沉淀溶解平衡原理教学设计

诏安县四都中学2013-2014学年上学期-1-第1课时沉淀溶解平衡原理教学设计——欧阳晨莺一、三维目标【知识与技能】（1）知道难溶电解质的沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述。（2）能描述溶解平衡，能写出溶度积的表达式，知道溶度积常数（溶度积）的含义。（3）知道溶度积是沉淀溶解平衡的平衡常数、溶度积可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。（4）能运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析，知道沉淀转化的本质并能用所学知识解释生活中的一些相关问题。【过程与方法】（1）.通过对难溶电解质的溶解平衡分析，建立起溶度积概念。（2）通过对溶度积的分析，了解在溶液难溶电解质的溶解情况。（3）运用溶度积知识对溶液中沉淀的生成、溶解转化进行理论分析【情感态度价值观】（1）通过沉淀的转化及其应用知识的学习，认识其中蕴涵的透过现象看本质和由特殊到一般的辩证唯物主义原理。（2）结合实验现象以及对生产、生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论，使学生体会到化学对于提高人类生活质量、促进社会发展的作用，培养学生审美情趣，激发学生学习化学的热情。二、教学重点溶度积常数的含义及其应用，沉淀的溶解平衡状态。三、教学难点通过溶度积常数求溶液中离子的浓度四、教学建议本节课所学的内容为《化学反应原理》（选修）中的专题3：溶液中的离子反应第四单元。本节内容是本专题的一个重点，也是高中化学的重点内容之一。不但能起到承前启后的作用，而且此部分内容与与科研、生产等领域有着密切的关系。通过前面对化学平衡理论的深入探讨，学生已初步具备运用平衡原理的观点处理一些实际问题方法，并形成了一些固有的思维方式；此时再来学习沉淀溶解平衡，学生比较轻松的就能掌握难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。诏安县四都中学2013-2014学年上学期-2-本节教材按照由简到繁、逐步递进的原则构建。首先考虑到学生的基础较差，先对初中的溶解度做了复习，再通过分析单一难溶电解质在水中的运动，建立起沉淀溶解平衡的概念，引入描述这种平衡的平衡常数——溶度积；在此基础上分析沉淀的生成和溶解，最后考虑比较复杂的沉淀转化问题。本节教材设计中始终依据实际例子来诠释抽象的概念，通过对具体问题的讨论分析带动原理的学习，引导学生利用平衡移动的一般规律并一步步揭示沉淀溶解平衡的本质。另外，教材在设计过程中注重把握难度，对溶解平衡的计算要求相对不高。本节课首先运用实验创设情境，提高学生学习热情；然后采用类比思想，让学生掌握沉淀溶解平衡的建立及溶度积常数的概念及意义，利用K与Q的关系顺利过渡到沉淀的溶解与生成。学生对于高中化学基础知识有了一定的了解，并已具备一定的化学思维基础和实验技能，能对实验现象及结果作初步分析和处理。沉淀溶解平衡内容虽然比较抽象，但与化学平衡有许多相似地方，是平衡理论的一个重要应用，学习时只要充分利用已经掌握的旧知识作为基础去探究的新知识。同时运用已学知识，解决实践问题和正向迁移能力，本节学习目标能顺利达成。五、教学过程：【导入新课】1、图片展示：千姿百态的溶洞、小朋友的蛀牙。2、画外音：中国是个多溶洞的国家，如闻名于世的桂林溶洞、北京石花洞、安徽石台溶洞群，都是自然界创造出来的杰作。那么溶洞形成的具体原理是什么？小朋友吃糖不刷牙易形成蛀牙又什么原因？这与化学平衡又有什么关系呢？带着这个问题我们进入这节课的学习。【过渡】以上两种情况都与固体物质的溶解有关。【引言】在初中的化学学习中，我们曾经根据固体物质的溶解度将物质分为易容，可溶，微溶，难容等。那么什么是溶解度？提到溶解度，我们首先来回忆下溶液的定义。所谓的溶液:一种或一种以上的物质溶解在另一种物质中形成的均一、稳定的混合物。我们又将溶液分为饱和溶液和不饱和溶液。一定温度下,一定量的溶剂里不能再溶解溶质的溶液叫饱和溶液。能继续溶解溶质的溶液叫不饱和溶液。【提问】根据前面我们对化学平衡状态的学习，大家思考一下，当溶液达到饱和状态后，溶液中的溶质是不是就静止不动了呢？【回答】不是，而是溶质溶解的速率与析出溶质的速率相等，是动态平衡。【过渡】一种物质（溶质）溶解在另一种物质（溶剂）中的能力我们称之为溶解性。