第一篇:2第三節(jié) 沉淀溶解平衡示范教案
沉淀溶解平衡
教學目標
1.知道難溶電解質(zhì)在水溶液中也存在溶解平衡
2.運用平衡移動原理分析、解決沉淀的形成、溶解和沉淀的轉(zhuǎn)化問題。過程與方法:
能夠根據(jù)實驗現(xiàn)象,得出結(jié)論。教學過程 [聯(lián)想?質(zhì)疑](1)加熱硬水Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2會轉(zhuǎn)化為CaCO3和Mg(OH)2,你知道它們是怎樣生成的嗎?
(2)處理污水時,向其中加入FeS固體,以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子,發(fā)生了那些化學反應? [講述] CaCO3、FeS、Mg(OH)2等堿和鹽是難溶電解質(zhì),盡管難溶電解質(zhì)難溶于水,但在水中也會建立一動態(tài)平衡。
一、沉淀溶解平衡與溶度積
[觀察?思考]94頁。取有PbI2沉淀的飽和溶液中上層清液,即PbI2的飽和溶液滴加幾滴KI溶液,觀察現(xiàn)象。你能解釋觀察到的現(xiàn)象嗎?
1、沉淀溶解平衡:
盡管PbI2固體難溶于水,但仍有部分Pb2+和I-離開固體表面進入溶液,同時進入溶液的Pb2+和I-又會在固體表面沉淀下來,當這兩個過程速率相等時,Pb2+和I-的沉淀與PbI2固體的溶解達到平衡狀態(tài)即達到沉淀溶解平衡狀態(tài).PbI2固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為: PbI2(s)Pb + 2I 2+
2、溶度積常數(shù)或溶度積(Ksp):
難溶固體在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態(tài)時,離子濃度保持不變(或一定)。其離子濃度的方次的乘積為一個常數(shù)這個常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)簡稱為溶度積,用Ksp表示。
PbI2(s)Pb2+ + 2I-
25℃時,Ksp = [Pb2+][I-]2 = 7.1×10-9 mol3?L-3、溶度積(Ksp)的性質(zhì)
溶度積(Ksp)的大小與難溶電解質(zhì)性質(zhì)和溫度有關(guān),與沉淀的量無關(guān).離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動,而不能改變?nèi)芏确e.不同的難溶電解質(zhì)在相同溫度下Ksp不同。
幾種難熔電解質(zhì)在25℃時的溶解平衡和溶度積: AgCl(s)AgBr(s)AgI(s)Mg(OH)2(s)Ag+ + Cl-Ksp= [Ag+][Cl-] = 1.8×10-10mol2?L-2 Ag+ + Br Ksp= [Ag+][Br-] = 5.0×10mol?L Ag+ + I-Ksp= [Ag+][Br-] = 8.3×10-17mol2?L-2 Mg2++2OH-Ksp= [Mg2+][OH-] 2 = 5.6×10-12mol3?L-3
32-2結(jié)論:相同類型的難溶電解質(zhì)的Ksp越小,溶解度越小,越難溶。
如: Ksp(AgCl)> Ksp(AgBr)> Ksp(AgI)溶解度:AgCl)> Ksp(AgBr)> Ksp(AgI)
二、沉淀溶解平衡的應用
1、沉淀的溶解與生成
離子的濃度商Qc和離子積Ksp的關(guān)系:
(1).當 Qc > Ksp時是過飽和溶液,離子生成沉淀即反應向生成沉淀方向進行,直到平衡狀態(tài)(飽和為止)。
(2).當 Qc = Ksp時是飽和溶液,已達到沉淀溶解平衡狀態(tài)。
(3).當 Qc < Ksp時是不飽和溶液,沉淀溶解即反應向沉淀溶解的方向進行,直到平衡狀態(tài)(飽和為止)。
以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個相反的過程它們相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小,控制離子濃度的大小,可以使反應向所需要的方向轉(zhuǎn)化。(1)沉淀的溶解
思考:為什么醫(yī)學上常用BaSO4作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”,而不用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”? BaSO4 和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為: BaSO4 BaCO3 Ba2+ + SO42-Ksp=1.1×10-10mol2?L-2 Ba2+ + CO32-Ksp=5.1×10-9mol2?L-2
2-由于人體內(nèi)胃酸的酸性較強(pH0.9---1.5),如果服下BaCO3,胃酸會與CO3反應生成CO2和水,使CO3離子濃度降低,使Qc < Ksp,使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動,使體內(nèi)的Ba濃度增大而引起人體中毒。BaCO3 Ba2+ + CO32-CO32-+2 H+=== CO2 ?+ H2O 2-2+
不能用BaCO3作為內(nèi)服造影劑“鋇餐”而SO4不與H結(jié)合生成硫酸,胃酸中的H對BaSO4的溶解平衡沒有影響,Ba2+濃度保持在安全濃度標準下,所以用BaSO4 作“鋇餐”。[交流?研討]—97頁
