第三章水溶液中的离子反应与平衡单元（教学设计）（表格式）——高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 第三章水溶液中的离子反应与平衡单元（教学设计）（表格式）——高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-19 07:35:44 | ||
图片预览
文档简介
基于素养导向的 “水溶液中的多重平衡体系”单元教学设计
水溶液中的多重平衡体系
教学内容基本信息
学科 化学 实施年级 高三
课程标准模块 选择性必修模块 1 化学反应原理 主题 3：水溶液中的离子反应与平衡
使用教材 人教版选择性必修一
单元名称 第三章水溶液中的离子反应与平衡
单元课时 3
引领性教学主题
【研读课标找到依据】
《普通高中化学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》（以下简称”新课标”）作为化学学科的指导性文件，是教材编写的主要依据，更是高考命题、课堂教学不可或缺的资源蓝本。本单元对应新课标选择性必修模块 1 化学反应原理主题 3《水溶液中的离子反应与平衡》，其具体要求如下：
内容要求
电离平衡
认识电解质在水溶液中存在电离平衡，了解电离平衡常数的含义。认识水的电离，了解水的离子积常数，认识溶液的酸碱性及 pH，掌握检测溶液 pH 的方法。
水解平衡
认识盐类水解的原理和影响盐类水解的主要因素。
沉淀溶解平衡
认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解与转化。
离子反应与平衡的应用
了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用。了解溶液 pH 的调控在工农业生产和科学研究中的应用。
教学提示
教学策略：通过对电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等存在的证明及平衡移动的分析，形成并发展学生的微粒观、平衡观和守恒观；关注水溶液体系的特点，结合实验现象、数据等证据素材，引导学生形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。
情境素材建议：水溶液中离子平衡的应用实例，如弱酸的制备、铝盐和铁盐的净水作用、缓冲溶液及其作用、溶洞和珊瑚礁的形成等。
学业要求
能进行溶液 pH 的简单计算，能正确测定溶液 pH，能调控溶液的酸碱性。能选择实例说明溶液 pH 的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。
能综合运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。
【梳理教材准确定位】
新课标明确指出，要进一步精选学科内容，重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实。普通高中化学教材作为化学课程内容的主要表征形式，通过梳理明确本单元在教学中对学生大概念建构的作用，有利于教师在化学教学中的整体性把握。
通过教材梳理，结合近年来高考命题的热点“运用基本理论和方法解决水溶液中发生的反应和生产生活中的实际问题”，本单元教学选择将视角聚焦于“水溶液中的多重平衡体系“，其作为新人教版选择性必修１第三章《水溶液中的离子反应与平衡》的复习内容，是在“基于微粒观、平衡观和守恒观角度认识水溶液中的变化规律”主题下所进阶的探究单元，具体架构如下图所示：
物质在水溶液中的行为包含：溶解、电离、反应与平衡等，电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应，从离子角度认识电解质溶液及其相互作用是离子反应与一般化学反应的重要区别，而水溶液中的离子反应与平衡则是化学反应调控在离子角度的应用。尤其是对水溶液中多重平衡体系的发展与应用，在对溶液中粒子来源、种类和数目的分析解释过程中，需要从宏微结合的视角对物质及其变化进行分类与表征，需要运用化学反应原理分析影响变化的因素，需要建立相应的认识模型对物质的性质和变化做出解释或预测并对模型进行修正与完善，进而发展学生 “宏观辨识与微观探析” “变化观念与平衡思想”和 “证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。
【把握概念建立结构】
“水溶液中的多重平衡体系”是以实际问题情境为载体，在归纳认识水溶液中离子反应与平衡基本思路（如下图所示）的基础上，所建构的复习单元。
本单元教学由单一粒子的行为出发，首先分析了苏打水中弱电解质的电离平衡；随后引入盐类的水解平衡，从对单一粒子的分析，到粒子间的相互作用；而后以缓冲溶液为例，深入分析了电离平衡、水解平衡存在下粒子间相互作用的影响结果；最后围绕珊瑚礁的形成、破坏与保护，引入沉淀溶解平衡，并综合应用三大平衡解决真实情境下的“多重平衡体系”问题。旨在深化学生水溶液问题的认识思路，通过对水溶液中离子反应与平衡的分析，形成并发展学生的微粒观、平衡观和守恒观。
【了解学情有的放矢】
本节课为“水溶液中的离子反应与平衡”的复习专题课，授课对象为高三学生。在必修课程中，学生“认识了酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。通过实验事实认识了离子反应及其发生的条件”；在此基础上，学生通过选择性必修课程学习，从化学平衡的角度认识电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡以
及离子反应与平衡的应用等知识。认识水的电离和溶液的酸碱性及 pH，认识影响溶液中离子平衡的因素，基本能运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。
但实际上学生对水溶液中的离子平衡认识水平较低，多是基于简单规律、结论、定性水平的简单认识，没有深入到对离子平衡本质的认识，对离子平衡相关定量数据的关注也较少。对于多种溶质存在的多重离子平衡体系以及相应的离子反应的认识，也多是简单的规律、结论，缺乏预测和解释的能力。
因此，教师需要引导学生深入认识水溶液中的离子反应与离子平衡，并通过对相关现象进行解释和分析，在对水溶液中的离子平衡相关理论模型认识的基础上，构建水溶液中的离子反应与离子平衡认识模型、应用模型，解决真实而复杂的问题。
【创设情境提炼问题】
真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实地表现机会。因此，本单元的教学中要创设真实且富有价值的问题情境，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。
本单元选用了如下的教学情境：
探究苏打水、关注人体酸碱平衡、制取气泡水；
国家非遗蓝印花布、血液中的缓冲体系、小丑鱼与水母；
珊瑚礁的形成、破坏与保护。
通过真实情境挖掘实际问题，转化成学生任务、活动，内容上更贴近学生生活实际，激发学生兴趣，让学生在参与实际生活问题解决的过程中学习相关的生活知识、化学知识，以及在此过程中形成的解决生活问题的一般思路等方法性知识，凸显化学学科的核心价值。
素养导向的教学目标
新课改背景下，指向学科素养的大单元教学设计，是立德树人的必然要求，也是化学学科核心素养落地的最有效途径。站位于大单元，立足于每一课，以统摄单元的结构化思想来作为每一课教学设计的起点，突出知识建构的过程，将化学的必备知识、关键能力，科学有效地安排在不同课时中，再通过指向核心素养的问题串，将这一课的教学内容明晰化、教学重点突出化、教学过程学生化，实现课堂“教、
学、评”一体化。基于此，制定本单元的教学目标如下：
学科核心素养 教学目标 对应的 学科核心素养
（1）通过真实的情境创设，组织学生开展实验探究、分析解释等活动，促进学生认识水溶 对应素养 D、E
液中的离子反应与平衡对生产、生活和社会发
展的作用，落实学科核心素养的发展。
A 宏观辨识与微观探析 （2）能从微粒之间相互作用的视角，运用动态平衡观点认识物质在水溶液中的行为，并对宏观现象进行预测和解释，培养学生的探究能 对应素养 A、B
B 变化观念与 平衡思想 力，提升应用知识分析和解决问题的能力。
C 证据推理与 模型认知
D 科学探究与创新意识 E 科学态度与社会责任 （3）关注水溶液体系的特点，结合实验现象、图像、数据等证据素材，分析复杂的离子反应体系，引导学生形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。 对应素养 B、C
（4）能够结合实例，从粒子、反应、平衡等角度论述水溶液中的电离平衡、水解平衡和沉 对应素养 B、C
淀溶解平衡，形成并发展学生的微粒观、平衡
观和守恒观，培养系统思维能力。
挑战性教学活动
【设计依据与价值分析】
单元主题 课时主题 课时目标
水溶液中的多重平衡 体系 苏打水与人体健康 能够围绕苏打水酸碱性的问题，分析 H2CO3 和 - HCO3 体系中存在的微粒种类及微粒间的相互作用。 结合数字化实验，能够利用初步建构的水溶液中的离子反应与平衡认识模型分析现象并解决实际问题。 通过缓解胃酸、调节人体酸碱性的情境探讨，以及 动手操作制备苏打水的趣味实验，感受化学与社会生产生活的相互融合、紧密联系。
缓冲溶液 通过趣味实验定性认识缓冲溶液，掌握缓冲溶液的定义、作用原理及组成； 通过数字化实验定量探究缓冲溶液，理解缓冲溶液的形成及其具有限度的特性； 结合已有平衡知识，能够完成缓冲溶液的公式推导并具体计算； 通过理论分析与实验探究相结合，能够应用已有知识分析血液中的多重平衡体系，初步建构多重平衡体系分析思路的模型。
保护珊瑚礁 运用水溶液中电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的基础知识，从微粒间相互作用的角度，分析珊瑚礁的形成与破坏。 能够通过理论分析与实验证据相结合，构建水溶液中多重平衡体系的一般分析思路。 从化学视角分析如何实现“碳达峰、碳中和”过程，体现化学学科价值，激发学生化学学习的内生动力。
【单元活动的规划与拆解】
第 1 课时 苏打水与人体健康
第 2 课时 缓冲溶液
第 3 课时 保护珊瑚礁
反思性教学改进
核心素养引领下的大概念单元教学，能够促使教师深入思考知识背后更为本质的思想方法，促进教师知识与方法的结构化，提升教师思维的深度与广度，进而提升学生的思维品质和学习效率。
【课前对以往教学的反思】
对水溶液主题的研究，指向具体章节内容的较多，进行大单元教学设计与实践的则较少。以大概念为统领进行单元教学，有利于教师把握教学内容的本质和关键，促进学生从化学知识向核心素养的转化，而“平衡思想是水溶液的大概念”是教学的共识。
基于已有研究与经验发现，学生在进行完新授课后，对水溶液中离子平衡的认识仍处于较低水平，多是基于规律、结论、定性水平的简单认识，并没有深入到对离子平衡本质的认识。尤其是对于多种溶质存在的多重离子平衡体系以及对离子平衡相关定量数据的关注。
所以本单元设计以“平衡”知识为载体，以情境问题的解决为途径，以多种溶质存在的多重离子平衡体系为主线，从粒子的来源确定存在的平衡，从平衡的移动分析水溶液的变化，着力培养学生对核心概念的深层理解， 逐步建构分析思路模型，并应用此分析、解释真实问题，促进学生核心知识与思想方法的进阶发展与认识思路的系统化。
【课中对学生表现和设计效果的反思】
本单元教学在水溶液中离子反应与平衡的认识模型中，提炼了认识对象、认知视角和任务类型等模型要素。以溶液的组成成分溶质和溶剂为认识对象；任务类型由单一溶质的简单体系进阶到多种溶质的复杂体系；认识视角分为微观和宏观视角，微观视角包括对溶质溶解、电离产生的微粒种类、微粒间的相互作用和微粒的数量关系的分析，宏观视角则主要描述变化过程中的宏观现象和物质变化。从不同的角度，更加深入地认识了电解质在水溶液中存在的离子反应与平衡，并进一步认识了水溶液中一类离子反应的发生，即多重平衡体系中微粒间相互影响的结果。通过该模型的构建，引导学生建立对水溶液中的离子反应与平衡的一般认识方式。
