基于手持技術(shù)的沉淀溶解平衡及影響因素的探究高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本信息01實(shí)驗(yàn)基本信息實(shí)驗(yàn)選自人教版選擇性必修一，第三章第四節(jié)《沉淀溶解平衡》。課本以試管實(shí)驗(yàn)為主，難以直觀描述沉淀溶解平衡的微觀過程。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用傳感器將微觀過程直觀化，圖表化。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路02實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思路運(yùn)用沉淀溶解模型解決實(shí)際問題沉淀溶解平衡的建立沉淀溶解平衡表達(dá)式和溶度積沉淀溶解平衡影響因素沉淀溶解平衡模型建構(gòu)1.碳酸鈣懸濁液電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)（電導(dǎo)率傳感器）2.飽和食鹽水加鹽酸實(shí)驗(yàn)傳感器實(shí)驗(yàn)：1.碳酸鈣懸濁液加水電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)2.碳酸鈣懸濁液加熱電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)3.碳酸鈣懸濁液加熱改進(jìn)實(shí)驗(yàn)4.氫氧化鈣上清液加熱電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理03實(shí)驗(yàn)原理【電導(dǎo)率】物理學(xué)概念，也可以稱為導(dǎo)電率。是以數(shù)字表示的溶液傳導(dǎo)電流的能力。單位以西門子每米（S/m）表示。溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度和離子移動(dòng)速度有關(guān)。當(dāng)其他條件不變，電導(dǎo)率越大可以表示離子濃度越大。近而可以通過電導(dǎo)率探討不同條件下沉淀的溶解情況。磁力攪拌器電導(dǎo)率傳感器溫度傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)04實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)010302證據(jù)推理與模型認(rèn)知根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理微觀過程。建立沉淀溶解平衡模型，了解沉淀溶解平衡的影響因素。科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任通過珊瑚礁退化的情境引入新課，在建構(gòu)沉淀溶解平衡模型后，設(shè)想珊瑚保護(hù)措施。深刻體會(huì)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)對(duì)全球生態(tài)的意義，提升民族自信。核心素養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)通過傳感器實(shí)驗(yàn)將微觀過程可視化，提供科學(xué)探究工具.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論提出質(zhì)疑-設(shè)計(jì)方案-動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。經(jīng)歷較完整的科學(xué)探究過程，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程05情境導(dǎo)入【資料卡片】珊瑚是很多海洋生物的家園，但由于全球變暖和溫室氣體含量升高，地球上有1/5的珊瑚礁消亡了。【設(shè)計(jì)意圖】引發(fā)同學(xué)們對(duì)生態(tài)環(huán)境的關(guān)注。【問題引導(dǎo)】珊瑚的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣絕對(duì)不溶于水嗎？如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？問題引導(dǎo)如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有部分碳酸鈣溶解？同學(xué)們的方案：1.溶于水后再過濾烘干測(cè)質(zhì)量差2.向上層清液加鹽酸，看有無氣泡3.測(cè)上層清液是否顯微弱的堿性【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生意識(shí)到濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)從“定性”向“定量”提升傳感器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：測(cè)定碳酸鈣加水后的電導(dǎo)率變化【設(shè)計(jì)意圖】感受科技魅力，證明難溶電解質(zhì)也可以溶解。試管實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2：向飽和NaCl溶液中加入9mol/L的鹽酸【設(shè)計(jì)意圖】通過實(shí)驗(yàn)體會(huì)溶解和沉淀過程同時(shí)存在。“宏微結(jié)合”建構(gòu)沉淀溶解平衡的認(rèn)知模型。