(1)溶洞里美麗的石筍、鐘乳是如何形成的?(2)海洋中的多彩珊瑚又是怎樣生長形成的? 2.沉淀的轉(zhuǎn)化 [觀察?思考]—98頁
ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀
(1)在1試管中加入2ml0.1mol/L ZnSO4溶液,再滴入1mol/L Na2S溶液,觀察現(xiàn)象。(2)靜置后傾去上層清液,蒸餾水洗滌沉淀2-3次。(3)向沉淀中滴加適量的0.1mol/L CuSO4溶液,觀察現(xiàn)象。[實驗現(xiàn)象]有白色沉淀出現(xiàn),白色沉淀轉(zhuǎn)化成為黑色沉淀。
為什么白色的ZnS沉淀會轉(zhuǎn)化成為黑色的CuS沉淀? ZnS在水中存在沉淀溶解平衡: ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.6×10-24mol2?L-2
2-++CuS在水中存在沉淀溶解平衡 CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)Ksp=1.3×10-36mol2?L-2
ZnS與CuS是同類難溶物,Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),CuS的溶解度遠小于ZnS的溶解度。[講解]ZnS沉淀轉(zhuǎn)化為CuS沉淀的定性解釋
當向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液時,ZnS溶解產(chǎn)生的S2-與 CuSO4溶液中的Cu2+足以滿足Qc>Ksp(CuS)的條件,S2-與Cu2+結(jié)合產(chǎn)生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。CuS沉淀的生成,使得S的濃度降低,導致S與Zn的Qc 利用沉淀轉(zhuǎn)化原理,在工業(yè)廢水的處理過程中,常用FeS(s)MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。 沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì):沉淀溶解平衡的移動。一種沉淀可轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀,難溶物的溶解度相差越大,這種轉(zhuǎn)化的趨勢越大。 [追根尋源] 99頁水垢中的Mg(OH)2是怎樣生成的? 學生閱讀自主解決 硬水:是含有較多Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-和SO42-的水.加熱時: Ca2+ + 2HCO3-= CaCO3?+CO2? + H2O 2-2-2+ Mg + 2HCO3 = MgCO3?+CO2? + H2O MgCO3+ H2O = Mg(OH)2 +CO2 ? 為什么在水垢中鎂主要以Mg(OH)2沉淀形式存在,而不是以MgCO3沉淀的形式存在?比較它們飽和時[Mg]的大小。課堂小結(jié): 一、沉淀溶解平衡與溶度積 1、沉淀溶解平衡: 2、溶度積常數(shù)或溶度積(Ksp): 3、溶度積(Ksp)的性質(zhì) 二、沉淀溶解平衡的應用 1、沉淀的溶解與生成 2.沉淀的轉(zhuǎn)化 2+2+- 第四單元 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 第二課時沉淀溶解平衡原理的應用教學設計 (一)三維目標 知識與技能目標 1、使學生能夠運用平衡移動的觀點對沉淀的溶解、生成與轉(zhuǎn)化過程進行分析。 2、知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)并能夠?qū)ο嚓P(guān)實驗的現(xiàn)象以及生活中的一些相關(guān)問題進行解釋。 過程與方法目標 初步建立解決沉淀溶解平衡問題的一般思路,嘗試運用微粒觀、動態(tài)觀、定量觀分析沉淀溶解平衡的相關(guān)問題。 情感態(tài)度價值觀目標 通過對生產(chǎn)、生活中與沉淀溶解平衡有關(guān)的某些現(xiàn)象的討論,使學生體會到化學對于提高人類生活質(zhì)量、促進社會發(fā)展的作用,激發(fā)學生學習化學的熱情。 (二)教學重點 1.沉淀的轉(zhuǎn)化的基本原理; 2.解決沉淀溶解平衡相關(guān)問題的基本思路;(三)教學難點 用微粒觀、動態(tài)觀、定量觀分析水溶液中的平衡問題。(四)教學過程 【教師】上一節(jié)課我們學習了難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡,我們要求大家要學會描述沉淀溶解平衡的建立,這里我們以AgCl懸濁液為例,請一位同學來描述一下在這個體系中,沉淀溶解平衡是如何建立的? 【學生】微觀上說,在AgCl懸濁液體系,一方面,在水分子的作用下,少量的Ag+和Cl-脫離AgCl表面進入水中,這是沉淀溶解過程;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面陰、陽離子的吸引,回到AgCl表面析出,這是沉淀生成過程。在一定溫度下,當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時,達到平衡狀態(tài),形成AgCl飽和溶液,這種平衡就是沉淀溶解平衡。 