北京市届高三化学基于证据推理复习《探究碘离子氧化条件》文档格式.docx
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解决复杂体系的实际问题,一直是学生的重点和难点,总结出解决此类问题的思想模型是本节课的目的。
3.“宏微结合与变化平衡是化学核心素养的学科特征”,面对一个复杂体系,引导学生首先
在宏观上观察现象,分析此类现象的条件;
微观上分析性质,要关注反应,关注其发生哪种类型的反应,在体系中厘清变化和平衡,形成思维路径,理解原理的调控。
这是本课的难点!
4.本节课发展性的使用高考试题和模拟试题,引导学生设计实验加以验证,这体现了严谨的科学精神,本课让学生关注到碘浓度升高、臭氧层、二氧化硫的歧化使太阳能进行转化和储存,让“科学精神与社会责任是化学核心素养的价值立场”落到实处!
1.学习内容分析
I−在酸性条件下可以被O2氧化,学生是知道的,选修四上是有探究实验设计的,但在中性条件下基本不反应的原因是不清楚的,加酸是改变了谁的性质,包括平衡移动是不清楚的,本节课在第一个活动中解决这一系列问题。
Fe2+对O3氧化I−产生影响这一内容,信息丰富,思维路径长,需要解释的内容多,综合度很高。
但在第一个活动总结了如何找证据、如何推理和如何建模的基础上,学生还是可以解决的。
探究分步反应反应速率与SO2歧化总反应速率的关系,内容也是较丰富的,这个活动,强调的是控制单一变量后实验对比所带来的证据,利用证据进行推理解决问题。
这三个活动都用I−在不同条件下被氧化进行串联,很好的体现了学科特征、学法获得和科学素养。
2.学生情况分析
高三学生已经将高中的化学基本知识掌握了,但没有形成自己的知识网络使知识结构化,更没有形成自己的解决问题的能力体系和自我激励的情感体系,面对高考试题,如何在较大的心理压力下,有效的将复杂问题有序化,捕捉情境信息和结构化的知识,进行整合推理,解决化学问题,这是高三学生的不足,也是必须要突破的关键。
学生的“障碍点”主要表现为:
1.会“拆解问题”而“整合优化”能力弱
2.能找到“论点”和“论据”,“论证”即证据推理能力弱
3.反思能力弱,解决了一些问题,但不能提炼出“解决问题的一般思路”思维模型
4.对化学反应的认识是简单的、直接的、静止的
5.“质疑”能力弱
为了突破这些障碍点,创设真实的教学情境,让学生在复杂问题的解决过程中,去质疑,去创新,增强学生的学习主动性,提高学生的“实际获得”。
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
引入
【提问】近年来,检测到海平面上碘单质的浓度上升了,上升的原因是什么?
思考并回答。
提出问题,激发学生探究欲望
活动一探究碘浓度上升的原因
【说明】海水中碘的存在形态主要有I−、I2和IO3–,今天研究的重点是I−。
海水中I−与I2在水体和大气中的部分转化如下图所示。
提出问题:
H+的具体作用是什么?
设计实验证明。
展示文献:
问题:
海水的pH在8.0~8.5之间,O2氧化能力弱。
究竟是谁在氧化I−?
实验:
将一定量(过量)的O3通入到20mL下列试剂中,一段时间后,记录实验现象与结果
小结:
分析证据内涵:
现象和条件;
推理内涵:
物质和反应;
模型内涵:
体系和原理。
假设1.O2氧化I−生成I2
2H2O+4I−+O2=2I2+4OH−
依据课内知识,中性条件下O2基本不能氧化I−,需要加酸才可以。
实验验证:
从化学反应原理角度分析加酸能氧化原因,设计如下实验:
NaCl溶液滴加稀硫酸
假设2.:
O3氧化I−生成I2
H2O+2I−+O3=I2+2OH−+O2
结论:
碘单质的浓度上升的原因之一是O3氧化了I−!
对问题进行科学探究过程
初步学会找证据、学会推理、学会建构模型
培养理论分析和实验设计能力
证据推理
寻找具体证据,强化推理过程,构建基本模型
活动二探究Fe2+的作用
有资料显示:
水体中若含有Fe2+,会对O3氧化I−产生影响。
比较A、B、C,说明Fe2+在实验B中的作用并解释_____。
本活动中的证据、推理和模型是什么?
点评:
这个问题的思维路径很长,涉及的证据很多,建立模型是非常有效的策略。
思考:
使用模型:
回答:
证据:
推理:
模型:
A组反应产生的OH−被Fe2+或Fe2+的氧化产物Fe3+或Fe2+氧化生成的H+结合,pH减小,促使该平衡正向移动,提高了I−的转化率,产生大量的Fe(OH)3。
应用总结的策略,
寻找证据,学会推理,构建模型
让学生在原有模型基础上,变化物质,解决新的问题,使用总结的策略。
活动三探究SO2歧化反应
【提问】I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂
3SO2+2H2O=2H2SO4+S
可能的催化过程如下:
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+SO2=SO42-+4H++2I-
【目的】探究i、ii反应速率(分步反应)与SO2歧化反应(总反应)速率的关系,实验如下:
分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。
1.比较空白实验、A、B、C,可得出的结论是_________。
2.实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:
__________。
这个问题非常陌生,信息量大,思维路径很长,涉及的证据很多,先建立模型,在模型的指导下进行证据推理是非常有效的策略。
构建模型:
实验A和空白:
I−是SO2歧化反应的催化剂
实验C和空白:
H+单独存在时不具有催化作用
实验B和A:
H+可以加快歧化反应速率
棕褐色(I2)很快褪色,变黄色,发生:
ii.I2+2H2O+SO2=SO42-+4H++2I-
产生H+,发生:
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
使反应进行,出现浑浊。
使用陌生的情境,应用总结的策略,
训练学生在陌生情境中,构建模型,寻找证据,分析推理,周而复始,解决问题
活动四总结提升
【提问】总结本节课的收获,先看板书:
1.三个活动的证据:
现象和探究,实验所起的功能
2.三个活动的推理过程:
物质和反应,这个过程也是科学探究的过程
3.三个活动的模型:
体系和原理,原理的调控有哪些方式
总结:
碘离子氧化条件:
pH、氧化剂强弱
提升和外显:
落实碘离子氧化条件,回扣证据、推理和模型,外显实验功能、科学探究过程和原理调控
课后思考
寻找更陌生的情境,构建模型
1.教学策略的设计
(1)以I-氧化条件的探究,串联三个活动。
(2)使学科核心素养外显,形成解决复杂实际问题的策略。
2.教学反思
(1)充分展现学生证据推理的思辨过程,体会证据的魅力。
(2)使用“模型认知”的方式,提高课堂实效
(3)引导学生关注反应体系中条件的变化,建立正确的反应观
(4)在教学过程中,应当根据适当情境,渗透科学精神和社会责任
(5)本节课难度偏大
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