苑凌云 岳文虹 鄧 陽(yáng) 王麗娟

（1.華中師范大學(xué)化學(xué)教育研究所 湖北 武漢 430079；2.同煤一中 山西 大同 037003；3.大同市教育科學(xué)研究中心 山西 大同 037003）

本節(jié)內(nèi)容是對(duì)人教版選擇性必修1 第三章“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”［1］的綜合運(yùn)用，屬于單元復(fù)習(xí)課。彭笑剛曾說(shuō)：“如果沒(méi)有溶液，化學(xué)將無(wú)法在科學(xué)世界里擁有一級(jí)學(xué)科的地位［2］?！彼芤后w系是學(xué)生最熟悉的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境，其中存在的酸、堿、鹽等電解質(zhì)的離子反應(yīng)以及弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡以及難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡等過(guò)程，與人類的工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、生命活動(dòng)等息息相關(guān)。

一、基于“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”的教學(xué)設(shè)計(jì)思路

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》中提出：“使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)”［3］。新課標(biāo)倡導(dǎo)真實(shí)情境下的主題式任務(wù)群學(xué)習(xí)，提倡在課程內(nèi)容中有機(jī)融入科技、社會(huì)等人類發(fā)展成果，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)體驗(yàn)社會(huì)實(shí)踐等過(guò)程，突破符號(hào)學(xué)習(xí)的單一屬性，引導(dǎo)學(xué)生邏輯推演、進(jìn)入社會(huì)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，達(dá)成課程內(nèi)容對(duì)自身意義的增值，完成知識(shí)向核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。

與課標(biāo)要求相一致，美國(guó)社會(huì)學(xué)家、教育學(xué)家大衛(wèi)·庫(kù)伯提出，“學(xué)習(xí)是一種社會(huì)過(guò)程精心設(shè)計(jì)的體驗(yàn)”。在具體教學(xué)過(guò)程中，需要“通過(guò)系統(tǒng)的情境設(shè)計(jì)，把學(xué)習(xí)者導(dǎo)入學(xué)習(xí)情境之中，讓他們身臨其境地體驗(yàn)學(xué)習(xí)，產(chǎn)生更具體、更明確的感動(dòng)和體悟”。并且，在他看來(lái)，“體驗(yàn)學(xué)習(xí)是運(yùn)用辯證方法不斷解決沖突的過(guò)程［4］?！痹诖嘶A(chǔ)上，大衛(wèi)·庫(kù)伯創(chuàng)造性地提出了“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”學(xué)習(xí)系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）。他認(rèn)為，智力源于經(jīng)驗(yàn)，所以在教學(xué)實(shí)踐中，一個(gè)循環(huán)往往要以“具體體驗(yàn)”作為起點(diǎn)，讓學(xué)生在真實(shí)情境中獲得對(duì)知識(shí)的感性了解，然后基于反思觀察，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)等多種類型的證據(jù)對(duì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行理性認(rèn)識(shí)，再通過(guò)抽象概括形成對(duì)知識(shí)的本質(zhì)理解，并將整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程統(tǒng)整為解決問(wèn)題的一般思路和方法，最后在“主動(dòng)檢驗(yàn)”環(huán)節(jié)中遷移與應(yīng)用。另外，“主動(dòng)檢驗(yàn)”環(huán)節(jié)除了要完成所學(xué)內(nèi)容的外延拓展，同時(shí)還應(yīng)是下一個(gè)學(xué)習(xí)循環(huán)的“具體體驗(yàn)”環(huán)節(jié)，并以此為起點(diǎn)開(kāi)始下一階段的學(xué)習(xí)。

圖1 “體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”學(xué)習(xí)系統(tǒng)