由于多重平衡体系的复杂性，学生在分析苏打水酸碱性、缓冲溶液作用原理和珊瑚礁的形成、破坏等方面都较难理解。因此，在教学过程中，为了让学生更加充分理解和掌握相关知识，并提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，需要将知识点与实际问题紧密结合，通过课堂提问与及时评价等，搭建好学生思维发展的台阶。教师需要充分激发学生学习的兴趣，内在动机驱动着学生，在实验探究、解决问题的过程中，获取化学学科知识、形成化学学科观念和学科思
维，用化学思想解决实际问题，逐步提升学科核心素养。
“四重表征”教学策略：符号——方程式的属书写； 宏观——实验现象；微观——微观探析；曲线——传感器图像。通过数字化实验，引导学生基于证据进行分析、推理，在探究过程中产生的各种实验现象、计算的理论结果等等筛选出有效的，形成证据支撑最终结论，让整个过程有理有据，具有说服力。在这样的一步步引导下，有利于学生证据意识的培养，在信息化时代中，养成搜集信息、获取证据并科学推理的科学态度，打下终身学习的基础。
【课后反思与改进】
教师思想观念的转变。课堂教学改革，落实基于深度学习的单元教学 要依靠教师。以素养立意的教学目前还存在无法落实到教学一线的情况，教师存在教学不习惯或犹豫是以知识的输入为主还是发展学生素养为主的情况，课堂教学中教师关注的是学生获取知识的多少还是学生学习解决问题的能力。实际上，学生化学学科核心素养的发展应该是在具体活动中自我建构、不断提升的过程，而教师思想观念的转变至关重要。
教师教学理念的转变。水溶液中的离子反应与平衡知识关联性强，但
微观视角的知识较多，学生理解起来困难。因此，要在把握离子反应、氧化还原反应、化学平衡、弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀溶解平衡等多方面的基础上进行整合应用，从单一体系进阶到多重体系，从单一的电离平衡到水解平衡再到沉淀溶解平衡，实现对“平衡”知识的深度综合应用。
课时教学设计
课时安排
第 1、 2、 3 课 时 苏打水与人体健康（第 1 课时）缓冲溶液（第 2 课时） 保护珊瑚礁（第 3 课时）
课时前端分析
课时教材分析 本节课课题选自于人教版化学选择性必修 1《化学反应原理》第三章《水溶液中的离子反应与平衡》，为帮助学生全面深刻认识 “平衡”，经过对课程标准和教材的研究，将单元教学的主题定为 “水溶液中的多重平衡体系”，理论上应作为课本内容的复习课时，是基于学生已有认知模型所进阶的探究课时。课标中明确指出要通过对水溶液中离子反应与平衡的分析，形成并发展学生的微粒观、变化观和平衡观；同时，基于宏观现象、实验数据等实证素材，引导学生建构认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。 本单元为实现对单一平衡的孤立分析到多重平衡体系的系统分析的认知进阶，初步形成分析复杂水溶液平衡问题的系统认知思路，如下图所示： 围绕苏打水真实情境的问题解决，运用模型及建模的教学策略，进一步深化学生对水溶液中的离子反应与平衡等科学模型的认识，并着重引导学生构建水溶液中的离子反应与平衡系统化认识模型。 缓冲溶液，作为课标中明确提及的情境素材，是一个构成复杂、应用广泛的水溶液体系。以其为载体，围绕缓冲溶液的定义、缓冲机制、组成、形成与限度、pH 计算与广泛应用，进行水溶液中多重平衡体系的分析与应用，以期提高学生运用基本理论和方法解决水溶液中的反应和生产生活中实际问题的能力，促进学生的认知发展。 海水同样是一个比较复杂的水溶液体系，在海水的环境系统中能产生很多实际 应用水溶液中离子平衡的问题，珊瑚礁的形成这个 素材在新课标中被明确提及。第 3 课时将以珊瑚礁的形成、破坏和
保护为线索进行水溶液中多重平衡体系分析，并模型建构复杂水溶液体系分析一般思路。
课时学情分析 学习本节内容时学生已具备的知识、经验与方法：本节授课对象为高三学生，学生已经学习了弱电解质的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡，认识水的电离和溶液的酸碱性及 pH，认识影响溶液中离子平衡的因素，基本能运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。 学生学习中可能存在的学习障碍和对策有： 对于水溶液中离子平衡的认识，多是基于规律、结论、定性水平的简单认识，没有深入到本质； 对离子平衡定量数据的关注较少，且无法进行较好的计算； 对于多种溶质存在的多重离子平衡体系认识，多是简单的规律、结论，缺乏预测和解释的能力。 故要实现从对单一平衡的孤立分析到多重平衡体系的系统分析的认知进阶，以及形成分析复杂水溶液平衡问题的系统认知思路和建构认知模型的能力有待提高，教师需要引导学生深入认识水溶液中存在的离子反应与平衡，并通过对相关现象进行解释和分析，在对水溶液中的离子平衡相关理论模型认识的基础上，构建水溶液中 的离子反应与平衡认识模型应用模型，解决真实而复杂的问题。
课时学习重点 第 1 课时 水溶液中的多重平衡。第 2 课时 围绕缓冲机制分析多重平衡体系；缓冲溶液的形成与限度；利用缓冲溶液知识分析并解决生命科学问题等。 第 2 课时 复习水溶液中电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的基础知识。
课时学习难点 第 1 课时 数字化实验图像的分析；第 2 课时 缓冲溶液的 pH 计算；缓冲溶液的形成与限度；初步建构多重平衡体系分析思路的模型； 第 3 课时 从微粒观、平衡观的分析视角，构建水溶液中多重平衡体系的一般分析思路。
开放性学习环境 物理环境： 测定苏打水的酸碱性，CO2 水溶液中滴入氢氧化钠溶液的 pH 变化，CO2 水溶液与碳酸氢钠溶液的互滴，制备气泡水；缓冲溶液定性实验，氢氧化钠滴定醋酸的数字化实验，血液中的缓冲体系；模拟浓缩海水测定一定条件下 CaCl2 与 Na2CO3、NaHCO3 的实验现象及对比，数字化实验测定模拟海水中电导率。 实物投影 实验互动；学案呈现；数字化实验数据与图像。
解读： 新课标中水溶液主题的核心知识基本不变，变化的是认识知识的角度、利用知识思考问题的方式和更加凸显知识的应用价值，新课标明确提出从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成、性质和反应，思考平衡问题的方式更多体现在定量关系层面，明确要求学生能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡，分析平衡的移动，发展学生的微粒观、平衡观和守恒观，形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。本单元设计以“平衡”知识为载体，着重关注多种溶质存在的多重平衡体系，从粒子的来源确定存在的平衡，从平衡的移动分析水溶液的变化，逐步建构分析思路模型，并应用此解决真实问题，促进学生核心知识与思想方法的进阶发展。3 个课时的教学形成一个有机整体，目标一致。第 1 课时围绕苏打水与人体健康展开，围绕苏打水的酸碱性由单一粒子的行 为出发，分析了苏打水中 H2CO3 体系存在的微粒种类，关注弱电解质的电离平衡； - 随后引入盐类的水解平衡 HCO3 ，从对单一粒子的分析，到关注粒子间的相互作
用；通过对缓解胃酸、调节人体酸碱性的情境探讨，检验初步建构的水溶液中离子反应与平衡的认识模型；并积极引导学生动手制备苏打水，感受化学与社会生产生活的相互融合、紧密联系。 第 2 课时从“缓冲溶液维持人体酸碱平衡”、“国家非遗蓝印花布的染色维稳”引入，通过学生实验、小组交流等定性认识缓冲溶液，促进学生理解；随后，基于学生已有认知设置问题链，引导学生积极进行类比、分析完成“缓冲溶液”中“多重平衡体系”的定性学习，并建构认知模型；紧接着由定性分析过渡到定量研究，以数字化实验为载体，探究缓冲溶液的形成与限度，通过创设认知冲突，激发学生兴趣，并辅以 pH 计算的思维活动，循序渐进地分析并解决问题，完善对于多重平衡体系的认知模型；最后结合缓冲溶液的案例“血液中的缓冲体系”提出问题，用所学知识解决实际问题，促进学生在潜移默化中完成知识的迁移应用，使学生认识到化学与生活息息相关，自觉运用化学思维解决日常生活中的具体问题，完成学生的素养发展。 第 3 课时先通过学生实验模拟海水中 CaCl2 分别和 Na2CO3、NaHCO3 反应 - 的现象不同，分析讨论 NaHCO3 是珊瑚礁形成的主要微粒，且 HCO3 主要考虑 电离的过程，体现变化观念与平衡思想；通过对珊瑚礁形成过程的讨论建构水溶液中多重平衡体系一般分析思路，体现证据推理与模型认知；引导学生思考可以通过测定海水中什么物理量的数值变化来判断温室气体 CO2 过度排放会引起珊瑚礁溶解的过程，体现科学探究与创新意识；最后在珊瑚礁的保护环节引导学生思考减少 CO2 过度排放的可行方案，主要包括碳减排、碳吸收和碳转化等，体现科学态度与社会责任。
课时教学目标（单元教学目标的具体化）
单元教学目标 课时教学目标 对应关系
A. 通过真实的情境创设，组织学生开展实验探究、分析解释等活动，促进学生认识水溶液中的离子反应与平衡对生产、生活和社会发展的作 用，落实学科核心素养的发展。 第 1 课时 通过对苏打水中存在微粒种类及其关系的分析，初步构建离子平衡认识模型； 通过数字化实验、探讨与评价，诊断并发展酸碱中和滴定、实验设计的认知检验认识模型并优化； 通过对苏打水能否缓解胃酸、调节人体酸碱性的情境探讨，以及动手操作制备苏打水，感受化学与社会生产生活的相互融合、紧密联系。 第 2 课时 通过理论分析与实验探究相结合，引导学生应用已有知识逐步分析问 题，初步建构多重平衡体系分析思路的模型； 通过缓冲溶液的定性与定量研究，培养学生的逻辑思维推理能力和科学计算能力； 运用缓冲溶液的相关知识解决生命科学及生活中的实际问题，充分体会化学知识在实际生活中的广泛应 用。 第 3 课时 3.1 通过珊瑚礁的形成和破坏问题分析，运用化学平衡有关知识，从微粒 对应教学目标 B 对应教学目标 C 对应教学目标 A 对应教学目标 D 对应教学目标 B 对应教学目标 C 对应教学目标 A 对应教学目标 D 对应教学目标 A
B. 能从微粒之间相互作用的视角，运用动态平衡观点认识物质在水溶液中的行 为，并对宏观现象进行预测和解释，培养学生的探究能力，提升应用知识分析和解决问题的能力。
C. 关注水溶液体系的特点，结合实验现象、图像、数据等证据素材，分析复杂的离子反应体系，引导学生形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。
间相互作用的角度，复习水溶液中电 对应教学目标 B
D. 能够结合实例，从粒子、反应、平衡等角度论述水溶液中的 电离平衡、水解平衡 离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的 基础知识。 3.2 通过理论分析与实验证据相结合， 构建水溶液中多重平衡体系的一般分 对应教学目标 C
和沉淀溶解平衡，形 析思路。
成并发展学生的微粒 观、平衡观和守恒观， 3.3 从化学视角分析如何实现“碳达 峰、碳中和”过程，体现化学学科价值， 对应教学目标 D
培养系统思维能力。 激发学生化学学习的内生动力。
解读： 依据创设的教学情境合理的将单元教学目标拆解到每个课时中去，有利于目标的具体落实。在拆解过程可将核心知识分散从而降低教学难度，如单元教学目标 C 对接新课标中“形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路”。分散到 3个课时，第 1 课时初步建构认知模型，第 2 课时更加突出多重平衡体系，深化认知模型，第 3 课时则在 1、2 课时的基础上，总结并具体呈现分析思路的模型。3个课时的教学形成一个有机整体，目标一致，并具有进阶性打破常规的教学思路，围绕真实情境，形成运用基本思路解决实际问题来建构知识，运用学生活动来发 展素养的单元教学。
(
自制气泡水
胜狮
事必胜
巴黎水
名仁
屈臣氏
怡泉
4.6
5.4
5.5
5.3
)
