难度。




【展示、分析学生活动成果】投影学生的除杂方案。操作教具,展现溶液中的离子成分变化过程,分析学生方案的合理性。

【小结】使用流程图总结整个除杂过程



【独立填空】完成对不可溶杂质除杂的方案设计。

【摘取信息】通过阅读真实科学资料,总结食盐中的主要杂质。并通过书写电离方程式,总结粗盐中含有的杂质离子。




【独立活动】根据表格指导,完成对单种离子的除杂方案设计。





【小组研讨】和小组内的其他“工程师”讨论自己的除杂设计方案。

通过阅读材料提取信息,学生提升了真实情境和资料中获取所需信息的能力。

通过书写杂质的电离方程式,学生实现了从宏观的物质种类到微观的离子种类的认知变化。提升了的宏观辨识与微观探析的核心素养。



在分析杂质阶段,学生分析列出了三种杂质,但在表中却给了六行空白用于设计方案,再加上最后一列“引入的新杂质”的暗示,学生很自然地对除杂过程中产生的新杂质进行二次除杂设计。而在这个过程中,通过观察表格中使用的除杂试剂一列,学生又感受到有些除杂剂本身就能除去其他除杂剂带来的杂质离子。于是,在充满暗示的学历案设计中,一小部分学生完成了自行顿悟,开始有意识生成完整的系统性除杂方案。紧接着,在讨论与互助中,小部分学生开始传播顿悟内容,在巩固自身顿悟所得的同时,也在成为其他学生学习的支架。

【发布任务】深入介绍化工废水直接排放对环境的危害。为学生提供任务三:对指定工业废水进行无害化处理。




【展示、分析学生活动成果】展示学生的无害化处理流程设计方案,邀请另一名“工程师”对该方案的合理性进行分析。






【独立活动】根据本节课所学习到的方法,对指定废水进行无害化处理设计。

【学生上台展示】操作教具,对被展示方案流程中溶液的成分变化过程进行分析。

本项评价评价方式和任务二的内容和难度基本保持一致,在评价学生学习效果上具有很好的有效性与匹配度。

通过了解工业废水中的各项成分,学生提升了环境保护意识,更加关注到化学知识和环境保护之间的关系,增进了绿色化学意识。

【总结】邀请学生参与对本堂课的知识重点进行总结。



【作业布置】

【发言】

学生通过自行梳理,提升对本节课重点的记忆强度。


【作业布置】

1. 设计CO32-的检验方案。

2. 设计食盐精制的实验,写出实验仪器、用品,实验操作顺序并预测实验现象。

3. 周末调查一下郑州市周边有哪些大型的化工厂,他们排放的废水经过了哪些无害化处理?生成一篇调研报告。

【板书设计】


【部分演示文稿展示】



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