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“离子反应”是中学阶段极其重要的基础理论知识，贯穿于中学化学教材的始终，是中学化学教学的重点和难点之一，也是历年高考的热点。它承载着发挥培养学生“宏观辨识与微观探析““变化观念与平衡思想”等化学学科核心素养的价值功能。离子方程式是离子反应“宏观-微观-符号”三重表征的符号表达。新课标对学生能通过实验事实认识离子反应的本质提出了明确要求，氢氧化钡与稀硫酸的反应是离子反应的典型代表，因为硫酸中的H+、SO42－分别与氢氧化钡溶液的OH－和Ba2 +结合生成水和硫酸钡沉淀，溶液的全部离子能发生反应生成水和沉淀，溶液在反应前后各种性质的变化最为明显。以该反应为例，引导学生从电离的角度分析电解质溶液的微粒组成，理解电解质溶液混合后化学反应发生的实质，以及反应前后溶液中微粒和其种类数量的变化，帮助学生自主构建离子方程式书写的模型。
学生在初中已经了解了部分溶液具有导电性，通过前面的学习，了解强酸强碱易溶盐在水溶液中以离子形式存在，知道了复分解反应实质是某些离子在反应，初步知道了书写离子反应方程式。但是在书写中容易出现以下问题：拆分不当，遗漏反应离子，错写离子配比。
离子反应及其方程式的书写是高中化学的重要内容，新课标明确要求学生应能够通过实验事实认识离子反应的本质及其发生条件，知道常见的离子检验方法。离子反应及其方程式的书写内容十分丰富，知识面覆盖教广，由于对离子反应及其方程式的书写知识掌握不透彻、应用不熟练，学生在消化这部分内容时常感到较为困难。本节教学片断要达到的教学目标在于通过对稀硫酸和氢氧化钡的反应的实验探究，帮助学生构建从只看见宏观现象到会用“微粒观”分析现象背后的本质原因的思维方法，能够建立起宏观现象和微观过程的相互联系，最后通过构建离子方程式的书写模型，突破教学的难点。
学生在书写中出现问题的根本原因在于缺乏对微观粒子的关注，离子方程式的书写停留在对程序性知识的记忆上，因此确定本片段的教学重难点为：帮助学生构建用“微粒观”分析现象后面本质原因的思维方法，构建离子方程式的书写模型，促进学生宏微结合的思维发展。
离子方程式的书写
1、氢氧化钡、硫酸在水中的微观存在
H2SO4=2H++SO42-
Ba(OH)2=Ba2++2OH-
2、氢氧化钡溶液中滴加硫酸过程中微粒的变化
3、写离子方程式并配平
Ba2++2OH-+SO42-+2H+=BaSO4↓+2H2O
| 教师活动 |
学生活动 | 设计意图 |
展示课前调查学生书写离子反应方程式出现的问题。
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观看，反思 | 前置作业，通过“门口易测”app扫描，统计后得到学生整体的作答情况分析，便于教师掌握学情，根据统计分析得出学生在书写离子方程式时主要存在的问题有：拆分不当、遗漏反应离子、错写离子配比，依据学情确定了本节教学片断课要突破的重点和教学的难点问题。 |
| 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
学习任务一：分析氢氧化钡、硫酸在水中的微观存在 问题1：氢氧化钡、硫酸在水中在水中是怎样的存在形态？ 展示：微观示意图
板书：氢氧化钡、硫酸在水中存在的微观形态 H2SO4=2H++SO42- Ba(OH)2=Ba2++2OH- 学习任务二：探究氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸过程中粒子的行为 问题2：氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸，溶液中的离子如何变化？ 分组实验：用测水笔检测溶液中离子浓度的变化。 测水笔的功能：TDS值可以反映溶液中的离子浓度大小，一定温度下，TDS值越大，溶液中的离子浓度越大。 