難溶電解質(zhì)的溶解平衡教案

1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡教學(xué)設(shè)計化學(xué)PIC教學(xué)模式的實(shí)踐應(yīng)用本課系2015年汕頭市化學(xué)公開課，此文已在化學(xué)教與學(xué)發(fā)表 一、教學(xué)指導(dǎo)思想水溶液中的離子平衡是重要的化學(xué)原理。這些原理需要由特殊到一般、由具體到抽象、由現(xiàn)象到 本質(zhì)的教學(xué)過程，才能使學(xué)生正確認(rèn)識、掌握并靈活運(yùn)用；需要在感性認(rèn)識和理性認(rèn)識的不斷循環(huán)中 進(jìn)行歸納和演繹等邏輯推理。二、教學(xué)內(nèi)容分析第三章從知識層面看包括：電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。而縱觀整章滲透的是學(xué)生從微 粒觀的角度認(rèn)識和分析溶液的變化。溶質(zhì)溶于水，依據(jù)電離的程度分為強(qiáng)弱電解質(zhì)；水的電離平衡使 得分析溶液的視角從原來的只關(guān)注溶質(zhì)轉(zhuǎn)向兼顧溶劑；酸堿溶于水及鹽類水解導(dǎo)致溶液

2、酸堿性的體現(xiàn)恰好是溶質(zhì)與溶劑電離出的微粒相互影響和相互作用的結(jié)果；難溶電解質(zhì)的溶解平衡則進(jìn)一步豐富了學(xué)生對溶液體系的認(rèn)知?！半y溶電解質(zhì)的溶解平衡”在工業(yè)生產(chǎn)、科研與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在無機(jī)物的制備和提純、 廢水處理等方面，常利用生成沉淀而達(dá)到分離或除去某些離子的目的。所以，本節(jié)關(guān)于沉淀的應(yīng)用要 與生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系，凸顯化學(xué)平衡和沉淀溶解平衡原理的實(shí)用價值。三、學(xué)生情況分析1、學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和知識學(xué)生們對固體溶質(zhì)和溶液中的溶質(zhì)在水中存在溶解和結(jié)晶的兩個互逆過程，也就是對“溶解平衡”有初步的了解，但對于“沉淀溶解平衡”是如何建立的以及沉淀溶解平衡深層次的理解和應(yīng)用還沒有 認(rèn)識。2、學(xué)生的認(rèn)

3、知障礙點(diǎn)分析學(xué)生容易誤會只有難溶電解質(zhì)才存在溶解平衡，且不能從微觀角度(離子濃度)理解飽和溶液 中存在溶解和結(jié)晶兩個互逆過程。學(xué)生對于沉淀的轉(zhuǎn)化存在認(rèn)識障礙，因?yàn)樵趯W(xué)生原有的認(rèn)識中是“鹽和鹽反應(yīng)必須都可溶”。且對“溶”與“不溶”的相對性不理解。對溶解平衡表達(dá)式：Mg(OH) 2(s) - Mg2+(aq) + 2OH (aq)學(xué)生容易與物質(zhì)的電離方程式混淆。對于向Mg(OH)2溶液中加入NH4CI溶液，沉淀溶解的原理學(xué)生容易混淆用鹽類水解理論解釋。四、教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)維度教學(xué)目標(biāo)知識與技能認(rèn)識溶解平衡；了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡；能應(yīng)用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理解釋生活中的常見現(xiàn)象。過程與方法由溶解平

4、衡入手，在問題的驅(qū)動下，通過實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識難溶電解質(zhì)的溶解 平衡，逐步形成觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，研究實(shí)驗(yàn)本質(zhì)，并進(jìn)行類比歸納的能力。情感態(tài)度通過教師引導(dǎo)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力，形成學(xué)生自主與價值觀思考、主動提出問題的素養(yǎng)和品質(zhì)。五、教學(xué)重難點(diǎn)通過理論探究及實(shí)驗(yàn)探究，理解難溶電解質(zhì)的溶解平衡;并學(xué)會從平衡角度判斷溶解平衡的移動。六、教學(xué)設(shè)計1、設(shè)計思路以難溶電解質(zhì)溶解平衡概念建構(gòu)為主線，問題(任務(wù))驅(qū)動為方法，學(xué)生活動為主體，實(shí)驗(yàn)教學(xué)、類比教學(xué)為手段，構(gòu)建以化學(xué)概念為目標(biāo)的一種教學(xué)思路。2、教學(xué)方法PIC教學(xué)模式的應(yīng)用：”問題一探究一建構(gòu)(Problem-Inquiry-Constru

