沉淀溶解平衡教學設計

1、第3章 物質在水溶液中的行為(魯科版)第3節(jié) 沉淀溶解平衡教學設計海南中學 萱書慧一、教材內(nèi)容分析本節(jié)是普通高中課程標準實驗教科書（魯科版）化學化學反應原理 第3章 第3節(jié) 沉淀溶解平衡。本節(jié)教材按照由簡到繁、逐步遞進的原則構建。首先分析單一難溶電解質在水中的行為，建立起沉淀溶解平衡的概念，引入描述這種平衡的平衡常數(shù)溶度積；在此基礎上分析沉淀的生成和溶解，最后考慮比較復雜的沉淀轉化問題。本節(jié)教材設計中始終依據(jù)實際例子來詮釋抽象的概念，通過對具體問題的討論分析帶動原理的學習，引導學生利用平衡移動的一般規(guī)律一步步揭示沉淀溶解平衡的本質。二、教學目標1、知道難溶電解質在水中存在沉淀溶解平衡，并能結合

2、實例進行描述。2、能描述沉淀溶解平衡，寫出溶度積的表達式， 知道溶度積的含義，知道溶度積是沉淀平衡的平衡常數(shù)、溶度積可以反映難溶電解質在水中的溶解能力。3、能夠運用平衡移動的觀點對沉淀的溶解、生成過程進行分析。三、教學重點與難點 重點：溶度積常數(shù)的含義，沉淀的溶解、生成的本質難點：沉淀溶解平衡四、教學方法習題練習、講解啟發(fā)、實驗法、自主學習、合作探究、多媒體展示五、教學過程第一課時【導入新課】 當我們外出旅游,沉醉于秀美的湖光山色時,一定會驚嘆大自然的鬼斧神工。石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬年的歲月侵蝕之后，會形成各種奇形異狀的溶洞，如何形成? 小朋友吃糖不刷牙易形成蛀牙又什么原因？這都與我們要學習第

3、3節(jié)沉淀溶解平衡有一定的關系。【圖片展示】 千姿百態(tài)的巖石、溶洞、蛀牙?！纠蠋煛楷F(xiàn)在學習沉淀溶解平衡之前，我們首先思考討論兩個問題：問題一：在NaCl的水溶液中，再加入固體溶質，固體有沒有溶解過程？【學生思考討論】分兩種情況：當溶液沒有達到飽和時，固體能繼續(xù)溶解；當溶液達到飽和時不能繼續(xù)溶解?！纠蠋熖岢鲑|疑】達到飽和后固體真的不能溶解了嗎？【圖片展示】將形狀不規(guī)則的NaCl固體放在飽和食鹽水中過了一晝夜后發(fā)現(xiàn)變成形狀規(guī)則的固體且質量不變。你得到什么啟示？【老師提示】聯(lián)想如何改變固定形狀的積木？拆拼?！緦W生】其實有溶解也有結晶的過程。質量不變說明這兩種過程的速率相等。【老師】可用NaCl（S）

4、Na+ (aq) + Cl-表示【老師】問題二：NaCl能不能與鹽酸反應？在飽和NaCl溶液中加入濃鹽酸有什么現(xiàn)象？【學生實驗】在飽和NaCl溶液中滴加濃鹽酸實驗現(xiàn)象：有大量白色沉淀產(chǎn)生?！纠蠋煛磕阏J為白色沉淀是什么物質？產(chǎn)生白色沉淀的原因是什么？（提示聯(lián)系問題一）【學生分組分析討論】白色沉淀是NaCl。原因：NaCl（S） Na+ (aq) + Cl-(aq)加入濃鹽酸，C(Cl-)增大，使平衡向左移動，有NaCl固體生成.【老師】可溶的電解質溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質在水中是否也存在溶解平衡呢？若有，可以如何表示？（參照NaCl（S） Na+ + Cl-）【實驗探究】實驗步驟：1、將

5、少量PbI2(難溶于水）固體加入盛有一定量水的mL燒杯中，用玻璃棒充分攪拌靜置一段時間。2、取上層清液2 mL，加入試管中，逐滴加入AgNO3溶液，振蕩，觀察實驗現(xiàn)象。3.取少量KI溶液于試管中，加入Pb(NO3)2溶液，觀察實驗現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象：在上層清液中滴加AgNO3溶液后，有_產(chǎn)生。結論解釋：說明上層清液中有_當加入AgNO3后，從而有_色的_生成。 探究本質： I + Ag+ = AgI 2I + Pb2+ = PbI2【學生】分析探討沉淀溶解平衡的本質?！緞赢嬔菔尽柯然y的溶解過程【分析】一方面：少量的Ag+ 和Cl-脫離AgCl表面進入水中(沉淀溶解過程)，另一方面：溶液中的Ag