傳感器實(shí)驗(yàn)--探究沉淀溶解平衡影響因素實(shí)驗(yàn)3：測(cè)定碳酸鈣懸濁液加水后的電導(dǎo)率。加水稀釋1.0版加水稀釋2.0版缺點(diǎn)：無法攪拌，分散系不均勻，電導(dǎo)率回升不明顯優(yōu)點(diǎn)：磁力攪拌器能快速使分散系稀釋均勻，并使沉淀快速溶解實(shí)驗(yàn)3：測(cè)定碳酸鈣懸濁液加水后的電導(dǎo)率。加入10ml蒸餾水傳感器實(shí)驗(yàn)--探究沉淀溶解平衡影響因素【設(shè)計(jì)意圖】通過電導(dǎo)率的變化證明：稀釋促進(jìn)沉淀向溶解方向移動(dòng)實(shí)驗(yàn)4-1：測(cè)定碳酸鈣懸濁液加熱的電導(dǎo)率。【同學(xué)質(zhì)疑】加熱會(huì)使水的電離程度增大，另外離子移動(dòng)速率也會(huì)增大。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能說明加熱使碳酸鈣溶解平衡正向移動(dòng)。【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】引入對(duì)照組：碳酸鈣上清液電導(dǎo)率隨溫度的變化。傳感器實(shí)驗(yàn)--探究沉淀溶解平衡影響因素實(shí)驗(yàn)4-2：測(cè)定碳酸鈣上清液加熱的電導(dǎo)率。傳感器實(shí)驗(yàn)--探究沉淀溶解平衡影響因素優(yōu)點(diǎn)：磁力攪拌器及時(shí)攪拌使分散系迅速均勻。此外攪拌器還自帶加熱功能，使操作更簡(jiǎn)單。實(shí)驗(yàn)4-2：測(cè)定碳酸鈣上清液加熱的電導(dǎo)率。加熱碳酸鈣懸濁液，電導(dǎo)率溫度圖加熱碳酸鈣上清液，電導(dǎo)率溫度圖【分析猜想】懸濁液中的固體顆粒阻礙離子的移動(dòng)。【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】用底部有沉淀的上清液做實(shí)驗(yàn)。傳感器實(shí)驗(yàn)--探究沉淀溶解平衡影響因素實(shí)驗(yàn)4-3：測(cè)定底部有碳酸鈣沉淀的上清液加熱的電導(dǎo)率。加熱靜置后底部有碳酸鈣沉淀的上清液，電導(dǎo)率-溫度圖加熱底部沒有碳酸鈣沉淀的上清液，電導(dǎo)率--溫度圖【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】溫度升高底部有沉淀的碳酸鈣上清液比底部無沉淀的碳酸鈣上清液電導(dǎo)率增大的快。說明升高溫度，使碳酸鈣的沉淀溶解平衡正向移動(dòng)。傳感器實(shí)驗(yàn)--探究沉淀溶解平衡影響因素實(shí)驗(yàn)5：測(cè)定氫氧化鈣電導(dǎo)率隨溫度的變化。【問題引導(dǎo)】所有難溶電解質(zhì)都是越熱越溶解嗎？加熱Ca(OH)2上清液，電導(dǎo)率圖像加熱蒸餾水，電導(dǎo)率圖像【猜想解釋】加熱離子運(yùn)動(dòng)更快，平衡逆向移動(dòng)變成了次要矛盾。【改進(jìn)實(shí)驗(yàn)】同時(shí)檢驗(yàn)PH變化，若PH減小則說明平衡向生成沉淀的方向移動(dòng)了。傳感器實(shí)驗(yàn)--探究沉淀溶解平衡影響因素試管實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6：吹入CO2，碳酸鈣懸濁液會(huì)溶解嗎？【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】吹入二氧化碳一段時(shí)間后沉淀消失，溶液澄清。【問題引導(dǎo)】請(qǐng)你從沉淀溶解平衡的角度解釋上述現(xiàn)象。模型應(yīng)用--微觀探析實(shí)驗(yàn)6：向澄清石灰水吹如CO2【設(shè)計(jì)意圖】運(yùn)用沉淀溶解平衡模型分析宏觀現(xiàn)象。提升宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)。思政教育中國(guó)力爭(zhēng)于2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，不是別人讓我們做，而是我們自己必須要做。我國(guó)已進(jìn)入新發(fā)展階段，推進(jìn)“雙碳”工作是破解資源環(huán)境約束突出問題、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，是順應(yīng)技術(shù)進(jìn)步趨勢(shì)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需要，是滿足人民群眾日益增長(zhǎng)的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需求、促進(jìn)人與自然和諧共生的迫切需要，是主動(dòng)擔(dān)當(dāng)大國(guó)責(zé)任、推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的迫切需要。——2022年1月24日，習(xí)近平在十九屆中央政治局第三十六次集體學(xué)習(xí)時(shí)的講話【設(shè)計(jì)意圖】結(jié)合珊瑚礁危機(jī)認(rèn)識(shí)“雙碳”目標(biāo)的生態(tài)意義，提升“四個(gè)自信”。技術(shù)前沿--如何靠科技實(shí)現(xiàn)碳中和【設(shè)計(jì)意圖】了解科技前沿，激發(fā)創(chuàng)新熱情，提升民族自豪感。實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)06實(shí)驗(yàn)效果1.傳感器數(shù)