5、ct )”教學(xué)模式是一種化學(xué)探 究式教學(xué)模式，以問題為中心，強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)體系。在本節(jié)課中筆者運(yùn)用這種教學(xué) 模式設(shè)計教學(xué)過程，以各個問題情景為明線，以知識建構(gòu)為暗線。3、教學(xué)流程屣不、：溶洞、 髓齒的圖片, 連續(xù)設(shè)向引導(dǎo) 學(xué)可落解平衡 理澄去解決生 活向過.1 、多危度考慮從溶液中獲得沉就的方法.建立可溶性 電解質(zhì)的溶解平衡,用平衡觀點(diǎn)T 解井建立雅陶 電解質(zhì)的溶解 平衡槿型.,從留脾平衢的 痢度解母人曠和 CI 一反應(yīng)限度. 耗齒的成閑- *版幫”的選洋 問題，再以科 學(xué)視野補(bǔ)充溶，、洞再成的靠國+對解密度 生電平程信 學(xué)溶解假反索雉溶主時 考節(jié)的容及七、教學(xué)環(huán)節(jié)情景引入：展示

6、圖片，設(shè)置問題【引入】同學(xué)們，我們以化學(xué)平衡理論為基礎(chǔ)，已經(jīng)學(xué)習(xí)了電離平衡、水解平衡，今天要學(xué)習(xí)的 是溶解平衡。【提問】 課本向我們提的第一個問題是：1、Ag+和CF結(jié)合生成AgCl的反應(yīng)能進(jìn)行到底嗎?【展示】 在日常生活生產(chǎn)中，像這樣的問題還有很多。展示溶洞、齦齒的圖片?！咎釂枴?、吃糖過多為何會產(chǎn)生齦齒？3、“銀餐”為何不選擇 BaCO3?4、溶洞是如何形成的？【板書】第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡【設(shè)計意圖】連續(xù)設(shè)問，創(chuàng)造問題情景，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生疑問，并帶著疑問進(jìn)入課堂。從教材中Ag+和Cl反應(yīng)的限度問題開始，連續(xù)提出了齦齒的產(chǎn)生、醫(yī)學(xué)上的“銀餐”、溶洞的形成等問題。把疑問從化學(xué)平衡的理論一步

7、一步地帶到生活中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理論去解決生活問題。任務(wù)1 :建立飽和NaCl溶液的溶解平衡【過渡】為了找到問題的答案，我們需要研究難溶電解質(zhì)的溶解平衡。而在此之前，我們先從建 立可溶電解質(zhì)的溶解平衡入手，由易到難，水到渠成?！菊故尽?室溫下NaCl的飽和溶液，并明確 NaCl的溶解是在水分子的作用下實(shí)現(xiàn)的。【提問】欲使該溶液中的NaCl析出的方法有哪些？【回答】加熱濃縮(蒸發(fā)結(jié)晶)。【提問】在該溶液中滴加幾滴濃鹽酸，有何現(xiàn)象出現(xiàn)？【演示實(shí)驗(yàn)】 取1 mL NaCl飽和溶液于試管中， 滴加幾滴濃鹽酸，即可觀察到大量白色固體產(chǎn)生?！居懻摗磕阏J(rèn)為發(fā)生上述變化現(xiàn)象的原因是什么？【分析】根據(jù)溶液中離子的

