沉淀溶解平衡說(shuō)課

年安徽省普通高中新課程新教材優(yōu)質(zhì)課評(píng)選暨優(yōu)秀課例匯集活動(dòng)【山東科學(xué)技術(shù)出版社高中化學(xué)選擇性必修1】第3章物質(zhì)在水溶液中的行為第3節(jié)沉淀溶解平衡單元教學(xué)設(shè)計(jì)碧水計(jì)劃之廢水處理中的沉淀溶解平衡問(wèn)題一、單元教學(xué)主題確定【研讀課標(biāo)，把握教學(xué)要求】為了更好地落實(shí)國(guó)家立德樹(shù)人根本任務(wù)、發(fā)展素質(zhì)教育，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017）版》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出，要通過(guò)教學(xué)落實(shí)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。《課程標(biāo)準(zhǔn)》是教師進(jìn)行內(nèi)容組織、評(píng)價(jià)、學(xué)生學(xué)業(yè)水平考試的重要依據(jù)。本單元教學(xué)內(nèi)容屬于選擇性必修第1冊(cè)，是在必修課程基礎(chǔ)上的深化與拓展，通過(guò)研讀《課程標(biāo)準(zhǔn)》明確“沉淀溶解平衡”的教學(xué)要求和學(xué)業(yè)要求。1.內(nèi)容要求表1“沉淀溶解平衡”單元教學(xué)主題分布課程分類主題具體內(nèi)容必修課程5.4化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的作用認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化對(duì)環(huán)境的影響，以廢水處理為例，體會(huì)化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要作用選擇性必修課程模塊1化學(xué)反應(yīng)原理3.4沉淀溶解平衡認(rèn)識(shí)難溶電解質(zhì)在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解、轉(zhuǎn)化3.5離子反應(yīng)與平衡的應(yīng)用了解水溶液中的離子反應(yīng)與平衡在化學(xué)反應(yīng)規(guī)律研究、物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用2.學(xué)業(yè)要求（1）能用化學(xué)用語(yǔ)正確表示水溶液中的離子反應(yīng)與平衡，能通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明水溶液中存在的離子平衡，能舉例說(shuō)明離子反應(yīng)與平衡在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用（2）能從化學(xué)平衡的角度分析溶液的性質(zhì)（3）能綜合運(yùn)用離子反應(yīng)、化學(xué)平衡原理，分析和解決生產(chǎn)、生活中有關(guān)電解質(zhì)溶液的實(shí)際問(wèn)題【梳理教材，明確教學(xué)定位】教材是課程的具體形式，是學(xué)科育人的重要素材。從教材編排來(lái)看，“沉淀溶解平衡”位于魯科版選擇性必修1第3章“物質(zhì)在水溶液中的行為”第3節(jié)。通過(guò)梳理后發(fā)現(xiàn)，在必修課程中介紹了離子反應(yīng)的原理、化學(xué)平衡的建立和限度；選擇性必修1第2章介紹了用平衡常數(shù)定量表征反應(yīng)的限度，借助濃度商Q和平衡常數(shù)的相對(duì)大小判斷平衡的移動(dòng)方向，強(qiáng)化了化學(xué)平衡具有限度、方向、可調(diào)控的特征；第3章第1節(jié)水與水溶液，第2章弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解中使用平衡的觀點(diǎn)學(xué)習(xí)水溶液中的化學(xué)平衡，是上一章化學(xué)平衡知識(shí)在新情境中的具體應(yīng)用。沉淀溶解平衡是難溶物與溶液體系之間的相互作用，也屬于水溶液中的化學(xué)平衡，因此可以將化學(xué)平衡的觀點(diǎn)繼續(xù)遷移到本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中。圖1“沉淀溶解平衡”相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)順序【梳理教材、明確核心知識(shí)】通過(guò)梳理教材，明確本單元的核心內(nèi)容為：（1）沉淀溶解平衡的建立與表征（2）溶度積常數(shù)（3）沉淀生成、溶解、轉(zhuǎn)化原理（4）沉淀溶解平衡的應(yīng)用【立足學(xué)科、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境】《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，真實(shí)的情境為學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展提供了表現(xiàn)的機(jī)會(huì)和平臺(tái)。2005年8月，時(shí)任浙江省委書(shū)記的習(xí)近平同志首次提出“綠水青山就是金山銀山”的理念，以“藍(lán)天、碧水、凈土”的保衛(wèi)為戰(zhàn)略任務(wù)。工業(yè)廢水的處理是實(shí)現(xiàn)綠水青山的重要一環(huán)，化學(xué)學(xué)科在其中發(fā)揮了巨大作用。查閱資料可知，氫氧化鎂這種難溶物在工業(yè)廢水的處理中具有重要應(yīng)用，蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)原理，是學(xué)生“化學(xué)平衡觀”培養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)素材。由此確立了本單元的情境：“碧水計(jì)劃”之廢水處理，研究?jī)?nèi)容為：“碧水計(jì)劃”之廢水處理中的沉淀溶解平衡問(wèn)題。表2“沉淀溶解平衡”教學(xué)情境課時(shí)單元情境課時(shí)教學(xué)情境第1課時(shí)沉淀溶解平衡的建立“碧水計(jì)劃”之廢水處理1.難溶的Mg(OH)2如何使水體呈弱堿性2.難溶的Mg(OH)2對(duì)酸性廢水的影響3.難溶的Mg(OH)2如何使廢水長(zhǎng)時(shí)間保持弱堿性第2課時(shí)沉淀溶解平衡的調(diào)控1.Mg(OH)2處理酸性廢水的原理2.鎂離子對(duì)廢水堿性的影響3.Mg(OH)2沉降廢水中Cu2+的原理第3課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用1.Cu(OH)2轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2的可能性2.尋找其他的廢水處理劑3.比較不同廢水處理劑處理重金屬離子的效果4.總結(jié)廢水處理流程、介紹其他處理方法

