曾賽欽　張賢金

摘要：陌生情境下復雜問題的解決需要學生具有高級思維能力。鹽類水解是學科核心概念，本文以“影響鹽類水解的因素”教學為例，設(shè)計真實情境，開展概括關(guān)聯(lián)、解釋說明、推斷預測、設(shè)計驗證和分析評價等多樣化活動，培養(yǎng)學

生高階思維。

關(guān)鍵詞：高階思維;鹽類水解;影響因素;多樣化活動

文章編號：1008-0546（2022）06x-0035-04?? 中圖分類號：G632.41?? 文獻標識碼： B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.06x.009

一、教學內(nèi)容及現(xiàn)狀分析

本課為蘇教版化學選擇性必修1《化學反應(yīng)原理》專題3“水溶液中的離子反應(yīng)”第三單元“鹽類的水解”第二課時[1]?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版2020 年修訂）》對這節(jié)內(nèi)容的要求是：“認識鹽類水解的原理和影響鹽類水解的主要因素”[2]。在該課時之前學生已經(jīng)能從宏觀和微觀兩方面認識弱電解質(zhì)的電離平衡，以及影響電離平衡移動的因素;學會運用電離平衡常數(shù)、電離度、水的離子積來描述弱酸、弱堿和水的電離程度;認識了溶液酸堿性和pH 的檢測方法。對于化學反應(yīng)的限度、平衡移動的方向等已有一定的認識和分析能力。鹽類的水解這一特殊平衡是對前面所學知識的綜合應(yīng)用和提升，理論性強，在高考命題中往往將鹽類水解的綜合應(yīng)用融入到新穎的工藝流程中，情境新，考查應(yīng)用能力要求高。這就要求學生對鹽類水解的內(nèi)容要深度學習。該課的教學設(shè)計在近幾年體現(xiàn)出關(guān)注培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)，從不同的視角開展教學。如：胡愛彬[3]采用循證教學實驗探究的方法，王建娣[4]基于學科觀念建構(gòu)進行教學設(shè)計。采取怎樣的教學策略能更有效地引導學生建構(gòu)“鹽類水解”的化學知識，促進學科核心素養(yǎng)發(fā)展？本文以高階思維培養(yǎng)為“影響鹽類水解的因素”一課的教學設(shè)計總思路，為素養(yǎng)為本的化學教學提供新的視角。

二、教學思想與創(chuàng)新點

1.設(shè)計真實學習情境，激發(fā)高水平問題

選擇碳酸鈉、碳酸氫鈉、84消毒液等熟悉的物質(zhì)在生活中的應(yīng)用為情境，讓學生意識到化學就在身邊，嘗試用化學的視角去看待身邊的事物。對于碳酸鈉和碳酸氫鈉的應(yīng)用，學生較為熟悉，但未從化學學科本原上去思考原因。新冠疫情期間84消毒液是家庭、學校必備品，它的使用中蘊含著哪些化學知識？這樣的真實情境，對學生的思維有很強的驅(qū)動性，可引發(fā)高水平思考。

2.開展多樣化活動，發(fā)展高階思維能力

依據(jù)所授課程內(nèi)容和教學目標，設(shè)計并開展多樣化活動，提高課堂教學的有效性，達到思維能力的發(fā)展要求。針對影響鹽類水解平衡因素的特點，用不同功能性設(shè)計開展學生活動，引導學生學會從本質(zhì)角度去思考，由因及果。如：弱酸陰離子結(jié)合氫離子的能力大小決定強堿弱酸鹽水解程度的大小，其宏觀表征是溶液堿性的差異。對于溫度、外加酸（或堿）這兩個因素，在前面所學基礎(chǔ)上可鼓勵學生自主設(shè)計、交流實驗方案，分組進行實驗探究，并對實驗結(jié)果進行理論解釋。在學以致用方面，大膽拋給學生一組科研數(shù)據(jù)，讓學生結(jié)合數(shù)據(jù)進行分析評價。開放性的思維培育，會提升學生多角度、深層次的解釋說明能力。

三、教學目標

（1）能正確測定溶液的pH，會依托宏觀實驗現(xiàn)象判斷離子水解程度。

（2）學會從本質(zhì)看問題，建構(gòu)Ka與Kh聯(lián)系，化定性分析為定量計算。

（3）通過小組合作學習，完成實驗方案設(shè)計與實

驗操作，并能對現(xiàn)象表征做出理論解釋。

（4）能綜合運用影響水解平衡的因素，分析、解決

生產(chǎn)生活中的實例，感知化學學科的社會價值。

四、教學流程

依據(jù)教學目標，筆者精心設(shè)計概括關(guān)聯(lián)、解釋說明、推斷預測、設(shè)計驗證和分析評價等高階思維活動，引導學生在主動參與活動的過程中，發(fā)展高階思維能力。教學流程設(shè)計如表1所示。

