缓冲溶液 一、教学基本情况
授课主题 课程类型 理论课 缓冲溶液（Buffer solution） 学 时 1学时 授课日期 2018年7月7日 教 学 目 标 1. 掌握同离子效应的概念。熟悉盐效应的概念及其与同离子效应的区别和联系。 知识目标 2. 掌握缓冲溶液的概念、作用机理。 3. 掌握缓冲溶液pH值的计算方法，熟悉缓冲溶液在生活实际中的应用。 1. 培养学生灵活应用现有知识背景对新知识点的分析能力，为今后使用理论知识解决实际问题打下坚实基础。 技能目标 2．能利用前期的酸碱平衡知识理解同离子效应及缓冲溶液的原理，能自行推导缓冲溶液pH值计算公式。 1．通过同离子效应和盐效应之间的关系，引导学生学会用辩证的观点看待问题，树立正确的科学观。 情感目标 2．通过对缓冲溶液pH值计算公式的推导，强调学习的主动性，培养创造性思维。 教学 缓冲溶液的缓冲机理的解释；缓冲溶液pH值的计算；缓冲溶液在实际生活中的应重点与难点 用。 《无机化学》第7版. 张天蓝主编. 人民卫生出版社, 2016. 教材分析 本教材由国内权威专家修订编著，适用于食品科学相关专业，其知识结构较系统，将基础理论与生产生活实际联系密切，反映无机化学前沿进展。 1. 教学对象为食品质量与安全专业2017级四年制本科新生，从中学到大学的跨阶段学习模式尚未完全适应，且专业基础尚未建立，因此在教学中尽量运用类比教学，并引导学生多观察、多思考，建立学习主动性，增加学习兴趣。 2. 用本着基础理论学习为生活生产服务的精神，对于食品质量与安全专业学生，结合相应食品知识讲授相关基础理论知识内容，突出其实际意义；在问题设置中加入食品监测专业人员的角色思考；适当引入生活案例进行分析，并加强食品安全思想的教育。 1.以生活需求为导向，问题为中心，案例为引子，结构为主线的多元互动式教学模式。通过针对性提问互动，由浅入深，引导学生主动逻辑思维，并锻炼学生的表达能力。 2.结合生活实例，培养辩证思维，同时渗透人文关怀精神。 3.采用多媒体技术结合板书画图，运用视频、动画等将知识形象化、具体化，帮助学生理解与记忆。 1. 多媒体设备；2.PPT；3.黑板；4.视频；5.教鞭。 酸碱平衡（acid-base equilibrium）；同离子效应（common-ion effect）； 盐效应（salting-out effect）；缓冲溶液（buffer solution) 31
学生分析 教学方法 教学用具 双语词汇 二、教学流程
进程 内容 目的与方法 时间分配 1-2min 回顾 案例分析 . 提问互动 知识导入 机理分析 总起概述 酸碱平衡移动 承上启下 人体的pH值变化 结合案例，切入主题 2-3min 缓冲溶液的功能 明确问题，突出重点 2-3min 同离子效应 盐效应 缓冲移动的机理 深入剖析，追根索源 12-15m层层递进，揭示答案 *虚线内为20分钟现场授课部分 缓冲溶液的pH值 自然过渡，质变量变 1-2min 实例应用 缓冲溶液pH值的计算： 酸碱平衡； 同离子效应 与同离子效应类比 15-18m应用化学平衡的知识，逐步导出计算方法 缓冲溶液的选择 结合实例，引发思考 1-2min 课堂小结 结合缓冲机理，解释人体pH恒定的原理 强化记忆，首尾呼应 1-2min
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三、教学过程
教师讲授提纲 一、课程导入 教学活动设计及意图 【回顾与导入】 教学手段运用 【图片展示】 时间分配 1.回顾酸碱平衡移动的原理及提问：酸碱平衡移动的原理？一一元弱酸溶液中pH值的计算元弱酸中pH值的计算方法？ 方法，为本节课缓冲溶液的机 理引入和pH值的计算做准备。 通过对已学内容的回顾，以及与本节内容的内部相关性，引出本 堂课的内容，温故而知新。 2.生活实例：碱性水 二、课程讲述 提出缓冲溶液的概念。通过同离子效应和盐效应来解释。 (八) 缓冲溶液概念 提问：目前热炒的碱性水，可以改变人体的pH值吗？ 通过目前市面热炒的碱性水的概念，引发学生兴趣，通过为何人体体液pH值恒定的问题，引发学生思考。 【思考】 观看实验动画，思考为什么缓冲溶液在外加少量酸碱的情况下pH2-3min 1-2min +- 【实验展示】 【实例分析】 能够抵抗外来少量强酸、强碱，值不变？ 或稍加稀释时可保持其pH基 本不变的溶液。 （二）同离子效应 加入与弱酸弱碱含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。 （用化学平衡移动来解释） 【互动】 2、 引导学生通过前面学过的酸碱平衡移动知识自行分析同离子效应。 2. 同离子效应伴随着盐效应的 存在，辩证看待科学问题 【推导】 1. 利用同离子效应和酸碱平衡理论，自行分析缓冲机理 2. 层层递进，培养学生逻辑思维能力，挖掘思维的深度。 33