二、學(xué)情分析1.已有知識(shí)基礎(chǔ)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)離子反應(yīng)、化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡，基本具備了對(duì)化學(xué)平衡的認(rèn)識(shí)，如平衡的限度和方向，能夠從平衡的視角思考和看待問(wèn)題。了解平衡常數(shù)是化學(xué)平衡的定量工具2.可能的學(xué)習(xí)障礙（1）基于離子反應(yīng)，學(xué)生可以理解難溶物的生成和溶解，但是對(duì)難溶物在水溶液中可以溶解、并存在沉淀溶解平衡的動(dòng)態(tài)過(guò)程較為困惑（2）學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行簡(jiǎn)單的猜想和預(yù)測(cè)，但是設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證、分析現(xiàn)象、得出結(jié)論的系統(tǒng)性科學(xué)探究能力仍存在不足（3）能夠定性地認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的移動(dòng)，但定量判斷的意識(shí)仍有待加強(qiáng)（4）對(duì)多種離子存在的復(fù)雜體系的綜合分析能力存在不足三、教學(xué)與評(píng)價(jià)目標(biāo)設(shè)計(jì)【單元教學(xué)目標(biāo)】教學(xué)目標(biāo)決定著教學(xué)的預(yù)期方向和成果，制定合理教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。以學(xué)科大概念為統(tǒng)領(lǐng)的單元教學(xué)目標(biāo)需要挖掘單元內(nèi)容、學(xué)科大概念、學(xué)科核心素養(yǎng)之間的關(guān)聯(lián)，綜合考慮學(xué)生學(xué)情、教學(xué)內(nèi)容、《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的學(xué)業(yè)要求等，通過(guò)系統(tǒng)的單元教學(xué)，有序落實(shí)學(xué)生素養(yǎng)的培養(yǎng)。表3“沉淀溶解平衡”單元教學(xué)目標(biāo)學(xué)科核心素養(yǎng)單元教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的素養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析變化觀念與平衡思想證據(jù)推理與模型認(rèn)知科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，建立“沉淀溶解平衡”的概念模型，借助Ksp進(jìn)行定量表征A、B、C、D2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究沉淀的溶解、生成和轉(zhuǎn)化，通過(guò)引入微粒實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡的調(diào)控，并且結(jié)合平衡移動(dòng)的規(guī)律對(duì)平衡移動(dòng)方向進(jìn)行定性分析、定量判斷A、B、C、D3.基于相關(guān)實(shí)驗(yàn)證據(jù)，能用化學(xué)用語(yǔ)正確地表示沉淀溶解、生成、轉(zhuǎn)化微觀原理，強(qiáng)化宏觀、微觀、圖像、符號(hào)四重表征A、B、C4.基于動(dòng)態(tài)平衡的觀點(diǎn)研究沉淀溶解平衡、分析水溶液中微粒的變化，總結(jié)沉淀溶解平衡的研究步驟、構(gòu)建沉淀溶解平衡的研究思路A、B、C5.能基于實(shí)驗(yàn)和定量計(jì)算總結(jié)沉淀轉(zhuǎn)化的規(guī)律，能綜合運(yùn)用相關(guān)原理和研究思路探索新的廢水處理劑，理解多種重金屬離子的分步沉降，能評(píng)價(jià)廢水處理的效果A、B、C、D、E【課時(shí)教學(xué)目標(biāo)】教學(xué)目標(biāo)規(guī)定著教學(xué)方向、決定著教學(xué)效果，是單元目標(biāo)得以具體落實(shí)的操作性指南。通過(guò)分解，將單元目標(biāo)系統(tǒng)規(guī)劃到每個(gè)課時(shí)中，使學(xué)生在每一節(jié)課的教學(xué)任務(wù)和活動(dòng)的參與中，實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)的發(fā)展，從而保證單元教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)。