第 1 课时 教学过程 【情境】从上完体育课，喝饮料解暑引入苏打水。 环节一 认识苏打水 （一）初识苏打水 【问题 1-1】市面上有很多苏打水，他们有什么样的区别？它们的酸碱性如何呢？ 【活动 1-1】用 pH 计分别测量各种苏打水的 pH。 【问题 1-2】为什么不同苏打水存在 pH 差异呢？ 【活动 1-2】根据苏打水配料表对苏打水分类：
分类 气泡水（含气矿泉水） 不含气苏打水 苏打气泡水（含气苏打水）
代表 胜狮、事必胜、巴黎水 名仁、依能 怡泉、屈臣氏
主要 成分 水+二氧化碳 水+碳酸氢钠 水+二氧化碳+ 碳酸氢钠
【问题 1-3】苏打水的酸碱性与它们的成分有什么关系呢？ 设计意图：通过苏打水广告，创设喝苏打水能否养生的问题情境，投入新课程的学习。对苏打水进行分类，将化学的分类法思想渗透到生活，并为后面的教学做好铺垫。 （二）苏打水的成分 1.气泡水（含气矿泉水）的成分 【问题 2-1】为什么气泡水显酸性？该体系存在哪些粒子和平衡？ 【活动 2-1】分析体系中的平衡：碳酸的电离平衡和水的电离平衡。 【问题 2-2】碳酸酸性强弱如何？如何用实验证明？ 【活动 2-2】从以下角度思考：存在电离平衡，存在电离平衡的移动，盐的水解... ①测电导率 ②测 pH ③加热测 pH... 【问题 2-3】如何设计实验证明碳酸是二元酸呢？ 【活动 2-3】1.滴定法 2. 与金属反应测气体的方法... 【演示实验 1】向 CO2 水溶液中滴入 0.1mol/L 的氢氧化钠溶液测 pH 曲线。
【问题 2-4】什么现象能说明它是二元酸？两次突跃发生的反应是什么？
【活动 2-4】分析曲线：两次突跃能说明它是二元酸，写出离子方程式。
设计意图：通过对气泡水成分的分析，复习酸性强弱及元数的实验证明方法，形成单一溶质体系离子平衡的分析模型。
不含气苏打水的成分
【问题 3-1】气泡水（含气矿泉水）显酸性，为什么不含气苏打水显碱性？碱性物质是什么？
【活动 3-1】分析不含气苏打水成分，及体系中存在的平衡。
【问题 3-2】碳酸 Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.6×10-12 ，用化学用语表示其显碱性的原因。
(
3
)【活动 3-2】通过计算 Ka2 和 Kh，比较 HCO -水解与电离程度。
【问题 3-3】为什么喝不含气苏打水也会打嗝？
【活动 3-3】分析温度及胃酸对苏打水中存在平衡的影响。
【过渡】气泡水加苏打水是不是就能形成苏打气泡水呢，在酸性的气泡水中不断滴入苏打水，溶液 pH 会如何变化呢？
【演示实验 2】向 CO2 水溶液（pH=4.57）中，滴加碳酸氢钠溶液（pH=8.99），测 pH 曲线。
【演示实验 3】向碳酸氢钠溶液（pH=8.99）滴加 CO2 水溶液（pH=4.57）测 pH
曲线。
【问题 3-4】向 CO2 水溶液中加碳酸氢钠溶液，一段时间后，pH 几乎不变化，
这是什么原因？
【资料卡片】当往某些溶液中加入一定量的酸和碱，或加少量水稀释时，溶液有阻碍溶液 pH 变化的作用，称为缓冲作用，这样的溶液叫做缓冲溶液。弱酸及其盐的混合溶液（如 CH3COOH 与 CH3COONa），弱碱及其盐的混合溶液（如 NH3·H2O 与 NH4Cl）等都是缓冲溶液。我们的血液因为呼吸作用也是一种缓冲溶液（H2CO3 与 NaHCO3）。
苏打气泡水的成分（缓冲溶液）
【问题 4-1】你认为哪种苏打水属于缓冲溶液，如何通过实验证明？
【活动 4-1】苏打气泡水，既含有二氧化碳，又含有碳酸氢钠，属于缓冲溶液。向苏打气泡水如怡泉中加入碱，观察溶液是否很容易转变成碱性。
【演示实验 4】向 30ml 怡泉苏打水中滴入 pH=13 的氢氧化钠溶液，测 pH 曲线。
【过渡】在商家的广告当中我们可以看到苏打水能缓解消化不良，还能够改善酸性体质，调节人体的酸碱性，有很多的保健功效。真的有这么神奇吗？我们怎么去验证广告的真实性呢？
环节二 苏打水与人体健康
（一）苏打水能缓解胃酸过多吗？
【活动 5-1】查阅资料 胃酸 pH：1.5-3.5
【问题 5-1】你猜测哪些苏打水，能缓解胃酸过多？
【活动 5-2】猜测碱性苏打水能缓解胃酸过多。
【活动 5-3】向四个小烧杯中分别加 30ml 的盐酸，测 pH，
再分别加入 30ml 蒸馏水、事必胜、名仁和怡泉苏打水，测 pH。
分析现象：加入蒸馏水，pH 变化不大；事必胜是气泡水，成分是碳酸，pH 变化也不大；名仁是苏打水，成分是碳酸氢钠，pH 增大较多。
【问题 5-2】怡泉是酸性的苏打气泡水，为什么 pH 也有较大变化？
【问题 5-3】是不是只有碱性气泡水才能中和胃酸？
【小结】碳酸氢钠可以中和胃酸，这一点对于胃酸分泌较多患者，常饮苏打水有利于缓解胃酸过多症状。胃酸分泌过多的胃病病人，多喝一些苏打水，可以中和胃酸。反之，胃酸分泌过少的胃病病人，则不要大量饮用苏打水，否则会加重胃酸缺乏。
设计意图：通过对不含气苏打水成分的分析，复习酸式盐的电离和水解，形成单一溶质多平衡体系的分析模型。通过对学生苏打水缓解胃酸原理与实验方案的设计的探讨与评讲，诊断并发展实验设计的水平。
（二）苏打水能改变人体酸碱性吗？
【问题 6-1】苏打水可以调节体液的酸碱性，改变酸性体质吗？
【问题 6-2】人体的体液我们选择血液来进行研究，人体血浆中 H2CO3／NaHCO3缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。实测某人血液 的 C(HCO3－)＝ 2.3×10-2mol／L，ｃ(H2CO3)＝2.3×10-3mol／L。且已知血液中的H2CO3 的Ka１＝10-
6.2mol／L。血液的 pH 多少呢？
【活动 6-1】查阅资料正常范围：7.35-7.45，pH＜7.2 会引起酸中毒，pH>7.5 会引起碱中毒。(课本 65 页)
【演示实验 5】向模拟酸性血液中加入名仁苏打水（碱性），测 pH 曲线。
【问题 6-3】喝气泡水会酸中毒吗？ 【小结】由于血浆中 H2CO3／NaHCO3 缓冲体系的存在，当摄入少量酸或碱，不会对我们的健康造成太大的影响。 通过实验，我们知道了某些苏打水能缓解消化不良，但通过饮用苏打水来改变酸碱体质并不科学。 设计意图：通过对苏打气泡水成分的分析，形成多溶质的多平衡体系分析模型。通过实验带来的认知冲突，引入缓冲溶液，深化对电离平衡和水解平衡的理解。环节三 如何制取气泡水？ 【过渡】虽然苏打水不能调节人体酸碱性，但苏打气泡水好喝解暑，如何制取它呢？如果没有苏打水机，怎么利用化学方法制取有气的苏打水？ 【问题 7-1】自制气泡水 pH 为 4.6，而元气森林气泡水 pH 为 4，为什么比气泡水 pH 还小？ 【活动 7-1】仔细观察元气森林的配料表。 发现除了含有碳酸，里面还有一种酸--柠檬酸。 【问题 7-2】那么柠檬酸的酸性跟碳酸比如何呢？如何通过实验来证明呢？ 【活动 7-2】向盛有碳酸氢钠的小试管中加入柠檬酸溶液。观察实验现象，得到结论：柠檬酸的酸性强于碳酸。 【活动 7-3】趣味实验 向纯净水中加入柠檬汁，再加入食用小苏打。 设计意图：通过动手操作制备出一杯苏打水，感受化学与社会生产生活的相互融合，体会化学与生活之间的紧密联系。 【作业】通过调查气泡水的价格，口感，钠含量，添加剂含量等，讨论如何选购 苏打水？ 一、板书设计
分类 气泡水（含气矿泉水） 不含气苏打水 苏打气泡水（含气苏打水）
代表 事必胜 名仁 怡泉
pH 5.2 7.7 5.6
成分 水+二氧化碳 水+碳酸氢钠+代糖 香精等添加剂 水+二氧化碳+ 碳酸氢钠
教学反思
针对高三化学复习过程中注重知识积累和提高做题熟练程度而忽视学科素养发展的现状，本节课以《化学反应原理》模块中“水溶液中的离子平衡”复习教学为例，阐述高三化学复习教学应以具体知识为载体，以问题解决为途径，着力培养学生对核心概念的深层理解，在形成学科思维的基础上实现知识、能力和素养的可持续发展，促使高三复习教学从重视知识整合向重视学科思维提升的转变。
本节课在水溶液中的离子反应和离子平衡认识模型中，提炼了认识对象、认识视角和任务类型等模型要素。以溶液的组成成分溶质和溶剂为认识对象；任务类型主要为单一溶质的简单体系和多种溶质的复杂体系；认识视角分为微观视角和宏观
视角，微观视角包括对溶质溶解、电离产生的微粒种类,微粒间的相互作用和微粒
的数量关系分析，宏观视角主要描述变化过程中的宏观现象和物质变化。从不同的角度，更加深入地认识了电解质在水溶液中存在的离子反应和离子平衡，并进一步认识了水溶液中的一类离子反应的发生即多重平衡状态之间相互影响的结果。通过该模型的构建，引导学生建立对水溶液中的离子反应和离子平衡的一般认识方式。
本节课还特别重视实验，适度整合传感技术，将无法用肉眼或者肤觉观察出的情况进行表征，帮助学生进行量化分析。实验过程中有以下几个问题有待解决：
缓冲范围？喝多少气泡水会对人体 pH 带来明显改变。
为什么矿泉水只充了二氧化碳没加碳酸氢钠，显碱性？是因为硅酸盐吗？
为什么弱碱性缓冲溶液加了水，pH 会增大？
第 2 课时 教学过程环节一：定性分析——认识缓冲溶液
【情境导入】缓冲溶液，能够维持人体的酸碱平衡。国家非物质文化遗产蓝印花
布的染色过程中，也需要缓冲溶液来维稳。
【问题 1-1】什么是缓冲溶液？
【活动 1-1】学生实验：①向四支试管中分别加入约 3 mL 蒸馏水、CH3COOH
溶液、CH3COONa 溶液和 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液，再分别加入 5 滴甲基橙指示剂，观察实验现象。随后再向四支试管中分别加入 5 滴 0.1 mol/L HCl溶液，观察实验现象。
②向四支试管中分别加入约 3 mL 蒸馏水、CH3COOH 溶液、CH3COONa 溶液
和 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液，再分别加入 5 滴酚酞指示剂，观察实验现象。随后再向四支试管中分别加入 5 滴 0.1 mol/L NaOH 溶液，观察实验现象。
【归纳 1-1】回答所观察到的实验现象，分析现象原因。获得实验结论：一般的溶液没有抗酸和抗碱的能力，而 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液有抵抗外来少量酸、碱或稍加稀释而保持溶液 pH 基本不变的能力。
【活动 1-2】根据实验中缓冲溶液所呈现的特点，获取关键词去定义缓冲溶液。
【归纳 1-2】当往某些溶液中“加入一定量的酸和碱，或加少量水稀释”时，溶液“保持 pH 相对稳定”的作用，称为缓冲作用，这样的溶液叫做缓冲溶液。
【问题 1-2】缓冲溶液是如何起到“缓冲作用”的？
【活动 1-3】以 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液为例，分析其中的多重平衡体系，关注核心平衡体系及其“相互抑制”的作用。
CH3COOH H+ + CH3COO- CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
逐一分析加入酸、碱或稍加稀释后的平衡移动及整体变化情况。
【归纳 1-3】加入碱时，醋酸作为抗碱成分，减弱外界物质的影响；加入酸时，醋酸根作为抗酸成分；这些成分也可以对抗稍加稀释。因此，缓冲机制本质上就是通过抗酸成分与抗碱成分的平衡移动共同作用于外界影响，完成相互的转化，保持溶液 pH 的相对稳定，这样的组合我们可以将其称为缓冲系（或缓冲对）。
【问题 1-3】哪些物质可以组成缓冲溶液？
【活动 1-4】小组交流讨论，结合缓冲溶液的缓冲机制，分析缓冲溶液的组成。
【归纳 1-4】① 弱酸及其对应盐，多元酸的酸式盐及其次级盐；② 弱碱及其对应盐。
【活动 1-5】结合图示呈现的缓冲溶液 HF-F-，分析当加入少量酸、碱时抗酸、抗碱组分的变化情况。
【归纳 1-5】缓冲溶液缓冲过程中的微粒变化，强调足够浓度的抗酸组分和抗碱组分。
设计意图：以学生实验作为导入，提高学生的关注度，促进学生直观理解缓冲溶液。并以 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液为例，以缓冲溶液的缓冲机制分析为载体，引导学生从熟悉的孤立分析单一粒子在水溶液中的行为，到关注多粒子之间的相互作用，以此归纳出缓冲实质，总结出缓冲溶液的组成。发展学生的微粒观、变化观和平衡观。
