难溶电解质的溶解平衡教材分析及教学案例.pdf
第4 4节 难溶电解质的溶解平衡教材分析及教学案例广州二中 刘华斌一、教材内容：（一）本节教材的知识结构为：（二）课标要求及解读：1 1、课标要求：能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。2 2、解读：建立沉淀溶解平衡的概念，能从离子的层面描述沉淀溶解平衡的建立及移动，知道沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动二、教学目标（一）知识技能：（1）通过实验建立沉淀（结晶）溶解平衡的概念，了解溶度积常数的化学意义，能够根据溶液中离子积与浓度积常数的相对大小，判断平衡移动的方向。（2）理解外界条件对难溶电解质的沉淀溶解平衡移动的影响（沉淀的生成、溶解、转化）。了解难溶电解质溶解平衡在工农业生产中的应用。（二）过程方法：（1）在建立沉淀溶解平衡概念的过程中，通过实验建立起“宏观现象微观本质符号表达”三者之间的联系，进一步强化微粒观。（2）通过沉淀溶解平衡概念的建立，拓展对物质“溶”与“不溶”的理解，知道物质的溶解是绝对的，溶解的程度是有大小的，难溶不溶。体会辩证唯物主义的相对论。（三）情感态度价值观：通过化学平衡知识在解决实际问题中的应用，进一步感受化学知识与人类生活的密切关系。三、教学重点：难溶电解质的溶解平衡四、教学难点：难溶电解质的溶解平衡，沉淀的形成、溶解和转化五、教学建议：1 1、新课引入，本节课可以根据教参的建议，以实验的方法引入新课，这样既可以营造通过实验研究问题的氛围，又可以为研究沉淀转化做准备。【实验】向饱和NaCl溶液中加浓盐酸，观察现象。【讨论】分析析出NaCl晶体的原因【过渡】可溶性电解质的溶解既然存在着溶解平衡，那么难溶电解质在水中是否也存在着溶解平衡呢？（可以由此引出新课中的第一个【思考与交流】）2 2、将沉淀溶解问题与离子生成沉淀的反应相联系，将溶解平衡与化学平衡相联系，明确用化学平衡的基本规律来研究溶解平衡的相关问题，把知识紧密联系，形成完整的知识体系。难溶电解质在水中也会建立一种动态平衡，这种动态平衡和化学平衡、电离平衡一样合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。讨论难溶电解质的溶解平衡要注意三点：（1）难溶电解质溶解达到饱和才能建立溶解平衡，在不饱和溶液中没有溶解平衡；（2）温度对难溶电解质溶解平衡的影响有两种情况：第一种是温度升高，溶解度增大，Ksp增大大部分的电解质的特点，第二种是温度升高，溶解度降低，Ksp减少典例是Ca(OH)2；(3)对难溶电解质的溶解平衡常数的正确的理解，一方面要运用前面的影响化学平衡、电离平衡的因素知识进行牵移和类比以达到强化和内化的目标；另一方面把“Qc与Ksp的比较”作为核心方法指导学生分析沉淀的溶解、生成和沉淀的转化。3 3：关于溶度积和离子积：在第二章的基础上，结合平衡常数和浓度商，学生不难理解。尽管课程标准并不要求学生掌握“溶度积相关的计算”，但是，一方面为了真正理解难溶电解质转化的原理，另一方面为了突破“通过调整溶液PH使某些离子逐一沉淀”的理解，建议课堂上可适当地通过Ksp的定量计算说明沉淀的原理和过程，但不宜作为考试要求。4 4：关于沉淀的生成和溶解，实际是分别围绕着难溶电解质溶解平衡中两个不同的方向进行讨论。要充分利用Qc与Ksp的关系去判断溶解平衡移动方向的判断。同时利用好教材中的【思考与交流】活动，激发学生的思维。最后要在讨论中理清思路和总结归纳，交给学生一些常见的沉淀生成和溶解的方法。5 5：关于沉淀的转化：应该理解为难溶电解质溶解平衡移动的一种特殊形式溶解平衡向正移动，原难溶物溶解，转化为另一种难溶电解质。围绕【实验3-4】的讨论，结合卤化银的转化和硫化银的生成，需要从溶解平衡移动的角度具体分析，例如：指导学生从溶度积常数的比较来理解，通过教师的辅助，使学生大致了解：虽然AgCl饱和溶液中c(Ag+）很小，但AgI的溶度积更小，所以能使溶液中c(Ag+）降到更低，致使AgCl的溶解平衡发生移动，最终会全部转化为AgI。