表4“沉淀溶解平衡”課時(shí)教學(xué)目標(biāo)第1課時(shí)教學(xué)目標(biāo)通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氫氧化鎂沉淀溶解平衡的存在，構(gòu)建沉淀溶解平衡的概念模型通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究氫氧化鎂處理酸性廢水的過(guò)程，體會(huì)沉淀溶解平衡的應(yīng)用，感受化學(xué)與社會(huì)生活的聯(lián)系，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感3.通過(guò)定量計(jì)算，理解溶度積常數(shù)的含義評(píng)價(jià)目標(biāo)1.基于對(duì)沉淀和溶解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)沉淀溶解平衡的認(rèn)識(shí)進(jìn)階2.基于對(duì)氫氧化鎂能夠使水體呈弱堿性的原因探究，診斷學(xué)生對(duì)化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平3.基于平衡常數(shù)規(guī)則，考察學(xué)生定量表征沉淀溶解平衡的能力第2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)1.借助沉淀溶解平衡模型，通過(guò)引入相關(guān)微粒對(duì)平衡的方向進(jìn)行調(diào)控，并分析平衡的移動(dòng)方向2.通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鎂離子對(duì)廢水堿性的影響、氫氧化鎂能否沉降廢水中的銅離子3.能夠使用化學(xué)用語(yǔ)表達(dá)氫氧化鎂處理酸性廢水、沉降銅離子的原理4.通過(guò)計(jì)算平衡常數(shù)K判斷沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)行的程度評(píng)價(jià)目標(biāo)1.通過(guò)分析平衡的移動(dòng)方向，診斷學(xué)生能否基于定性（勒夏特列原理）、定量（Q與Ksp的關(guān)系）的雙重視角進(jìn)行判斷2.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的討論，診斷并發(fā)展學(xué)生設(shè)計(jì)方案、評(píng)價(jià)方案、優(yōu)化方案的能力3.通過(guò)書(shū)寫(xiě)氫氧化鎂和氫離子、銅離子反應(yīng)的離子方程式，診斷學(xué)生的符號(hào)表征能力4.通過(guò)計(jì)算氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化銅時(shí)的平衡常數(shù)K，判斷沉淀轉(zhuǎn)化進(jìn)行的程度，診斷學(xué)生的計(jì)算與數(shù)據(jù)分析能力第3課時(shí)教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)沉淀轉(zhuǎn)化的探究，理解沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是平衡移動(dòng)的結(jié)果，認(rèn)識(shí)不同沉淀轉(zhuǎn)化時(shí)一般從難溶的轉(zhuǎn)向更難溶的2.通過(guò)硫化物沉淀重金屬離子及其效果的實(shí)際問(wèn)題探究，運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋和預(yù)測(cè)沉淀的生成3.通過(guò)探究處理后的廢水是否符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步從定量水平上應(yīng)用沉淀溶解平衡的認(rèn)知模型評(píng)價(jià)目標(biāo)1.通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究沉淀轉(zhuǎn)化方案，診斷學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、理論解釋、規(guī)律總結(jié)的能力2.在硫化物沉淀重金屬離子過(guò)程中，診斷學(xué)生能否利用符號(hào)表達(dá)微觀原理，同時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生應(yīng)用沉淀轉(zhuǎn)化模型處理實(shí)際問(wèn)題的水平3.通過(guò)計(jì)算處理后的銅離子濃度，診斷學(xué)生基于數(shù)據(jù)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)的能力