【教師】 我們可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。 / 6 【教師】 【教師】 為了便于分析,我們省略相關(guān)標注。 【教師】 沉淀溶解平衡是一個動態(tài)平衡,也會因影響因素的變化而發(fā)生移動。影響沉淀溶解平衡的因素有溫度、離子濃度、pH等。根據(jù)平衡移動原理,如果改變影響平衡的條件,平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。例如,當AgCl懸濁液體系達到沉淀溶解平衡時,增大體系中Cl-的濃度,平衡就會向生成AgCl沉淀的方向移動;反之,如果減小體系中Cl-的濃度,那么平衡就會向AgCl沉淀溶解的方向移動。因此,根據(jù)平衡移動原理,選擇適當?shù)臈l件,使平衡向著需要的方向移動。這就是沉淀溶解平衡的應用。【板書】 第2課時 沉淀溶解平衡原理的應用 [講述] 那么現(xiàn)在我們就通過實驗來初步體會沉淀溶解平衡的應用。(學生完成第90頁的“活動與探究”)[學生] 滴加AgNO3溶液后出現(xiàn)白色沉淀,滴加KI溶液后,變成黃色沉淀,滴加Na2S溶液,變成黑色沉淀。 [引導思考]那么,如何解釋這種現(xiàn)象呢?這里我們提供給同學們關(guān)于難溶物顏色的資料。剛才看到的不同顏色的沉淀應該分別是哪些呢?發(fā)生了什么樣的變化。 [PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的顏色 [引導學生表述] 根據(jù)所給數(shù)據(jù)結(jié)合已學知識,白色沉淀應該是AgCl,黃色沉淀是AgI,黑色沉淀是Ag2S沉淀。剛才的現(xiàn)象說明了向AgCl溶液中滴加KI溶液,AgCl會轉(zhuǎn)化為AgI;而繼續(xù)滴加Na2S溶液,則沉淀轉(zhuǎn)化為Ag2S黑色沉淀。 [講述] 這就是沉淀溶解平衡的一個重要應用——沉淀的轉(zhuǎn)化。[板書] 一、沉淀的轉(zhuǎn)化 [設疑] 為什么會發(fā)生上述沉淀的轉(zhuǎn)化?沉淀轉(zhuǎn)化有什么一般性的規(guī)律呢?我在上面給大家上述沉淀的溶解度數(shù)據(jù),大家可以參考這些數(shù)據(jù),然后和小組的同學一起討論。 [組織] 請同學以前后兩桌4~6個人為一組進行討論,然后請各組同學派代表來回答問題。開始討論! [PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的溶解度(25℃)[學生討論,老師參與討論,并適當引導學生得出較為準確的結(jié)論] [學生匯報討論結(jié)果,教師及時給予引導] 向NaCl溶液加AgNO3溶液,生成白色的AgCl沉淀生成。由于AgCl是難溶電解質(zhì),在溶液中存在沉淀溶解平衡。(利用已寫板書,不再進行書寫)。 / 6 [講述] 那么,這個過程中,Ag+的濃度是由大到小。 [學生繼續(xù)匯報] 繼續(xù)滴加KI溶液后,AgCl轉(zhuǎn)化為更難溶的AgI沉淀。[設疑] 如何實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)化的? [學生表述,教師及時引導] 在原AgCl的沉淀溶解平衡中存在的Ag+與滴加的I-結(jié)合生成更難溶的AgI沉淀,從而減少原平衡中Ag+的濃度,使AgCl的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移動,由AgCl溶解的Ag+又被I-沉淀成更難溶的AgI沉淀。從而使AgCl全部轉(zhuǎn)化為AgI。我們可以看到整個過程中,原有的沉淀溶解平衡被破壞,新的沉淀溶解平衡建立。那么,這個反應的總的化學方程式和離子方程式可以這么書寫。 [板書] [引導并板書] 化學方程式: AgCl+KI=AgI+KCl 離子方程式: AgCl+I-=AgI+Cl- [提問] 通過上述分析,你覺得沉淀為什么發(fā)生轉(zhuǎn)化?上述沉淀的轉(zhuǎn)化有什么規(guī)律? [學生回答,教師引導] 通過上述的分析,我們可以知道沉淀之所以發(fā)生轉(zhuǎn)化是由于添加的離子破壞了原有的沉淀溶解平衡,從而導致沉淀溶解平衡的移動。因此,沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。一般來說,溶解能力相對較強的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì)。 [PPT演示] 一、沉淀的轉(zhuǎn)化 1.沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。2.沉淀轉(zhuǎn)化的規(guī)律 a.一般來說,溶解能力相對較強的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì)。 [講述] AgI沉淀轉(zhuǎn)化為Ag2S沉淀的過程,也是符合上述規(guī)律的,我請一位同學象我在板書上分析的方式寫出這個沉淀溶解平衡的移動過程,以及沉淀轉(zhuǎn)化的化學方程式和離子方程式。有沒有自告奮勇的同學舉手到講臺上寫板書。其他同學在下面把相關(guān)式子寫下來。 [學生上臺書寫板書,教師在旁提示指導,共同完成板書] 提示Ag+和S2-的物質(zhì)的量比值為2:1 [板書] / 6 離子方程式: 2AgI+S2-=Ag2S+2I- [提問] 寫好以后,請上來的同學來描述一下AgI轉(zhuǎn)化為Ag2S沉淀的過程是怎樣進行的? 