环节二：定量分析——探究缓冲溶液
【过渡】此处涉及到一个问题，如果加入的酸碱过多，使得整个体系倾向于某一边时，整个平衡体系就会被打破。因此，缓冲溶液的缓冲作用存在限度。
【任务 2-1】探究 CH3COOH 溶液中加入 NaOH 溶液的 pH 变化，以蒸馏水作为空白对照。
【活动 2-1】预测以 NaOH 溶液体积为 X 轴、以溶液 pH 为 Y 轴时，两个体系的图像情况，并标出滴定终点的对应的理论数值。
【实验探究】向 50mL 0.1mol/L CH3COOH 溶液中逐滴加入 0.5mol/L NaOH 溶液，通过 pH 传感器测定 pH 变化，如下左图。并以同体积蒸馏水进行对比实验，如下右图。
【活动 2-2】对比预测的图像，分析真实实验图像的特别之处，如拐点等。
【归纳 2-1】实验结论：①理论上，该反应体系恰好完全反应只需 10mL，但通过读图可以看出，突跃时体积已经远远超过了理论值。②图像的平台期，是因为形成了 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液。
【展示】对应酸来说，也存在着很好的缓冲作用。
【过渡】通过图像也可以看出，缓冲溶液的缓冲能力确实是存在限度的。实际上，上述所提及的形成与限度，都与缓冲溶液的 pH 计算紧密联系。
【任务 2-2】常温下， 1 L CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液中含有 0.20 mol
CH3COOH 和 0.10 mol CH3COONa ，求该缓冲溶液的 pH。
【活动 2-3】计算对应缓冲溶液的 pH。
【归纳 2-2】
【活动 2-4】运用公式，解决实验图像所呈现的缓冲溶液形成与达到限度时的缓冲比（盐溶液浓度/酸溶液浓度）。
设计意图：通过数字化实验，探究缓冲溶液的形成与限度。以预测图像开始，创设认知冲突、发学生兴趣；以直观化的实验图像承接，引导学生基于证据分析数据的变化情况；以缓冲溶液 pH 计算的思维活动，循序渐进地分析并解决问题，完善对于多重平衡体系的认知模型，培养学生的“科学探究与创新意识”、“证据推理与模型认知”等素养。
环节三：广泛应用缓冲溶液
【情境】以缓冲溶液在生命体中的应用为例，探讨血液中最主要的缓冲体系。
(
3
)【活动 3-1】结合本节课内容，分析人体血液中存在的 H2CO3-HCO -，这样一个具有缓冲能力的多重平衡体系，写出表达式。
【归纳 3-1】
【活动 3-2】分析如何解决人体的酸中毒和碱中毒问题。
【归纳 3-2】人体血液的缓冲机制：酸中毒时，通过肺部的调节作用，排出大量的二氧化碳，血液中的碳酸浓度降低，维持比值不变，即 pH 的稳定。碱中毒时，通过肾脏的调节作用，排出大量的碳酸氢根，维持比值不变，即 pH 的稳定。
【课堂小结】环境的 pH 对人体可能没这么重要，但对很多反应和有些生命体维持生命很重要，即没有缓冲体系的生命体。如小丑鱼会因海水酸化神经受损、丧失听觉、有自杀冲动，水母会因海水酸化数量剧增、泛滥成灾。这些都充分说明
了缓冲溶液对于我们生活生产的重要意义。
设计意图：本环节的设计，充分体现了对于学生化学学科核心素养发展的关注。其应用本节课初步建构的水溶液中“多重平衡体系”的分析模型，解决日常生活生产中的实际问题，激发学生兴趣，使学生初步了解和体会化学中的缓冲溶液在人体健康等方面的重要价值。
板书设计
教学反思
核心素养视角下的课堂教学，要求以学生为本，促进学生主动建构对知识的理解、发展学生的学科能力与价值观念。
本节课在创设贴近学生生活情境的基础上，以学生分组实验展开，让学生有一个感性的观察和认识，引出缓冲溶液的概念，现象直观，便于理解。
随后层层递进，以 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液为例，思考溶液中的多重平衡体系；由浅入深，讨论其中的核心平衡体系并分析其如何作用；从而总结出缓冲机制及其本质，并归纳出缓冲溶液的组成，突出重点、突破难点。
接着由定性转入定量，通过数字化实验，探究缓冲溶液的形成与限度，引导学
(
生基于证据进行分析、推理，在探究过程中产生的各种实验现象、计算的理论结果
等等筛选出有效的，形成证据支撑最终结论，让整个过程有理有据，具有说服力。在这样的一步步引导下，有利于学生证据意识的培养，在信息化时代中，养成搜集信息、获取证据并科学推理的科学态度，打下终身学习的基础。
最后，迁移应用，分析血液缓冲对中的核心多重平衡体系
H
2
CO
3
-HCO
3
，解决
酸中毒、碱中毒问题，体会化学与生活密切相关、相互渗透。
-
本节课涉及到的缓冲机制较难理解，缓冲溶液的形成与限度复杂以及缓冲溶液
pH
计算较为繁杂，在教学过程中，为了让学生更加充分理解和掌握相关知识，并
提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，需要将知识点与实际问题紧密结合，通过课堂提问与及时评价等，搭建好学生思维发展的台阶。教师需要充分激发学生学习的兴趣，内在动机驱动着学生，在实验探究、解决问题的过程
中，获取化学学科知识、形成化学学科观念和学科思维，用化学思想解决实际问题，逐
步提升学科核心素养。
)
第 3 课时 教学过程
环节一：珊瑚礁的形成
【情境】通过展示今年暑假我国最热地区的图片，促使学生思考高温会不会对海洋中生物产生影响？再播放央视新闻，由于 CO2 过度排放，导致全球气候变暖和海水酸化，已经严重影响珊瑚礁的生存。
图 1 2022 年全国最热地区是新疆的吐鲁番，极端高温达到 46℃
【过渡】本节课的学习任务是 1.珊瑚礁的形成 2.珊瑚礁的破坏 3.珊瑚礁的保护。
【问题 1-1】请学生结合资料分析珊瑚礁是如何形成的？并提醒学生两点：1.
珊瑚礁的主要成分是 CaCO3。2.正常海水的 pH 在 8.0~8.3。
表 1 海水中主要微粒浓度 图 2 海水中含碳元素微粒分布图
【活动 1-1】学生小组讨论，积极发言。主要猜想有 3 种：1.认为海水中 CaCO3 可能是 Ca2+和 CO32-反应生成的；2.认为海水中 CaCO3 可能是 Ca2+和 HCO3－反应生成的；3.认为以上两种可能都有。
【问题 1-2】在化学上有这样一句话“实验是最高法庭”，既然同学们的提出 3 种可能方案，下面我们来做动手实验，看看实验过程能不能找到一些宏观现象作为分析依据？教师介绍一下因为是模拟浓缩海水，所以 c(Na2CO3)=0.03 mol/L、c(NaHCO3)= 0.47 mol/L,并介绍实验操作。
【活动 1-2】学生分组实验，并记录实验现象。与 Na2CO3 溶液反应现象是有少量白色沉淀。而与 NaHCO3 溶液反应现象是有大量白色沉淀，并且会有气泡产生。通过实验现象的差异，同学们刚才讨论的 3 种猜想中第 2 种最合理。
(
3
)【问题 1-3】既然 CaCO3 形成主要和 NaHCO3 有关，且最终出现气泡这种现象，请同学们思考 HCO －是以电离为主还是水解为主？
(
3
3
) (
3
3
3
2
2
2
)【活动 1-3】学生小组讨论，积极发言。由于出现 CO2 气体这种宏观现象，说明 HCO －以电离为主，电离出的 CO 2-被 Ca2+结合后，多出的 H＋与过量的 HCO －反应生成 CO 气体，即 Ca2＋＋ 2HCO － CaCO ＋ CO ＋ H O。
【问题 1-4】结合实验证据，我们已经做出了定性分析，下面我们借助于平衡常数的定量计算来验证我们的定性分析是否可靠？
【活动 1-4】学生结合所给的四个平衡常数，计算出此平衡
(
3
3
2
2
)Ca2＋＋ 2HCO － CaCO ＋ CO ＋ H O 的 K=106.24，教材中说过：当一个反应的平衡常数 K 大于 105，说明反应几乎完全。这也证实了我们的定性分析是可靠严谨的。
【问题 1-5】我们已经学习了珊瑚礁的形成，同学们能不能总结水溶液中多重平衡体系一般分析思路？
【活动 1-5】学生小组讨论，积极发言。总结出先找微粒和平衡，再结合实验现象进行定性分析，最终通过平衡常数的定量计算加以验证。
图 3 水溶液中多重平衡体系一般分析思路
设计意图：珊瑚礁大量死亡是环境被破坏的一个缩影，视频渲染出一种人类面对环境被破坏时深切焦虑的情绪，激发学生关注社会，认识到学习化学的实际价值。引导学生把真实情境问题转化成化学问题，并加以解决。形成从“是什么”到“为什么”再到“怎么办”的问题解决的系统思考方式。学生从离子平衡角度进行思考，遇到分歧时利用宏观实验现象作为证据进行定性分析，最后利用平衡
常数的定量计算加以验证，最终构建水溶液中多重平衡体系一般分析思路，在过程中培养学生宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想和证据推理与模型认知化学学科核心素养。
环节二：珊瑚礁的破坏
【情境】既然温室气体 CO2 过度排放会导致全球气候变暖以及海水酸化，那同学们能不能设计数字化实验来模拟海水中珊瑚礁溶解的过程？具体用什么物理量来表征 CaCO3 溶解过程？
【活动 2-1】学生小组讨论，积极发言。在学生的交流和汇报中分别提到可以测定关联的物理量包括 pH、Ca2+传感器和电导率传感器，甚至是浑浊度传感器等。
【问题 2-2】请同学们根据所给装置分析各自的作用，并观察实验曲线及曲线背后表征的含义？
图 4 数字化实验测定模拟海水中电导率变化
图 5 红色曲线表示 pH 变化，蓝色曲线表示电导率变化
【活动 2-2】学生小组讨论，积极发言。随着 CO2 不断的通入，模拟海水的 pH在不断减小，电导率显著增大，说明溶解的 CO2 参与该反应。由于平衡逆向移动， CaCO3 逐渐溶解，最终导致珊瑚礁消失。
设计意图：学生在前一个环节虽然构建了模型，但是应用模型时往往不能把宏观实验现象、实验数据转化为推理的证据，所以在此环节教师通过让学生自主设计数字化实验，自主选择要测定的关联物理量，让学生实现认知结构和认知方式的关联，完善逻辑推理链条，最终培养科学探究与创新意识化学学科核心素养。
任务三：珊瑚礁的保护
【情境】展示《自然》杂志刊发评论文章片段：如果全球变暖以目前的速度继续，全世界的珊瑚礁到 2070 年可能会全部消失！让学生思考当下人们应该采取哪些解决方案来减少 CO2 排放。
【活动 3-1】学生小组讨论，积极发言。当今世界各国人民为减少 CO2 过度排放采取的方案：1.减少碳排放，我国政府在第七十五届联合国大会上提出国家战略：“二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。2.碳封存；3.碳转化。
【问题 3-2】今天下午我们连续三位老师围绕水溶液中多重平衡体系进行大单元教学，各位同学谈谈自己的收获？
【活动 3-2】学生小组讨论，积极发言。在第 1 课时《认识苏打水》，我们复习了水溶液中离子反应和离子平衡的概念，在第 2 课时《缓冲溶液》，我们进一步深入学习缓冲溶液这个多重平衡体系。在第 3 课时《保护珊瑚礁》，通过珊瑚礁的形成和破坏过程的讨论，构建了水溶液中多重平衡体系一般分析思路。
设计意图：从化学视角分析化学学科在实现“碳达峰、碳中和”过程中的重要作用和影响，体现化学学科价值。开发碳减排、碳封存和碳转化等碳资源综合利用的技术，需要各位同学经后参与基础理论研究和关键共性技术新突破，激发学生化学学习的内生动力，最终培养科学态度与社会责任化学学科核心素养。
板书设计
教学反思
珊瑚的形成、温室效应对珊瑚的破坏等问题是水溶液中离子平衡的应用实例，从化学视角对“碳达峰、碳中和” 这一素材解析可聚焦《化学反应原理》 模块的核心内容。在分析的过程中，除了要应用相应的化学知识，更为重要的是具有宏观微观转化的视角和思路，具有应用水溶液认识模型分析解决问题的能力，以及应用事实证据进行推理论证的能力。因此，无论是在学科知识上，还是在学科思想和问题解决能力上，这一内容对发展学生的化学核心素养都蕴含了丰富的教学价值。
本节课采用“ 四重表征” 教学策略：符号——化学方程式； 宏观——实验现象；微观——微观探析；曲线——pH 和电导率，以此增强学生对化学宏观表征的认知，结合数字化实验，利用曲线表征加强学生对珊瑚礁形成和破坏原理的理解，从而有效培养学生图表和曲线的分析及处理能力，体现化学学科的思维方式。
