高中化学《3化学中的平衡3.1溶解平衡溶解过程中的动态平衡》279沪科课标教案教学设计

金石何开

——《3.1

溶解平衡》

上海市复旦中学

王剑婕

一、教学背景

“溶解平衡”是高中化学“变化观念与平衡思想”的重要载体，其中“溶解过程及其能的转化”、“化学平衡”、“电离平衡”、“水解平衡”均为高一必修内容。“溶解平衡”选自高三选择性必修课程《第三章

化学中的平衡》的3.1节。

学生的化学前科学概念和知识基础是：具有速率研究的视角，能够应用勒夏特列原理分析化学平衡现象，但是平衡观还不够系统和完善，比如认为化学反应与溶解平衡无关等。因此，教学重点是：从原子、分子的水平描述溶解平衡，完善物质溶解的微观视角。通过化学实验，能够建立基于平衡方程式预测和干预溶解、结晶的认识模型。构建溶解平衡与化学中各种平衡的内在联系，深化世界是运动的、在不断变化的观念。

二、教学与评价目标

1.

教学目标

（1）通过从原子、分子的水平描述溶解平衡，完善物质溶解的微观视角。

（2）能够建立基于平衡方程式预测和干预溶解和结晶的认识模型。

（3）能设计合理的实验方案，能从定性和定量结合上收集证据，通过比较和推理，说明外界因素对溶液平衡的影响。（4）体验难溶物的转化过程，深化世界是运动的、在不断变化的观念。

（5）能根据文献和实际需要分析综合性的探究课题，推理假设，并提出方案，提高科学探究能力和创新意识。

（6）形成采用事实信息和理性解释的科学态度，增强安全用药的健康意识。

2.

评价目标

（1）通过描述：什么是溶解；溶解与结晶的关系，诊断对物质溶解和结晶现象的微观层面的理解，并建立宏观现象和平衡原理间的关系。（微粒水平、内涵水平）

（2）通过设计实验，证明关于“CaCO3在水中的溶解”假设的活动，诊断并发展学生对溶解平衡的认识水平。（视角水平、内涵水平）

（3）通过实验探究“CaCO3的饱和溶液中加水”的变化，以及实验结果的交流和点评，诊断并发展学生实验探究的水平。

（定性水平、定量水平）

（4）通过实验体验“银离子难溶物间的转化”，诊断并发展学生对溶解平衡本质的认识进阶（微粒水平）和认识思路的结构化水平。（视角水平、内涵水平）

（5）通过找出痛风石成因的化学表征，诊断并发展学生提出相关化学议题的水平。（视角水平）

（6）通过提出治疗痛风石的药物开发思路，诊断并发展学生在真实的社会议题中合理运用化学知识和方法，提出创造性的建议的水平。（学科价值视角、社会价值视角）

三、教学准备

导电率传感器、0.1mol/L

AgNO3溶液、0.1mol/L

K2S溶液、0.1mol/L

NaCl溶液、0.1mol/L

NaBr溶液、碳酸钙粉末、温度计，烧杯和试管若干。

四、教学过程

教学设计

教师活动

学生活动

设计意图

课题引入

图片：患痛风石的手

视频：超强酸实验

问题1：金石何开？

思考能否通过溶解的手段来减轻病人的痛苦。

“痛风石”情境，提出要解决的现实问题。感受从化学学科视角来研究问题的价值和意义。

“超强酸实验”激趣、激疑，引发思考。

问题表征

问题2：什么是溶解、溶解与结晶的关系？

活动一：分别从宏观现象，微观本质进行描述，并整合。

在回顾旧知中，形成对问题的表征，在讨论中形成对已有的溶解平衡概念的批判意识。

实验探究难溶电解质的溶解平衡

问题3：难溶物也存在溶解现象？

活动二：设计实验，证明关于“CaCO3在水中的溶解”假设培养科学精神，设计实验，通过事实证据来证明自己的假设。问题4：可以改变难溶物的溶解平衡吗？

活动三：实验探究“CaCO3的饱和溶液中加水”的变化

感受变化的意义。进一步加强实验探究意识，强化实验探究的一般过程，发展高阶思维。

问题5：可以实现难溶物之间的转变吗？

活动四：银离子难溶物的转化实验。

要彻底改变旧观念会有一个反复的过程。学生通过设计化学

反应实验，充分体验难溶电解质的溶解平衡移动，激发潜在的认知冲突。亲眼见证试管内沉淀颜色的变化后，真正直面、剖析自己的认知冲突。

实际应用

问题6：重现问题1，金石何开？

小组讨论：开发治疗痛风石药物的研究思路。

此时，才能真正地水到渠成，再次回到现实问题中。学生学会提问，感受真实情境的复杂性。

五、教学设计的说明

学科核心素养的提出，强调引导学生在接受知识的同时更注重实践智慧的获得。本次设计尝试在有限的课堂时间内为学生创设必要的互动，提供必要的学习经历。

在知识线索上，教学流程安排如下。

行动策略线索，如下图，课堂学习活动将多次践行这一过程。在情感体验线索上，当学生从病人的视角了解到痛风石是一种非常痛苦的疾病，于是带着使命感相信一定有办法去溶解痛风石。通过多次尝试并且坚持优化课题后，学生看到了希望，感受到所学知识和技能的价值和意义，这种成就感自然会延续到课堂以外，发展了社会责任感。

结构化的知识技能、以学生学情为起点，有效的教学对话，能帮助学生主动运用并不断学习化学知识，以解决真实情境中的实际问题，使课堂充满生命力，进而发挥化学学科最大

的育人功能，即发展了核心素养。

附录1：

参考资料（学生用）

2018.9.