化學方程式: 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI 在這個過程中體系發(fā)生了哪些變化? [學生表述,教師引導補充] 在原AgI的沉淀溶解平衡中存在的Ag+與滴加的S2-結(jié)合生成更難溶的Ag2S沉淀,從而減少原平衡中Ag+的濃度,使AgI的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移動,溶解的Ag+又被S2-沉淀成更難溶的Ag2S沉淀。從而使AgI轉(zhuǎn)化為Ag2S。原有AgI的沉淀平衡被破壞,新的Ag2S沉淀平衡建立。 [設疑] 很好。那么利用沉淀的轉(zhuǎn)化,我們來了解其在實際中的一些應用實例。請同學們結(jié)合我們所給的數(shù)據(jù)和剛才所學的知識來完成下面的這個問題,可以進行小組討論,然后給出你們組的統(tǒng)一意見。 [PPT演示] 鍋爐水垢中含有CaSO4, 可用Na2CO3溶液處理,使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO3,再用酸除去。 1.分析將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3的原理;2.寫出除去CaSO4的化學方程式和離子方程式。 [提問學生] 學生回答,Na2CO3引導其他學生評價,組織討論,達成共識。[板書] CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4 [設疑] 那么,BaSO4沉淀能否轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀?如果能,需要添加什么試劑?大家分組討論一下,然后給出你們的答案。 [PPT演示] BaSO4沉淀能否轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀? [學生通過討論,感到困惑] BaSO4能或不能轉(zhuǎn)化為BaCO3。如果能,可以通過添加Na2CO3溶液。 [引發(fā)思考和質(zhì)疑] 我們不是說,一般來說,溶解能力相對較強的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較弱的物質(zhì)嗎?那么,你們說能轉(zhuǎn)化不是和剛才的結(jié)論有矛盾嗎? / 6 [引導分析] 關(guān)鍵還是在于沉淀溶解平衡的移動。要使溶解能力相對較弱的BaSO4轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較強的BaCO3,要想辦法促進BaSO4向沉淀溶解的方向移動,同時想辦法促進BaCO3的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移動。 [引導分析] 增大CO能最大程度地增大CO確的,CO的濃度,使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移動。而采用飽和Na2CO3的濃度,使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移動。如果這種設想是正與Ba2+結(jié)合生成BaCO3沉淀,將降低體系中Ba2+的濃度,使BaSO4向沉淀溶解 離子的濃度應該增大。的方向移動,而這個過程中SO [講述] 很好。我們可以把相關(guān)的化學方程式和離子方程式寫出來。 [講述] 但是,這里需要注意的是,這是由溶解性能相對弱較的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為相對較強的物質(zhì),因此這個轉(zhuǎn)化不是一步到位的,需要用飽和碳酸鈉溶液反復處理多次。另一方面,要實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化,還需要考慮兩者的溶解性能差異,不能太大。因此,沉淀轉(zhuǎn)化的第二個規(guī)律是當兩種難溶物溶解能力差別不大時, 溶解能力相對較弱的物質(zhì)在一定條件下能轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較強的物質(zhì)。 [PPT演示] 2.沉淀轉(zhuǎn)化規(guī)律 b.當兩種難溶物溶解能力差別不大時, 溶解能力相對較弱的物質(zhì)在一定條件下能轉(zhuǎn)化為溶解能力相對較強的物質(zhì)。 [講述] 而對于溶解能力相差較大的,就較難實現(xiàn)溶解性能相對弱較的物質(zhì)向溶解能力相對較強的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。同學們可以想想能否用我們桌面上的試劑來進行檢驗,想到的同學請舉手提出自己的方案。 [學生] 表述自己的觀點,應該能寫出相關(guān)的實驗設想,即先形成Ag2S沉淀,再滴加KI或NaCl溶液。 [PPT演示] 取2mLNa2S溶液,加數(shù)滴AgNO3溶液,振蕩,再滴加KI溶液或NaCl溶液。[學生] 黑色沉淀難以轉(zhuǎn)化為黃色。 [講述] 從溶解度大小比較,不難發(fā)現(xiàn)Ag2S、AgI、AgCl三者的溶解能力差別較大,溶解能力差別較大,故難以實現(xiàn)溶解性能相對弱較的物質(zhì)向溶解能力相對較強的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。 / 6 [小結(jié)] 通過上述例子,我們可以發(fā)現(xiàn)利用根據(jù)平衡移動原理,通過改變?nèi)芤褐须x子濃度就能使平衡向著需要的方向移動。需要再次強調(diào)的是,影響沉淀溶解平衡的因素有溫度、離子濃度、pH等,因此對于沉淀溶解平衡而言,除了改變離子濃度以外,改變反應溫度或溶液的pH等因素也能使平衡向著需要的方向移動。 [評價] 結(jié)合所學知識,完成材料閱讀和思考題,考察學生的學習情況。[閱讀材料] P89氟化物防治齲齒的化學原理 [講述] 人體牙齒主要的無機成分是羥基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)],是一種難溶的磷酸鈣類沉積物。在口腔中,牙齒表面的羥基磷灰石存在著這樣的沉淀溶解平衡。 [PPT演示] [講述] 如果我們在飯后沒有及時漱口或刷牙,口腔中殘留的食物在酶的作用下,會分解產(chǎn)生有機酸——乳酸。乳酸是酸性物質(zhì),能與氫氧根反應,使羥基磷灰石的沉淀溶解平衡向溶解的方向移動,從而導致齲齒的發(fā)生。但如果飲用水或者牙膏中含有氟離子,氟離子能與牙齒表面Ca2+和PO43-反應生成更難溶的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F],沉積在牙齒表面。氟磷灰石比羥基磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,并能抑制口腔細菌產(chǎn)生酸。因而能有效保護我們的牙齒,降低齲齒的發(fā)生率。這是通過添加F-使難溶的羥基磷灰石轉(zhuǎn)化為更難溶的氟磷灰石,實質(zhì)就是發(fā)生了沉淀的轉(zhuǎn)化。應該說添加F-對于防治齲齒有正面影響。但在我國部分地區(qū),由于水中含有過量的F-導致地區(qū)性氟斑牙,因此在牙膏添加F-并非醫(yī)療手段。養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習慣才是預防齲齒的關(guān)鍵。 [小結(jié)] 沉淀轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動。利用沉淀溶解平衡的移動可以幫助我們認識和解決生產(chǎn)生活中的問題。 [思考題] 請同學們回去回顧本節(jié)課內(nèi)容,并思考以下問題,添加何種試劑能使MgCO3轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2? 還有其他途徑嗎? [提示] 從弱酸根水解的角度去分析,加熱有利于促進水解進行。持續(xù)加熱MgCO3懸濁液體系,也能轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2。 【布置作業(yè)】 P96 4、5 / 6 “沉淀溶解平衡” (一)教學案例 1教學思路 沉淀溶解平衡的知識是《化學反應原理》中繼化學平衡,電離平衡和水解平衡之后的一塊區(qū)別于老教材的新增內(nèi)容,所以可以采用知識遷移的方法引導學生自己理解和總結(jié),提高學生自主學習和知識遷移的能力。 此外,本課的知識又與生活、生產(chǎn)和科學研究有十分緊密的聯(lián)系,所以為了更好的檢驗新知識落實的效果,教學中我以生產(chǎn)生活中的一些現(xiàn)象為載體,創(chuàng)設問題情景,學生在分析問題的過程中,不但理解了沉淀溶解平衡的原理,而且提高了綜合運用知識的能力,感受到了學以致用的良好效果,體驗到了學習化學的重要性。2教學過程 2.1引入階段 [引入]:展示一瓶PbI2懸濁液。(吸引學生的注意力,快速進入上課狀態(tài))[師]介紹:PbI2是一種難溶性鹽,顏色為黃色。 [問]過濾后,上層清液中有I-存在嗎?設計實驗驗證你的結(jié)論。[學生活動]:討論,并設計實驗方案驗證結(jié)論。 結(jié)論:上層清液中有I-存在。方案:取上層清液,滴加HNO3酸化的AgNO3溶液。若有黃色沉淀生成,則說明上層清液中含有I-。 [學生活動]:請學生做演示實驗。(實驗結(jié)果明顯,說明上層清液中含I-。)2.2知識預備階段 [師]:總結(jié):實際上,難溶物質(zhì)在水中還是有一定的溶解度,只是相對來說比較小。所以根據(jù)物質(zhì)溶解性不同,可分為易溶,可溶,微溶和難溶。而PbI2則屬于難溶性鹽。[投影]: [過渡]:既然難溶物在水中仍有少量的溶解。如:在25℃時,AgI的溶解度為2.1×10-7g,能不能說濃度達到飽和后溶解是就停止了呢? [討論]:難溶物在水中飽和后,溶解是不是就停止了,請從平衡的角度思考分析。2.3新課知識落實——知識遷移與總結(jié)階段 [學生活動]觀點:飽和后,溶解沒有停止,只是在溶解的同時,又有PbI2固體析出,保持一種動態(tài)平衡。 [師]請大家結(jié)合課本,理解什么是沉淀溶解平衡。(及時有效利用課本,引導學生看書,提高自學能力。)[提問1]:沉淀溶解達到平衡時,從書本的概念中找出描述平衡的特征。(及時了解學生對概念的理解情況。)[學生甲]達到平衡時,沉淀溶解的速率和沉淀析出的速率是相等的,而且溶液達到飽和。 [提問2]:其實我們已學習了化學平衡,電離平衡和水解平衡,大家結(jié)合前面學過的平衡特征,能再補充些沉淀溶解達到平衡時還有什么特征嗎?(用意:知識有效遷移)[學生乙]:達到平衡時:溶液中各微粒濃度保持不變,平衡是一個動態(tài)平衡,當外界條件改變時,平衡會發(fā)生移動。(利用前面學習的平衡特征,回答很完整。)[設問]:沉淀溶解平衡的書寫又怎么來表達呢? [舉例]:如AgCl我們可以這樣來表示: AgCl(s)→←Ag+(aq)+Cl-(aq)[過渡]:不但平衡特征有相通性,表示平衡程度的物理量也有一定的相似性。