6 6：在教学中，应充分发挥四个【思考与交流】的作用，用实验和图表的方法来理解沉淀溶解平衡。同时应用计算机辅助教学（ppt）可充分提供信息，便于学生对知识的归纳和总结。7 7：将溶解平衡的离子方程式、电离方程式和水解方程式进行集中训练，理解这几个可逆反应的异同点，将它们归纳到化学平衡的知识体系中，完成一般到特殊，再有特殊到一般的认识观。六、课时安排：第1课时：难溶电解质的溶解平衡概念和溶度积常数的化学意义第2课时：外界条件对难溶电解质的沉淀溶解平衡移动的影响（即沉淀的生成、溶解和转化）第3课时：难溶电解质的沉淀溶解平衡应用实例分析七、教学案例第1 1课时：难容电解质的溶解平衡和溶度积【环节1 1】新课引入【引入】展示一瓶饱和NaCl溶液【演示实验】向饱和溶液中滴加几滴浓盐酸溶液，观察现象【学生观察】有大量晶体析出【问】分析上述变化现象的原因【讨论、回答】由于浓盐酸的加入，使得溶液中C(Cl-)增大，加快了Cl-与Na+的结晶速率，使溶液达到过饱和状态而析出晶体。【问】如果继续向饱和溶液中加入NaCl晶体，溶液中c(Na) ，c(Cl)是否会变化?【学生思考并回答】说明Cl-与Na+的结晶与NaCl晶体的溶解是一个平衡过程，溶液中C(Cl-)增大，平衡向结晶方向移动，故有晶体析出，也就是产生了沉淀。在饱和溶液中加入NaCl晶体，平衡不发生移动，溶液中c(Na) ，c(Cl)不会变化。【板书】食盐饱和溶液中：NaCl（s）Cl-（aq） Na+（aq）【过渡】NaCl是一种可溶性的强电解质，晶体与溶液中的离子存在溶解平衡，那么难溶电解质在水溶液中是否也存在溶解平衡呢？【板书】第四节 难溶电解质的溶解平衡【思考与交流】 指导学生阅读P61-62，思考：1 1、 难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？你如何理解溶解性表中的“溶”与“不溶”？2 2、 以AgNO3与NaCl反应生成难溶AgCl为例，根据你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？溶液中是否含有Ag+和Cl-？3 3、 难溶电解质是否存在溶解平衡？请写出AgCl的溶解平衡的表达式，与电离方程式有何区别？并解释之。【板书】一、难溶电解质在（饱和）溶液中存在溶解平衡1 1、 电解质的溶解性物质的溶解是绝对的，不同物质溶解的程度是有大小的，难溶不溶。难溶微溶易溶0.010.1溶解度（g）（说明：教材中“几种电解质的溶解度表”的作用只是告诉学生通常意义的难溶物质也有一定的溶解度，绝对不溶的物质是没有的。建议尽量淡化溶解度的概念，创造条件让学生逐步形成用溶度积常数来衡量难溶电解质的溶解能力）2 2、 难溶电解质溶解平衡的表示方法： AgCl（s）Cl-（aq） Ag+（aq）【环节2 2】溶度积和离子积【过渡】怎样判断难溶电解质已经达到溶解平衡？【学生思考并回答】根据化学平衡状态的特征的判断：速率判据和浓度判据，根据溶解平衡的特点，溶解达到饱和，溶液中的离子浓度不再改变，就是溶解平衡状态的特征。【教师】类似在化学平衡中通过比较K(化学平衡常数)与Qc（浓度商）的大小来判断平衡移动的方法，在溶解平衡中通过比较溶解平衡常数溶度积与离子积的大小，判断是否达到溶解平衡。【科学视野】指导学生阅读P65-P66【板书】3、溶度积和离子积 AgCl（s）Cl-（aq） Ag+（aq）溶度积：Ksp=c(Ag+)平衡c (Cl-)平衡影响因数：温度离子积：Qc= c(Ag+)c (Cl-)QcKsp，溶液未饱和，溶质不会结晶析出QcKsp，溶液饱和，处于溶解平衡状态QcKsp，溶液过饱和，溶质结晶析出，直到溶液饱和【练习】Ksp与Qc的应用根据P65表3-5，计算1 1、 常温下，饱和AgCl溶液中c(Ag+)2 2、 常温下，在0.1mol/L的FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，试求Fe3+开始沉淀及完全沉淀时溶液的pH。