物质的溶解性跟溶质和溶剂的性质有关。【过渡】物质的溶解性只是粗略地表示物质的溶解能力的强弱,为了精确表示物质的溶解能力,化学上引入了“溶解度”的概念。诏安县四都中学2013-2014学年上学期-3-【PPT展示】固体物质的溶解度指的是在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量.叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。注意：①条件：一定温度②标准：100g溶剂③状态：饱和状态④单位：g⑤任何物质的溶解：是有条件的,在一定条件下。某物质的溶解量也是有限的,无限可溶解的物质不存在。【练习】(A)20℃时100克水里,溶解了36克氯化钠达到饱和状态,20℃时NaCl的溶解度是多少？36g(B)20℃时,KClO3在水里的溶解度是7.4g,这表示什么含义？20℃时,100克水中最多溶解7.4克KClO3【引言】根据固体物质的溶解度将物质分为易容，可溶，微溶，难容。20℃时,溶解性与溶解度的大小关系：溶解性易溶可溶微溶难溶溶解度10g1g~10g0.01g~1g0.01g物质在水中“溶”与“不溶”是相对的，“不溶”是指难溶，没有绝对不溶的物质【讲述】a.生成沉淀的离子反应之所以能够发生，是因为生成物的溶解度很小。b.难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0。C.习惯上,将溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质。d.化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5mol/L时,沉淀反应达到完全。【PPT展示】几种电解质的溶解度(20℃)化学式溶解度/g化学式溶解度/gAgCl1.5×10-4Ba(OH)23.89AgNO3222BaSO42.4×10-4AgBr8.4×10-6Ca(OH)20.165Ag2SO40.796CaSO40.21Ag2S1.3×10-16Mg(OH)29×10-4BaCl235.7Fe(OH)33×10-9【过渡】根据对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否能真正进行到底？【讲述】如：必修1，我们学到几种常见的物质的检验中，检验溶液中是否含有Cl-的方法，我们诏安县四都中学2013-2014学年上学期-4-是采用，先往溶液中滴入几滴的稀硝酸溶液，无明显现象（排除CO32-）再滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，就证明溶液中存在Cl-。其反应的离子方程式Ag++Cl-=AgCl↓【过渡】那么现在，我取少量的硝酸银溶液与过量的氯化钠溶液反应，能否确保将所有的Ag+都转化为AgCl沉淀呢？【活动与探究】10mL0.1mol/LＡgNO3和20mL0.1mol/LNaCl完合混合后，溶液中还有Ag+吗？如何证明？实验过程现象解释与结论10mL1mol/LAgNO320mL1mol/LNaCl往上层清液中滴加少量KI溶液实验过程现象解释与结论10mL1mol/LAgNO320mL1mol/LNaCl产生白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓往上层清液中滴加少量KI溶液产生黄色沉淀说明溶液中还有少量的Ag+，Ag++I-=AgI↓【过渡】说明Ag+和+Cl-的反应无法进行到底。说明AgCl不是完全不溶，而是溶解度很小，在25℃时，AgCl的溶解度为1.5×10-4g，在有AgCl沉淀生成的溶液中存在着溶解平衡。【板书】一、沉淀溶解平衡【讲述】一方面，在水分子的作用下，少量的Ag+和Cl—脱离AgCl表面进入水中（溶解过程），沉淀溶解过程——v（溶解）；另一方面，溶液中的Ag+和Cl—受AgCl表面的阴、阳离子的吸引，回到表面析出（沉淀过程），沉淀生成过程——v（沉淀）。在一定的温度下，当溶解速率和沉淀速率相等时，形成AgCl饱和溶液，达到平衡状态，人们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。