基于大衛(wèi)·庫(kù)伯的體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈理論，本節(jié)內(nèi)容以“化工生產(chǎn)中的沉淀劑探源”為主題，選取近年高考工藝流程題中熱點(diǎn)考查題型——沉淀反應(yīng)為對(duì)象，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化工生產(chǎn)中的沉淀反應(yīng)進(jìn)行邏輯探源、社會(huì)探源，充分挖掘知識(shí)背后的理性價(jià)值與社會(huì)價(jià)值。教學(xué)過(guò)程中（見(jiàn)圖2），首先引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中體驗(yàn)工業(yè)生產(chǎn)的沉淀劑選擇，自然而然地引出本節(jié)課的研究問(wèn)題：NH4HCO3溶液沉淀金屬離子生成碳酸鹽沉淀的內(nèi)在機(jī)理是什么？并在抽提模型、進(jìn)行解釋以及實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)等證據(jù)引起的一系列認(rèn)知沖突中反思觀察、抽象概括，形成對(duì)弱酸酸式鹽溶液體系的本質(zhì)認(rèn)識(shí)以及解決多平衡體系復(fù)雜問(wèn)題的一般思路和方法，并在新的情境中應(yīng)用與檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)思維的認(rèn)識(shí)進(jìn)階，落實(shí)核心素養(yǎng)的人才培養(yǎng)要求，讓學(xué)生在完整的體驗(yàn)循環(huán)中學(xué)會(huì)自覺(jué)、自由地運(yùn)用學(xué)科知識(shí)、學(xué)科邏輯、學(xué)科方法去探索世界，求索真理，生成學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)自我成長(zhǎng)的意義。

圖2 教學(xué)流程

二、教學(xué)過(guò)程

1.具體體驗(yàn)——化工生產(chǎn)的沉淀劑選擇

【情境引入】早期，社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展低下，人類生活主要依賴于對(duì)天然物質(zhì)的直接利用。隨著社會(huì)文明的進(jìn)步，天然物質(zhì)的固有性能漸漸無(wú)法滿足人類的生產(chǎn)、生活需求，人類開(kāi)始通過(guò)各類實(shí)踐活動(dòng)改造外部客觀世界，于是產(chǎn)生了各種加工技術(shù)，并在工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模上付諸實(shí)踐。在社會(huì)層面運(yùn)用化學(xué)方法改造物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性能或合成新物質(zhì)的技術(shù)，即為化學(xué)工業(yè)。化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，引領(lǐng)著人類社會(huì)的進(jìn)步。

【師】水溶液是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的重要環(huán)境，以下兩個(gè)化學(xué)工藝都是在水溶液體系中進(jìn)行的物質(zhì)制備及分離提純過(guò)程，屬于濕法提純。在化工生產(chǎn)的最后一步，為了將目標(biāo)元素從溶液體系中分離出來(lái)，通常需要使用沉淀劑將其轉(zhuǎn)化為沉淀。通過(guò)流程分析，沉鈰和沉鎂分別選用的是哪種沉淀劑呢？

化工流程一：

Ce2（CO3）3可用于催化劑載體及功能材料的制備。天然獨(dú)居石中，鈰（Ce）主要以CePO4形式存在，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物質(zhì)。以獨(dú)居石為原料制備Ce2（CO3）3·nH2O的工藝流程如下：

——選自2021年湖南高考第17題

化工流程二：

硼酸（H3BO3）是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：

——選自2019年全國(guó)Ⅰ卷第26題

【生】沉鈰選用NH4HCO3溶液，沉鎂選用吸收了NH3的NH4HCO3溶液，即（NH4）2CO3溶液。

【師】為什么沉鈰、沉鎂選擇的沉淀劑不同呢？

【生討論，答】沉鈰的目的是得到Ce2（CO3）3·nH2O，沉鎂的目的是得到Mg（OH）2·MgCO3，二者的目標(biāo)產(chǎn)物不同，而兩種沉淀劑的差異體現(xiàn)在陰離子上，結(jié)合沉淀目的的考慮，由于沉鎂需要得到堿式鹽，因此需要選擇堿性更強(qiáng)的（NH4）2CO3溶液。

【師】很好，分析問(wèn)題時(shí)要依據(jù)目的把握核心差異進(jìn)行思考。那么請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)一步思考，沉淀劑為什么不選擇常見(jiàn)的Na2CO3和NaHCO3呢？

【生1】銨鹽比鈉鹽更加便宜，工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)成本更低。

【生2】銨鹽的溶解度更大，沉淀效果更好，而且銨鹽受熱易分解，后續(xù)工藝中更容易除去。

2.反思觀察——沉淀反應(yīng)的機(jī)理探源

【師】非常好。那么，在用NH4HCO3溶液沉淀金屬離子生成碳酸鹽沉淀時(shí)，HCO-3能提供足夠多的CO32-供其沉淀嗎？反應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理是什么呢？

