“水溶液中的多重平衡體系”單元教學設計

水溶液中的多重平衡體系

教學內(nèi)容基本信息

學科化學實施年級高三

選擇性必修模塊1化學反應原理

課程標準模塊

主題3:水溶液中的離子反應與平衡

使用教材人教版選擇性必修一

單元名稱第三章水溶液中的離子反應與平衡

單元課時3

引領性教學主題

【研讀課標找到依據(jù)】

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）

作為化學學科的指導性文件，是教材編寫的主要依據(jù)，更是高考命題、課堂教學不

可或缺的資源藍本。本單元對應新課標選擇性必修模塊1化學反應原理主題3《水

溶液中的離子反應與平衡》，其具體要求如下：

?內(nèi)容要求

3.2電離平衡

認識電解質(zhì)在水溶液中存在電離平衡，了解電離平衡常數(shù)的含義。認識水的電

離，了解水的離子積常數(shù)，認識溶液的酸堿性及pH,掌握檢測溶液pH的方法。

3.3水解平衡

認識鹽類水解的原理和影響鹽類水解的主要因素。

3.4沉淀溶解平衡

認識難溶電解質(zhì)在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解與轉(zhuǎn)化。

3.5離子反應與平衡的應用

了解水溶液中的離子反應與平衡在物質(zhì)檢測、化學反應規(guī)律研究、物質(zhì)轉(zhuǎn)化中

的應用。了解溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中的應用。

?教學提示

教學策略：通過對電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等存在的證明及平衡移

動的分析，形成并發(fā)展學生的微粒觀、平衡觀和守恒觀；關注水溶液體系的特點，

結合實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等證據(jù)素材，引導學生形成認識水溶液中離子反應與平衡的基

本思路。

情境素材建議：水溶液中離子平衡的應用實例，如弱酸的制備、鋁鹽和鐵鹽的

凈水作用、緩沖溶液及其作用、溶洞和珊瑚礁的形成等。

?學業(yè)要求

3.能進行溶液pH的簡單計算，能正確測定溶液pH,能調(diào)控溶液的酸堿性。能

選擇實例說明溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中的重要作用。

4.能綜合運用離子反應、化學平衡原理，分析和解決生產(chǎn)、生活中有關電解質(zhì)

溶液的實際問題。

【梳理教材準確定位】

新課標明確指出，要進一步精選學科內(nèi)容，重視以學科大概念為核心，使課程

內(nèi)容結構化，以主題為引領，使課程內(nèi)容情境化，促進學科核心素養(yǎng)的落實。普通

高中化學教材作為化學課程內(nèi)容的主要表征形式，通過梳理明確本單元在教學中對

學生大概念建構的作用，有利于教師在化學教學中的整體性把握。

通過教材梳理，結合近年來高考命題的熱點“運用基本理論和方法解決水溶液

中發(fā)生的反應和生產(chǎn)生活中的實際問題”，本單元教學選擇將視角聚焦于“水溶液

中的多重平衡體系“，其作為新人教版選擇性必修1第三章《水溶液中的離子反應

與平衡》的復習內(nèi)容，是在“基于微粒觀、平衡觀和守恒觀角度認識水溶液中的變

化規(guī)律”主題下所進階的探究單元，具體架構如下圖所示：

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-2-

物質(zhì)在水溶液中的行為包含：溶解、電離、反應與平衡等，電解質(zhì)在溶液中的

反應實質(zhì)上是離子之間的反應，從離子角度認識電解質(zhì)溶液及其相互作用是離子反

應與一般化學反應的重要區(qū)別，而水溶液中的離子反應與平衡則是化學反應調(diào)控在

離子角度的應用。尤其是對水溶液中多重平衡體系的發(fā)展與應用，在對溶液中粒子

來源、種類和數(shù)目的分析解釋過程中，需要從宏微結合的視角對物質(zhì)及其變化進行

分類與表征，需要運用化學反應原理分析影響變化的因素，需要建立相應的認識模

型對物質(zhì)的性質(zhì)和變化做出解釋或預測并對模型進行修正與完善，進而發(fā)展學生

“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”和“證據(jù)推理與模型認知”等

化學學科核心素養(yǎng)。

【把握概念建立結構】

“水溶液中的多重平衡體系”是以實際問題情境為載體，在歸納認識水溶液中

離子反應與平衡基本思路（如下圖所示）的基礎上，所建構的復習單元。

種類和數(shù)量一粒;—粒子間的：

-微粒觀

沉淀、酸堿和家還一/空理m便用J

反應認識水溶液中的形成J

離尸反應與變化觀：多重平衡體系的競爭與限度;

電離、水解和溶解一平衡一視角平衡觀念

平衡觀［找到平衡］定性定量

內(nèi)因和外因一速率—認識對象;分析平衡

______:移動

弱電解質(zhì)的鹽類的水解

沉淀溶解衡

電離平衡平衡

本單元教學由單一粒子的行為出發(fā)，首先分析了蘇打水中弱電解質(zhì)的電離平衡;

隨后引入鹽類的水解平衡，從對單一粒子的分析，到粒子間的相互作用；而后以緩

沖溶液為例，深入分析了電離平衡、水解平衡存在下粒子間相互作用的影響結果；

最后圍繞珊瑚礁的形成、破壞與保護，引入沉淀溶解平衡，并綜合應用三大平衡解

決真實情境下的“多重平衡體系”問題。旨在深化學生水溶液問題的認識思路，通

過對水溶液中離子反應與平衡的分析，形成并發(fā)展學生的微粒觀、平衡觀和守恒觀。

【了解學情有的放矢】

本節(jié)課為'水溶液中的離子反應與平衡”的復習專題課，授課對象為高三學生。

在必修課程中，學生“認識了酸、堿、鹽等電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下能發(fā)生