测水笔的使用方法： 1、拿下笔套并打开on开关。 2、将笔放入待测溶液中搅动，等读数稳定。 3、使用完毕后，用布擦干笔头部分的水，将笔套改回。 实验流程： 1、取20mL氢氧化钡溶液，用测水笔测量其TDS值。 2、向溶液中滴加1-2滴酚酞溶液，搅拌，再用测水笔测量。 3、向溶液中滴加稀硫酸，充分搅拌，滴加一次后测量一次，直至溶液红色完全褪去。 4、注意每次测量后要将测水笔清洗，擦干。 5、注意及时记录数据。 手机投屏，同步直播学生的实验过程。 问题3：刚才同学们在实验中观察到了哪些现象？ 问题4：分析现象产生的原因 板书：氢氧化钡中滴加硫酸过程中微粒的变化
过渡：测水笔只能粗略地反映滴加过程中溶液离子的浓度变化，有一种先进的仪器，能精确连续地测量溶液的导电能力，从而反映离子浓度的连续变化，这种仪器就是“电导率数字传感器”。如图所示： 展示电导率数字传感器测量溶液电导率的装置
问题4：氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸，电导率会随滴加的稀硫酸的体积如何变化呢？试画出曲线变化图 手机投屏，展示学生绘制的图像 请学生分析绘制理由 播放视频：利用电导率数字传感器测定反应过程中溶液的导电能力变化。 小组讨论：对比真实图像，分析电导率的最低点不等于零的原因
问题5：因此，氢氧化钡溶液中滴加稀硫酸，实质上是离子结合，请写出该反应的离子方程式 板书：写离子方程式并配平 Ba2++2OH-+SO42-+2H+=BaSO4↓+2H2O | 回答：以自由移动的离子形式存在 观看图片，想象离子在自由移动 思考，推测 观看资料，尝试使用测水笔 分组实验，滴加溶液，测量数据，做好记录。 分组汇报：氢氧化钡溶液中滴加酚酞后，TDS值基本不变，滴加一滴硫酸后，溶液变浑浊，溶液红色变浅，TDS值显著减小，继续滴加，继续变浑浊，溶液红色继续变浅，数值继续变小，溶液红色褪去后，TDS值增大。 溶液中的钡离子与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀，同时氢氧根离子与氢离子结合生成水。溶液中的离子浓度减小，碱性变弱，TDS值减小，红色褪去后，硫酸过量，溶液中的离子浓度增大，TDS值增大 观看仪器 思考分析，尝试画图 学生说明自己的绘制理由 钡离子被硫酸根离子消耗，氢氧根被硫酸根消耗，溶液中的离子逐渐减少，电导率减小，完全反应后，滴加稀硫酸，溶液中的离子浓度又不断增加，电导率增大。 观看视频，思考 思考交流，讨论汇报： 此时溶液中的钡离子被硫酸根离子完全消耗，氢氧根离子被氢离子完全消耗。此时的电导率几乎是纯水的电导率。而水会有极少量电离，数字传感器灵敏。 书写 Ba2++2OH-+SO42-+2H+=BaSO4↓+2H2O | 激发学生思维，让学生回顾前面所学酸、碱 盐在水中的电离，头脑中联想在溶液中，离子在自由移动。 图片展示，能让学生直观地看到微粒，不仅看到粒子的种类，还能看到离子的数目关系，形象直观地发展学生的宏观辨识与微观探析化学学科核心素养。 引导学生关注微观粒子的相互作用，有利于学生认识与体会离子反应的内涵与本质，宏观是物质的混合，微观则是粒子的混合与相互作用，提升学生的变化观念与平衡思想化学学科核心素养。 利用生活中的测水笔，用数字来体现氢氧化钡滴加稀硫酸离子浓度的变化，由宏观现象过渡到微观粒子，由定性判断到用数据说明的定量判断，让学生深刻体会氢氧化钡、硫酸在水中的存在形态，以及结合过程，从而解决离子方程式书写中的难点问题：拆分不当，遗漏反应离子。 实验中可以培养学生的实验能力，与人合作能力，有利于学生构建化学科学知识。 便于未直接参与实验的同学及观摩的教师观看学生实验完成情况。 学生通过对现象和数据的分析，对溶液混合后离子的相互作用进行推理，有利于发展学生的证据推理和模型认知化学学科核心素养。 