【生】引起思考……

【師】分析問(wèn)題時(shí)要對(duì)事物進(jìn)行有效分解，暴露出多種屬性中決定結(jié)果的最本質(zhì)因素，并從中抽提出簡(jiǎn)單模型進(jìn)行研究。同理，在探究NH4HCO3溶液沉淀金屬離子的反應(yīng)機(jī)理時(shí)，請(qǐng)同學(xué)們嘗試從中抽提出核心反應(yīng)微粒。

【生】應(yīng)該是HCO-3與金屬離子的反應(yīng)。

【師】很好。我們面臨的現(xiàn)實(shí)世界通常是抽象的、復(fù)雜的，是質(zhì)與量、必然與偶然的統(tǒng)一體?？茖W(xué)分析要求我們抓住主要因素及其關(guān)系，并經(jīng)過(guò)合理的簡(jiǎn)化，展開(kāi)科學(xué)的推理與演算［5］。在這一問(wèn)題中，站在中學(xué)的視角，為了避免其他因素的干擾，我們不妨選擇最熟悉的NaHCO3溶液和CaCl2溶液的反應(yīng)來(lái)進(jìn)行研究。

【生質(zhì)疑】NaHCO3溶液和CaCl2溶液不是不反應(yīng)嗎？

【師】哦？是這樣嗎？我們不妨來(lái)實(shí)驗(yàn)一下。桌上給大家提供了NaHCO3固體、CaCl2固體和蒸餾水，請(qǐng)大家實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，NaHCO3溶液和CaCl2溶液混合究竟有什么現(xiàn)象呢？

【生分組實(shí)驗(yàn)，答】我們小組用NaHCO3固體和CaCl2固體配成懸濁液，隨后取上層飽和清液，混合后看到有白色沉淀生成，并且產(chǎn)生了大量氣泡。

【師】很好，有沒(méi)有小組有不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？

【生分組實(shí)驗(yàn)，答】老師，我們組雖然也有沉淀生成，但是我們覺(jué)得二者混合能否觀察到顯著現(xiàn)象可能還與試劑用量有關(guān)，由于時(shí)間不夠，我們還沒(méi)來(lái)得及計(jì)算和實(shí)驗(yàn)。

【師】非常好。通過(guò)同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，首先我們可以確定的是，一定濃度的NaHCO3溶液和CaCl2溶液混合會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成沉淀和氣體。同時(shí)，同學(xué)們也提出，實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)該控制試劑用量。確實(shí)，事物的質(zhì)變與量變總是緊密聯(lián)系并相互制約的，質(zhì)通常要通過(guò)一定量的積累來(lái)表現(xiàn)。因此，科學(xué)研究時(shí)一定要注意進(jìn)行量的考察與分析，才能更加準(zhǔn)確地把握事物的質(zhì)［5］。

接下來(lái)，請(qǐng)同學(xué)們?cè)賮?lái)做一組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)藥品分別為1 mol/L、0.5 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L和0.01 mol/L的NaHCO3溶液，以及0.1 mol/L 的CaCl2溶液。請(qǐng)同學(xué)們分別向1 mL 不同濃度的NaHCO3溶液中滴加0.1 mol/L CaCl2溶液，邊滴邊振蕩，并記錄溶液中出現(xiàn)渾濁時(shí)加入CaCl2溶液的滴數(shù)［6］。

【生】NaHCO3溶液和CaCl2溶液的濃度越小時(shí)，二者混合越觀察不到明顯現(xiàn)象（見(jiàn)表1）。

表1 不同濃度的NaHCO3溶液中滴加0.1 mol/L CaCl2溶液實(shí)驗(yàn)記錄表

【師】通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，常量濃度下的NaHCO3溶液和CaCl2溶液反應(yīng)可以生成CaCO3白色沉淀。面對(duì)科學(xué)事實(shí)，需要同學(xué)們從理論的角度進(jìn)行分析綜合、邏輯探源，將其概括成為抽象程度更高的理性系統(tǒng)。那么接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們從理論的角度分析二者反應(yīng)的機(jī)理是怎樣的？

