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高三一轮复习 第49讲 溶液中离子浓度关系 教案
(人教版2019选择性必修1 化学反应原理)
一、教材及学情分析
教材分析
本课时属于高三一轮复习中“化学反应原理”模块的核心综合内容,对应人教版2019选择性必修1第三章“水溶液中的离子反应与平衡”中电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的整合考点。教材原章节分别讲解弱电解质电离、盐类水解的微观过程,本复习课则聚焦高考命题的核心难点——溶液中多重平衡共存下的离子浓度比较,通过构建“守恒关系、主次关系、粒子关系”三维模型,帮助学生建立“单一溶液-混合溶液-滴定曲线”系统分析逻辑。本课时的复习既巩固了水溶液离子平衡的核心理论,又为后续工业废水处理、物质分离提纯等应用考点奠定基础,贴合《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中“证据推理与模型认知”“变化观念与平衡思想”等核心素养的培养要求。
学情分析
学生为高三年级,已掌握弱电解质电离、盐类水解的基础规律,能初步分析单一盐溶液的离子浓度大小,但面对高考中复杂混合溶液(如弱酸/弱碱与对应盐的缓冲溶液、强酸弱碱/强碱弱酸混合溶液)、滴定曲线中的离子浓度关系时,难以同步考虑电离与水解的强弱竞争,容易出现守恒式书写错误、主次关系判断混乱等问题。为帮助学生克服这些困难,教师可采用模型构建法、真题情境拆解法、小组合作探究等教学方法,激发学生的复习积极性,提升他们的综合分析与知识迁移能力。
二、教学目标
结合《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》及高三一轮复习的核心要求,围绕化学学科核心素养制定如下教学目标:
1. 变化观念与平衡思想:通过分析溶液中多重平衡(电离、水解)的联动变化,理解离子浓度关系的“动态平衡稳定性”,建立“溶液组成→平衡竞争→离子浓度分布”的动态认知,深化对水溶液离子平衡的综合理解。
2. 证据推理与模型认知:构建“溶液离子浓度关系分析三维模型”(守恒关系为基础、主次关系为核心、粒子关系为延伸),能基于溶液组成、pH、电离常数/水解常数等证据,快速书写三大守恒式、比较离子浓度大小、推导混合溶液/滴定曲线中的粒子关系,提升模型迁移与逻辑推导能力。
3. 科学探究与创新意识:通过对高考离子浓度关系真题的拆解与探究,合作分析复杂溶液体系的粒子分布逻辑,培养从定量数据中提取证据、推导离子分布规律的探究能力。
4. 宏观辨识与微观探析:从宏观溶液pH、组成推导微观离子的浓度分布,建立“宏观溶液特征-微观离子平衡-离子浓度关系”的关联认知。
三、教学重难点
教学重点
溶液中离子浓度的三大守恒关系:电荷守恒、物料守恒、质子守恒的核心书写规则与应用场景
单一溶液与混合溶液的离子浓度大小比较:电离与水解的强弱竞争判断
滴定曲线中的离子浓度关系:定点(起点、计量点、中性点)的守恒式与大小比较
教学难点
混合溶液中电离与水解的竞争判断:如弱酸/弱碱与对应盐的缓冲溶液中,电离与水解的主次关系
质子守恒式的灵活书写:尤其是复杂混合溶液中的质子传递关系
滴定曲线中中性点与计量点的离子浓度关系差异:如强碱滴定弱酸时,中性点未达计量点的粒子关系
四、教学设计
教学过程 时间分配 教师活动 学生活动 设计意图
导入环节:真题情境与认知冲突引入 5分钟 1. 展示2023年全国卷Ⅰ中滴定曲线真题:“用0.1000mol/L NaOH滴定20.00mL 0.1000mol/L CH COOH溶液,滴定曲线如图,判断计量点时的离子浓度关系、中性点时的粒子浓度关系”
2. 提出问题链:
① 为什么计量点时溶液显碱性但?
② 中性点与计量点的离子浓度关系有何差异?
③ 缓冲溶液中,电离与水解哪个占主导地位?
