教学设计
课程基本信息
课题
水溶液中的离子反应与平衡章复习（第一课时）
教科书
书名：普通高中教科书化学选择性必修1
出版社：人民教育出版社
出版日期：2020年
5月
教学目标
教学目标：
1.本节课通过烟气中的SO2通入工业废碱渣（主要成分Na2CO3）溶液，分析了弱电解质的判定、酸性强弱比较和反应的具体过程，让学生理解水溶液中的离子反应与平衡。
2.让学生建立起解决问题的思路和方法：首先看到宏观物质和现象，想到微观粒子，进而想到粒子的反应和变化，进而想到平衡和平衡移动，并以符号的形式表达出来，从而解释宏观物质和现象之间的关系，做到证据推理和模型认知。
教学重点：判定弱电解质的模型和酸的相对强弱模型
教学难点：SO2通入Na2CO3溶液的具体反应过程
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
环节一
引入
【引入】
Na2SO3常作织物的漂白剂和食品的抗氧化剂。但Na2SO3在空气中容易被氧化，因此自然界中几乎没有稳定存在的Na2SO3，只能通过制备来获得。
文献表明：利用工业废碱渣（主要成分Na2CO3）可吸收烟气中的SO2并制备无水Na2SO3，达到废物利用的目的。面对这份文献，同学们有什么想要质疑的、探究的呢？
【活动】在吸收塔环节，同学们想要探究的是：一、
H2SO3可能是弱酸，为什么能制CO2，如何证明？二、为什么生成的是NaHSO3，而不直接生成Na2SO3？如何控制条件生成NaHSO3？
环节二
H2SO3可能是弱酸，为什么
能制出CO2，
如何证明？
【活动】如何证明H2SO3是弱酸？
【探究】从章引言和节标题可以看出，醋酸是弱酸，存在电离平衡，醋酸分子电离成醋酸根离子和氢离子，醋酸根离子和氢离子结合成醋酸分子。水能电离出氢离子和氢氧根离子。在醋酸钠溶液中，醋酸根结合了水电离出的氢离子生成醋酸分子，从而促进了水的电离，使溶液显碱性。
由此可见，无论是电离平衡还是水解平衡，其本质是相同的，就是“弱电解质”。所以确定平衡、通过改变条件调控平衡移动、发生化学反应是本章的主旋律。
【小结】H2SO3是弱酸的思维模型：
存在电离平衡，1.查找亚硫酸的电离平衡常数Ka1来确定其为弱酸。2.测稀溶液的pH
。3.等c、等V的H2SO3
、
H2SO4
对比。4.等pH
、等V
的H2SO3
、
H2SO4对比。对比的内容可以是酸的通性，如与金属反应的快慢、产生氢气的体积多少，消耗碱的物质的量等。
存在水解平衡：注意H2SO3一级电离出的是亚硫酸氢根离子，能证明亚硫酸氢根离子发生水解反应就可以证明H2SO3是弱酸。
【活动】如何证明亚硫酸酸性强于碳酸？
【探究】
方案1：原理：测量亚硫酸、碳酸的pH
方案2
原理：较强酸制备较弱酸
方案3：原理：比较电离常数Ka1
【小结】依据证明弱酸的模型就可以.
环节三
为什么生成的是NaHSO3，而不直接生成Na2SO3？
如何控制条件生成NaHSO3？
【活动】生成NaHSO3
比生成的Na2SO3的优点是什么？
【探究】生成Na2SO3的缺点：反应初期，
Na2CO3大量，SO2与Na2CO3反应可以生成Na2SO3，但同时生成了NaHCO3。一方面使产物不纯，另一方面即便分离提纯，也会造成钠元素的损失。
生成NaHSO3的优点：一方面碳元素转化为CO2，溶液中所得产物纯净，易于分离，生成的亚硫酸氢钠再和氢氧化钠反应就能生成亚硫酸钠。最重要的是另一方面，能尽可能多的吸收烟气中的SO2，充分利用原料，使其中的钠元素最大限度的利用
【小结】从工艺上讲不直接生成Na2SO3。
【活动】如何控制条件生成NaHSO3？
【探究】从H2SO3、HSO3-、SO32-在水溶液中的物质的量分数随pH的分布图可知，NaHSO3
在pH为4～5之间时物质的量分数最大
【小结】控制pH为4～5之间即可
环节四
总结
总结1：本节课通过烟气中的SO2通入工业废碱渣（主要成分Na2CO3）溶液，分析了弱电解质的判定、酸性强弱比较和反应的具体过程。学习了本章内容，我们更容易理解水溶液中的离子反应与平衡。这种反应与平衡与生命活动、日常生活、工农业生产和环境保护等息息相关。
总结2：建立了如下解决问题的思路和方法：
首先看到宏观物质和现象，想到微观粒子，进而想到粒子的反应和变化，进而想到平衡和平衡移动，并以符号的形式表达出来，从而解释宏观物质和现象之间的关系。在这个过程中建立了判定弱电解质的模型和酸的相对强弱模型。切实做到了证据推理和模型认知。
1
2教学设计
课程基本信息
课题
水溶液中的离子反应与平衡章复习（第二课时）
教科书
书名：普通高中教科书化学选择性必修1
出版社：人民教育出版社
出版日期：2020年
5月
教学目标
教学目标：
1.本节课通过加入过量氢氧化钠，让学生从亚硫酸钠结晶溶解平衡的角度解释了晶体生成的原因，实现了工业废碱渣中Na元素的最大利用。
2.定性方面：改变条件（c、T），对三大平衡（电离、水解、溶解）进行调控，让学生从粒子、反应、平衡视角，建立粒子观、变化观和平衡观。
3.定量方面：让学生从定量的角度分析电荷守恒、元素质量守恒的变化情况，并对产品定量测量。
教学重点：亚硫酸钠晶体生成的原因
教学难点：亚硫酸钠产品定量测量
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
环节一
引入
【引入】上一节我们提到：Na2SO3(亚硫酸钠)常用作织物的漂白剂和食品的抗氧化剂。但Na2SO3在空气中容易被氧化，因此自然界中几乎没有稳定存在的Na2SO3，只能通过制备来获得。
本节课我们要解决中和塔和固体制备环节同学们想要探究的问题：一、如何控制条件生成Na2SO3固体？二、如何测定产品的纯度？
环节二
如何控制条件生成Na2SO3固体？
【活动】从平衡移动的角度，分析NaHSO3为什么能和NaOH
反应？
【小结】NaHSO3溶液中存在HSO3-离子的电离平衡，HSO3-离子电离出H+离子和SO32-离子，OH-与H+反应，
H+浓度降低，平衡正向移动。
【活动】依据H2SO3溶液中三种主要存在形式的物质的量分数随pH变化的分布图，如何控制NaOH的加入量？分析此过程中，钠元素和硫元素质量守恒的变化过程。
【小结】边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，监测溶液的pH，当pH大于9时，停止滴加NaOH溶液。
总结
物质的量分数随pH变化分布图的功能
1.不同pH时三种主要存在形式的
相对多少
2.