在前面分组实验的基础上，引入电导率数字传感器，有前面实验的铺垫，学生推测的电导率变化趋势是对的，这样安排实验有序，由有宏观现象，到有粗略数据的变化趋势，再到加入精确数据的连续变化，学生的思维发展也有序，丝丝入扣，由浅入深。 图像的绘制，展示了学生的思维过程，同时图形可以直观反应溶液中微粒的变化。 让学生看到其他同学与自己所做之图有差异时，能产生激烈的思维碰撞，并迫切地想知道“谁的图才是正确的那一个？”，对后续的教学内容也更感兴趣。 让学生梳理一遍自己的思维过程，加深对离子反应内涵的理解，同时深化对离子方程式的认识。 真实的数字化实验，让学生能定量地分析稀硫酸和氢氧化钡溶液混合后的微观过程，变化过程一目了然，细致入微。 让学生初步体验实事求是，培养学生的化学素养，提升学生的思维品质。恰好完全反应时电导率不为零，这一点与部分同学的认知冲突，有利于学生形成“实验是检验化学理论的标准”的观念。同时最低点的电导率的值很小，证明离子完全反应，解决学生出现的离子配比乱写这一问题。 离子方程式的书写水到渠成，让学生明白离子方程式就是表征溶液中微粒的变化，以此达到书写的高效性和高正确率。 |
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任务三：总结离子方程式书写的方法 问题6：如何准确地写出离子方程式 |
回顾分析探究过程，进行总结 1、分析反应物在水溶液中的主要存在形式 H2SO4=2H++SO42- Ba(OH)2=Ba2++2OH- 2、确定发生化学反应的微粒、产物及其数量关系
3、写出离子方程式并配平 Ba2++2OH-+SO42-+2H+=BaSO4↓+2H2O |
让学生通过梳理思维过程，总结出方法模型，理解离子反应的概念以及离子方程式的书写内涵。有利于增强学生的模型认知化学学科核心素养。 |
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任务四：真实情境的问题解决 情境材料：耗氧有机物是使水体产生恶臭的主要原因之一。水的异臭来源于硫化氢、氨气、甲硫醇、二甲基硫等恶臭物质。以除去硫化氢为例，应选用什么物质除去硫化氢？理由是什么？请写出相应的离子方程式 （提示：H2S是一种弱酸，在水中主要以分子形态存在） 点评学生所写离子方程式，强调H2S、 NaOH在水中的存在形态，反应的微粒。 点评：该反应中，硫离子并没有除去，硫离子在水中可能会产生硫化氢。因此，还有更好的方法，用硫酸铜溶液除去。 展示： 2OH-+H2S = S2- + 2H2O H2S + Cu2+=CuS↓ + 2H+ 总结：离子反应不仅在消除污水中污染物中有重要应用，在物质制备和分离、物质提纯和鉴定中也有广发的应用。离子方程式是离子反应的符号表征，希望同学们能学好离子反应。 | 思考硫化氢的性质。 硫化氢为酸，则选用氢氧化钠去除。 回顾思考流程，利用模型写出反应的离子方程式 2OH- + H2S = S2- +2H2O 感受化学的价值，离子反应的重要性。 | 应用离子反应，可以解决离子除杂等问题，要从微观粒子相互作用的视角进行分析。让学生体会从宏观到微观思考方式的过渡与发展，离子反应、离子方程式的书写起着至关重要的作用。让学生应用模型解决真实情境中的问题，一方面可以深化对模型的认知，促进学生从微观角度分析水溶液中的反应，发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养，另一方面可以感受化学学习的价值，帮助学生树立科学精神增强社会责任感。 应用离子反应，可以解决离子除杂、离子推断、离子鉴别、判断离子共存等问题，要求学生能从微观粒子相互作用的视角进行分析，让学生感受离子反应、离子方程式的书写起着至关重要的作用，体会化学的价值，有助于培养学生的科学精神，增强学生的社会责任感。 |
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