四、單元設(shè)計(jì)思路【單元整體規(guī)劃】單元教學(xué)需要在學(xué)科大概念的統(tǒng)攝下設(shè)計(jì)，將“化學(xué)平衡”作為學(xué)科大概念，分解出三個(gè)次級(jí)概念，基于單元教學(xué)的主題，規(guī)劃了三個(gè)課時(shí)：沉淀溶解平衡的建立、沉淀溶解平衡的調(diào)控、沉淀溶解平衡的應(yīng)用。圖2“沉淀溶解平衡”單元規(guī)劃【教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃】基于課時(shí)劃分，對(duì)課時(shí)的內(nèi)容也進(jìn)行了組織劃分。圖3“沉淀溶解平衡”單元知識(shí)結(jié)構(gòu)【教學(xué)思路規(guī)劃】圖4“沉淀溶解平衡”教學(xué)思路【教學(xué)主題及活動(dòng)設(shè)計(jì)】圖5“沉淀溶解平衡”教學(xué)主題及活動(dòng)【單元作業(yè)設(shè)計(jì)】1.在難溶電解質(zhì)AB2的飽和溶液中，c平(A2+)=xmol?L-1A.12xymol2?L-2 B.2.已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2?L-2，A.AgCl>AgI>AgBr B.AgBr>AgI>AgCl