例如,我們前面學到的化學平衡常數(shù),電離平衡常數(shù),而沉淀溶液平衡也有一個常數(shù)的表達式,我們叫做“溶度積”——Ksp,表示方法和前面也基本相似。 [師]:指導學生再次自學課本溶度積的表示方法。Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)[提問3]:在表示Ksp時,為什么沒有分母呢?(考察學生知識的前后聯(lián)系。)[學生丙]:因為前面AgCl是一個固體,固體的濃度是一定值。(沒想起的同學得到提示。)[提問4]:Ksp的大小受什么因素的影響?大家可以根據(jù)電離平衡常數(shù)的影響因素分析。 [學生丁]:同一物質(zhì),Ksp僅受溫度的影響。[提問5]:前面我們學習的電離平衡常數(shù),受溫度的升高而增大,那么Ksp怎么受溫度影響呢?(考察對前面知識的理解,對新學知識的分析能力。)[學生戊]:溫度升高,有些物質(zhì)Ksp增大,因為溶解度增大,如硝酸鉀。而有些物質(zhì)Ksp減小,因為溶解度減小,如氫氧化鈣。(有些同學可能想不到溶解度隨溫度變化的關(guān)系來回答些問題,但分析后都能理解領(lǐng)悟。)2.4知識鞏固——知識應用,與生活聯(lián)系階段 ①活用所學模塊(鞏固前面所學重點知識)[練習鞏固]:寫出下列難溶物在水中的沉淀溶解平衡的關(guān)系式和溶度積的表達式: AgBr、Fe(OH) 3、CaCO3、Ag2S ②融入生活模塊(用生活中的現(xiàn)象引起學生學習的積極性,對現(xiàn)象的分析解釋要求學生深入思考,進一步鞏固所學知識。)[現(xiàn)象1]如果誤食可溶性鋇鹽,會造成鋇中毒,該采取什么急救措施? [分析]:盡快用5.0%的硫酸鈉溶液給患者洗胃。 [常識介紹]:醫(yī)院中進行鋇餐透視時,用BaSO4做內(nèi)服造影劑,不用BaCO3做內(nèi)服造影劑。 [現(xiàn)象2]:鍋爐水垢既會降低燃料的利用率,造成資源浪費,也會影響鍋爐的使用壽命,還會形成安全隱患,因此要定期除去。水垢中含有CaSO4(微溶),可先用Na2CO3溶液處理,轉(zhuǎn)化成CaCO3(難溶),然后用酸洗。請從沉淀溶解平衡角度分析CaSO4轉(zhuǎn)化CaCO3的原理。 [分析]:CaSO4微溶,當溶解的Ca2+遇到CO32-離子時,生成更難溶的CaCO3沉淀,從而使CaSO4溶解平衡向右移動,最終轉(zhuǎn)化成CaCO3。[現(xiàn)象3]:吃糖容易形成蛀牙。 信息:1.牙齒表面的牙釉質(zhì)起著保護牙齒的作用,其主要成分為Ca5(PO4)3OH(羥基磷酸鈣),它是一種難溶電解質(zhì),Ksp=2.5×10-59mol/L; 2.殘留在牙齒上的糖發(fā)酵會產(chǎn)生H+;請從平衡移動角度分析為何吃糖容易蛀牙? [分析]:羥基磷酸鈣溶解產(chǎn)生的OH-被H+中和,促進羥基磷酸鈣的溶解。[現(xiàn)象4]:含氟牙膏可以防止齲齒,分析原因。 [分析]:原因是F-與Ca5(PO4)3OH反應生成更難溶的氟磷石灰Ca5(PO4)3F,更能抵抗酸的侵蝕。[小結(jié)]:以上是生活中我們常見的現(xiàn)象,但通過今天的學習,我們明白了其中的奧秘。即沉淀溶解存在一個平衡,而且沉淀可以發(fā)生轉(zhuǎn)化,即難溶的可以轉(zhuǎn)變成更難溶的。 (責任編輯:背包走天下) 化學中學學習資料 第四單元 難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 第一課時沉淀溶解平衡原理 一、教材及學情分析 本節(jié)內(nèi)容是《化學反應原理》專題三第四單元。它包含沉淀溶解平衡原理(含溶度積)(第一課時)及沉淀溶解平衡原理的應用(第二課時)兩部分內(nèi)容,是無機化學電離理論中的一部分。此部分在《化學反應原理》模塊中的內(nèi)容標準為:能描述沉淀溶解平衡,知道沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì);考綱要求為:了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡(不要求計算)。所以,總的看來,總體難度不大,在教學中,首先應注意與初中和高中必修內(nèi)容的銜接,適當控制內(nèi)容的深廣度和份量。 由于該知識點在生產(chǎn)、生活中的應用實例較多,加上學生已經(jīng)學習了復分解反應、化學平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡、水的電離平衡、鹽類的水解平衡等相關(guān)知識,并具備應用其解決簡單實際問題的能力。在本節(jié)中,學生將繼續(xù)應用化學平衡的觀點研究新的一類平衡——沉淀溶解平衡。此前,學生已學習了沉淀生成和溶解的初步知識,通過本節(jié)課的學習,完善學生對與沉淀相關(guān)的生成、溶解、轉(zhuǎn)化過程的認識,深刻理解復分解反應的本質(zhì)。 二、指導思想與設計思路 理論研究的作用是發(fā)展認識和指導應用,體現(xiàn)科學本質(zhì)和科學價值。電解質(zhì)在溶液中的變化過程涉及的原理較多,只有揭示其過程的本質(zhì),掌握變化的規(guī)律,才能形成較好的研究方法和策略,學生才能基于一般原理,解決多樣化的具體問題。理論分析與實驗探究并重。重視學習過程的作用,本節(jié)課首先運用實驗創(chuàng)設情境,提高學生學習熱情。