8、組成，析出的只能是NaCl晶體。由于濃鹽酸的加入，使 c(C廠)明顯增大，進(jìn)而使溶液中 Na+和C結(jié)晶速率加快，所以有 NaCl晶體析出。溶解【板書】建立平衡： NaCl(s) Na +(aq)+ Cl (aq)結(jié)晶改變條件：溶液中 c(C1)增大平衡移動：平衡左移造成結(jié)果：NaCl晶體析出【設(shè)計意圖】通過演示實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在問題的驅(qū)動下，結(jié)合化學(xué)平衡解決問題，初步認(rèn) 識NaCl飽和溶液中也存在著平衡現(xiàn)象，建構(gòu)可溶性電解質(zhì)的溶解平衡，為難溶性電解質(zhì)的溶解平衡 的建立做鋪墊。任務(wù)2：建立Mg(OH) 2沉淀的溶解平衡【過渡】 可溶性電解質(zhì)溶液存在溶解平衡，難溶(不溶)電解質(zhì)溶液是否也存在溶

9、解平衡？【講解】我們知道，溶液中有難溶于水的沉淀生成是離子發(fā)生的條件之一。例如，MgCl2溶液和NaOH 溶液混合，生成白色沉淀 Mg(OH) 2 ( Mg2+ + 2OH = Mg(OH) 2 J )?！疽龑?dǎo)】查閱Mg(OH)2的溶解性一一不溶。為了驗(yàn)證Mg(OH)2的溶解性，我們將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究?！痉纸M實(shí)驗(yàn)】 取少量Mg(OH)2于試管中，加入約 2 mL蒸儲水，振蕩，再滴入 23滴酚酗:溶液。 觀察到：試管中仍有白色固體，加入酚酗:后溶液變紅?！咎釂枴?你認(rèn)為出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是什么？【分析】溶液變紅一溶液呈堿性一溶液中有足量OH一一有少量Mg(OH)2溶解。溶解【板書】Mg(OH) 2(

10、s) Mg2+(aq) + 2OH (aq)【設(shè)問】 溶解性表錯了嗎？【分組討論】 查閱溶解度表與溶解性表，談?wù)勀銓Α叭堋迸c“不溶”的理解。難溶 微溶 可溶 易溶逮斛性1110.01110建解度/g【總結(jié)】習(xí)慣上，將溶解度小于0.01g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會等于0。溶與不溶是相對的，沒有絕對不溶的物質(zhì)?！具^渡】既然Mg(OH) 2沉淀在溶液中存在少量溶解現(xiàn)象，那么它應(yīng)該存在溶解平衡?！菊故尽縈g(OH) 2固體在水分子的作用下溶解變成離子及離子通過碰撞重新結(jié)合為Mg(OH) 2沉淀的微觀過程。【講解】 從固體溶解的角度理解 Mg(OH) 2在溶液中存在兩個過

11、程：一方面，少量 Mg(OH)2沉淀溶解在水中形成 Mg2+和OH；另一方面，溶液中的Mg2+和OH結(jié)合成沉淀在 Mg(OH)2表面析出。溶解【板書】Mg(OH) 2(s) . - Mg2 (aq) + 2OH (aq) 沉淀【提問】難溶電解質(zhì)如Mg(OH) 2在溶液中什么情況下就算達(dá)到溶解平衡？【回答】在一定條件下，當(dāng)沉淀溶解和生成的速率相等時，得到 Mg(OH)2飽和溶液，即建立了 動態(tài)的溶解平衡?！疽龑?dǎo)】結(jié)合化學(xué)平衡的定義，請同學(xué)們在學(xué)案上填寫難溶電解質(zhì)溶解平衡的定義?！景鍟?、難溶電解質(zhì)溶解平衡的定義【總結(jié)】在一定條件下，難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率和離子結(jié)合成沉淀的速率相等，溶液中各

12、離子的濃度保持不變的狀態(tài)，就是難溶電解質(zhì)的溶解平衡狀態(tài)?！疽龑?dǎo)】結(jié)合化學(xué)平衡的特征，請同學(xué)們歸納出難溶電解質(zhì)溶解平衡的特征?！景鍟?、特征：逆、等、動、定、變【總結(jié)】逆一可逆過程等一 v (溶解)=v (沉淀),溶液達(dá)到飽和動一動態(tài)平衡，v (溶解)=v (沉淀)豐0定一溶液中各離子濃度保持不變變一條件改變，平衡發(fā)生移動【引導(dǎo)】 對口NaCl的溶解平衡，如何用方程式表示Mg(OH) 2的溶解平衡過程？【板書】3、表達(dá)式：Mg(OH) 2(s)Mg2 (aq) + 20H (aq)【練習(xí)】 請書寫以下物質(zhì)溶解平衡的表達(dá)式：氯化銀、氫氧化鋁。【回答】AgCl(s) = Ag+(aq)+Cl (a