在请学生设计数字化实验前，教师在数字化实验室已经将学生可能想到的传感器如 pH 传感器、电导率传感器以及浊度传感器，预先进行多次实验。虽然 c(Ca2+)变化曲线是最直接的证据，但是最终选择电导率传感器，不管是曲线的稳定性以及数据的准确性，都适合在课堂中演示。
水溶液中的多重平衡体系
教学内容基本信息
学科 化学 实施年级 高三
课程标准模块 选择性必修模块 1 化学反应原理 主题 3：水溶液中的离子反应与平衡
使用教材 人教版选择性必修一
单元名称 第三章水溶液中的离子反应与平衡
单元课时 3
引领性教学主题
【研读课标找到依据】
《普通高中化学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》（以下简称”新课标”）作为化学学科的指导性文件，是教材编写的主要依据，更是高考命题、课堂教学不可或缺的资源蓝本。本单元对应新课标选择性必修模块 1 化学反应原理主题 3《水溶液中的离子反应与平衡》，其具体要求如下：
内容要求
电离平衡
认识电解质在水溶液中存在电离平衡，了解电离平衡常数的含义。认识水的电离，了解水的离子积常数，认识溶液的酸碱性及 pH，掌握检测溶液 pH 的方法。
水解平衡
认识盐类水解的原理和影响盐类水解的主要因素。
沉淀溶解平衡
认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解与转化。
离子反应与平衡的应用
了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用。了解溶液 pH 的调控在工农业生产和科学研究中的应用。
教学提示
教学策略：通过对电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等存在的证明及平衡移动的分析，形成并发展学生的微粒观、平衡观和守恒观；关注水溶液体系的特点，结合实验现象、数据等证据素材，引导学生形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。
情境素材建议：水溶液中离子平衡的应用实例，如弱酸的制备、铝盐和铁盐的净水作用、缓冲溶液及其作用、溶洞和珊瑚礁的形成等。
学业要求
能进行溶液 pH 的简单计算，能正确测定溶液 pH，能调控溶液的酸碱性。能选择实例说明溶液 pH 的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。
能综合运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。
【梳理教材准确定位】
新课标明确指出，要进一步精选学科内容，重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实。普通高中化学教材作为化学课程内容的主要表征形式，通过梳理明确本单元在教学中对学生大概念建构的作用，有利于教师在化学教学中的整体性把握。
通过教材梳理，结合近年来高考命题的热点“运用基本理论和方法解决水溶液中发生的反应和生产生活中的实际问题”，本单元教学选择将视角聚焦于“水溶液中的多重平衡体系“，其作为新人教版选择性必修１第三章《水溶液中的离子反应与平衡》的复习内容，是在“基于微粒观、平衡观和守恒观角度认识水溶液中的变化规律”主题下所进阶的探究单元，具体架构如下图所示：
物质在水溶液中的行为包含：溶解、电离、反应与平衡等，电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应，从离子角度认识电解质溶液及其相互作用是离子反应与一般化学反应的重要区别，而水溶液中的离子反应与平衡则是化学反应调控在离子角度的应用。尤其是对水溶液中多重平衡体系的发展与应用，在对溶液中粒子来源、种类和数目的分析解释过程中，需要从宏微结合的视角对物质及其变化进行分类与表征，需要运用化学反应原理分析影响变化的因素，需要建立相应的认识模型对物质的性质和变化做出解释或预测并对模型进行修正与完善，进而发展学生 “宏观辨识与微观探析” “变化观念与平衡思想”和 “证据推理与模型认知”等化学学科核心素养。
【把握概念建立结构】
“水溶液中的多重平衡体系”是以实际问题情境为载体，在归纳认识水溶液中离子反应与平衡基本思路（如下图所示）的基础上，所建构的复习单元。
本单元教学由单一粒子的行为出发，首先分析了苏打水中弱电解质的电离平衡；随后引入盐类的水解平衡，从对单一粒子的分析，到粒子间的相互作用；而后以缓冲溶液为例，深入分析了电离平衡、水解平衡存在下粒子间相互作用的影响结果；最后围绕珊瑚礁的形成、破坏与保护，引入沉淀溶解平衡，并综合应用三大平衡解决真实情境下的“多重平衡体系”问题。旨在深化学生水溶液问题的认识思路，通过对水溶液中离子反应与平衡的分析，形成并发展学生的微粒观、平衡观和守恒观。
【了解学情有的放矢】
本节课为“水溶液中的离子反应与平衡”的复习专题课，授课对象为高三学生。在必修课程中，学生“认识了酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。通过实验事实认识了离子反应及其发生的条件”；在此基础上，学生通过选择性必修课程学习，从化学平衡的角度认识电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡以
及离子反应与平衡的应用等知识。认识水的电离和溶液的酸碱性及 pH，认识影响溶液中离子平衡的因素，基本能运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。
但实际上学生对水溶液中的离子平衡认识水平较低，多是基于简单规律、结论、定性水平的简单认识，没有深入到对离子平衡本质的认识，对离子平衡相关定量数据的关注也较少。对于多种溶质存在的多重离子平衡体系以及相应的离子反应的认识，也多是简单的规律、结论，缺乏预测和解释的能力。
因此，教师需要引导学生深入认识水溶液中的离子反应与离子平衡，并通过对相关现象进行解释和分析，在对水溶液中的离子平衡相关理论模型认识的基础上，构建水溶液中的离子反应与离子平衡认识模型、应用模型，解决真实而复杂的问题。
【创设情境提炼问题】
真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实地表现机会。因此，本单元的教学中要创设真实且富有价值的问题情境，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。
本单元选用了如下的教学情境：
探究苏打水、关注人体酸碱平衡、制取气泡水；
国家非遗蓝印花布、血液中的缓冲体系、小丑鱼与水母；
珊瑚礁的形成、破坏与保护。
通过真实情境挖掘实际问题，转化成学生任务、活动，内容上更贴近学生生活实际，激发学生兴趣，让学生在参与实际生活问题解决的过程中学习相关的生活知识、化学知识，以及在此过程中形成的解决生活问题的一般思路等方法性知识，凸显化学学科的核心价值。
素养导向的教学目标
新课改背景下，指向学科素养的大单元教学设计，是立德树人的必然要求，也是化学学科核心素养落地的最有效途径。站位于大单元，立足于每一课，以统摄单元的结构化思想来作为每一课教学设计的起点，突出知识建构的过程，将化学的必备知识、关键能力，科学有效地安排在不同课时中，再通过指向核心素养的问题串，将这一课的教学内容明晰化、教学重点突出化、教学过程学生化，实现课堂“教、
学、评”一体化。基于此，制定本单元的教学目标如下：
学科核心素养 教学目标 对应的 学科核心素养
（1）通过真实的情境创设，组织学生开展实验探究、分析解释等活动，促进学生认识水溶 对应素养 D、E
液中的离子反应与平衡对生产、生活和社会发
展的作用，落实学科核心素养的发展。
A 宏观辨识与微观探析 （2）能从微粒之间相互作用的视角，运用动态平衡观点认识物质在水溶液中的行为，并对宏观现象进行预测和解释，培养学生的探究能 对应素养 A、B
B 变化观念与 平衡思想 力，提升应用知识分析和解决问题的能力。
C 证据推理与 模型认知
D 科学探究与创新意识 E 科学态度与社会责任 （3）关注水溶液体系的特点，结合实验现象、图像、数据等证据素材，分析复杂的离子反应体系，引导学生形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。 对应素养 B、C
（4）能够结合实例，从粒子、反应、平衡等角度论述水溶液中的电离平衡、水解平衡和沉 对应素养 B、C
淀溶解平衡，形成并发展学生的微粒观、平衡
观和守恒观，培养系统思维能力。
挑战性教学活动
【设计依据与价值分析】
单元主题 课时主题 课时目标
水溶液中的多重平衡 体系 苏打水与人体健康 能够围绕苏打水酸碱性的问题，分析 H2CO3 和 - HCO3 体系中存在的微粒种类及微粒间的相互作用。 结合数字化实验，能够利用初步建构的水溶液中的离子反应与平衡认识模型分析现象并解决实际问题。 通过缓解胃酸、调节人体酸碱性的情境探讨，以及 动手操作制备苏打水的趣味实验，感受化学与社会生产生活的相互融合、紧密联系。
缓冲溶液 通过趣味实验定性认识缓冲溶液，掌握缓冲溶液的定义、作用原理及组成； 通过数字化实验定量探究缓冲溶液，理解缓冲溶液的形成及其具有限度的特性； 结合已有平衡知识，能够完成缓冲溶液的公式推导并具体计算； 通过理论分析与实验探究相结合，能够应用已有知识分析血液中的多重平衡体系，初步建构多重平衡体系分析思路的模型。
保护珊瑚礁 运用水溶液中电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的基础知识，从微粒间相互作用的角度，分析珊瑚礁的形成与破坏。 能够通过理论分析与实验证据相结合，构建水溶液中多重平衡体系的一般分析思路。 从化学视角分析如何实现“碳达峰、碳中和”过程，体现化学学科价值，激发学生化学学习的内生动力。
【单元活动的规划与拆解】
第 1 课时 苏打水与人体健康
第 2 课时 缓冲溶液
第 3 课时 保护珊瑚礁
反思性教学改进
核心素养引领下的大概念单元教学，能够促使教师深入思考知识背后更为本质的思想方法，促进教师知识与方法的结构化，提升教师思维的深度与广度，进而提升学生的思维品质和学习效率。
【课前对以往教学的反思】
对水溶液主题的研究，指向具体章节内容的较多，进行大单元教学设计与实践的则较少。以大概念为统领进行单元教学，有利于教师把握教学内容的本质和关键，促进学生从化学知识向核心素养的转化，而“平衡思想是水溶液的大概念”是教学的共识。
基于已有研究与经验发现，学生在进行完新授课后，对水溶液中离子平衡的认识仍处于较低水平，多是基于规律、结论、定性水平的简单认识，并没有深入到对离子平衡本质的认识。尤其是对于多种溶质存在的多重离子平衡体系以及对离子平衡相关定量数据的关注。
所以本单元设计以“平衡”知识为载体，以情境问题的解决为途径，以多种溶质存在的多重离子平衡体系为主线，从粒子的来源确定存在的平衡，从平衡的移动分析水溶液的变化，着力培养学生对核心概念的深层理解， 逐步建构分析思路模型，并应用此分析、解释真实问题，促进学生核心知识与思想方法的进阶发展与认识思路的系统化。
【课中对学生表现和设计效果的反思】
本单元教学在水溶液中离子反应与平衡的认识模型中，提炼了认识对象、认知视角和任务类型等模型要素。以溶液的组成成分溶质和溶剂为认识对象；任务类型由单一溶质的简单体系进阶到多种溶质的复杂体系；认识视角分为微观和宏观视角，微观视角包括对溶质溶解、电离产生的微粒种类、微粒间的相互作用和微粒的数量关系的分析，宏观视角则主要描述变化过程中的宏观现象和物质变化。从不同的角度，更加深入地认识了电解质在水溶液中存在的离子反应与平衡，并进一步认识了水溶液中一类离子反应的发生，即多重平衡体系中微粒间相互影响的结果。通过该模型的构建，引导学生建立对水溶液中的离子反应与平衡的一般认识方式。