【总结】1 1、 注意Ksp、Qc表达式中浓度的“指数幂”。2 2、 通过计算，在饱和AgCl溶液中c(Ag+)110-5mol/L，则离子被沉淀完全。通过计算，溶液中Fe3+开始沉淀的pH1，完全沉淀pH3，说明在酸性溶液中能生成氢氧化物沉淀。【作业】常温下，在0.1mol/L的MgCl2溶液、FeCl2溶液中分别滴加NaOH溶液，试求Mg2+、Fe2+开始沉淀及完全沉淀时溶液的pH。第2 2课时：沉淀的生成、溶解和转化【环节1 1】沉淀的生成【思考与交流】（改编自P63“思考与交流”） 根据P65表3-5数据1 1、 除去NaCl溶液中的Na2SO4杂质,选择CaCl2还是BaCl2溶液做沉淀剂，为什么？2 2、 除去并回收NH4Cl溶液中的FeCl3和MgCl2杂质的实验流程（部分）如下：混合溶液滴加氨水调节溶液至pH1静置，过滤溶液1沉淀1滴加氨水调节溶液至pH2静置，过滤溶液2沉淀2参考第一节的作业，回答（1）pH1的范围：，沉淀1的成分：（2）pH2的范围：，沉淀2的成分：【学生思考并回答】1 1、 计算得：c(SO42-)CaSO4310-3mol/L 则SO42-未完全沉淀 c(SO42-)BaSO4110-5moL/L 则SO42已经完全沉淀所以应该选择BaCl2溶液做沉淀剂2 、3pH19，Fe(OH)39pH2 Mg(OH)2【总结】1 1、 沉淀剂的选择：使溶液中的某种离子转化为难溶物除去，不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子要便于除去。2 2、 沉淀的方法;沉淀剂法直接沉淀法(1)(1) 调整溶液的pH法（2）氧化还原法分级沉淀法3、沉淀生成的本质：通过加入试剂，使QcKsp，促使难溶电解质的溶解平衡向逆移动，溶质从溶液中结晶析出，形成沉淀。【环节2 2】沉淀的溶解【教师】根据Ksp与Qc的关系，要使处于平衡状态的难溶电解质向着溶解的方向转化，就必须降低该难溶电解质饱和溶液中某一离子的浓度，以使其Qc Ksp 。减少离子浓度的方法有哪些？【学生实验】P63实验3-3【思考与交流】1 1、 实验现象及解析2 2、 参考P63的范例，用方程式表示实验中的变化。【学生回答】1 1、 根据表3-5，Mg(OH)2饱和溶液中c(Mg2+)=810-7mol/L纯水中c(OH-)=110-7mol/L,则加入盐酸，使Qc110-21KspMg(OH)2，溶解平衡向正方向移动，沉淀溶解。同理，加入氯化铵使Qc110-21Ksp Mg(OH)2，沉淀溶解2、+2H+ -2HCl2H2OMg(OH)2 (s)Mg2+(aq) + 2OH-(aq)【总结】1、 沉淀溶解的本质：加入试剂，减少难溶电解质溶解平衡中某种离子的浓度，使其Qc Ksp，则难溶电解质向着溶解的方向转化2、 使沉淀溶解的方法：（1 1） 生成难电离的物质弱电解质（如H2O,NH3H2O等）（2 2） 生成易挥发物质气体、挥发性酸（如CO2,H2S等）（3 3） 生成络合物如Ag(NH3)2OH等【问】为什么在MgCl2溶液中滴加NH3H2O，能生成氢氧化镁沉淀，但该沉淀又能溶解在氯化铵溶液中？Mg(OH)2 (s) + 2NH4+(aq)Mg2+(aq) + 2NH3H2O(aq)在MgCl2溶液中滴加NH3H2O，则c（NH3H2O）增大，平衡向逆，生成氢氧化镁沉淀在氢氧化镁浑浊液中加入氯化铵，则c（NH4+）增大，平衡向正，沉淀溶解。【环节3】沉淀的转化【总结】沉淀的生成、溶解、转化都是改变难容电解质溶解平衡中的某些离子的浓度，促使平衡向生成或溶解的方向移动，最终使反应向着离子浓度减少的方向进行。第3 3课时：应用实例的分析实例1：含Cu2+ Pb2+等重金属离子废水的净化实例2：为什么医学上做胃部造影所服用的“钡餐”是硫酸钡而不是碳酸钡？实例3：龋齿的形成与防治