【生】很明顯，是HCO-3電離出來(lái)的CO23-與Ca2+反應(yīng)得到CaCO3沉淀。

【師】其他小組有不同意見(jiàn)嗎？

【生】老師，我們認(rèn)為不合理。倘若是這樣，那么離子方程式可以寫(xiě)為Ca2++HCO-3====CaCO3↓+H+，顯然是不符合化學(xué)反應(yīng)原理的，而且也沒(méi)有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的氣體生成。

【師】很好，這位同學(xué)基于經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)定性判斷這一說(shuō)法不合理。我們知道，一門(mén)科學(xué)從定性判斷發(fā)展到定量分析，是其不斷成熟、精確的重要標(biāo)志。下面老師給大家提供以下數(shù)據(jù)：H2CO3：Ka1=10-6.36，Ka2=10-10.33；CaCO3：Ksp=10-8.55，請(qǐng)同學(xué)們?cè)賴L試從定量的角度分析NaHCO3溶液和CaCl2溶液的反應(yīng)機(jī)理。

【生討論，展示】判定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度可以用平衡常數(shù)來(lái)進(jìn)行表征。關(guān)于反應(yīng)：Ca2++HCO-3====CaCO3↓+H+的平衡常數(shù)，我們小組有兩種算法：

算法一：表達(dá)平衡常數(shù)，拼湊已知常數(shù)

算法二：方程式耦合運(yùn)算

該反應(yīng)可以視為以下過(guò)程的耦合：

結(jié)論：該反應(yīng)的平衡常數(shù)較小，趨勢(shì)并不明顯，更傾向于發(fā)生逆反應(yīng)。

【師】非常好，既然如此，化工生產(chǎn)中為什么還要使用碳酸氫鹽沉淀金屬離子呢？是我們的理論解釋出現(xiàn)了問(wèn)題嗎？在進(jìn)行科學(xué)推理時(shí)，由于深入分析需要我們對(duì)事物進(jìn)行分解，此時(shí)難免會(huì)使眼光局限在狹隘的視角中，導(dǎo)致孤立片面地看待問(wèn)題。因此，我們需要將分析與綜合結(jié)合起來(lái)，消解思維的肢解狀態(tài)，從而獲得對(duì)思維對(duì)象的全面把控。所以，請(qǐng)同學(xué)們?cè)俅螌徱暼芤涵h(huán)境，還有哪些因素可能導(dǎo)致CaCO3沉淀的生成呢？

【生討論，答】常溫下，在NaHCO3水溶液中存在以下過(guò)程：

由于HCO-3水解產(chǎn)生的OH-會(huì)和電離產(chǎn)生的H+繼續(xù)反應(yīng)，促使水解、電離平衡正向移動(dòng)，導(dǎo)致溶液中的H2CO3和CO23-的濃度大于孤立看待兩個(gè)平衡時(shí)的情況。經(jīng)計(jì)算，水解、電離平衡互相促進(jìn)后的過(guò)程：，平衡常數(shù)K′=10-3.97（同前面兩種算法），該平衡常數(shù)的數(shù)量級(jí)至少是溶液中其他過(guò)程的103倍，不可忽略，因此此時(shí)溶液中可能有足夠的CO32-沉淀Ca2+。

【師】那么能否進(jìn)一步定量計(jì)算此時(shí)NaHCO3溶液沉淀Ca2+的平衡常數(shù)呢？

【生討論，展示】同樣有兩種算法，我們展示第二種：

反應(yīng)Ca2++2HCO-3==== CaCO3↓+H2CO3可以視為以下過(guò)程的耦合：

結(jié)論：綜合考慮HCO-3的電離和水解過(guò)程，其沉淀Ca2+的平衡常數(shù)接近105，此時(shí)可以認(rèn)為該反應(yīng)幾乎能夠進(jìn)行完全，生成大量的H2CO3將會(huì)分解為CO2和H2O，因此實(shí)驗(yàn)中可以同時(shí)看到沉淀和氣體生成，該離子方程式可以寫(xiě)為Ca2++HCO-3====CaCO3↓+H2O+CO2↑。同理，倘若工業(yè)生產(chǎn)中想要制得比CaCO3更難溶的沉淀，則更傾向于發(fā)生此類反應(yīng)。而且，只要查得難溶物的Ksp，我們都可以計(jì)算沉淀過(guò)程的平衡常數(shù)，從而預(yù)測(cè)該反應(yīng)的進(jìn)行程度，指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)。