電離。通過實驗事實認識了離子反應及其發(fā)生的條件”；在此基礎上，學生通過選

擇性必修課程學習，從化學平衡的角度認識電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡以

及離子反應與平衡的應用等知識。認識水的電離和溶液的酸堿性及pH,認識影響

-3-

溶液中離子平衡的因素，基本能運用離子反應、化學平衡原理，分析和解決生產(chǎn)、

生活中有關電解質(zhì)溶液的實際問題。

但實際上學生對水溶液中的離子平衡認識水平較低，多是基于簡單規(guī)律、結論、

定性水平的簡單認識，沒有深入到對離子平衡本質(zhì)的認識，對離子平衡相關定量數(shù)

據(jù)的關注也較少。對于多種溶質(zhì)存在的多重離子平衡體系以及相應的離子反應的認

識，也多是簡單的規(guī)律、結論，缺乏預測和解釋的能力。

因此，教師需要引導學生深入認識水溶液中的離子反應與離子平衡，并通過對

相關現(xiàn)象進行解釋和分析，在對水溶液中的離子平衡相關理論模型認識的基礎上,

構建水溶液中的離子反應與離子平衡認識模型、應用模型，解決真實而復雜的問題。

【創(chuàng)設情境提煉問題】

真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺，為學

生化學學科核心素養(yǎng)提供了真實地表現(xiàn)機會。因此，本單元的教學中要創(chuàng)設真實且

富有價值的問題情境，促進學生化學學科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展。

本單元選用了如下的教學情境：

1.探究蘇打水、關注人體酸堿平衡、制取氣泡水；

2.國家非遺藍印花布、血液中的緩沖體系、小丑魚與水母；

3.珊瑚礁的形成、破壞與保護。

通過真實情境挖掘?qū)嶋H問題，轉(zhuǎn)化成學生任務、活動，內(nèi)容上更貼近學生生活

實際，激發(fā)學生興趣，讓學生在參與實際生活問題解決的過程中學習相關的生活知

識、化學知識，以及在此過程中形成的解決生活問題的一般思路等方法性知識，凸

顯化學學科的核心價值。

素養(yǎng)導向的教學目標

新課改背景下，指向?qū)W科素養(yǎng)的大單元教學設計，是立德樹人的必然要求，也

是化學學科核心素養(yǎng)落地的最有效途徑。站位于大單元，立足于每一課，以統(tǒng)攝單

元的結構化思想來作為每一課教學設計的起點，突出知識建構的過程，將化學的必

備知識、關鍵能力，科學有效地安排在不同課時中，再通過指向核心素養(yǎng)的問題串，

將這一課的教學內(nèi)容明晰化、教學重點突出化、教學過程學生化，實現(xiàn)課堂“教、

學、評”一體化。基于此，制定本單元的教學目標如下：

-4-

對應的

學科核心素養(yǎng)教學目標

學科核心素養(yǎng)

(1)通過真實的情境創(chuàng)設，組織學生開展實

驗探究、分析解釋等活動，促進學生認識水溶

對應素養(yǎng)D、E

液中的離子反應與平衡對生產(chǎn)、生活和社會發(fā)

展的作用，落實學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

(2)能從微粒之間相互作用的視角，運用動

A宏觀辨識與

態(tài)平衡觀點認識物質(zhì)在水溶液中的行為，并對

對應素養(yǎng)A、B

微觀探析

宏觀現(xiàn)象進行預測和解釋，培養(yǎng)學生的探究能

B變化觀念與

力，提升應用知識分析和解決問題的能力。

平衡思想

C證據(jù)推理與

模型認知

D科學探究與(3)關注水溶液體系的特點，結合實驗現(xiàn)象、

創(chuàng)新意識圖像、數(shù)據(jù)等證據(jù)素材，分析復雜的離子反應

對應素養(yǎng)B、C

E科學態(tài)度與體系，引導學生形成認識水溶液中離子反應與

社會責任平衡的基本思路。

(4)能夠結合實例，從粒子、反應、平衡等

角度論述水溶液中的電離平衡、水解平衡和沉

對應素養(yǎng)B、C

淀溶解平衡，形成并發(fā)展學生的微粒觀、平衡

觀和守恒觀，培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力。

-5-

挑戰(zhàn)性教學活動

【設計依據(jù)與價值分析】

單元主題課時主題課時目標

1.能夠圍繞蘇打水酸堿性的問題，分析H2co3和

HC03-體系中存在的微粒種類及微粒間的相互作用。

2.結合數(shù)字化實驗，能夠利用初步建構的水溶液中的

蘇打水與

離子反應與平衡認識模型分析現(xiàn)象并解決實際問題。

人體健康

3.通過緩解胃酸、調(diào)節(jié)人體酸堿性的情境探討，以及

動手操作制備蘇打水的趣味實驗，感受化學與社會生

產(chǎn)生活的相互融合、緊密聯(lián)系。

1.通過趣味實驗定性認識緩沖溶液，掌握緩沖溶液的

定義、作用原理及組成；

2.通過數(shù)字化實驗定量探究緩沖溶液，理解緩沖溶液

水溶液中的的形成及其具有限度的特性；

多重平衡緩沖溶液3.結合已有平衡知識，能夠完成緩沖溶液的公式推導

體系并具體計算；

4.通過理論分析與實驗探究相結合，能夠應用已有知

識分析血液中的多重平衡體系，初步建構多重平衡體

系分析思路的模型。

1.運用水溶液中電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡

的基礎知識，從微粒間相互作用的角度，分析珊瑚礁

的形成與破壞。

保護珊瑚礁2.能夠通過理論分析與實驗證據(jù)相結合，構建水溶液

中多重平衡體系的一般分析思路。

3.從化學視角分析如何實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”過程，

體現(xiàn)化學學科價值，激發(fā)學生化學學習的內(nèi)生動力。

-6-

【單元活動的規(guī)劃與拆解】

第1課時蘇打水與人體健康

第2課時緩沖溶液

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-7-

第3課時保護珊瑚礁

反思性教學改進

核心素養(yǎng)引領下的大概念單元教學，能夠促使教師深入思考知識背后更為本質(zhì)