五、教學過程

1.環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境，溫故引新

[師]通過前面的學習我們知道Na2CO3和NaHCO3溶液都顯堿性，大家有沒發(fā)現(xiàn)這樣一個問題：為何碳酸鈉可用于去除油污，而碳酸氫鈉很少這樣應(yīng)用？為何碳酸氫鈉可以用作胃藥，而碳酸鈉不可以？

[生]二者的堿性不一樣，碳酸鈉強于碳酸氫鈉。

[追問]為什么同濃度下，碳酸鈉堿性大于碳酸氫鈉？

[生]水解程度不一樣。

[師]鹽類的水解程度受哪些因素影響？基于前面學習中對化學平衡的認識，大家試著推測一下。

[生]討論與交流，教師引導。

[小結(jié)]鹽自身的性質(zhì)（內(nèi)因）、溶液的溫度、鹽的濃度、外加酸或堿（外因）。

2.環(huán)節(jié)二：探究鹽自身性質(zhì)對鹽類水解的影響

[師]對于物質(zhì)的量濃度相同的不同種類的鹽溶液，它們的水解程度有沒有差異？同學們的實驗臺上有三瓶濃度均為0.1 mol ·L-1的NaClO、CH3COONa、NaNO2溶液，大家預測一下三種溶液的水解程度是否相同？你推導的理論依據(jù)是什么？同學們可進行討論并給出解釋。

[生]水解程度不同，因為不同的弱酸陰離子結(jié)合水電離產(chǎn)生的H+能力有差別。結(jié)合H+能力越強，生成弱電解質(zhì)的傾向越大，水解程度越大。

[師]怎么驗證水解程度呢？

[生]三種鹽溶液堿性有差異，可測三種溶液的 pH來判斷其水解程度大小。

[學生活動]用pH計測量三種溶液的pH，完成表2。

[師]請第三小組同學說一下你們的測量數(shù)據(jù)。

[生]NaClO溶液 pH 為11.1，CH3COONa 溶液 pH 為9.3，NaNO2溶液pH為9.1。

[師]pH測量的結(jié)果是NaClO溶液最大，NaNO2溶液最小。已知常溫下HClO：Ka=4.0×10-8;CH3COOH： Ka =1.8×10-5;HNO2：Ka =5.6×10-4[1]，結(jié)合測量數(shù)據(jù)說出你的想法？7E0DD87B-56B0-4708-AA1B-C0DF1EB86194

[生]鹽水解生成的弱酸越弱，該鹽的水解程度越大。

[師]那么弱酸的電離平衡常數(shù)Ka與水解平衡常數(shù)Kh間能否建立起聯(lián)系呢？

[學生活動]推導得到強堿弱酸鹽水解平衡常數(shù)的數(shù)學表達式Kh=KW/Ka，完成表3。

[師]通過定量計算三種弱酸陰離子的水解平衡常數(shù)，我們直觀感受到了它們的水解程度。

3.環(huán)節(jié)三：探究鹽濃度對鹽類水解的影響

[師]今年因為新冠疫情，預防性消毒成為常態(tài)化防控措施，家庭中常用什么物質(zhì)來消毒呢？

[生]84消毒液，酒精等。

[師]84消毒液的有效成分是什么？能殺滅新冠病毒嗎？要怎樣正確使用？

[視頻]認識84消毒液。

[師]專家強調(diào)：84消毒液使用前一定要稀釋，對于NaClO這種強堿弱酸鹽溶液稀釋后，水解是不是減弱了？可如何探究？

[生]可測量溶液稀釋前后的pH變化。

[師]現(xiàn)提供NaClO溶液、pH計、100 mL 的針筒注射器、小燒杯、純凈水，請大家設(shè)計實驗，測量一下。

[學生活動]用pH計測量NaClO溶液稀釋10倍前后的pH變化。

[師]我們請第一組同學來分享一下他們的探究過程與結(jié)果。

[生]先用pH計測量NaClO溶液稀釋前的pH值為12.2，接著用注射器先抽取5 mLNaClO溶液，再抽取純凈水直至溶液體積為50 mL，實現(xiàn)稀釋10倍，后將溶液置于小燒杯中，用pH計測量稀釋后的pH值為11.5，pH值減小了0.7。

[師]實驗數(shù)據(jù)直觀表征NaClO溶液稀釋10倍前后pH變化小于1，說明什么？

[生]說明稀釋促進了NaClO水解。

[師]能否從定量角度用水解平衡常數(shù)來解釋呢？

[小結(jié)]可以從濃度商 Qc和水解平衡常數(shù)Kh相對大小的角度定量地解釋實驗結(jié)論。理論證明;溶液稀釋后，水解平衡正向移動。

4.環(huán)節(jié)四：探究溫度、外加酸（堿）對鹽類水解的影響

[師]溫度、外加酸（堿）對水解平衡的影響，以氯化鐵溶液為實驗載體進行探究，請同學們結(jié)合化學平衡移動原理及所提供實驗用品設(shè)計實驗方案，小組討論后完成實驗，并記錄好實驗現(xiàn)象（表4）。