3.抽象概括——NaHCO3溶液中的多重平衡

【師】因此，綜合考慮NaHCO3溶液中各過(guò)程：

采用定量方法進(jìn)行科學(xué)研究，具有符號(hào)形式化、精確數(shù)量化等特征，也正是由于這些特征，使得我們可以把某些認(rèn)識(shí)活動(dòng)交給計(jì)算機(jī)來(lái)處理，從而使人類的認(rèn)識(shí)更加精確和迅速。通過(guò)計(jì)算機(jī)的精確計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在0.1 mol/L NaHCO3溶液中［7］：

其中Na+和HCO-3是含量最多的組分，由于HCO-3電離過(guò)程和水解過(guò)程的相互促進(jìn)，使得水溶液中的CO23-和H2CO3濃度遠(yuǎn)大于OH-和H+，但由于HCO-3的水解程度一定大于電離程度，所以溶液中一定會(huì)有c(H2CO3)＞c(CO23-)，c(OH-)＞c(H+)。這一計(jì)算事實(shí)也佐證了我們推理的合理性。因此，同學(xué)們要學(xué)會(huì)對(duì)照任務(wù)目標(biāo)從復(fù)雜情境中抽提核心要素，嘗試以“微觀—?jiǎng)討B(tài)—聯(lián)系—定性—定量”的視角處理多平衡體系，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)等多種證據(jù)類型論證猜想的合理性，最終形成科學(xué)的解釋結(jié)果。

4.主動(dòng)檢驗(yàn)——多重平衡的拓展應(yīng)用

【師】那么上述情形只存在于NaHCO3溶液中嗎？

【生】不是。任意弱酸酸式鹽溶液中都存在弱酸酸式根的水解過(guò)程和電離過(guò)程相互促進(jìn)的情況。

【師】是的，如表2所示，常見(jiàn)弱酸酸式鹽溶液中的水解、電離耦合過(guò)程的平衡常數(shù)均遠(yuǎn)大于其他微弱過(guò)程，因此考慮問(wèn)題時(shí)不能忽略。整體往往大于各部分之和，當(dāng)多個(gè)事物混合后，由于彼此間的相互作用，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生新的特性，所以宏觀世界往往是多因素交織下的復(fù)雜反映，而科學(xué)就是逐層抽絲剝繭、推演其本質(zhì)規(guī)律的思維活動(dòng)。

表2 弱酸酸式鹽溶液中各步的平衡常數(shù)

【師】表3 列舉了計(jì)算機(jī)得出的不同濃度NaHCO3溶液中粒子平衡濃度的大小關(guān)系，我們發(fā)現(xiàn)隨著c（NaHCO3）的不斷減小，粒子平衡濃度的排序也在發(fā)生變化。那么請(qǐng)同學(xué)們觀察數(shù)據(jù)，依據(jù)本節(jié)課獲得的經(jīng)驗(yàn)與感悟，從中找出變與不變的關(guān)系，并嘗試解釋原因。