的思想方法，促進教師知識與方法的結構化，提升教師思維的深度與廣度，進而提

升學生的思維品質(zhì)和學習效率。

【課前對以往教學的反思】

對水溶液主題的研究，指向具體章節(jié)內(nèi)容的較多，進行大單元教學設計與實踐

的則較少。以大概念為統(tǒng)領進行單元教學,有利于教師把握教學內(nèi)容的本質(zhì)和關鍵,

促進學生從化學知識向核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化，而“平衡思想是水溶液的大概念”是教學

的共識。

基于已有研究與經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，學生在進行完新授課后，對水溶液中離子平衡

的認識仍處于較低水平，多是基于規(guī)律、結論、定性水平的簡單認識，并沒

有深入到對離子平衡本質(zhì)的認識。尤其是對于多種溶質(zhì)存在的多重離子平衡

體系以及對離子平衡相關定量數(shù)據(jù)的關注。

所以本單元設計以“平衡”知識為載體，以情境問題的解決為途徑，以

多種溶質(zhì)存在的多重離子平衡體系為主線，從粒子的來源確定存在的平衡，從

平衡的移動分析水溶液的變化，著力培養(yǎng)學生對核心概念的深層理解，逐步建

構分析思路模型，并應用此分析、解釋真實問題，促進學生核心知識與思想方法的

進階發(fā)展與認識思路的系統(tǒng)化。

-8-

【課中對學生表現(xiàn)和設計效果的反思】

1.本單元教學在水溶液中離子反應與平衡的認識模型中，提煉了認識對象、

認知視角和任務類型等模型要素。以溶液的組成成分溶質(zhì)和溶劑為認識對象；任務

類型由單一溶質(zhì)的簡單體系進階到多種溶質(zhì)的復雜體系；認識視角分為微觀和宏觀

視角，微觀視角包括對溶質(zhì)溶解、電離產(chǎn)生的微粒種類、微粒間的相互作用和微粒

的數(shù)量關系的分析，宏觀視角則主要描述變化過程中的宏觀現(xiàn)象和物質(zhì)變化。從不

同的角度，更加深入地認識了電解質(zhì)在水溶液中存在的離子反應與平衡，并進一步

認識了水溶液中一類離子反應的發(fā)生，即多重平衡體系中微粒間相互影響的結果。

通過該模型的構建，引導學生建立對水溶液中的離子反應與平衡的一般認識方式。

2.由于多重平衡體系的復雜性，學生在分析蘇打水酸堿性、緩沖溶液作用原

理和珊瑚礁的形成、破壞等方面都較難理解。因此，在教學過程中，為了讓學生更

加充分理解和掌握相關知識，并提高學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問

題的能力，需要將知識點與實際問題緊密結合，通過課堂提問與及時評價等，搭建

好學生思維發(fā)展的臺階。教師需要充分激發(fā)學生學習的興趣，內(nèi)在動機驅(qū)動著學生,

在實驗探究、解決問題的過程中，獲取化學學科知識、形成化學學科觀念和學科思

維，用化學思想解決實際問題，逐步提升學科核心素養(yǎng)。

3.“四重表征”教學策略：符號——方程式的屬書寫；宏觀——實驗現(xiàn)象;