6、+和Cl-受AgCl表面的陰、陽離子的吸引回到AgCl的表面析出(沉淀生成過程).當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時，既可以形成AgCl的飽和溶液，達到一種平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡?！径嗝襟w顯示】一、沉淀溶解平衡1、概念: 一定溫度下，當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時，形成電解質的飽和溶液，達到平衡狀態(tài)，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡 。 2、表達式：如Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq) MmAn（S）m Mgn+ (aq) +nAm- (aq)【練習】CaCO3 (s) Ca2+ + CO32- （aq可省略）【學生總結】寫表達式需要注

7、意之處?！局v解】難溶電解質在水中的沉淀溶解平衡和化學平衡、電離平衡一樣，合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律?！緦W生回憶、聯(lián)系、回答】3、特征：逆、動、等、定、變（1）等：達到沉淀溶解平衡，沉淀溶解速率與沉淀生成速率相等。（2）逆：沉淀生成過程與沉淀溶解過程是可逆的。（3）動：動態(tài)平衡，達到沉淀溶解平衡，沉淀的生成與溶解仍在進行。（4）定：達到沉淀溶解平衡，溶質離子濃度保持不變。（5）變：沉淀溶解平衡是在一定條件下建立起來的，當條件改變，會建立新的平衡。【問題探究】對于平衡: AgCl Ag+ + Cl- 若改變條件，對其有何影響改變條件平衡移動方向C（Ag）C（Cl）升 溫 

8、  加水加AgCl（s）     加NaCl（s）     加AgNO (s)   【練習】1、下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是（ ） A反應開始時，溶液中各離子濃度相等B沉淀溶解達到平衡時，沉淀的速率與溶解的速率相等C沉淀溶解達到平衡時，溶液中離子的濃度相等且保持不變D沉淀溶解達到平衡時，如果再加入該沉淀物，將促進溶解 【思考】難溶等于不溶嗎？【講解】習慣上,將溶解度小于0.01克的電解質稱為難溶電解質。難溶電解質的溶解度盡管很小，但不會等于0 ，沒有絕對不溶的物質?！径嗝襟w顯示】二、沉淀溶解

9、平衡常數(shù)-溶度積常數(shù)或溶度積Ksp1、概念：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）。其離子濃度的次方的乘積為一個常數(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。2、表達式：如Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) +2OH- (aq)25時， Ksp= Mg2+ OH-2 = 5.6×10-12mol3·L-3【學生練習】請寫出 BaSO4 、 Al(OH)3 、 CuS的沉淀溶解平衡與溶度積KSP表達式。 【講解】在一定溫度下，難溶電解質的Ksp的大小反映了其在水中的溶解能力。即Ksp越大，溶解能力越強?！径嗝襟w顯示】常見難溶電解質

10、的溶度積和溶解度【練習】例1.下列敘述中正確的是（ ） A. 溶度積大的化合物溶解度肯定大。 B. 向含有AgCl固體的溶液中加入適量的水使 溶解又達到平衡時，氯化銀的溶度積不變，溶解度也不變。 C. 將難溶電解質放入純水中，溶解達平衡時，電解質離子的濃度的乘積就是該物質的溶解度。 D. 氯化銀達沉淀溶劑平衡時，氯化銀沉淀生成和沉淀溶解不再進行。例2.將足量的AgCl分別放入下列物質中， AgCl的溶解度由大到小的排列順序是（ ） 10mL0.01mol/L的KCl溶液 10mL0.02mol/L的CaCl2溶液 10mL0.03mol/L的KCl溶液 10mL蒸餾水 10mL0.05mol/

11、L的 AgNO3溶液 A . B . C . D . 點撥：由于Ksp=Ag+Cl-，Ag+或Cl-越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。3、影響溶解平衡的因素：【老師提示】應該從那幾方面去分析？【多媒體顯示】（1）內(nèi)因：電解質本身的性質絕對不溶的電解質是沒有的。同是難溶電解質，溶解度差別也很大。易溶電解質做溶質時只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。（2）外因：【講述】：通常我們講的外因包括濃度、溫度、壓強等。對于溶解平衡來說，在溶液中進行，可忽略壓強的影響。下面請同學們考慮濃度（如加水增大相同離子濃度）、溫度（如升溫）對溶解平衡分別有什么影響？【學生思考回答】1、濃度：加水，平衡