表3 不同濃度NaHCO3溶液中粒子平衡濃度的大小關(guān)系［7］

【生討論，答】依據(jù)表3，首先我們根據(jù)任務(wù)目標(biāo)抽提出NaHCO3溶液中恒定不變的關(guān)系有c(Na+)＞c(HCO-3)＞c(H2CO3)＞c(CO32-)，c(OH-)＞c(H+)。綜合考 慮NaHCO3溶液中的多重平衡，與其對(duì)應(yīng)的理論模型是HCO-3的水解程度大于電離程度。由于Na+不參與溶液中的微弱過(guò)程，而HCO-3存在水解平衡和電離平衡，且H2CO3和CO23-只來(lái)源于HCO-3的水解和電離，所以必會(huì)存在：c(Na+)＞c(HCO-3)＞c(H2CO3)＞c(CO23-)。溶液中的OH-來(lái)源于水的電離和HCO-3的水解，H+來(lái)源于水的電離和HCO-3的電離，由于水電離的H+和OH-一樣多，因此必會(huì)存在：c(OH-)＞c(H+)。此外，隨著c（NaHCO3）的不斷減小，我們發(fā)現(xiàn)OH-和H+的濃度排序逐漸前移，這說(shuō)明此時(shí)水的電離逐漸不可忽略，并慢慢占據(jù)主導(dǎo)地位，因此粒子濃度呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化特征，比如第8組數(shù)據(jù)，c（NaHCO3）極小，使得水電離的H+和OH-成為了溶液中的主要微粒。

【師】非常好，對(duì)于多因素作用下的平衡體系，由于外界條件的改變，各因素間的主導(dǎo)地位可能會(huì)發(fā)生變化，并體現(xiàn)在宏觀現(xiàn)象中。最后請(qǐng)同學(xué)們?cè)賮?lái)看兩個(gè)工藝流程，思考其沉淀劑的選擇與我們剛剛探究的有何不同？為什么這樣做？并書(shū)寫(xiě)離子方程式。

化工流程三：

實(shí)驗(yàn)室以二氧化鈰（CeO2）廢渣為原料制備Cl-含量少的Ce2（CO3）3，其部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

——2022年江蘇卷第16題

化工流程四：

用軟錳礦（主要成分為MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3）和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下：

——2020年山東卷第16題

【生】沉淀金屬離子生成碳酸鹽時(shí)，除了加入NH4HCO3溶液，還加入了氨水。綜合我們探究的反應(yīng)機(jī)理，氨水的目的是中和HCO-3中的H+，產(chǎn)生更多的CO23-以供沉淀，功能類似于HCO-3水解產(chǎn)生的OH-。

離子方程式：2Ce3++3HCO-3+3NH3·H2O ====Ce2（CO3）3↓+3NH+4+3H2O

Mn2++HCO-3+NH3·H2O====MnCO3↓+NH+4+H2O

【師】那么，為什么不直接使用（NH4）2CO3溶液呢？

【生討論，答】依據(jù)剛上課時(shí)用（NH4）2CO3溶液沉鎂得到Mg（OH）2·MgCO3的例子，上述過(guò)程都是為了得到碳酸鹽沉淀，避免其得到氫氧化物沉淀或堿式碳酸鹽沉淀，因此不用堿性較強(qiáng)的（NH4）2CO3溶液，而是選用NH4HCO3溶液和氨水的混合液，有利于調(diào)控pH以生成理想目標(biāo)物。

三、教學(xué)反思

本節(jié)課從兩道高考工藝流程題的沉淀反應(yīng)展開(kāi)，通過(guò)體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈的一個(gè)完整循環(huán)——具體體驗(yàn)、反思觀察、抽象概括、主動(dòng)檢驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后自主地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行“化學(xué)解構(gòu)”和“化學(xué)認(rèn)識(shí)”，通過(guò)NaHCO3溶液與CaCl2溶液反應(yīng)模型的抽提，以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、理論推導(dǎo)、定量計(jì)算等學(xué)科思維與方法的運(yùn)用，在“NaHCO3溶液與CaCl2溶液能反應(yīng)嗎？”“只考慮HCO-3的電離，其產(chǎn)生的CO32-足以沉淀Ca2+嗎？”等一系列質(zhì)疑和沖突中，基于實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)等證據(jù)，對(duì)“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行反復(fù)地操作運(yùn)用、反思變革，并在過(guò)程中滲透科學(xué)思維的講授，最終實(shí)現(xiàn)抽象概括，將觀察、經(jīng)驗(yàn)等統(tǒng)整為更加普遍的科學(xué)本質(zhì)和邏輯系統(tǒng)，納入到自身的知識(shí)體系中，并學(xué)會(huì)在新的情境中遷移與應(yīng)用。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程將理論與實(shí)際緊密結(jié)合，不僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)，更注重讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程，在實(shí)踐中感悟邏輯的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)知識(shí)教學(xué)的意義增值。