由于多重平衡体系的复杂性，学生在分析苏打水酸碱性、缓冲溶液作用原理和珊瑚礁的形成、破坏等方面都较难理解。因此，在教学过程中，为了让学生更加充分理解和掌握相关知识，并提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，需要将知识点与实际问题紧密结合，通过课堂提问与及时评价等，搭建好学生思维发展的台阶。教师需要充分激发学生学习的兴趣，内在动机驱动着学生，在实验探究、解决问题的过程中，获取化学学科知识、形成化学学科观念和学科思
维，用化学思想解决实际问题，逐步提升学科核心素养。
“四重表征”教学策略：符号——方程式的属书写； 宏观——实验现象；微观——微观探析；曲线——传感器图像。通过数字化实验，引导学生基于证据进行分析、推理，在探究过程中产生的各种实验现象、计算的理论结果等等筛选出有效的，形成证据支撑最终结论，让整个过程有理有据，具有说服力。在这样的一步步引导下，有利于学生证据意识的培养，在信息化时代中，养成搜集信息、获取证据并科学推理的科学态度，打下终身学习的基础。
【课后反思与改进】
教师思想观念的转变。课堂教学改革，落实基于深度学习的单元教学 要依靠教师。以素养立意的教学目前还存在无法落实到教学一线的情况，教师存在教学不习惯或犹豫是以知识的输入为主还是发展学生素养为主的情况，课堂教学中教师关注的是学生获取知识的多少还是学生学习解决问题的能力。实际上，学生化学学科核心素养的发展应该是在具体活动中自我建构、不断提升的过程，而教师思想观念的转变至关重要。
教师教学理念的转变。水溶液中的离子反应与平衡知识关联性强，但
微观视角的知识较多，学生理解起来困难。因此，要在把握离子反应、氧化还原反应、化学平衡、弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀溶解平衡等多方面的基础上进行整合应用，从单一体系进阶到多重体系，从单一的电离平衡到水解平衡再到沉淀溶解平衡，实现对“平衡”知识的深度综合应用。
课时教学设计
课时安排
第 1、 2、 3 课 时 苏打水与人体健康（第 1 课时）缓冲溶液（第 2 课时） 保护珊瑚礁（第 3 课时）
课时前端分析
课时教材分析 本节课课题选自于人教版化学选择性必修 1《化学反应原理》第三章《水溶液中的离子反应与平衡》，为帮助学生全面深刻认识 “平衡”，经过对课程标准和教材的研究，将单元教学的主题定为 “水溶液中的多重平衡体系”，理论上应作为课本内容的复习课时，是基于学生已有认知模型所进阶的探究课时。课标中明确指出要通过对水溶液中离子反应与平衡的分析，形成并发展学生的微粒观、变化观和平衡观；同时，基于宏观现象、实验数据等实证素材，引导学生建构认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。 本单元为实现对单一平衡的孤立分析到多重平衡体系的系统分析的认知进阶，初步形成分析复杂水溶液平衡问题的系统认知思路，如下图所示： 围绕苏打水真实情境的问题解决，运用模型及建模的教学策略，进一步深化学生对水溶液中的离子反应与平衡等科学模型的认识，并着重引导学生构建水溶液中的离子反应与平衡系统化认识模型。 缓冲溶液，作为课标中明确提及的情境素材，是一个构成复杂、应用广泛的水溶液体系。以其为载体，围绕缓冲溶液的定义、缓冲机制、组成、形成与限度、pH 计算与广泛应用，进行水溶液中多重平衡体系的分析与应用，以期提高学生运用基本理论和方法解决水溶液中的反应和生产生活中实际问题的能力，促进学生的认知发展。 海水同样是一个比较复杂的水溶液体系，在海水的环境系统中能产生很多实际 应用水溶液中离子平衡的问题，珊瑚礁的形成这个 素材在新课标中被明确提及。第 3 课时将以珊瑚礁的形成、破坏和
保护为线索进行水溶液中多重平衡体系分析，并模型建构复杂水溶液体系分析一般思路。
课时学情分析 学习本节内容时学生已具备的知识、经验与方法：本节授课对象为高三学生，学生已经学习了弱电解质的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡，认识水的电离和溶液的酸碱性及 pH，认识影响溶液中离子平衡的因素，基本能运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。 学生学习中可能存在的学习障碍和对策有： 对于水溶液中离子平衡的认识，多是基于规律、结论、定性水平的简单认识，没有深入到本质； 对离子平衡定量数据的关注较少，且无法进行较好的计算； 对于多种溶质存在的多重离子平衡体系认识，多是简单的规律、结论，缺乏预测和解释的能力。 故要实现从对单一平衡的孤立分析到多重平衡体系的系统分析的认知进阶，以及形成分析复杂水溶液平衡问题的系统认知思路和建构认知模型的能力有待提高，教师需要引导学生深入认识水溶液中存在的离子反应与平衡，并通过对相关现象进行解释和分析，在对水溶液中的离子平衡相关理论模型认识的基础上，构建水溶液中 的离子反应与平衡认识模型应用模型，解决真实而复杂的问题。
课时学习重点 第 1 课时 水溶液中的多重平衡。第 2 课时 围绕缓冲机制分析多重平衡体系；缓冲溶液的形成与限度；利用缓冲溶液知识分析并解决生命科学问题等。 第 2 课时 复习水溶液中电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的基础知识。
课时学习难点 第 1 课时 数字化实验图像的分析；第 2 课时 缓冲溶液的 pH 计算；缓冲溶液的形成与限度；初步建构多重平衡体系分析思路的模型； 第 3 课时 从微粒观、平衡观的分析视角，构建水溶液中多重平衡体系的一般分析思路。
开放性学习环境 物理环境： 测定苏打水的酸碱性，CO2 水溶液中滴入氢氧化钠溶液的 pH 变化，CO2 水溶液与碳酸氢钠溶液的互滴，制备气泡水；缓冲溶液定性实验，氢氧化钠滴定醋酸的数字化实验，血液中的缓冲体系；模拟浓缩海水测定一定条件下 CaCl2 与 Na2CO3、NaHCO3 的实验现象及对比，数字化实验测定模拟海水中电导率。 实物投影 实验互动；学案呈现；数字化实验数据与图像。
解读： 新课标中水溶液主题的核心知识基本不变，变化的是认识知识的角度、利用知识思考问题的方式和更加凸显知识的应用价值，新课标明确提出从电离、离子反应、化学平衡的角度认识电解质水溶液的组成、性质和反应，思考平衡问题的方式更多体现在定量关系层面，明确要求学生能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡，分析平衡的移动，发展学生的微粒观、平衡观和守恒观，形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。本单元设计以“平衡”知识为载体，着重关注多种溶质存在的多重平衡体系，从粒子的来源确定存在的平衡，从平衡的移动分析水溶液的变化，逐步建构分析思路模型，并应用此解决真实问题，促进学生核心知识与思想方法的进阶发展。3 个课时的教学形成一个有机整体，目标一致。第 1 课时围绕苏打水与人体健康展开，围绕苏打水的酸碱性由单一粒子的行 为出发，分析了苏打水中 H2CO3 体系存在的微粒种类，关注弱电解质的电离平衡； - 随后引入盐类的水解平衡 HCO3 ，从对单一粒子的分析，到关注粒子间的相互作
用；通过对缓解胃酸、调节人体酸碱性的情境探讨，检验初步建构的水溶液中离子反应与平衡的认识模型；并积极引导学生动手制备苏打水，感受化学与社会生产生活的相互融合、紧密联系。 第 2 课时从“缓冲溶液维持人体酸碱平衡”、“国家非遗蓝印花布的染色维稳”引入，通过学生实验、小组交流等定性认识缓冲溶液，促进学生理解；随后，基于学生已有认知设置问题链，引导学生积极进行类比、分析完成“缓冲溶液”中“多重平衡体系”的定性学习，并建构认知模型；紧接着由定性分析过渡到定量研究，以数字化实验为载体，探究缓冲溶液的形成与限度，通过创设认知冲突，激发学生兴趣，并辅以 pH 计算的思维活动，循序渐进地分析并解决问题，完善对于多重平衡体系的认知模型；最后结合缓冲溶液的案例“血液中的缓冲体系”提出问题，用所学知识解决实际问题，促进学生在潜移默化中完成知识的迁移应用，使学生认识到化学与生活息息相关，自觉运用化学思维解决日常生活中的具体问题，完成学生的素养发展。 第 3 课时先通过学生实验模拟海水中 CaCl2 分别和 Na2CO3、NaHCO3 反应 - 的现象不同，分析讨论 NaHCO3 是珊瑚礁形成的主要微粒，且 HCO3 主要考虑 电离的过程，体现变化观念与平衡思想；通过对珊瑚礁形成过程的讨论建构水溶液中多重平衡体系一般分析思路，体现证据推理与模型认知；引导学生思考可以通过测定海水中什么物理量的数值变化来判断温室气体 CO2 过度排放会引起珊瑚礁溶解的过程，体现科学探究与创新意识；最后在珊瑚礁的保护环节引导学生思考减少 CO2 过度排放的可行方案，主要包括碳减排、碳吸收和碳转化等，体现科学态度与社会责任。
课时教学目标（单元教学目标的具体化）
单元教学目标 课时教学目标 对应关系
A. 通过真实的情境创设，组织学生开展实验探究、分析解释等活动，促进学生认识水溶液中的离子反应与平衡对生产、生活和社会发展的作 用，落实学科核心素养的发展。 第 1 课时 通过对苏打水中存在微粒种类及其关系的分析，初步构建离子平衡认识模型； 通过数字化实验、探讨与评价，诊断并发展酸碱中和滴定、实验设计的认知检验认识模型并优化； 通过对苏打水能否缓解胃酸、调节人体酸碱性的情境探讨，以及动手操作制备苏打水，感受化学与社会生产生活的相互融合、紧密联系。 第 2 课时 通过理论分析与实验探究相结合，引导学生应用已有知识逐步分析问 题，初步建构多重平衡体系分析思路的模型； 通过缓冲溶液的定性与定量研究，培养学生的逻辑思维推理能力和科学计算能力； 运用缓冲溶液的相关知识解决生命科学及生活中的实际问题，充分体会化学知识在实际生活中的广泛应 用。 第 3 课时 3.1 通过珊瑚礁的形成和破坏问题分析，运用化学平衡有关知识，从微粒 对应教学目标 B 对应教学目标 C 对应教学目标 A 对应教学目标 D 对应教学目标 B 对应教学目标 C 对应教学目标 A 对应教学目标 D 对应教学目标 A
B. 能从微粒之间相互作用的视角，运用动态平衡观点认识物质在水溶液中的行 为，并对宏观现象进行预测和解释，培养学生的探究能力，提升应用知识分析和解决问题的能力。
C. 关注水溶液体系的特点，结合实验现象、图像、数据等证据素材，分析复杂的离子反应体系，引导学生形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路。
间相互作用的角度，复习水溶液中电 对应教学目标 B
D. 能够结合实例，从粒子、反应、平衡等角度论述水溶液中的 电离平衡、水解平衡 离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡的 基础知识。 3.2 通过理论分析与实验证据相结合， 构建水溶液中多重平衡体系的一般分 对应教学目标 C
和沉淀溶解平衡，形 析思路。
成并发展学生的微粒 观、平衡观和守恒观， 3.3 从化学视角分析如何实现“碳达 峰、碳中和”过程，体现化学学科价值， 对应教学目标 D
培养系统思维能力。 激发学生化学学习的内生动力。
解读： 依据创设的教学情境合理的将单元教学目标拆解到每个课时中去，有利于目标的具体落实。在拆解过程可将核心知识分散从而降低教学难度，如单元教学目标 C 对接新课标中“形成认识水溶液中离子反应与平衡的基本思路”。分散到 3个课时，第 1 课时初步建构认知模型，第 2 课时更加突出多重平衡体系，深化认知模型，第 3 课时则在 1、2 课时的基础上，总结并具体呈现分析思路的模型。3个课时的教学形成一个有机整体，目标一致，并具有进阶性打破常规的教学思路，围绕真实情境，形成运用基本思路解决实际问题来建构知识，运用学生活动来发 展素养的单元教学。
(
自制气泡水
胜狮
事必胜
巴黎水
名仁
屈臣氏
怡泉
4.6
5.4
5.5
5.3
)
第 1 课时 教学过程 【情境】从上完体育课，喝饮料解暑引入苏打水。 环节一 认识苏打水 （一）初识苏打水 【问题 1-1】市面上有很多苏打水，他们有什么样的区别？它们的酸碱性如何呢？ 【活动 1-1】用 pH 计分别测量各种苏打水的 pH。 【问题 1-2】为什么不同苏打水存在 pH 差异呢？ 【活动 1-2】根据苏打水配料表对苏打水分类：