微觀——微觀探析；曲線—傳感器圖像。通過數(shù)字化實驗，引導學生基于證據(jù)進

行分析、推理，在探究過程中產(chǎn)生的各種實驗現(xiàn)象、計算的理論結果等等篩選出有

效的，形成證據(jù)支撐最終結論，讓整個過程有理有據(jù)，具有說服力。在這樣的一步

步引導下，有利于學生證據(jù)意識的培養(yǎng)，在信息化時代中，養(yǎng)成搜集信息、獲取證

據(jù)并科學推理的科學態(tài)度，打下終身學習的基礎。

【課后反思與改進】

1.教師思想觀念的轉(zhuǎn)變。課堂教學改革，落實基于深度學習的單元教學要依

靠教師。以素養(yǎng)立意的教學目前還存在無法落實到教學一線的情況，教師存在教學

不習慣或猶豫是以知識的輸入為主還是發(fā)展學生素養(yǎng)為主的情況，課堂教學中教師

關注的是學生獲取知識的多少還是學生學習解決問題的能力。實際上，學生化學學

科核心素養(yǎng)的發(fā)展應該是在具體活動中自我建構、不斷提升的過程，而教師思想觀

念的轉(zhuǎn)變至關重要。

-9-

2.教師教學理念的轉(zhuǎn)變。水溶液中的離子反應與平衡知識關聯(lián)性強，但

微觀視角的知識較多，學生理解起來困難。因此，要在把握離子反應、氧化

還原反應、化學平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡、沉淀溶解

平衡等多方面的基礎上進行整合應用，從單一體系進階到多重體系，從單

一的電離平衡到水解平衡再到沉淀溶解平衡，實現(xiàn)對“平衡”知識的深度

綜合應用。

課時教學設計

課時安排

蘇打水與人體健康（第1課時）

第1、2、

緩沖溶液（第2課時）

3課時

保護珊瑚礁（第3課時）

課時前端分析

本節(jié)課課題選自于人教版化學選擇性必修1《化學反應原理》第

三章《水溶液中的離子反應與平衡》，為幫助學生全面深刻認識“平

衡”，經(jīng)過對課程標準和教材的研究，將單元教學的主題定為“水

溶液中的多重平衡體系”，理論上應作為課本內(nèi)容的復習課時，是

基于學生已有認知模型所進階的探究課時。課標中明確指出要通過

課時教材

對水溶液中離子反應與平衡的分析，形成并發(fā)展學生的微粒觀、變

分析

化觀和平衡觀；同時，基于宏觀現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)等實證素材，引導

學生建構認識水溶液中離子反應與平衡的基本思路。

本單元為實現(xiàn)對單一平衡的孤立分析到多重平衡體系的系統(tǒng)分

析的認知進階，初步形成分析復雜水溶液平衡問題的系統(tǒng)認知思路，

如下圖所示：

-10-

圍繞蘇打水真實情境的問題解決，運用模型及建模的教學策略,

進一步深化學生對水溶液中的離子反應與平衡等科學模型的認識，

并著重引導學生構建水溶液中的離子反應與平衡系統(tǒng)化認識模型。

緩沖溶液，作為課標中明確提及的情境素材，是一個構成復雜、

應用廣泛的水溶液體系。以其為載體，圍繞緩沖溶液的定義、緩沖

機制、組成、形成與限度、pH計算與廣泛應用，進行水溶液中多重

平衡體系的分析與應用，以期提高學生運用基本理論和方法解決水

溶液中的反應和生產(chǎn)生活中實際問題的能力，促進學生的認知發(fā)展。

海水同樣是一個比較復雜的水溶液體系，在海水的環(huán)境系統(tǒng)中

能產(chǎn)生很多實際應用水溶液中離子平衡的問題，珊瑚礁的形成這個

素材在新課標中被明確提及。第3課時將以珊瑚礁的形成、破壞和

保護為線索進行水溶液中多重平衡體系分析，并模型建構復雜水溶

液體系分析一般思路。

學習本節(jié)內(nèi)容時學生已具備的知識、經(jīng)驗與方法：本節(jié)授課對

象為高三學生，學生己經(jīng)學習了弱電解質(zhì)的電離平衡、水解平衡和

沉淀溶解平衡，認識水的電離和溶液的酸堿性及pH,認識影響溶液

中離子平衡的因素，基本能運用離子反應、化學平衡原理，分析和

解決生產(chǎn)、生活中有關電解質(zhì)溶液的實際問題。

課時學情

學生學習中可能存在的學習障礙和對策有：

分析

（1）對于水溶液中離子平衡的認識，多是基于規(guī)律、結論、定

性水平的簡單認識，沒有深入到本質(zhì)；

（2）對離子平衡定量數(shù)據(jù)的關注較少，且無法進行較好的計算;