（以下资料均摘自百度百科：“痛风”、“尿酸”）

痛风是一种常见且复杂的关节炎类型，各个年龄段均可能罹患本病，男性发病率高于女性。痛风患者经常会在夜晚出现突然性的关节疼，发病急，持续几天或几周不等。当疼痛发作时，患者会在半夜熟睡中疼醒，有患者描述疼痛感类似于大脚趾被火烧一样。最常发病的关节是大脚趾（医学术语：第一跖骨），但发病的关节不限于此，还常见于手部的关节、膝盖、肘部等。发病的关节最终会红肿、发炎，水肿后组织变软，活动受限，最后影响日常生活。如果没有及时治疗，拖延的后果是疼痛感将越来越强，让人难以忍受。而且关节本身也会受到损害，骨质会被腐蚀，导致关节变形，整个发病过程肾脏也会受损，严重的会发生肾结石甚至是肾衰竭，危及生命。痛风患者常出现痛风石。在患者耳郭、关节周围、肌腱、软组织等周围皮下可见。痛风石是淡黄色或白色大小不一的隆起或赘生物，质地偏硬，类似石子。在身体的各个部位尤其是四肢形成的痛风石，不仅严重影响肢体外形，甚至会导致关节畸形、功能障碍、神经压迫、皮肤破溃、窦道

经久不愈，须接受手术治疗。

造成痛风的本质原因是体内尿酸水平的升高，造成了尿酸盐在关节和肾脏部位的沉积。通常来说，造成痛风的主要原因包括但不限于：①饮食原因。吃了太多的肉类和海鲜，畅饮了过多的啤酒之后，人体的尿酸水平升高，就可能造成尿酸盐沉积；②肥胖。肥胖导致的后果是体内尿酸的增加，肾脏无法彻底清除多余的尿酸；③服用了某些药物。这些药物会导致体内尿酸水平升高；④家族史。如果家人患有痛风，那么你患病的概率也会大大增加。

尿酸是鸟类和爬行类的主要代谢产物，微溶于水，易形成晶体。正常人体尿液中产物主要为尿素，含少量尿酸。尿酸是嘌呤代谢的终产物。为三氧基嘌呤，其醇式呈弱酸性。各种嘌呤氧化后生成的尿酸随尿排出。

正常情况下，体内的尿酸大约有1200毫克，每天新生成约600毫克，同时排泄掉600毫克，处于平衡的状态。但如果体内产生过多来不及排泄或者尿酸排泄机制退化，则体内尿酸滞留过多，当血液尿酸浓度大于7毫克/分升，导致人体体液变酸，影响人体细胞的正常功能，长期置之不理将会引发痛风。另外过于疲劳或是休息不足亦可导致代谢相对迟缓导致痛风发病。血中尿酸全部从肾小球滤过，其中98

%在近曲小管中段又被分泌到肾小球腔内，然后50%

重吸收的尿酸在近曲小管中段又被分泌到肾小管腔内,在近

曲小管直段又有40%～44%被重吸收，只有6%～10%尿酸排出。正常人体内尿酸的生成与排泄速度较恒定。体液中尿酸含量变化，可以充分反映出人体内代谢、免疫等机能的状况。形成原因

1、嘌呤摄入过多：尿酸高含量与食物内嘌呤含量成正比。摄入的食物内RNA的50%，DNA的25%都要在尿中以尿酸的形式排泄，严格限制嘌呤摄入量降低血清尿酸含量。

2、内源性嘌呤产生过多：内源性嘌呤代谢紊乱较外源性因素更为重要。嘌呤由非环状到环状的从头合成过程要经过11步反应，其中酶的异常多会导致嘌呤合成过多。

3、嘌呤代谢增加：如慢性溶血性贫血、横纹肌溶解、红细胞增多症、骨髓增生性疾病及化疗或放疗时会产生尿酸高。过度运动、癫痫状态、糖原贮积病(glycogenstoragediseases)，都可加速肌肉ATP的降解。心肌梗塞、吸烟、急性呼吸衰竭也与ATP加速降解有关。

活动一：溶解及其可能伴随的变化

我举的例子是：

_______的溶解

宏观视角

微观视角

活动二：设计实验，证明关于“CaCO3在水中的溶解”的假设。

(一)假设

假设大理石粉末在水中_______________________________________，

则

___________________________________________________ ______。

(二)实验步骤

1.

___________________________________________________ _______

2.

___________________________________________________ _______

3.

___________________________________________________ _______

(三)实验现象

(四)解释和结论

活动三：“CaCO3在水中的溶解”