分类 气泡水（含气矿泉水） 不含气苏打水 苏打气泡水（含气苏打水）
代表 胜狮、事必胜、巴黎水 名仁、依能 怡泉、屈臣氏
主要 成分 水+二氧化碳 水+碳酸氢钠 水+二氧化碳+ 碳酸氢钠
【问题 1-3】苏打水的酸碱性与它们的成分有什么关系呢？ 设计意图：通过苏打水广告，创设喝苏打水能否养生的问题情境，投入新课程的学习。对苏打水进行分类，将化学的分类法思想渗透到生活，并为后面的教学做好铺垫。 （二）苏打水的成分 1.气泡水（含气矿泉水）的成分 【问题 2-1】为什么气泡水显酸性？该体系存在哪些粒子和平衡？ 【活动 2-1】分析体系中的平衡：碳酸的电离平衡和水的电离平衡。 【问题 2-2】碳酸酸性强弱如何？如何用实验证明？ 【活动 2-2】从以下角度思考：存在电离平衡，存在电离平衡的移动，盐的水解... ①测电导率 ②测 pH ③加热测 pH... 【问题 2-3】如何设计实验证明碳酸是二元酸呢？ 【活动 2-3】1.滴定法 2. 与金属反应测气体的方法... 【演示实验 1】向 CO2 水溶液中滴入 0.1mol/L 的氢氧化钠溶液测 pH 曲线。
【问题 2-4】什么现象能说明它是二元酸？两次突跃发生的反应是什么？
【活动 2-4】分析曲线：两次突跃能说明它是二元酸，写出离子方程式。
设计意图：通过对气泡水成分的分析，复习酸性强弱及元数的实验证明方法，形成单一溶质体系离子平衡的分析模型。
不含气苏打水的成分
【问题 3-1】气泡水（含气矿泉水）显酸性，为什么不含气苏打水显碱性？碱性物质是什么？
【活动 3-1】分析不含气苏打水成分，及体系中存在的平衡。
【问题 3-2】碳酸 Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.6×10-12 ，用化学用语表示其显碱性的原因。
(
3
)【活动 3-2】通过计算 Ka2 和 Kh，比较 HCO -水解与电离程度。
【问题 3-3】为什么喝不含气苏打水也会打嗝？
【活动 3-3】分析温度及胃酸对苏打水中存在平衡的影响。
【过渡】气泡水加苏打水是不是就能形成苏打气泡水呢，在酸性的气泡水中不断滴入苏打水，溶液 pH 会如何变化呢？
【演示实验 2】向 CO2 水溶液（pH=4.57）中，滴加碳酸氢钠溶液（pH=8.99），测 pH 曲线。
【演示实验 3】向碳酸氢钠溶液（pH=8.99）滴加 CO2 水溶液（pH=4.57）测 pH
曲线。
【问题 3-4】向 CO2 水溶液中加碳酸氢钠溶液，一段时间后，pH 几乎不变化，
这是什么原因？
【资料卡片】当往某些溶液中加入一定量的酸和碱，或加少量水稀释时，溶液有阻碍溶液 pH 变化的作用，称为缓冲作用，这样的溶液叫做缓冲溶液。弱酸及其盐的混合溶液（如 CH3COOH 与 CH3COONa），弱碱及其盐的混合溶液（如 NH3·H2O 与 NH4Cl）等都是缓冲溶液。我们的血液因为呼吸作用也是一种缓冲溶液（H2CO3 与 NaHCO3）。
苏打气泡水的成分（缓冲溶液）
【问题 4-1】你认为哪种苏打水属于缓冲溶液，如何通过实验证明？
【活动 4-1】苏打气泡水，既含有二氧化碳，又含有碳酸氢钠，属于缓冲溶液。向苏打气泡水如怡泉中加入碱，观察溶液是否很容易转变成碱性。
【演示实验 4】向 30ml 怡泉苏打水中滴入 pH=13 的氢氧化钠溶液，测 pH 曲线。
【过渡】在商家的广告当中我们可以看到苏打水能缓解消化不良，还能够改善酸性体质，调节人体的酸碱性，有很多的保健功效。真的有这么神奇吗？我们怎么去验证广告的真实性呢？
环节二 苏打水与人体健康
（一）苏打水能缓解胃酸过多吗？
【活动 5-1】查阅资料 胃酸 pH：1.5-3.5
【问题 5-1】你猜测哪些苏打水，能缓解胃酸过多？
【活动 5-2】猜测碱性苏打水能缓解胃酸过多。
【活动 5-3】向四个小烧杯中分别加 30ml 的盐酸，测 pH，
再分别加入 30ml 蒸馏水、事必胜、名仁和怡泉苏打水，测 pH。
分析现象：加入蒸馏水，pH 变化不大；事必胜是气泡水，成分是碳酸，pH 变化也不大；名仁是苏打水，成分是碳酸氢钠，pH 增大较多。
【问题 5-2】怡泉是酸性的苏打气泡水，为什么 pH 也有较大变化？
【问题 5-3】是不是只有碱性气泡水才能中和胃酸？
【小结】碳酸氢钠可以中和胃酸，这一点对于胃酸分泌较多患者，常饮苏打水有利于缓解胃酸过多症状。胃酸分泌过多的胃病病人，多喝一些苏打水，可以中和胃酸。反之，胃酸分泌过少的胃病病人，则不要大量饮用苏打水，否则会加重胃酸缺乏。
设计意图：通过对不含气苏打水成分的分析，复习酸式盐的电离和水解，形成单一溶质多平衡体系的分析模型。通过对学生苏打水缓解胃酸原理与实验方案的设计的探讨与评讲，诊断并发展实验设计的水平。
（二）苏打水能改变人体酸碱性吗？
【问题 6-1】苏打水可以调节体液的酸碱性，改变酸性体质吗？
【问题 6-2】人体的体液我们选择血液来进行研究，人体血浆中 H2CO3／NaHCO3缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。实测某人血液 的 C(HCO3－)＝ 2.3×10-2mol／L，ｃ(H2CO3)＝2.3×10-3mol／L。且已知血液中的H2CO3 的Ka１＝10-
6.2mol／L。血液的 pH 多少呢？
【活动 6-1】查阅资料正常范围：7.35-7.45，pH＜7.2 会引起酸中毒，pH>7.5 会引起碱中毒。(课本 65 页)
【演示实验 5】向模拟酸性血液中加入名仁苏打水（碱性），测 pH 曲线。
【问题 6-3】喝气泡水会酸中毒吗？ 【小结】由于血浆中 H2CO3／NaHCO3 缓冲体系的存在，当摄入少量酸或碱，不会对我们的健康造成太大的影响。 通过实验，我们知道了某些苏打水能缓解消化不良，但通过饮用苏打水来改变酸碱体质并不科学。 设计意图：通过对苏打气泡水成分的分析，形成多溶质的多平衡体系分析模型。通过实验带来的认知冲突，引入缓冲溶液，深化对电离平衡和水解平衡的理解。环节三 如何制取气泡水？ 【过渡】虽然苏打水不能调节人体酸碱性，但苏打气泡水好喝解暑，如何制取它呢？如果没有苏打水机，怎么利用化学方法制取有气的苏打水？ 【问题 7-1】自制气泡水 pH 为 4.6，而元气森林气泡水 pH 为 4，为什么比气泡水 pH 还小？ 【活动 7-1】仔细观察元气森林的配料表。 发现除了含有碳酸，里面还有一种酸--柠檬酸。 【问题 7-2】那么柠檬酸的酸性跟碳酸比如何呢？如何通过实验来证明呢？ 【活动 7-2】向盛有碳酸氢钠的小试管中加入柠檬酸溶液。观察实验现象，得到结论：柠檬酸的酸性强于碳酸。 【活动 7-3】趣味实验 向纯净水中加入柠檬汁，再加入食用小苏打。 设计意图：通过动手操作制备出一杯苏打水，感受化学与社会生产生活的相互融合，体会化学与生活之间的紧密联系。 【作业】通过调查气泡水的价格，口感，钠含量，添加剂含量等，讨论如何选购 苏打水？ 一、板书设计
分类 气泡水（含气矿泉水） 不含气苏打水 苏打气泡水（含气苏打水）
代表 事必胜 名仁 怡泉
pH 5.2 7.7 5.6
成分 水+二氧化碳 水+碳酸氢钠+代糖 香精等添加剂 水+二氧化碳+ 碳酸氢钠
教学反思
针对高三化学复习过程中注重知识积累和提高做题熟练程度而忽视学科素养发展的现状，本节课以《化学反应原理》模块中“水溶液中的离子平衡”复习教学为例，阐述高三化学复习教学应以具体知识为载体，以问题解决为途径，着力培养学生对核心概念的深层理解，在形成学科思维的基础上实现知识、能力和素养的可持续发展，促使高三复习教学从重视知识整合向重视学科思维提升的转变。
本节课在水溶液中的离子反应和离子平衡认识模型中，提炼了认识对象、认识视角和任务类型等模型要素。以溶液的组成成分溶质和溶剂为认识对象；任务类型主要为单一溶质的简单体系和多种溶质的复杂体系；认识视角分为微观视角和宏观
视角，微观视角包括对溶质溶解、电离产生的微粒种类,微粒间的相互作用和微粒
的数量关系分析，宏观视角主要描述变化过程中的宏观现象和物质变化。从不同的角度，更加深入地认识了电解质在水溶液中存在的离子反应和离子平衡，并进一步认识了水溶液中的一类离子反应的发生即多重平衡状态之间相互影响的结果。通过该模型的构建，引导学生建立对水溶液中的离子反应和离子平衡的一般认识方式。
本节课还特别重视实验，适度整合传感技术，将无法用肉眼或者肤觉观察出的情况进行表征，帮助学生进行量化分析。实验过程中有以下几个问题有待解决：
缓冲范围？喝多少气泡水会对人体 pH 带来明显改变。
为什么矿泉水只充了二氧化碳没加碳酸氢钠，显碱性？是因为硅酸盐吗？
为什么弱碱性缓冲溶液加了水，pH 会增大？
第 2 课时 教学过程环节一：定性分析——认识缓冲溶液
【情境导入】缓冲溶液，能够维持人体的酸碱平衡。国家非物质文化遗产蓝印花
布的染色过程中，也需要缓冲溶液来维稳。
【问题 1-1】什么是缓冲溶液？
【活动 1-1】学生实验：①向四支试管中分别加入约 3 mL 蒸馏水、CH3COOH
溶液、CH3COONa 溶液和 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液，再分别加入 5 滴甲基橙指示剂，观察实验现象。随后再向四支试管中分别加入 5 滴 0.1 mol/L HCl溶液，观察实验现象。
②向四支试管中分别加入约 3 mL 蒸馏水、CH3COOH 溶液、CH3COONa 溶液
和 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液，再分别加入 5 滴酚酞指示剂，观察实验现象。随后再向四支试管中分别加入 5 滴 0.1 mol/L NaOH 溶液，观察实验现象。
【归纳 1-1】回答所观察到的实验现象，分析现象原因。获得实验结论：一般的溶液没有抗酸和抗碱的能力，而 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液有抵抗外来少量酸、碱或稍加稀释而保持溶液 pH 基本不变的能力。
【活动 1-2】根据实验中缓冲溶液所呈现的特点，获取关键词去定义缓冲溶液。
【归纳 1-2】当往某些溶液中“加入一定量的酸和碱，或加少量水稀释”时，溶液“保持 pH 相对稳定”的作用，称为缓冲作用，这样的溶液叫做缓冲溶液。
【问题 1-2】缓冲溶液是如何起到“缓冲作用”的？
【活动 1-3】以 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液为例，分析其中的多重平衡体系，关注核心平衡体系及其“相互抑制”的作用。
CH3COOH H+ + CH3COO- CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
逐一分析加入酸、碱或稍加稀释后的平衡移动及整体变化情况。
【归纳 1-3】加入碱时，醋酸作为抗碱成分，减弱外界物质的影响；加入酸时，醋酸根作为抗酸成分；这些成分也可以对抗稍加稀释。因此，缓冲机制本质上就是通过抗酸成分与抗碱成分的平衡移动共同作用于外界影响，完成相互的转化，保持溶液 pH 的相对稳定，这样的组合我们可以将其称为缓冲系（或缓冲对）。
【问题 1-3】哪些物质可以组成缓冲溶液？
【活动 1-4】小组交流讨论，结合缓冲溶液的缓冲机制，分析缓冲溶液的组成。
【归纳 1-4】① 弱酸及其对应盐，多元酸的酸式盐及其次级盐；② 弱碱及其对应盐。
【活动 1-5】结合图示呈现的缓冲溶液 HF-F-，分析当加入少量酸、碱时抗酸、抗碱组分的变化情况。
【归纳 1-5】缓冲溶液缓冲过程中的微粒变化，强调足够浓度的抗酸组分和抗碱组分。
设计意图：以学生实验作为导入，提高学生的关注度，促进学生直观理解缓冲溶液。并以 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液为例，以缓冲溶液的缓冲机制分析为载体，引导学生从熟悉的孤立分析单一粒子在水溶液中的行为，到关注多粒子之间的相互作用，以此归纳出缓冲实质，总结出缓冲溶液的组成。发展学生的微粒观、变化观和平衡观。
环节二：定量分析——探究缓冲溶液
【过渡】此处涉及到一个问题，如果加入的酸碱过多，使得整个体系倾向于某一边时，整个平衡体系就会被打破。因此，缓冲溶液的缓冲作用存在限度。