然后采用類比思想,形成沉淀溶解平衡的模型,幫助學生從微觀角度理解沉淀溶解平衡的動態(tài)過程,讓學生掌握沉淀溶解平衡的建立,利用K與Q的關(guān)系順利過渡到沉淀的溶解與生成。 三、教學目標和重難點 1.基本目標 (1)知識與技能:關(guān)注難溶電解質(zhì)在水溶液中的化學行為,初步認識難溶電解質(zhì)存在的溶解平衡及其特征,理解KSP的含義及初步應用。 (2)過程與方法:通過常見實例引課,結(jié)合實驗探究,認識難溶電解質(zhì)在水溶液中的化學行為。通過沉淀的生成、溶解的教學,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。 (3)情感態(tài)度與價值觀:通過探究活動,讓學生體驗難溶電解質(zhì)溶解平衡狀態(tài)的存在,樹立對立統(tǒng)一的思想,激發(fā)求知的興趣和求真求是的科學態(tài)度。培養(yǎng)學生學會探究、思考、合作、交流創(chuàng)新的品質(zhì)。化學學習 化學中學學習資料 2.教學重、難點及突破方法 (1)重點:難溶電解質(zhì)在水溶液中存在著“沉淀 溶解”的平衡。 (2)難點:通過探究認識難溶電解質(zhì)的化學行為以及在水溶液中存在著沉淀溶解平衡,并能運用平衡移動原理進行分析。 (3)突破方法:演示實驗探究與理論分析相結(jié)合。 四、教學過程 [幻燈片][知識回顧] 1、什么是溶解度?你如何理解溶解度? 2、請應用平衡移動原理分析以下問題,并說明溶解的可逆性。 (1)NaCl在水溶液里達到溶液平衡狀態(tài)時有何特征?(溶解與結(jié)晶平衡:“逆、等、定、動、變”) (2)已知:NaCl的溶解度隨溫度升高而升高,但變化不大。則要使NaCl飽和溶液中析出NaCl固體,可以采取什么措施?(加熱濃縮或降溫結(jié)晶等) (3)在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸或通入HCl氣體有何現(xiàn)象?(有晶體析出) 3、根據(jù)上述[交流與討論]回答:什么是溶解平衡?再舉出生活中的一些溶解平衡的實例。(氣體的溶解與揮發(fā)平衡:如汽水、啤酒、氨水、氯水;易溶物質(zhì)的結(jié)晶與溶解平衡等) [幻燈片][問題1]易溶物質(zhì)形成飽和溶液時,存在著溶解平衡,那么難溶物質(zhì)是否也存在著溶解平衡呢? [幻燈片][探究實驗]向0.1mol·L1 AgNO3 溶液中逐滴加入略過量的0.1mol·L1NaCl溶液,即 - -不再觀察到產(chǎn)生沉淀為止。學生觀察現(xiàn)象,寫出反應的離子方程式。(白色沉淀 Ag+ Cl = AgCl↓)+ -[幻燈片][問題2]此實驗后的溶液中還有Ag+嗎?用什么方法來證明呢?(學生討論,老師指導) [幻燈片][信息提示]已知Ag2S是一種比AgCl更加難溶的黑色沉淀物,如溶液中c(Ag)=10-17 +mol·L-1時,只要加入含c(S2)=10 - -16 mol·L - 1的溶液,即可出現(xiàn)Ag2S黑色沉淀。 -[幻燈片][探究實驗]取上述實驗的上層澄清溶液,加入1.0mol·L1Na2S溶液。觀察現(xiàn)象。(出現(xiàn)了黑色沉淀!) [學生歸納]黑色Ag2S沉淀的生成,說明了實驗后的上層澄清溶液中還有Ag+。 [教師總結(jié)]實驗結(jié)論:Ag+和Cl的反應并沒有進行到底,即該反應存在著限度,說明反應具 -有可逆性。因此,嚴格來講, 兩者反應的離子方程式應寫作: Ag+ Cl化學學習 +- AgCl 更為科 化學中學學習資料 學的表示為: Ag(aq)+ Cl(aq)+ - AgCl(s)[幻燈片][學生活動1]閱讀P87—88(第一段),并依據(jù)模仿化學平衡、弱電解質(zhì)電離平衡、水解平衡等原理,討論Ag+和Cl的反應沒有進行到底的理論依據(jù),歸納總結(jié)溶解沉淀平衡的-特征。 [幻燈片][學生活動2]閱讀P88第二段和以下材料,進一步認識難溶電解質(zhì)溶解平衡的存在。[材料]物質(zhì)的溶解性 不同電解質(zhì)在水中的溶解度差別很大,但難溶電解質(zhì)與易溶電解質(zhì)之間并無嚴格的界限。一般來說,20℃時,溶解度大于10g的為易溶,介于1g-10g之間的為可溶,介于0.01g-1g的為微溶,小于0.01g的為難溶。 溶解度表中的“不溶”就是指難溶。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小,但不可能為0。 所謂沉淀完全,在化學上通常指殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5mol·L1。 -[幻燈片][學生活動3]完成以下習題,并歸納定量判斷沉淀溶解是否平衡的方法。1.寫出Ag2S、Fe(OH)3溶度積表達式。 2.若取10mL 0.01mol·L1NaCl溶液,加入0.1mL 0.01mol·L1AgNO3溶液,是否有AgCl沉- -淀?若有沉淀,Ag+沉淀是否完全?(已知KSP(AgCl)=1.8×10-10,又已知離子濃度小于10-5mol·L-1時,認為沉淀完全。) [幻燈片][歸納總結(jié)] [板書]沉淀溶解平衡原理 一、溶解度:一定溫度下,100g水中所能溶解的溶質(zhì)最大的質(zhì)量。常見的溶解平衡:氣體溶解平衡、易溶物的溶解結(jié)晶平衡等 二、沉淀溶解平衡 定義: 特征:“逆、等、定、動、變” 實驗1:Ag+Cl = AgCl↓ Ag(aq)+ Cl(aq)+- + - AgCl(s)Ag2S(s)實驗2:2Ag+S2 = Ag2S↓ 2Ag(aq)+ S2(aq)+- + -實驗結(jié)論:沉淀的反應存在著限度,反應具有可逆性,即存在著沉淀溶解平衡。 