（3）對于多種溶質(zhì)存在的多重離子平衡體系認識，多是簡單的

規(guī)律、結論，缺乏預測和解釋的能力。

-11-

故要實現(xiàn)從對單一平衡的孤立分析到多重平衡體系的系統(tǒng)分析

的認知進階，以及形成分析復雜水溶液平衡問題的系統(tǒng)認知思路和

建構認知模型的能力有待提高，教師需要引導學生深入認識水溶液

中存在的離子反應與平衡，并通過對相關現(xiàn)象進行解釋和分析，在

對水溶液中的離子平衡相關理論模型認識的基礎上，構建水溶液中

的離子反應與平衡認識模型應用模型，解決真實而復雜的問題。

第1課時

水溶液中的多重平衡。

第2課時

課時學習

圍繞緩沖機制分析多重平衡體系；緩沖溶液的形成與限度；利

重點

用緩沖溶液知識分析并解決生命科學問題等。

第2課時

復習水溶液中電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的基礎知識。

第1課時

數(shù)字化實驗圖像的分析；

第2課時

課時學習緩沖溶液的pH計算；緩沖溶液的形成與限度；初步建構多重平

難點衡體系分析思路的模型；

第3課時

從微粒觀、平衡觀的分析視角，構建水溶液中多重平衡體系的

一般分析思路。

物理環(huán)境：

（1）測定蘇打水的酸堿性，C02水溶液中滴入氫氧化鈉溶液的

pH變化，C02水溶液與碳酸氫鈉溶液的互滴，制備氣泡水；緩沖溶

開放性學習液定性實驗，氫氧化鈉滴定醋酸的數(shù)字化實驗，血液中的緩沖體系；

環(huán)境模擬濃縮海水測定一定條件下CaCL與Na2co3、NaHCO3的實驗現(xiàn)象

及對比，數(shù)字化實驗測定模擬海水中電導率。

（2）實物投影

實驗互動；學案呈現(xiàn)；數(shù)字化實驗數(shù)據(jù)與圖像。

-12-

解讀：

新課標中水溶液主題的核心知識基本不變，變化的是認識知識的角度、利用

知識思考問題的方式和更加凸顯知識的應用價值，新課標明確提出從電離、離子

反應、化學平衡的角度認識電解質(zhì)水溶液的組成、性質(zhì)和反應，思考平衡問題的

方式更多體現(xiàn)在定量關系層面，明確要求學生能通過實驗證明水溶液中存在的離

子平衡，分析平衡的移動，發(fā)展學生的微粒觀、平衡觀和守恒觀，形成認識水溶

液中離子反應與平衡的基本思路。本單元設計以“平衡”知識為載體，著重關注

多種溶質(zhì)存在的多重平衡體系，從粒子的來源確定存在的平衡，從平衡的移動分

析水溶液的變化，逐步建構分析思路模型，并應用此解決真實問題，促進學生核

心知識與思想方法的進階發(fā)展。3個課時的教學形成一個有機整體，目標一致。

第1課時圍繞蘇打水與人體健康展開，圍繞蘇打水的酸堿性由單一粒子的行

為出發(fā)，分析了蘇打水中H2co3體系存在的微粒種類，關注弱電解質(zhì)的電離平

衡；隨后引入鹽類的水解平衡HC03-,從對單一粒子的分析，到關注粒子間的相

互作用；通過對緩解胃酸、調(diào)節(jié)人體酸堿性的情境探討，檢驗初步建構的水溶液

中離子反應與平衡的認識模型；并積極引導學生動手制備蘇打水，感受化學與社

會生產(chǎn)生活的相互融合、緊密聯(lián)系。

第2課時從“緩沖溶液維持人體酸堿平衡”、“國家非遺藍印花布的染色維

穩(wěn)”引入，通過學生實驗、小組交流等定性認識緩沖溶液，促進學生理解；隨后，

基于學生已有認知設置問題鏈，引導學生積極進行類比、分析完成''緩沖溶液”

中“多重平衡體系”的定性學習，并建構認知模型；緊接著由定性分析過渡到定

量研究，以數(shù)字化實驗為載體，探究緩沖溶液的形成與限度，通過創(chuàng)設認知沖突，

激發(fā)學生興趣，并輔以pH計算的思維活動，循序漸進地分析并解決問題，完善

對于多重平衡體系的認知模型；最后結合緩沖溶液的案例“血液中的緩沖體系”

提出問題，用所學知識解決實際問題，促進學生在潛移默化中完成知識的遷移應

用，使學生認識到化學與生活息息相關，自覺運用化學思維解決日常生活中的具

體問題，完成學生的素養(yǎng)發(fā)展。

第3課時先通過學生實驗模擬海水中CaCb分別和Na2co3、NaHCCh反應

的現(xiàn)象不同，分析討論NaHCCh是珊瑚礁形成的主要微粒，且HC03-主要考慮電

離的過程，體現(xiàn)變化觀念與平衡思想；通過對珊瑚礁形成過程的討論建構水溶液

-13-

中多重平衡體系一般分析思路，體現(xiàn)證據(jù)推理與模型認知；引導學生思考可以通

過測定海水中什么物理量的數(shù)值變化來判斷溫室氣體C02過度排放會引起珊瑚

礁溶解的過程，體現(xiàn)科學探究與創(chuàng)新意識；最后在珊瑚礁的保護環(huán)節(jié)引導學生思

考減少C02過度排放的可行方案，主要包括碳減排、碳吸收和碳轉(zhuǎn)化等，體現(xiàn)

科學態(tài)度與社會責任。

課時教學目標（單元教學目標的具體化）

單元教學目標課時教學目標對應關系

A.通過真實的情境創(chuàng)第1課時

設，組織學生開展實1.1通過對蘇打水中存在微粒種類及

驗探究、分析解釋等其關系的分析，初步構建離子平衡認對應教學目標B

活動，促進學生認識識模型；

水溶液中的離子反應L2通過數(shù)字化實驗、探討與評價，診對應教學目標C

與平衡對生產(chǎn)、生活斷并發(fā)展酸堿中和滴定、實驗設計的對應教學目標A

和社會發(fā)展的作用，認知檢驗認識模型并優(yōu)化；

落實學科核心素養(yǎng)的1.3通過對蘇打水能否緩解胃酸、調(diào)節(jié)

發(fā)展。人體酸堿性的情境探討，以及動手操對應教學目標D

作制備蘇打水，感受化學與社會生產(chǎn)

B.能從微粒之間相互

生活的相互融合、緊密聯(lián)系。

作用的視角，運用動

態(tài)平衡觀點認識物質(zhì)第2課時

在水溶液中的行為，2.1通過理論分析與實驗探究相結合，

對應教學目標B

并對宏觀現(xiàn)象進行預引導學生應用已有知識逐步分析問

對應教學目標

測和解釋，培養(yǎng)學生題，初步建構多重平衡體系分析思路C

的探究能力，提升應的模型；

用知識分析和解決問2.2通過緩沖溶液的定性與定量研究，

對應教學目標A

題的能力。培養(yǎng)學生的邏輯思維推理能力和科學

-14-

計算能力；

C.關注水溶液體系的

2.3運用緩沖溶液的相關知識解決生

特點，結合實驗現(xiàn)象、

命科學及生活中的實際問題，充分體對應教學目標D

圖像、數(shù)據(jù)等證據(jù)素

會化學知識在實際生活中的廣泛應

材，分析復雜的離子

用。

反應體系，引導學生

形成認識水溶液中離第3課時

子反應與平衡的基本3.1通過珊瑚礁的形成和破壞問題分對應教學目標A

思路。析，運用化學平衡有關知識，從微粒

間相互作用的角度，復習水溶液中電

對應教學目標B

D.能夠結合實例，從離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的

粒子、反應、平衡等基礎知識。

角度論述水溶液中的3.2通過理論分析與實驗證據(jù)相結合，

對應教學目標C

電離平衡、水解平衡構建水溶液中多重平衡體系的一般分

和沉淀溶解平衡，形析思路。

成并發(fā)展學生的微粒3.3從化學視角分析如何實現(xiàn)“碳達

對應教學目標D

觀、平衡觀和守恒觀，峰、碳中和”過程，體現(xiàn)化學學科價

培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力。值，激發(fā)學生化學學習的內(nèi)生動力。