[學生活動]實驗探究“溫度、溶液酸堿性對水解平衡的影響”。

實驗用品：試管若干、試管夾、酒精燈、火柴、0.1 mol ·L-1氯化鐵溶液，6 mol ·L-1鹽酸。

[師生]小結(jié)整理得到結(jié)論。依據(jù)氯化鐵溶液加熱后顏色變深可得結(jié)論：升高溫度，水解平衡正向移動。

[追問]能否從理論角度解釋？

[生]水解反應(yīng)的逆反應(yīng)是中和反應(yīng)，中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因而水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。根據(jù)平衡移動原理，升溫促進水解。

[師]依據(jù)氯化鐵溶液加入幾滴濃鹽酸后溶液顏色變淺可得，外加酸對水解平衡的影響：鹽溶液呈酸性，增大H+濃度，水解平衡逆向移動。

[追問]當鹽溶液顯堿性呢？怎樣抑制其水解？

[生]外加堿，增加OH-的濃度。

[師]推論：鹽溶液顯堿性，增大OH-濃度，水解平衡逆向移動。

5.環(huán)節(jié)五：證據(jù)推理，學以致用

[師]在了解了鹽類水解程度大小受哪些因素影響后，有這樣一組水解度數(shù)據(jù)（表5），同學們試著分析一下，從中能得出什么結(jié)論？

[生1]從表中Na2CO3與 NaHCO3的水解度數(shù)值可以看出 CO -比 HCO-3水解程度大。

[生2]從表中CH3COONa 和NH4Cl 的水解度數(shù)值相同可見CH3COO-和 NH 的水解程度一樣，CH3COONH4溶液應(yīng)該顯中性。

[生3]CH3COONH4中 CH3COO-與 NH 水解相互促進，水解程度變大，但從數(shù)值看仍很有限，CH3COO-與 NH 可以大量共存。

[師]同學們能從多角度分析，幾位同學都講得很好。當兩種不同離子都能水解時，它們就會相互影響。大家可以多思考，相互探討交流。

[師]與同學們交流兩個生產(chǎn)實例。

生產(chǎn)實例一：防曬劑的“新寵”—納米TiO2，既能吸收紫外線，又能反射、散射紫外線，還能透過可見光。已知：工業(yè)上可用TiCl4與大量水進行水解生成TiO2?xH2O。

TiCl4+（x+2）H2O（過量）TiO2·xH2O ↓+4HCl

[思考]制備時要加入大量水，同時加熱，其目的是什么？

生產(chǎn)實例二：工業(yè)從海水提取鎂。

苦鹵→Mg（OH）2→MgCl2溶液→MgCl2·6H2O→無水MgCl2→Mg

[思考]在海水提取鎂的生產(chǎn)工藝中，將MgCl2·6H2O 轉(zhuǎn)化為無水MgCl2時，該如何控制生產(chǎn)條件？

六、總結(jié)與反思

學生化學高階思維能力的形成與發(fā)展，離不開化學高階思維活動。教師作為教學活動的設(shè)計者，應(yīng)根據(jù)教學目標設(shè)計多樣化的活動，并明確各活動的素養(yǎng)定位。讓學生在分組討論、設(shè)計實驗方案、交流完善方案、實驗實際操作、分析總結(jié)、數(shù)據(jù)證據(jù)推理等多樣化的活動中學會求知，學會將已有知識與陌生信息進行有機整合。本節(jié)課開展多樣化活動，在挑戰(zhàn)性任務(wù)的驅(qū)動下，學生由被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魍瓿蓪W習，對“知識遷移能力”“預測、觀察和解釋能力”“推理能力”“問題解決能力”的培育都起到了一定作用，達到預期的教學效果。從課堂實施過程中學生的表現(xiàn)反饋及課后交流中也發(fā)現(xiàn)了一些問題：一是在探究溫度、外加酸對氯化鐵溶液水解的影響中，有的學生不懂得做對比實驗;二是在用pH計測定同濃度的NaClO、CH3COONa、NaNO2溶液的pH 時，兩個小組的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，存在 pH計使用不當和實驗操作不規(guī)范等問題;三是實驗儀器、試劑均由老師框定，弱化了學生對儀器、試劑選擇的思考。建議在氯化鐵水解實驗中除提供6mol ·L-1? 鹽酸外，也提供0.1 mol ·L-1鹽酸和0.1 mol ·L-1氫氧化鈉溶液，增設(shè)干擾因素，考驗學生的問題解決能力。另外，在創(chuàng)造性思維培育方面可查閱資料適當拓展，留給學生課后思考空間。學生高級思維能力的培養(yǎng)，需要教師在教學中有意識地不斷嘗試、滲透。

參考文獻

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[5]解慕宗，林建芬.從“鹽與水的故事”到“鹽與鹽的故事”——深圳市高三名師好課“鹽類的水解”觀感論析[J].中學化學教學參考，2018（3）：12-15.7E0DD87B-56B0-4708-AA1B-C0DF1EB86194