3. 梳理学生的初步回答,针对“质子守恒式书写”“电离水解竞争”等争议点,引出本节课主题:构建三维分析模型,突破溶液离子浓度关系的高考难点。 1. 认真观察真题情境,结合已有知识思考问题链
2. 举手发言,分享自己对离子浓度关系的理解,如“电荷守恒要求阳离子总浓度等于阴离子总浓度”“计量点时生成CH COONa,CH COO 水解使”
3. 明确本节课的复习目标:掌握离子浓度关系的系统分析方法。 1. 以高考真题引入,贴合高三复习的应试需求,快速暴露学生在离子浓度分析中的认知误区
2. 通过问题链制造认知冲突,激发学生的探究欲望
3. 建立“真题考点-复习内容”的直接关联
讲授环节一:守恒关系——离子浓度分析的基础 12分钟 1. 构建“三大守恒关系模型”,逐一拆解核心规则:
(1)电荷守恒:溶液中所有阳离子的总浓度×电荷数之和 = 所有阴离子的总浓度×电荷数之和,核心是“溶液呈电中性”
案例:CH COONa溶液中,
(2)物料守恒:溶质中特定元素的原子数目之比恒定,核心是“原子守恒”
案例:0.1mol/L CH COOH与0.1mol/L CH COONa等体积混合,物料守恒:
(3)质子守恒:溶液中H 的来源与去向守恒,核心是“得质子物质与失质子物质的量相等”,书写方法:
① 直接法:定参考物质(如、弱酸根),列出得质子与失质子的粒子
② 间接法:电荷守恒与物料守恒联立消去非质子粒子
案例:Na CO 溶液中,质子守恒:
2. 强调:电荷守恒适用于所有溶液,物料守恒需关注溶质的初始粒子组成,质子守恒需抓住H 的传递路径。 1. 跟随教师的梳理,在笔记本上记录三大守恒的核心规则与书写方法
2. 结合案例逐一练习书写守恒式,对比不同溶液中守恒式的差异
3. 提出疑问:“混合溶液中,质子守恒的参考物质如何选择?”
4. 总结守恒式书写的易错点,标注“电荷守恒需注意离子的电荷数”。 1. 构建三大守恒模型,将零散的守恒规则系统化,帮助学生建立结构化的书写逻辑
2. 结合典型案例强化规则应用,突破质子守恒书写的难点
3. 明确守恒关系在离子浓度分析中的基础地位,为后续比较做铺垫
实践环节一:小组合作——守恒关系真题演练 8分钟 1. 将学生分成4人小组,发放“守恒关系任务单”,包含3道高考真题片段:
(1)0.1mol/L NaHCO 溶液,书写三大守恒式
(2)0.1mol/L NH Cl与0.1mol/L NH ·H O等体积混合,书写三大守恒式
(3)NaOH滴定CH COOH的计量点,书写电荷守恒与物料守恒式
2. 巡回指导各小组,针对小组的疑问进行点拨,如“NH Cl与NH ·H O混合溶液的物料守恒如何考虑?”
3. 请1个小组展示分析结果,其他小组进行补充与评价,最后教师总结守恒式的书写逻辑:“电荷守恒抓电中性,物料守恒抓原子比例,质子守恒抓H 传递”。 1. 4人小组分工合作,每人负责1道题的分析,共同讨论守恒式的书写细节
2. 小组内讨论遇到的争议点,如“NaHCO 溶液中,HCO 既电离又水解,物料守恒是否需要考虑?”
3. 小组代表上台展示守恒式,结合规则讲解书写依据
4. 记录教师总结的书写逻辑,强化三大守恒式的核心要点。 1. 通过小组合作演练真题,让学生在具体情境中应用守恒关系模型,提升知识迁移能力
2. 重点突破混合溶液、滴定曲线定点的守恒式书写,弥补单一溶液的认知局限
3. 通过互评与教师总结,及时纠正学生的书写错误
讲授环节二:主次关系——离子浓度大小比较的核心 12分钟 1. 构建“主次关系判断模型”:
(1)单一溶液的主次竞争:
① 强酸/强碱盐:无电离与水解竞争,
② 一元弱酸/弱碱:主要为弱酸的电离,
③ 盐溶液:弱酸根水解或弱碱阳离子水解,如CH COONa溶液中,
(2)混合溶液的主次竞争:核心是比较电离常数(/)与水解常数()的大小:
① 若:弱酸电离为主,如CH COOH与CH COONa混合溶液,
② 若:弱酸根水解为主,如NaCN与HCN混合溶液,
2. 结合真题案例拆解应用:“已知,,判断CH COOH与CH COONa混合溶液的主次关系(电离为主)
3. 强调:混合溶液的主次判断需结合与的定量关系,不能仅凭经验判断。 1. 跟随教师的梳理,在笔记本上记录主次关系判断模型,对比不同溶液的竞争逻辑
2. 结合CH COOH与CH COONa的案例,尝试计算与的大小,验证主次关系
3. 提出疑问:“强碱滴定弱酸的中性点,电离与水解的主次关系如何?”