解讀:

依據(jù)創(chuàng)設的教學情境合理的將單元教學目標拆解到每個課時中去,有利于目

標的具體落實。在拆解過程可將核心知識分散從而降低教學難度，如單元教學目

標C對接新課標中“形成認識水溶液中離子反應與平衡的基本思路”。分散到3

個課時，第1課時初步建構認知模型，第2課時更加突出多重平衡體系，深化認

知模型，第3課時則在1、2課時的基礎上，總結并具體呈現(xiàn)分析思路的模型。3

個課時的教學形成一個有機整體，目標一致，并具有進階性打破常規(guī)的教學思路,

圍繞真實情境，形成運用基本思路解決實際問題來建構知識，運用學生活動來發(fā)

展素養(yǎng)的單元教學。

-15-

第1課時教學過程

【情境】從上完體育課，喝飲料解暑引入蘇打水。

環(huán)節(jié)一認識蘇打水

（-）初識蘇打水

【問題1-1】市面上有很多蘇打水，他們有什么樣的區(qū)別？它們的酸堿性如何呢？

【活動1-11用pH計分別測量各種蘇打水的pHo

自制氣泡水勝獅事必勝巴黎水名仁屈臣氏怡泉

4.65.45.55.3

【問題1-2】為什么不同蘇打水存在pH差異呢？

【活動1-2］根據(jù)蘇打水配料表對蘇打水分類：

分類氣泡水（含氣礦泉水）不含氣蘇打水蘇打氣泡水（含氣蘇打水）

代表勝獅、事必勝、巴黎水名仁、依能怡泉、屈臣氏

主要水+二氧化碳水+碳酸氫鈉水+二氧化碳+

成分碳酸氫鈉

【問題1-31蘇打水的酸堿性與它們的成分有什么關系呢？

設計意圖：通過蘇打水廣告，創(chuàng)設喝蘇打水能否養(yǎng)生的問題情境，投入新課程的

學習。對蘇打水進行分類，將化學的分類法思想滲透到生活，并為后面的教學做

好鋪墊。

（-）蘇打水的成分

1.氣泡水（含氣礦泉水）的成分

【問題2-1】為什么氣泡水顯酸性？該體系存在哪些粒子和平衡？

【活動2-1】分析體系中的平衡：碳酸的電離平衡和水的電離平衡。

【問題2-2】碳酸酸性強弱如何？如何用實驗證明？

【活動2-2】從以下角度思考：存在電離平衡，存在電離平衡的移動，鹽的水解…

①測電導率②測pH③加熱測pH...