三、溶度積KSP 1.表達式 2.沉淀溶解平衡的定量判別:濃度積Qc Qc=KSP 飽和,即達沉淀溶解平衡 化學學習 化學中學學習資料 Qc>KSP 過飽和,析出固體 Qc 未飽和 [課后作業(yè)] 五、教學小結(jié) 本節(jié)課實驗探究與理論分析并重,關(guān)注學生探究能力的培養(yǎng),注重學生的個性體驗,注意調(diào)動學生的主動性和積極性。在教學過程中,以化學知識為載體,積極創(chuàng)設問題情景,提高學生學習熱情。重視學習過程的作用,引導學生思考、設計,多讓學生或引導學生書寫或表達,強化思維加工和知識獲取的過程,讓學生在探究和問題驅(qū)動下感悟知識、形成方法,使知識結(jié)構(gòu)化。幫助學生從微觀角度理解沉淀溶解平衡的動態(tài)過程,讓學生掌握沉淀溶解平衡的建立,利用K與Q的關(guān)系順利過渡到沉淀的溶解與生成。 化學學習 《物質(zhì)在水中是怎樣溶解的》教案 白銀區(qū)郝家川小學 周小娟 教學內(nèi)容: 義務教育課程標準實驗教材四年級上冊第二單元第2課物質(zhì)在水中是怎樣溶解的 教學目標: 1、知識與技能:觀察和描述高錳酸鉀在水中的溶解過程,并想象食鹽的溶解過程,加深對溶解現(xiàn)象的本質(zhì)性理解。 2過程與方法:用先獨立觀察發(fā)現(xiàn)后小組交流的方式進行教學。 3、情感、態(tài)度與價值觀:認識到細致的觀察比較的重要性,發(fā)展學生探究科學的樂趣和能力。 教學重點: 對觀察現(xiàn)象的描述和概括。教學難點; 觀察比較不同物質(zhì)在水中變化的異同,描述出溶解的特征。教具準備: 為每個小組準備四個裝水的透明玻璃杯、1根筷子、高錳酸鉀、1個藥匙、20克食鹽、20克面粉、30克沙。 教學過程: 一、談話引人,激發(fā)興趣 1、從上節(jié)課你們知道食鹽在水中溶解了,生活中你們還知道什么東西在水中溶解?它們可能是怎樣溶解到水中去的? 2、學生聯(lián)系生活進行簡單描述。 (設計意圖:通過談話讓學生把生活中的現(xiàn)象引到課堂上來,以引起學生學習科學的興趣,并讓學生知道科學與生活是緊密聯(lián)系的。) 3、你們現(xiàn)在是不是很想看一看物質(zhì)在水中是怎樣溶解的?(教師板題: 2、物質(zhì)在水中是怎樣溶解的) (設計意圖:明確課題,激發(fā)學生的研究欲望) 二、觀察實驗,探究物質(zhì)的溶解過程 1、各小組成員觀察一下你們小組里,老師都為你們準備些什么物品? (設計意圖:培養(yǎng)學生在實驗前觀察相關(guān)材料的習慣。) 2、出示高錳酸鉀,學生進行觀察。問:高錳酸鉀是什么樣子的?(根據(jù)學生的回答,教師介紹高錳酸鉀的性質(zhì)。) 3、需要使用高錳酸鉀時應注意些什么?(結(jié)合學生回答,教師規(guī)范地演示取放高錳酸鉀。) (設計意圖:因為學生是初次接觸化學物品,所以先讓學生觀察。有了初步認識后教師再進行介紹、演示,加深學生對高錳酸鉀的認識,吸引注意力。) 4、學生實驗: (1)各小組選一位成員用藥匙取幾顆高錳酸鉀輕輕地放入一個水杯中,靜靜地觀察高錳酸鉀和水的變化。(2)用筷子輕輕地攪拌,觀察高錳酸鉀和水溶液的變化。(分別把觀察結(jié)果填寫在課本上溶解過程記錄表上) 5、學生回憶交流:高錳酸鉀在水中溶解了嗎?是怎樣溶解的?(提示學生借助記錄表對觀察到的細節(jié)進行描述) 教師相機板書:看不見顆粒 分布均勻 沒有沉淀 (設計意圖:通過實驗觀察描述攪拌前高錳酸鉀是如何逐漸分散到水中的,攪拌后高錳酸鉀和水有怎樣的變化,使學生初步形成“溶解”的描述性概念。) 6、學生把食鹽放入另一個水杯中靜觀一會兒,再用筷子輕輕攪拌進行觀察。同時想象食鹽在水中溶解時可能出現(xiàn)哪些變化? 7、學生描述食鹽溶解時可能出現(xiàn)的變化。 8、小組交流:高錳酸鉀與食鹽在水中溶解有什么相同和不同? 9、學生匯報。 (設計意圖:通過想象、比較、交流幫助學生把剛剛建立的認識進行遷移,加深溶解現(xiàn)象的本質(zhì)性理解。) 三、比較分析出溶解的特征,掌握判斷方法 1、學生實驗:將面粉、沙分別放入剩下的兩個水杯中靜觀一會兒,再用筷子輕輕攪拌觀察它們在水中的變化。 2、學生匯報交流:面粉、沙在水中的變化分別是怎樣的。 3、學生觀察面粉、沙、食鹽和高錳酸鉀在水中的狀態(tài),并用鉛筆填寫課本上狀態(tài)記錄表。 4、小組合作交流:借助記錄表比較面粉、沙、食鹽和高錳酸鉀在水中的變化有哪些相同和不同? 5、學生匯報。 6、全班交流討論:物質(zhì)是否在水里溶解了,能觀察和區(qū)別了嗎?怎樣觀察和區(qū)別呢? 7、學生匯報。 8、教師歸納出物質(zhì)溶解的特征:物質(zhì)在水中化成了肉眼看不見的微粒,均勻地分布在水中,且不能用過濾或沉降的方法分離出來。 教師板書:不能分離 (設計意圖:讓學生對不同物質(zhì)在水中的變化進行客觀、細致的比較分析,概括歸納出物質(zhì)溶解的特征,使學生掌握判斷物質(zhì)是否溶解的方法,并能說出判斷的依據(jù)。) 四、總結(jié): 通過這節(jié)課的學習,我們知道科學就在我們身邊,只要我們細心地去觀察,你們也可以發(fā)現(xiàn)科學,也許將來你們就是一名科學家。 五、課外作業(yè): 觀察我們現(xiàn)實生活中還有哪些物體發(fā)生溶解現(xiàn)象?是怎樣溶解的?第二篇:《沉淀溶解平衡原理的應用》教案
第三篇:“沉淀溶解平衡”(一)教學案例解讀
第四篇:蘇教版高中化學選修四3.4《沉淀溶解平衡原理》參考教案
第五篇:溶解教案