13、q) Al(OH) 3(s) Al 3+(aq)+3OH (aq)【學(xué)以致用】1、Ag+和Cl的反應(yīng)能進(jìn)行到底嗎？【分析】Ag+和Cl反應(yīng)產(chǎn)生的AgCl沉淀存在溶解平衡。生成沉淀的離子反應(yīng)不能真正進(jìn)行到底。所謂沉淀完全在化學(xué)上通常指殘留在溶液中的離子濃度小于1X10-5 moi/L。【引導(dǎo)】難溶電解質(zhì)存在溶解平衡， 平衡在什么情況下會發(fā)生移動呢？結(jié)合化學(xué)平衡的影響因素， 請同學(xué)們歸納出難溶電解質(zhì)溶解平衡的影響因素?！景鍟?、影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素【匯報】(1)內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)(主因)(2)外因：濃度：減小離子濃度(加水)，平衡向沉淀溶解方向移動。溫度：升高溫度，促進(jìn)多數(shù)沉淀溶解。

14、特例：Ca(OH)2 【設(shè)計意圖】任務(wù) 2為本節(jié)課的核心內(nèi)容，通過對實(shí)驗(yàn)探究的宏觀理解，再結(jié)合 Mg(OH)2溶解平衡的微觀解釋，運(yùn)用“問題一探究一建構(gòu)PIC模式，通過類比對照、歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自主得出難溶電解質(zhì)的溶解平衡的定義、特征、表達(dá)式和影響因素，實(shí)現(xiàn)了對本節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容的突破。學(xué)以致用：重回情景，解釋生活生產(chǎn)中具體問題【學(xué)以致用】2、人體牙齒主要的無機(jī)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溶解平衡：Ca5(PO4)3(OH)(s)5Ca2+(aq) + 3PO43 (aq)+OH (aq)結(jié)晶如果我們吃過多甜食

15、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)生酸性物質(zhì)，易導(dǎo)致齦齒的發(fā)生。你能從溶解平衡的角度解釋產(chǎn)生齦齒的原因嗎？【回答】酸性物質(zhì)含大量H + ,能結(jié)合OH使c(OH)減小，羥基磷灰石的溶解平衡向溶解方向移 動，結(jié)果牙齒溶解了，形成齦齒。【引導(dǎo)】從溶解平衡的角度分析問題有三個步驟：條件改變一一平衡移動一一造成結(jié)果?！緦W(xué)以致用】3、BaSO4(s) - Ba2+(aq)+SO42 (aq)溶解度為 2.4 10-4gBaCO3(s) - Ba2+(aq)+CO32 (aq) 溶解度為 2.0 M0-3g利用X射線對根的穿透能力較差的特性，醫(yī)學(xué)上在進(jìn)行消化系統(tǒng)的 X射線透視時，常

16、使用BaSO4做內(nèi)服造影劑，這種透視俗稱“銀餐”。由于Ba2+有毒，所以水溶性鋼鹽不能用作銀餐。BaCO3和BaSO,都是難溶于水的，由它們的溶解度可知，它們在飽和溶液中電離出的 Ba2+的濃度相差并不是很大，但是BaCO3不可用作鋼餐，而 BaSO4則可以，你能從溶解平衡的角度解釋這種選擇的原因嗎？【回答】胃酸(主要成分是鹽酸)與CO32一反應(yīng)，使BaCO3的溶解平衡右移，造成 Ba2+濃度增大而引起人體中毒?！驹O(shè)計意圖】緊扣情景引入，引導(dǎo)學(xué)生由難溶電解質(zhì)溶解平衡的角度解釋齦齒的成因，“銀餐”的選擇問題，達(dá)到學(xué)以致用的目的； 培養(yǎng)學(xué)生從難溶電解質(zhì)溶解平衡的角度分析問題和文字表達(dá)的 能力。任務(wù)