4. 总结离子浓度大小比较的核心逻辑:“先判断守恒关系,再分析主次竞争,最后比较离子浓度”。 1. 通过构建主次关系模型,将离子浓度大小比较转化为“电离与水解的强弱竞争”判断,降低比较难度
2. 引入定量数据(与)辅助判断,避免经验主义错误,提升比较的准确性
3. 结合典型案例强化应用逻辑,帮助学生掌握可操作的比较方法
讲授环节三:粒子关系——滴定曲线与复杂体系的延伸 12分钟 1. 构建“滴定曲线粒子关系分析模型”:
(1)定点分析:
① 起点:未加滴定剂,为单一弱酸/弱碱溶液,按单一溶液分析
② 反应一半点:生成1:1的弱酸-盐/弱碱-盐混合溶液,为缓冲体系,可利用计算pH,离子浓度大小为
③ 计量点:生成盐溶液,按盐溶液水解分析
④ 中性点:,未达计量点(强碱滴定弱酸时,需少加NaOH),结合电荷守恒判断离子浓度关系
2. 结合2023年全国卷Ⅰ滴定曲线真题拆解:“用0.1mol/L NaOH滴定CH COOH溶液,中性点时,计量点时
3. 延伸复杂体系:如沉淀溶解平衡与电离平衡共存的溶液,需同时考虑沉淀溶解与离子电离的竞争关系
案例:AgCl悬浊液中加入KI,转化为AgI沉淀,溶液中
4. 强调:滴定曲线的核心是“定点结合守恒关系与主次关系分析”,每一个点对应一种溶液体系。 1. 跟随教师的梳理,在笔记本上记录滴定曲线的定点分析模型
2. 结合真题滴定曲线,逐一分析起点、反应一半点、计量点、中性点的离子浓度关系
3. 提出疑问:“滴定曲线中的任意点,离子浓度关系如何推导?”
4. 总结滴定曲线分析的核心要点:“定点对应溶液体系,结合守恒与主次关系分析”。 1. 通过构建定点分析模型,将复杂的滴定曲线拆解为熟悉的溶液体系,降低分析难度
2. 结合高考真题强化应用,让学生掌握滴定曲线的应试技巧
3. 延伸复杂体系分析,拓展学生的思维广度,提升综合应用能力
实践环节二:独立练习——离子浓度关系真题应用 6分钟 1. 发放2022年新高考卷Ⅱ的混合溶液真题:“已知,,0.1mol/L HF与0.1mol/L NaF等体积混合,判断离子浓度大小关系,书写三大守恒式”
2. 要求学生独立完成,教师巡回观察学生的解题过程,记录普遍存在的问题
3. 请1名学生上台展示解题过程,教师针对学生的易错点进行点评,如“,HF电离为主,所以”。 1. 独立完成真题练习,运用本节课构建的三维模型逐一分析
2. 解题过程中回顾守恒关系、主次关系的核心规则,结合与判断竞争关系
3. 观看同学的展示,对比自己的解题思路,修正错误
4. 记录教师点评的易错点,标注“定量比较电离与水解的重要性”。 1. 通过独立练习检测学生对三维模型的掌握程度,贴合高考应试需求
2. 暴露学生在混合溶液主次竞争判断、守恒式书写中的易错点,及时纠正强化
3. 提升学生在真实高考情境下的解题信心与能力
总结环节:知识体系整合 5分钟 1. 引导学生一起梳理本节课的知识体系:以“溶液离子浓度关系”为核心,分支为“三大守恒关系(基础)”“主次关系判断(核心)”“粒子关系分析(延伸)”,强调各部分的关联:“守恒是基础,主次是核心,粒子关系是综合应用”
2. 强调:“溶液离子浓度关系的本质是‘水溶液中多重平衡的综合表现’,抓住三大守恒、电离与水解的竞争关系这两个核心,就能突破所有复杂体系”
3. 提示学生课后整理本节课的易错点,重点标注质子守恒书写、混合溶液竞争判断、滴定曲线定点分析。 1. 跟随教师的引导,在笔记本上整理知识体系,标注各部分的关联点
2. 齐声复述三维模型的核心内容,强化记忆
3. 记录课后整理任务,明确后续复习方向。 1. 通过知识体系整合,帮助学生将零散的离子浓度知识点构建成结构化的认知网络,深化记忆
2. 再次强调离子浓度分析的本质,让学生建立“以平衡竞争应万变”的解题思维
3. 引导学生主动梳理易错点,提升复习的针对性
五、板书设计
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溶液中离子浓度关系 一轮复习
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│ 三种守恒关系 │ 1.
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