HSO3-离子的电离程度和水解程度相对大小
3.
H2SO3的电离常数Ka1和Ka2
【活动】已知，Na2SO3·7H2O
和Na2SO3的溶解度曲线如图所示，从溶液中如何获得无水Na2SO3？
【探究】将中和塔中得到的Na2SO3溶液，加热浓缩至有大量固体析出，高于34℃过滤，过滤出的固体用无水乙醇洗涤、干燥，得无水Na2SO3固体。
【活动】实际生产时，中和塔中加入的NaOH是过量的，分析过量的NaOH对Na2SO3晶体析出的作用。
【探究】NaOH过量的原因有两个：因为体系中存在
Na2SO3
的溶解结晶平衡，NaOH过量使c(Na+)增大，上述平衡逆向移动，便于Na2SO3
的析出。这是主要原因。
【活动】有文献指出，Na2SO3在溶液中加热浓缩析晶时，会对产品的纯度产生影响，探究实验：测定0.1
mol?L﹣1
Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH，数据如下：读图
分析实验过程，解释pH为什么会逐渐变小？并设计实验证明纯度降低的原因。
【探究】pH为什么会逐渐变小的原因有三个方面：
温度升高，亚硫酸根离子的水解平衡正向移动，碱性增强
温度升高，水的电离平衡正向移动，水的离子积常数增大
另外，亚硫酸根离子有较强的还原性，在加热过程中，会被氧化为硫酸根离子。亚硫酸根离子浓度降低，其水解平衡逆向移动，碱性减弱。
pH为什么会逐渐变小是以上三种因素共同作用的结果。
当温度恢复到25℃时，④的pH比①的小，充分证明发生了亚硫酸根氧化为硫酸根离子的反应。
【小结】实验设计：
取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，④产生白色沉淀多。
环节三
如何测定产品的纯度？
【活动】实验原理
【探究】滴定开始时，酸性KIO3与亚硫酸钠反应生成碘离子和硫酸根离子；当亚硫酸根离子反应结束（反应终点），再加入的半滴KIO3溶液时就与碘离子反应生成碘单质，反应为：碘酸根与碘离子在酸性条件下反应，生成碘单质和水，到达滴定终点。
【小结】碘酸根离子与亚硫酸根离子物质的量配比是1:3的关系。
【活动】实验仪器
【小结】酸性KIO3溶液具有氧化性，一般酸或氧化剂盛放在酸式滴定管中，Na2SO3产品液放入锥形瓶中。
【活动】终点判定
【探究】（1）什么物质可以做指示剂？
因为多加的半滴碘酸钾就会与碘离子生成碘单质，所以用淀粉溶液做指示剂。
（2）
如何判断滴定终点？
加入半滴酸性KIO3溶液后，溶液由无色变为蓝色，并且半分钟不变色
【活动】纯度计算
【小结】产品中Na2SO3（M
=
126
g/mol）的质量分数：
KIO3溶液的物质的量浓度为（x
mol/L），消耗KIO3溶液体积的为y
乘以10-3
L，扩大3倍是亚硫酸根离子的物质的量，再乘以126
g/mol，是样品中亚硫酸钠的质量，再比上0.1260g，乘以100%，可得答案3xy×100%。
环节四
总结
总结1：如何认识复杂体系的离子反应和平衡？
纵观两节课，在吸收塔通过二氧化硫和碳酸钠的反应，揭示了亚硫酸的电离平衡及亚硫酸与碳酸根离子反应的具体过程
总结2：在中和塔，通过加入过量氢氧化钠，从亚硫酸钠结晶溶解平衡的角度解释了晶体生成的原因。实现了工业废碱渣中Na元素的最大利用，并生成产品。
总结3：通过以上分析，不难看出：
定性方面：我们改变条件（c、T），对三大平衡（电离、水解、溶解）进行调控，从粒子、反应、平衡视角，建立粒子观、变化观和平衡观。
定量方面：分析以上过程中，从定量的角度分析电荷守恒、元素质量守恒的变化情况，必要时还可以对产品定量测量。
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