AgCl（s）Ag++Cl—v（溶解）＞v（沉淀）——沉淀溶解——溶液不饱和v（溶解）=v（沉淀）——溶解的沉淀=生成的沉淀——溶液饱和——处于平衡状态v（溶解）＜v（沉淀）——沉淀生成——溶液过饱和【板书】1、概念：一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，形成溶质的饱和溶液，达到平衡状态，人们将这种平衡称为沉淀溶解平衡。【过渡】同样，沉淀的溶解平衡它不是静止的，而是动态平衡，这是他的特征，除了这个，沉淀溶解平衡还有那些特征呢？【板书】2、特征：【PPT展示】难：难溶的固体物质饱：饱和溶液逆：是一个可逆的过程等：v（溶解）=v（沉淀）诏安县四都中学2013-2014学年上学期-5-动：v（溶解）=v（沉淀）≠0——动态平衡定：溶液中溶质的分子或离子的浓度不再变化。变：当条件改变时，溶质的溶解平衡可发生移动，达到新的平衡。【过渡】哪些条件改变会使平衡发生移动呢？也就是影响沉淀平衡的因素有哪些？【板书】3、影响沉淀溶解平衡的因素：【PPT展示】（1）内因：难容电解质本身的性质（2）外因：遵循平衡移动原理①浓度：加水，平衡向溶解方向移动。②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。少数平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的溶解平衡。○3同离子：抑制溶解④其他物质：【讲述】我们重点分析下外界因素：①浓度：加水稀释时，溶液中的离子浓度减小，此时平衡向溶解的方向移动。②温度：多数难溶性电解质的溶解过程是吸热的，所以升高温度，沉淀溶解平衡将向溶解的方向移动，若难溶电解质的溶解过程放热，如熟石灰，则升高温度时，沉淀溶解平衡将向生成沉淀的方向移动。○3同离子效应：往沉淀溶解平衡体系中加入含有相同离子的可溶性电解质时没平衡将向着生成沉淀的方向移动。④其他物质：向沉淀溶解平衡体系中加入可与体系中某离子反应的离子，生成更难溶的沉淀或更难溶的沉淀或更难电离的离子或气体时，平衡向溶解的方向移动。【过渡】可逆反应达到平衡状态有化学反应平衡常数，弱电解质达到电离平衡也有电离平衡常数。那么沉淀平衡也有沉淀平衡常数。【思考】写出AgCl（s）Ag+（aq）+Cl—（aq）的平衡常数表达式。Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)【板书】4.溶度积常数：（简称溶度积）【PPT展示】⑴溶度积(Ksp):难溶电解质的溶解平衡中,离子浓度幂的乘积。⑵.表达式：MmAn（s）mMn+（aq）+nAm-（aq）平衡时：Ksp＝[c(Mn＋)]m.[c(Am-)]n（3）特点：①一定温度下，为一常数。温度升高，Ksp增大讨论：表3—14，探讨Ksp与溶解度（S）的关系。②Ksp的大小反映了难溶物在水中的溶解能力。○3同类型的难容电解质Ksp越小，该物质越难溶。我们通过练习来解释这句话的意思。【练习】1：请写出PbI2Cu(OH)2BaSO4CaCO3Fe(OH)3AgI的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式Ksp=c(Pb2+)·c2(I-)Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)Ksp=c(Ba2+)·c(SO42-)Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)Ksp=c(Ag+)·c(I-)[例].25℃时,Ksp(PbI2)=7.1×10-9mol3L-3求PbI2的饱和溶液中的c(Pb2+)和c(I-).[解析]：PbI2Pb2++2I-浓度关系：X2X诏安县四都中学2013-2014学年上学期-6-Ksp=c(Pb2+).c(I-)2=c(Pb2+)×22.c(Pb2+)24X3=7.1×10-9mol3L-3溶解的PbI2的浓度为：1.2×10-3molL-1c(Pb2+)=1.2×10-3molL-1;c(I-)=2c(Pb2+)=2.4×10-3molL-1【练习】几种难溶电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp=c(Ag+)c(Cl-)=1.8×10-10mol2L-2AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)Ksp=c(Ag+)c(Br-)=5.0×10-13mol2L-2AgI(s)Ag+(aq)+I-(aq)Ksp=c(Ag+)c(Br-)=8.3×10-17m