【任务 2-1】探究 CH3COOH 溶液中加入 NaOH 溶液的 pH 变化，以蒸馏水作为空白对照。
【活动 2-1】预测以 NaOH 溶液体积为 X 轴、以溶液 pH 为 Y 轴时，两个体系的图像情况，并标出滴定终点的对应的理论数值。
【实验探究】向 50mL 0.1mol/L CH3COOH 溶液中逐滴加入 0.5mol/L NaOH 溶液，通过 pH 传感器测定 pH 变化，如下左图。并以同体积蒸馏水进行对比实验，如下右图。
【活动 2-2】对比预测的图像，分析真实实验图像的特别之处，如拐点等。
【归纳 2-1】实验结论：①理论上，该反应体系恰好完全反应只需 10mL，但通过读图可以看出，突跃时体积已经远远超过了理论值。②图像的平台期，是因为形成了 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液。
【展示】对应酸来说，也存在着很好的缓冲作用。
【过渡】通过图像也可以看出，缓冲溶液的缓冲能力确实是存在限度的。实际上，上述所提及的形成与限度，都与缓冲溶液的 pH 计算紧密联系。
【任务 2-2】常温下， 1 L CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液中含有 0.20 mol
CH3COOH 和 0.10 mol CH3COONa ，求该缓冲溶液的 pH。
【活动 2-3】计算对应缓冲溶液的 pH。
【归纳 2-2】
【活动 2-4】运用公式，解决实验图像所呈现的缓冲溶液形成与达到限度时的缓冲比（盐溶液浓度/酸溶液浓度）。
设计意图：通过数字化实验，探究缓冲溶液的形成与限度。以预测图像开始，创设认知冲突、发学生兴趣；以直观化的实验图像承接，引导学生基于证据分析数据的变化情况；以缓冲溶液 pH 计算的思维活动，循序渐进地分析并解决问题，完善对于多重平衡体系的认知模型，培养学生的“科学探究与创新意识”、“证据推理与模型认知”等素养。
环节三：广泛应用缓冲溶液
【情境】以缓冲溶液在生命体中的应用为例，探讨血液中最主要的缓冲体系。
(
3
)【活动 3-1】结合本节课内容，分析人体血液中存在的 H2CO3-HCO -，这样一个具有缓冲能力的多重平衡体系，写出表达式。
【归纳 3-1】
【活动 3-2】分析如何解决人体的酸中毒和碱中毒问题。
【归纳 3-2】人体血液的缓冲机制：酸中毒时，通过肺部的调节作用，排出大量的二氧化碳，血液中的碳酸浓度降低，维持比值不变，即 pH 的稳定。碱中毒时，通过肾脏的调节作用，排出大量的碳酸氢根，维持比值不变，即 pH 的稳定。
【课堂小结】环境的 pH 对人体可能没这么重要，但对很多反应和有些生命体维持生命很重要，即没有缓冲体系的生命体。如小丑鱼会因海水酸化神经受损、丧失听觉、有自杀冲动，水母会因海水酸化数量剧增、泛滥成灾。这些都充分说明
了缓冲溶液对于我们生活生产的重要意义。
设计意图：本环节的设计，充分体现了对于学生化学学科核心素养发展的关注。其应用本节课初步建构的水溶液中“多重平衡体系”的分析模型，解决日常生活生产中的实际问题，激发学生兴趣，使学生初步了解和体会化学中的缓冲溶液在人体健康等方面的重要价值。
板书设计
教学反思
核心素养视角下的课堂教学，要求以学生为本，促进学生主动建构对知识的理解、发展学生的学科能力与价值观念。
本节课在创设贴近学生生活情境的基础上，以学生分组实验展开，让学生有一个感性的观察和认识，引出缓冲溶液的概念，现象直观，便于理解。
随后层层递进，以 CH3COOH-CH3COONa 缓冲溶液为例，思考溶液中的多重平衡体系；由浅入深，讨论其中的核心平衡体系并分析其如何作用；从而总结出缓冲机制及其本质，并归纳出缓冲溶液的组成，突出重点、突破难点。
接着由定性转入定量，通过数字化实验，探究缓冲溶液的形成与限度，引导学
(
生基于证据进行分析、推理，在探究过程中产生的各种实验现象、计算的理论结果
等等筛选出有效的，形成证据支撑最终结论，让整个过程有理有据，具有说服力。在这样的一步步引导下，有利于学生证据意识的培养，在信息化时代中，养成搜集信息、获取证据并科学推理的科学态度，打下终身学习的基础。
最后，迁移应用，分析血液缓冲对中的核心多重平衡体系
H
2
CO
3
-HCO
3
，解决
酸中毒、碱中毒问题，体会化学与生活密切相关、相互渗透。
-
本节课涉及到的缓冲机制较难理解，缓冲溶液的形成与限度复杂以及缓冲溶液
pH
计算较为繁杂，在教学过程中，为了让学生更加充分理解和掌握相关知识，并
提高学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力，需要将知识点与实际问题紧密结合，通过课堂提问与及时评价等，搭建好学生思维发展的台阶。教师需要充分激发学生学习的兴趣，内在动机驱动着学生，在实验探究、解决问题的过程
中，获取化学学科知识、形成化学学科观念和学科思维，用化学思想解决实际问题，逐
步提升学科核心素养。
)
第 3 课时 教学过程
环节一：珊瑚礁的形成
【情境】通过展示今年暑假我国最热地区的图片，促使学生思考高温会不会对海洋中生物产生影响？再播放央视新闻，由于 CO2 过度排放，导致全球气候变暖和海水酸化，已经严重影响珊瑚礁的生存。
图 1 2022 年全国最热地区是新疆的吐鲁番，极端高温达到 46℃
【过渡】本节课的学习任务是 1.珊瑚礁的形成 2.珊瑚礁的破坏 3.珊瑚礁的保护。
【问题 1-1】请学生结合资料分析珊瑚礁是如何形成的？并提醒学生两点：1.
珊瑚礁的主要成分是 CaCO3。2.正常海水的 pH 在 8.0~8.3。
表 1 海水中主要微粒浓度 图 2 海水中含碳元素微粒分布图
【活动 1-1】学生小组讨论，积极发言。主要猜想有 3 种：1.认为海水中 CaCO3 可能是 Ca2+和 CO32-反应生成的；2.认为海水中 CaCO3 可能是 Ca2+和 HCO3－反应生成的；3.认为以上两种可能都有。
【问题 1-2】在化学上有这样一句话“实验是最高法庭”，既然同学们的提出 3 种可能方案，下面我们来做动手实验，看看实验过程能不能找到一些宏观现象作为分析依据？教师介绍一下因为是模拟浓缩海水，所以 c(Na2CO3)=0.03 mol/L、c(NaHCO3)= 0.47 mol/L,并介绍实验操作。
【活动 1-2】学生分组实验，并记录实验现象。与 Na2CO3 溶液反应现象是有少量白色沉淀。而与 NaHCO3 溶液反应现象是有大量白色沉淀，并且会有气泡产生。通过实验现象的差异，同学们刚才讨论的 3 种猜想中第 2 种最合理。
(
3
)【问题 1-3】既然 CaCO3 形成主要和 NaHCO3 有关，且最终出现气泡这种现象，请同学们思考 HCO －是以电离为主还是水解为主？
(
3
3
) (
3
3
3
2
2
2
)【活动 1-3】学生小组讨论，积极发言。由于出现 CO2 气体这种宏观现象，说明 HCO －以电离为主，电离出的 CO 2-被 Ca2+结合后，多出的 H＋与过量的 HCO －反应生成 CO 气体，即 Ca2＋＋ 2HCO － CaCO ＋ CO ＋ H O。
【问题 1-4】结合实验证据，我们已经做出了定性分析，下面我们借助于平衡常数的定量计算来验证我们的定性分析是否可靠？
【活动 1-4】学生结合所给的四个平衡常数，计算出此平衡
(
3
3
2
2
)Ca2＋＋ 2HCO － CaCO ＋ CO ＋ H O 的 K=106.24，教材中说过：当一个反应的平衡常数 K 大于 105，说明反应几乎完全。这也证实了我们的定性分析是可靠严谨的。
【问题 1-5】我们已经学习了珊瑚礁的形成，同学们能不能总结水溶液中多重平衡体系一般分析思路？
【活动 1-5】学生小组讨论，积极发言。总结出先找微粒和平衡，再结合实验现象进行定性分析，最终通过平衡常数的定量计算加以验证。
图 3 水溶液中多重平衡体系一般分析思路
设计意图：珊瑚礁大量死亡是环境被破坏的一个缩影，视频渲染出一种人类面对环境被破坏时深切焦虑的情绪，激发学生关注社会，认识到学习化学的实际价值。引导学生把真实情境问题转化成化学问题，并加以解决。形成从“是什么”到“为什么”再到“怎么办”的问题解决的系统思考方式。学生从离子平衡角度进行思考，遇到分歧时利用宏观实验现象作为证据进行定性分析，最后利用平衡
常数的定量计算加以验证，最终构建水溶液中多重平衡体系一般分析思路，在过程中培养学生宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想和证据推理与模型认知化学学科核心素养。
环节二：珊瑚礁的破坏
【情境】既然温室气体 CO2 过度排放会导致全球气候变暖以及海水酸化，那同学们能不能设计数字化实验来模拟海水中珊瑚礁溶解的过程？具体用什么物理量来表征 CaCO3 溶解过程？
【活动 2-1】学生小组讨论，积极发言。在学生的交流和汇报中分别提到可以测定关联的物理量包括 pH、Ca2+传感器和电导率传感器，甚至是浑浊度传感器等。
【问题 2-2】请同学们根据所给装置分析各自的作用，并观察实验曲线及曲线背后表征的含义？
图 4 数字化实验测定模拟海水中电导率变化
图 5 红色曲线表示 pH 变化，蓝色曲线表示电导率变化
【活动 2-2】学生小组讨论，积极发言。随着 CO2 不断的通入，模拟海水的 pH在不断减小，电导率显著增大，说明溶解的 CO2 参与该反应。由于平衡逆向移动， CaCO3 逐渐溶解，最终导致珊瑚礁消失。
设计意图：学生在前一个环节虽然构建了模型，但是应用模型时往往不能把宏观实验现象、实验数据转化为推理的证据，所以在此环节教师通过让学生自主设计数字化实验，自主选择要测定的关联物理量，让学生实现认知结构和认知方式的关联，完善逻辑推理链条，最终培养科学探究与创新意识化学学科核心素养。
任务三：珊瑚礁的保护
【情境】展示《自然》杂志刊发评论文章片段：如果全球变暖以目前的速度继续，全世界的珊瑚礁到 2070 年可能会全部消失！让学生思考当下人们应该采取哪些解决方案来减少 CO2 排放。
【活动 3-1】学生小组讨论，积极发言。当今世界各国人民为减少 CO2 过度排放采取的方案：1.减少碳排放，我国政府在第七十五届联合国大会上提出国家战略：“二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。2.碳封存；3.碳转化。
【问题 3-2】今天下午我们连续三位老师围绕水溶液中多重平衡体系进行大单元教学，各位同学谈谈自己的收获？
【活动 3-2】学生小组讨论，积极发言。在第 1 课时《认识苏打水》，我们复习了水溶液中离子反应和离子平衡的概念，在第 2 课时《缓冲溶液》，我们进一步深入学习缓冲溶液这个多重平衡体系。在第 3 课时《保护珊瑚礁》，通过珊瑚礁的形成和破坏过程的讨论，构建了水溶液中多重平衡体系一般分析思路。
设计意图：从化学视角分析化学学科在实现“碳达峰、碳中和”过程中的重要作用和影响，体现化学学科价值。开发碳减排、碳封存和碳转化等碳资源综合利用的技术，需要各位同学经后参与基础理论研究和关键共性技术新突破，激发学生化学学习的内生动力，最终培养科学态度与社会责任化学学科核心素养。
板书设计
教学反思
珊瑚的形成、温室效应对珊瑚的破坏等问题是水溶液中离子平衡的应用实例，从化学视角对“碳达峰、碳中和” 这一素材解析可聚焦《化学反应原理》 模块的核心内容。在分析的过程中，除了要应用相应的化学知识，更为重要的是具有宏观微观转化的视角和思路，具有应用水溶液认识模型分析解决问题的能力，以及应用事实证据进行推理论证的能力。因此，无论是在学科知识上，还是在学科思想和问题解决能力上，这一内容对发展学生的化学核心素养都蕴含了丰富的教学价值。
本节课采用“ 四重表征” 教学策略：符号——化学方程式； 宏观——实验现象；微观——微观探析；曲线——pH 和电导率，以此增强学生对化学宏观表征的认知，结合数字化实验，利用曲线表征加强学生对珊瑚礁形成和破坏原理的理解，从而有效培养学生图表和曲线的分析及处理能力，体现化学学科的思维方式。
在请学生设计数字化实验前，教师在数字化实验室已经将学生可能想到的传感器如 pH 传感器、电导率传感器以及浊度传感器，预先进行多次实验。虽然 c(Ca2+)变化曲线是最直接的证据，但是最终选择电导率传感器，不管是曲线的稳定性以及数据的准确性，都适合在课堂中演示。