HAc +H2O H3O + Ac 同离子效应 6-8min 加入NH4Ac，平衡向左移动， HAc +H2O H3O + + Ac- 加入NH4Cl，平衡向右移动，盐效应 【机理分析】 以HAc—Ac-体系为例 当加入少量强酸时，外来H+将质子传给Ac- ，质子转移平衡左移，溶液的pH保持基本不变。 （三）盐效应 加入与弱酸弱碱不含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度升高的现象。 （四）缓冲机理 教师讲授提纲 教学活动设计及意图 教学手段运用 视频观看： 时间分配 以下为现场授课内容（20min） 1、 提问：喝了呈碱性的水，就额可以使我们的体液变碱性吗？1. 生活实际联系： 同时引发学生的思考，引导学生（依据学生为食品安全与工程不盲从，独立思考。 专业的特点，对目前市面上热 卖的碱性活水可使人体体液呈3、 生活实际联系：很多商家宣碱性，降低肿瘤几率的说法提传碱性水治百病，可以改变人体而实际人体有自己的调节出质疑，引发学生对食品安全pH值。控制的兴趣，并鼓励其钻研业系统，这个系统可以抵抗外加少量的酸碱，保持人体的pH值不务，对现实生活中的概念有自变。 己独立的思考。） 4、 理论联系实际：将人体的缓2. 问题分析 冲体系简化为一个缓冲溶液的实（引发学生思考，为什么外加验，使学生直观的看到变化，体少量酸碱，人体的pH不变，会到缓冲溶液的功能。 人体的这个神秘调节系统是什 么？用课件展示缓冲溶液的缓 冲效果） 3. 提出同离子效应和盐效应4、 回顾：化学平衡理论，在平的概念 衡两端离子浓度改变的情况下， 如何移动。引导学生用自己所学（1）★ 重点同离子效应 的知识，对新的知识点进行分析（缓冲溶液中外加少量酸碱，推导。 实际就是外加与缓冲溶液相同 的酸碱，从化学平衡，导入同 离子效应，进而分析缓冲溶液， 循序渐进） 5.分析引导：盐效应伴随着同离 子存在，但是作用结果相反，培（2）盐效应 养学生辩证的眼光看待问题，培（与同离子相应相辅相成，是养严密的逻辑思维 一个问题的另外一个方面） 6.层层递进：在同离子效应的分4. ★重难点：缓冲机理 析方法和结论的基础上，自然过 （从同离子效应自然过渡到渡到对缓冲溶液的分析，培养学缓冲机理分析，用同离子效应生用现有知识技能分析解决实际的方法和结论来引导学生自行问题的能力。 分析出缓冲溶液的作用机理） 34
商家网站对碱性活水的介绍。 2-4min 3-5min 【实验动画】 直观显示缓冲溶液的作用效果。 【课堂互动】 教师板书，学生互动，一起举例对同离子效应进行分析推导 教师讲授提纲 1. 生活联系实际： 生活中有哪些地方需要用到缓冲溶液？ 你接触过哪些缓冲溶液？ （提出问题，将缓冲溶液的概念应用到生活中） 2. 自然过渡 如何控制这些缓冲溶液的pH值？ 教学活动设计及意图 【理论联系实际】 师生互动，提高学生的参与感，调动学生的积极性。 【思维拓展】 许多化学反应，必须在中性条件下进行，若反应会生成酸，则必须将反应在中性缓冲溶液中进行。 教学手段运用 【图片展示】 时间分配 4-7min 8-10min 【例题分析】 【导入】 如何配制缓冲溶液？如何将pH值量化？ 例题：若在 50.00 mL 0.150mol·L-1 NH3 (aq)和 0.200 mol·L-1 NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100 mL 1.00 mol·L-1的HCl。求加入HCl前后溶液的pH各为多少？ 师生利用化学平衡知识，一起推导，得到计算公式。 【回顾】 酸碱平衡的计算 一元弱酸弱碱的计算 学以致用： 学生紧跟老师思路，利用前面酸碱平衡移动和一元弱酸及同离子效应的知识对缓冲溶液的pH值计算进行推导，将零散知识串联，熟练掌握缓冲溶液的pH值的计算方法。 （四）课堂小结 从下往上，再次梳理缓冲溶液的概念和机理，掌握缓冲溶液pH的计算方法。 思考题：如何配置一份符合要求的缓冲溶液？如何选择缓冲体系？如何配比？ 【回顾总结】 2-4min
五、参考资料与推荐阅读
1. 铁步荣. 《无机化学》，北京：科学出版社，2018年。
2. 申泮文. 《近代化学导论》，北京：高等教育出版社，2009年。
3. 吉林大学，武汉大学，南开大学，《无机化学》，北京：高等教育出版社，2017年。
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广东省第四届高校青年教师教学大赛