12、向溶解方向移動。增大相同離子濃度 2、溫度：升溫，多數(shù)平衡向溶解方向移動?！窘涣?#183;研討】珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動物，它們可以從周圍海水中獲取Ca2+和HCO3-，經(jīng)反應形成石灰石外殼：Ca2+ +2HCO3- CaCO3 +CO2+H2O 珊瑚周圍的藻類植物的生長會促進碳酸鈣的產(chǎn)生，對珊瑚的形成貢獻很大。人口增長、人類大規(guī)模砍伐森林、燃燒煤和其他的化石燃料等因素，都會干擾珊瑚的生長，甚至造成珊瑚蟲死亡。分析這些因素影響珊瑚生長的原因?！具w移應用】分析溶洞的形成、齲齒和含氟牙膏（1）鈣、鱗在骨骼牙齒中的存在形式 Ca5（PO4）3OH（2）存在的溶解平衡Ca5（PO4）3OH 5Ca

13、2+（aq）+3PO43- （aq） +OH- （aq）（3）吃糖為何會出現(xiàn)齲齒？提示:糖在酶的作用下產(chǎn)生了一種有機弱酸（4）含氟牙膏的使用5Ca2+3PO43-+F- = Ca5（PO4）3OH氟磷灰石更能抵抗酸的侵蝕,使牙齒更堅固注：氟過量會導致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量較高的地區(qū)的人，不宜使用含氟牙膏【布置作業(yè)】 P97 遷移應用的第1、3題及預習第二課時的內(nèi)容第二課時【預習提問】濃度商Q和平衡常數(shù)K的關系與化學平衡什么關系？【歸納】一、沉淀的溶解與生成離子的濃度商Qc和離子積Ksp的關系：(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

14、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化。【學生討論】 運用此結論解釋第一課時PbI2的實驗現(xiàn)象。1 、沉淀的溶解BaCO3(s) 等難溶鹽溶解在強酸溶液中: BaCO3(s) +2H+=CO2­+H2O+Ba2+ CaCO3(s)+2H+=CO2­+H2O+Ca2+ ZnS(s

15、)+2H+ = Zn2+H2S ­ 難溶于水的氫氧化物溶解在酸中： Mg(OH)2(s)+2H+=Mg2+2H2O Fe(OH)3(s) +3H+=Fe3+3H2OMg(OH)2(s)溶解在氯化銨等酸性的鹽溶液中: Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2+H2O+2NH32、沉淀的生成例1：將4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液與4×10-3mol·L-1的NaCl溶液等體積混合能否有沉淀析出？Ksp(AgCl)= 1.8×10-10mol2·L-2解：只有當 Qc > Ksp時，離子才能生成沉淀。混合后：Ag

16、+=2 ×10-3mol·L-1,Cl-= 2 ×10-3mol·L-1 Qc=Ag+Cl-=2 ×10-3mol·L-1 × 2 ×10-3mol·L-1 =4.0 ×10-6mol2·L-2 >1.8×10-10mol2·L-2Qc>Ksp,所以有AgCl沉淀析出。例2、用5%的Na2SO4溶液能否有效除去誤食的Ba2+?已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2·L-2解：5% 的Na2SO4溶液中的SO42-0.3

17、6mol/L, Ba2+=(1.1×10-10mol2·L-2)/ (0.36mol/L) =2.9×10-10mol·L-1 因為剩余的Ba2+< 10-5mol/L 所以有效除去了誤食的Ba2+。3、沉淀的轉化【觀察思考】 ZnS沉淀轉化為CuS沉淀 (1)、在1試管中加入ZnSO4溶液，再滴入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) 白色沉淀轉化成為黑色沉淀。【思考】為什么白色的ZnS沉淀會轉化成為黑色的CuS沉淀？【教師分析】Zn

18、S在水中存在沉淀溶解平衡：ZnS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.6×10-24mol2L-2CuS在水中存在沉淀溶解平衡：CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq) Ksp=1.3×10-36mol2L-2ZnS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。(1)ZnS沉淀轉化為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+結合產(chǎn)生CuS沉淀并建立沉淀溶解平衡。 CuS沉淀的生成，使得S2-的濃度降低，導致S2-與Zn2+的Qc<Ksp(ZnS),使得ZnS不斷的溶解，結果是ZnS沉淀逐漸轉化成為CuS沉淀?！窘處煼治觥砍恋磙D化的實質：沉淀溶解平衡的移動。一種沉淀可轉化為更難溶的沉淀.如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可轉化為AgI(s)沉淀。 在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可轉化為CaCO3(s)沉淀。【練習】離子方程式的書寫Ag+Cl-=AgClAgCl (s)+I-(aq)= AgI (s)+Cl-(aq)2AgI(s)+S2-(aq)= Ag2S(s)+2I