17、3:驗(yàn)證Mg(OH) 2沉淀溶解平衡的移動【拓展延伸】為了更好地理解難溶電解質(zhì)溶解平衡及平衡的移動，我們將對一些影響因素進(jìn)行深入分析。【設(shè)計實(shí)驗(yàn)】Mg(OH) 2存在以下平衡：Mg(OH) 2(s)三二 Mg2 (aq) + 2OH (aq),請?jiān)O(shè)計實(shí)驗(yàn)方案， 促進(jìn)Mg(OH) 2沉淀溶解?！净卮稹?、升高溫度；2、加入蒸儲水；3、加入鹽酸；4、加入NH4CI溶液【提問】 加入NH4CI溶液真能促進(jìn) Mg(OH)2沉淀溶解？【演示實(shí)驗(yàn)】 取1mL 1mol/L MgCl 2溶液于試管中，加入 1mL 2mol/L NaOH溶液，振蕩。待完全 反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀后，再加23mL NH 4

18、CI溶液，振蕩。觀察到白色沉淀逐漸溶解。【拓展延伸】 思考NH4CI溶液為什么能促進(jìn) Mg(OH)2沉淀溶解？【討論匯報】討論后有兩種預(yù)測結(jié)論： 部分學(xué)生認(rèn)為NH4CI在水中完全電離出 NH4+, NH4+結(jié) 合OH-使沉淀溶解； 部分學(xué)生認(rèn)為NH4CI水解顯酸性消耗 OH-使沉淀溶解?！疽龑?dǎo)】現(xiàn)在的問題是：到底是 NH4+促進(jìn)沉淀溶解還是 H+促進(jìn)沉淀溶解？【提問】 結(jié)合所學(xué)的知識，請?jiān)O(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證剛才的預(yù)測?！疽龑?dǎo)】 我們知道，酸是可以和堿反應(yīng)使Mg(OH)2沉淀溶解的，也就是說足量 H+可以促進(jìn)Mg(OH)2沉淀溶解。那么我們要驗(yàn)證的是足量 NH 4+能否促進(jìn)Mg(OH) 2沉淀溶解。NH

19、4Cl水解顯酸性 顯然不是合適的試劑，若要排除 H+的干擾，盡量選擇中性試劑?！編椭刻峁┮环N試劑：CH3COONH4溶液，幾乎呈中性?！痉纸M實(shí)驗(yàn)】 取1mL 1mol/L MgCl 2溶液于試管中，加入 1mL 2mol/L NaOH溶液，振蕩。待完全 反應(yīng)生成Mg(OH) 2沉淀后，再加23mL CH 3COONH 4溶液，振蕩?！居^察驗(yàn)證】 沉淀逐漸溶解，說明是 NH4+結(jié)合OH使沉淀溶解?！局v解】 溶液中離子的行為是復(fù)雜的，有多種因素在影響著，我們要確定哪種因素是主要的。NH4C1在水中完全電離出 NH4+ ,只有極少數(shù)發(fā)生水解，因此NH4+結(jié)合OH使沉淀溶解是主要影響因素。但少數(shù)NH4+水解后產(chǎn)生的H+也能結(jié)合OH使沉淀溶解，只是在這個問題上它不是主要因素。 像AlCl 3使Mg(OH) 2沉淀溶解的原理也是一樣的?！驹O(shè)計意圖】通過促進(jìn)Mg(OH) 2沉淀溶解的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計，加深對難溶電解質(zhì)溶解平衡的理解；通過實(shí)驗(yàn)探究，解決了溶解平衡移動的認(rèn)知障礙，并使學(xué)生再次親身體會并感受難溶電解質(zhì)中存在溶解平衡現(xiàn)象。小結(jié)歸納：難溶電解質(zhì)的溶解平衡【投影】難溶電解質(zhì)的溶解平衡1、定義：2、特征：逆、等、動、定、變3、表達(dá)式：Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH (aq)4、影響因素：內(nèi)因(物質(zhì)本身)；外