【問題2-3］如何設計實驗證明碳酸是二元酸呢？

【活動2-311.滴定法2.與金屬反應測氣體的方法…

【演示實驗1】向C02水溶液中滴入O.lmol/L的氫氧化鈉溶液測pH曲線。

-16-

【問題2-4】什么現(xiàn)象能說明它是二元酸？兩次突躍發(fā)生的反應是什么？

【活動2-4】分析曲線：兩次突躍能說明它是二元酸，寫出離子方程式。

設計意圖：通過對氣泡水成分的分析，復習酸性強弱及元數(shù)的實驗證明方法，形

成單一溶質(zhì)體系離子平衡的分析模型。

2.不含氣蘇打水的成分

【問題3-1】氣泡水（含氣礦泉水）顯酸性，為什么不含氣蘇打水顯堿性？堿性

物質(zhì)是什么？

【活動3-1】分析不含氣蘇打水成分，及體系中存在的平衡。

12

【問題3-2】碳酸Kai=4.3xl（y7,^a2=5.6xl0,用化學用語表示其顯堿性的原

因。

【活動3-2］通過計算Ka2和Kh,比較HC03-水解與電離程度。

【問題3-3】為什么喝不含氣蘇打水也會打嗝？

【活動3-3】分析溫度及胃酸對蘇打水中存在平衡的影響。

【過渡】氣泡水加蘇打水是不是就能形成蘇打氣泡水呢，在酸性的氣泡水中不斷

滴入蘇打水，溶液pH會如何變化呢？

【演示實驗2】向C02水溶液（pH=4.57）中，滴加碳酸氫鈉溶液（pH=8.99）,

測pH曲線。

【演示實驗3】向碳酸氫鈉溶液（pH=8.99）滴加CO2水溶液（pH=4.57）測pH

曲線。

【問題3-41向C02水溶液中加碳酸氫鈉溶液，一段時間后，pH幾乎不變化，

-17-

這是什么原因？

【資料卡片】當往某些溶液中加入一定量的酸和堿，或加少量水稀釋時，溶液有

阻礙溶液pH變化的作用，稱為緩沖作用，這樣的溶液叫做緩沖溶液。弱酸及其

鹽的混合溶液（如CH3co0H與CH3coONa）,弱堿及其鹽的混合溶液（如

NH3-H2O與NH4C1）等都是緩沖溶液。我們的血液因為呼吸作用也是一種緩沖溶

液（H2cCh與NaHCCh）。

3.蘇打氣泡水的成分（緩沖溶液）

【問題4-1］你認為哪種蘇打水屬于緩沖溶液，如何通過實驗證明？

【活動4-1】蘇打氣泡水，既含有二氧化碳，又含有碳酸氫鈉，屬于緩沖溶液。

向蘇打氣泡水如怡泉中加入堿，觀察溶液是否很容易轉(zhuǎn)變成堿性。

【演示實驗4】向30ml怡泉蘇打水中滴入pH=13的氫氧化鈉溶液，測pH曲線。

【過渡】在商家的廣告當中我們可以看到蘇打水能緩解消化不良，還能夠改善酸

性體質(zhì)，調(diào)節(jié)人體的酸堿性，有很多的保健功效。真的有這么神奇嗎？我們怎么

去驗證廣告的真實性呢？

環(huán)節(jié)二蘇打水與人體健康

（-）蘇打水能緩解胃酸過多嗎？

【活動5-1】查閱資料胃酸pH：1.5-3.5

-18-

【問題5-1］你猜測哪些蘇打水，能緩解胃酸過多？

【活動5-2】猜測堿性蘇打水能緩解胃酸過多。

【活動5-3］向四個小燒杯中分別加30ml的鹽酸，測pH,

再分別加入30ml蒸儲水、事必勝、名仁和怡泉蘇打水，測pH。

分析現(xiàn)象：加入蒸儲水，pH變化不大；事必勝是氣泡水，成分是碳酸，pH變化

也不大；名仁是蘇打水，成分是碳酸氫鈉，pH增大較多。

【問題5-2］怡泉是酸性的蘇打氣泡水，為什么pH也有較大變化？

【問題5-3］是不是只有堿性氣泡水才能中和胃酸？

【小結】碳酸氫鈉可以中和胃酸，這一點對于胃酸分泌較多患者，常飲蘇打水有

利于緩解胃酸過多癥狀。胃酸分泌過多的胃病病人，多喝一些蘇打水，可以中和

胃酸。反之，胃酸分泌過少的胃病病人，則不要大量飲用蘇打水，否則會加重胃

酸缺乏。

設計意圖：通過對不含氣蘇打水成分的分析，復習酸式鹽的電離和水解，形成單

一溶質(zhì)多平衡體系的分析模型。通過對學生蘇打水緩解胃酸原理與實驗方案的設

計的探討與評講，診斷并發(fā)展實驗設計的水平。

(-)蘇打水能改變?nèi)梭w酸堿性嗎？

【問題6-1】蘇打水可以調(diào)節(jié)體液的酸堿性，改變酸性體質(zhì)嗎？

【問題6-2］人體的體液我們選擇血液來進行研究，人體血漿中H2c03/NaHCCh

緩沖體系對穩(wěn)定體系的酸堿度發(fā)揮著重要作用。實測某人血液的C(HCO3-)=

23

2.3xl0-mol/L,c(H2C03)=2.3xlO-mol/Lo且已知血液中的H2co3的Kai=

10-62mol/Lo血液的pH多少呢?

【活動6-11查閱資料正常范圍：7.35-7.45,pHV7.2會引起酸中毒，pH〉7.5會

引起堿中毒。(課本65頁)

【演示實驗5】向模擬酸性血液中加入名仁蘇打水(堿性)，測pH曲線。

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10

11

50

時間步)

-19-

【問題6-3】喝氣泡水會酸中毒嗎？

【小結】由于血漿中H2co3/NaHCCh緩沖體系的存在，當攝入少量酸或堿，不

會對我們的健康造成太大的影響。

通過實驗，我們知道了某些蘇打水能緩解消化不良，但通過飲用蘇打水來改

變酸堿體質(zhì)并不科學。

設計意圖：通過對蘇打氣泡水成分的分析，形成多溶質(zhì)的多平衡體系分析模型。

通過實驗帶來的認知沖突，引入緩沖溶液，深化對電離平衡和水解平衡的理解。

環(huán)節(jié)三如何制取氣泡水？

【過渡】雖然蘇打水不能調(diào)節(jié)人體酸堿性，但蘇打氣泡水好喝解暑，如何制取它

呢？如果沒有蘇打水機，怎么利用化學方法制取有氣的蘇打水？

【問題7-1】自制氣泡水pH為4.6,而元氣森林氣泡水pH為4,為什么比氣泡

水pH還?。?/p>

【活動7-1】仔細觀察元氣森林的配料表。

發(fā)現(xiàn)除了含有碳酸，里面還有一種酸-檸檬酸。

【問題7-2］那么檸檬酸的酸性跟碳酸比如何呢？如何通過實驗來證明呢？

【活動7-2］向盛有碳酸氫鈉的小試管中加入檸檬酸溶液。

觀察實驗現(xiàn)象，得到結論：檸檬酸的酸性強于碳酸。

【活動7-3】趣味實驗向純凈水中加入檸檬汁，再加入食用小蘇打。

設計意圖：通過動手操作制備出一杯蘇打水，感受化學與社會生產(chǎn)生活的相互融

合，體會化學與生活之間的緊密聯(lián)系。

【作業(yè)】通過調(diào)查氣泡水的價格，口感，鈉含量，添加劑含量等，討論如何選購

蘇打水？

一、板書設計

分類氣泡水（含氣礦泉水）不含氣蘇打水蘇打氣泡水（含氣蘇打水）

代表事必勝名仁怡泉

pH5.27.75.6

成分水+二氧化碳水+碳酸氫鈉+代糖水+二氧化碳+

香精等添加劑碳酸氫鈉

-20-

教學反思

針對高三化學復習過程中注重知識積累和提高做題熟練程度而忽視學科素養(yǎng)

發(fā)展的現(xiàn)狀，本節(jié)課以《化學反應原理》模塊中“水溶液中的離子平衡”復習教學

為例，闡述高三化學復習教學應以具體知識為載體，以問題解決為途徑，著力培養(yǎng)

學生對核心概念的深層理解，在形成學科思維的基礎上實現(xiàn)知識、能力和素養(yǎng)的可

持續(xù)發(fā)展，促使高三復習教學從重視知識整合向重視學科思維提升的轉(zhuǎn)變。

本節(jié)課在水溶液中的離子反應和離子平衡認識模型中，提煉了認識對象、認識

視角和任務類型等模型要素。以溶液的組成成分溶質(zhì)和溶劑為認識對象；任務類型

主要為單一溶質(zhì)的簡單體系和多種溶質(zhì)的復雜體系；認識視角分為微觀視角和宏觀

視角，微觀視角包括對溶質(zhì)溶解、電離產(chǎn)生的微粒種類，微粒間的相互作用和微粒

的數(shù)量關系分析，宏觀視角主要描述變化過程中的宏觀現(xiàn)象和物質(zhì)變化。從不同的

角度，更加深入地認識了電解質(zhì)在水溶液中存在的離子反應和離子平衡，并進一步

認識了水溶液中的一類離子反應的發(fā)生即多重平衡狀態(tài)之間相互影響的結果。通過

該模型的構建，引導學生建立對水溶液中的離子反應和離子平衡的一般認識方式。

本節(jié)課還特別重視實驗，適度整合傳感技術，將無法用肉眼或者膚覺觀察出的

情況進行表征，幫助學生進行量化分析。實驗過程中有以下幾個問題有待解決：

1.緩沖范圍？喝多少氣泡水會對人體pH帶來明顯改變。

2.為什么礦泉水只充了二氧化碳沒加碳酸氫鈉，顯堿性？是因為硅酸鹽嗎？

3.為什么弱堿性緩沖溶液加了水，pH會增大？

-21-

第2課時教學過程

環(huán)節(jié)一：定性分析——認識緩沖溶液

【情境導入】緩沖溶液，能夠維持人體的酸堿平衡。國家非物質(zhì)文化遺產(chǎn)藍印花

布的染色過程中，也需要緩沖溶液來維穩(wěn)。

【問題1-1］什么是緩沖溶液？

【活動1-1】學生實驗：①向四支試管中分別加入約3mL蒸儲水、CH3co0H

溶液、CH3coONa溶液和CH3coOH-CH3coONa緩沖溶液，再分別加入5滴甲

基橙指示劑,觀察實驗現(xiàn)象。隨后再向四支試管中分別加入5滴O.lmol/LHCl溶

液，觀察實驗現(xiàn)象。

②向四支試管中分別加入約3mL蒸儲水、CH3co0H溶液、CH3coONa溶液

和CH3coOH-CH3coONa緩沖溶液，再分別加入5滴酚酷指示劑，觀察實驗現(xiàn)

象。隨后再向四支試管中分別加入5滴O.lmol/LNaOH溶液，觀察實驗現(xiàn)象。

【歸納1-1］回答所觀察到的實驗現(xiàn)象，分析現(xiàn)象原因。獲得實驗結論：一般的

溶液沒有抗酸和抗堿的能力，而CH3coOH-CH3coONa緩沖溶液有抵抗外來少

量酸、堿或稍加稀釋而保持溶液pH基本不變的能力。

【活動1-2］根據(jù)實驗中緩沖溶液所呈現(xiàn)的特點，獲取關鍵詞去定義緩沖溶液。

-22-

【歸納1-2］當往某些溶液中“加入一定量的酸和堿，或加少量水稀釋”時，溶

液”保持pH相對穩(wěn)定”的作用，稱為緩沖作用，這樣的溶液叫做緩沖溶液。

【問題1-2】緩沖溶液是如何起到“緩沖作用”的？

【活動1-3】以CH3coOH-CH3coONa緩沖溶液為例，分析其中的多重平衡體系,

關注核心平衡體系及其“相互抑制”的作用。

CHaCOOH=?H++CH3COOCH3COO+H2O-CH3coOH+OH-

逐一分析加入酸、堿或稍加稀釋后的平衡移動及整體變化情況。

【歸納1-3】加入堿時，醋酸作為抗堿成分，減弱外界物質(zhì)的影響；加入酸時，

醋酸根作為抗酸成分；這些成分也可以對抗稍加稀釋。因此，緩沖機制本質(zhì)上就

是通過抗酸成分與抗堿成分的平衡移動共同作用于外界影響，完成相互的轉(zhuǎn)化，

保持溶液pH的相對穩(wěn)定，這樣的組合我們可以將其稱為緩沖系（或緩沖對）。

少少■方

【問題1-3］哪些物質(zhì)可以組成緩沖溶液？

【活動1-4】小組交流討論，結合緩沖溶液的緩沖機制，分析緩沖溶液的組成。

【歸納1-4】①弱酸及其對應鹽，多元酸的酸式鹽及其次級鹽；②弱堿及其對

應鹽。

【活動1-5］結合圖示呈現(xiàn)的緩沖溶液HF-F,分析當加入少量酸、堿時抗酸、

抗堿組分的變化情況。

【歸納1-5］緩沖溶液緩沖過程中的微粒變化，強調(diào)足夠濃度的抗酸組分和抗堿

組分。

設計意圖：以學生實驗作為導入，提高學生的關注度，促進學生直觀理解緩

沖溶液。并以CH3coOH-CH3coONa緩沖溶液為例，以緩沖溶液的緩沖機制分

析為載體，引導學生從熟悉的孤立分析單一粒子在水溶液中的行為，到關注多粒

子之間的相互作用，以此歸納出緩沖實質(zhì)，總結出緩沖溶液的組成。發(fā)展學生的

微粒觀、變化觀和平衡觀。