C.AgBr>AgCl>AgI D.AgCl>AgBr>AgI3.現(xiàn)將某濃度的CaCl2溶液與2.0×10-3mol?L-1的Na2SA.9.8×10-2mol?L-1 B.4.9×4.25°C時(shí)，在含有大量PbI2的飽和溶液中存在平衡：PbI2(s)?Pb2+A.溶液中Pb2+和I-的濃度都增大 B.溶度積常數(shù)Ksp增大

C.沉淀溶解平衡向右移動(dòng) 5.以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+等金屬離子，通過(guò)添加過(guò)量難A.溶解度

MnS<PbS

B.MnS存在沉淀溶解平衡

MnS(s)?Mn2+(aq)+S2-(aq)

C.C6.已知：Ksp(CaSO4)=4.9×10-3、KspA.固體逐漸溶解，最后消失B.浸泡后的固體加鹽酸，有無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生

C.浸泡后固體質(zhì)量不變D.浸泡后固體質(zhì)量增加7.要使工業(yè)廢水中的Pb2+沉淀，可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑。已知P化合物PbSPbCPbS溶解度/g1.03×1.81×1.84×由上述數(shù)據(jù)可知，沉淀劑最好選用(

)A.硫酸鹽 B.碳酸鹽 C.硫化物 D.以上沉淀劑均可8.鋇(Ba)和鍶(Sr)及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，它們?cè)诘貧ぶ谐Ｒ粤蛩猁}的形式存在，BaSO4和SrSO4都是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇和鍶時(shí)首先將BaSO4SrC(1)將SrSO4轉(zhuǎn)化成SrCO3的離子方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________(用沉淀溶解平衡的有關(guān)理論解釋)。(2)對(duì)于上述反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)證明增大CO32-的濃度或降低溫度都有利于提高SrSO4的轉(zhuǎn)化率。判斷在下列兩種情況下，平衡常數(shù)K①升高溫度，平衡常數(shù)K將②增大CO32-的濃度，平衡常數(shù)(3)已知SrSO4和SrCO3在酸中的溶解度與BaSO4和BaCO3類似，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明上述過(guò)程中SrS

五、教學(xué)反思在本單元中，基于學(xué)科知識(shí)，選擇“廢水處理”的真實(shí)情境，為核心素養(yǎng)的發(fā)展提供了平臺(tái)，通過(guò)問(wèn)題解決活動(dòng)發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)視角和學(xué)科觀念，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科能力的提升，共同促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展。圖6“沉淀溶解平衡”素養(yǎng)進(jìn)階不足之處：1.實(shí)際的工業(yè)廢水成分復(fù)雜，除了H+和Cu2+外還含有其他的成分，但是在實(shí)際教學(xué)中我們對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)化和模擬，理論和實(shí)際之間還存在一定的差別。2.在真實(shí)的廢水處理中，氫氧化鎂除了緩沖、中和外，是否有其他的作用，有待課下深入探討。3.對(duì)于特殊廢水的處理，使用氫氧化鎂和硫化亞鐵是否能夠達(dá)到處理效果，還需要具體情況具體分析。在后續(xù)教學(xué)中，我們將帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)蚌埠市的工廠，實(shí)地參觀、深入了解廢水處理的真實(shí)過(guò)程，拓展的學(xué)生認(rèn)識(shí)，感受化學(xué)的重要作用。

六、課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)設(shè)計(jì)】第1課時(shí)沉淀溶解平衡的建立【教學(xué)重點(diǎn)】1.沉淀溶解平衡的建立2.溶度積常數(shù)【教學(xué)難點(diǎn)】沉淀溶解平衡的建立【教學(xué)方法】問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、講授法【實(shí)驗(yàn)用品】藥品：Mg(OH)2固體、蒸餾水、酚酞試劑、Mg(OH)2懸濁液的上層清液、NaOH溶液、稀硫酸。儀器：pH傳感器、磁力攪拌器、試管、燒杯、一次性塑料滴管、藥匙?！窘虒W(xué)流程】情景/任務(wù)情景/任務(wù)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)知識(shí)素養(yǎng)1、難溶性的Mg(OH)2如何使水體呈弱堿性？難溶電解質(zhì)的溶解宏觀辨識(shí)微觀探析證據(jù)推理變化觀念模型認(rèn)知平衡思想科學(xué)精神社會(huì)責(zé)任2、難溶性的Mg(OH)2如何使酸性廢水呈弱堿性？3、難溶性的Mg(OH)2如何使酸性廢水長(zhǎng)時(shí)間呈弱堿性？氫氧化鎂作為優(yōu)良的酸性廢水處理劑，能夠長(zhǎng)時(shí)間保持其弱堿性的原理探究沉淀溶解平衡是“動(dòng)態(tài)可逆”沉淀溶解平衡圖1學(xué)生收集常見(jiàn)酸性廢水處理劑信息【課堂教學(xué)】創(chuàng)設(shè)情境：在剛剛閉幕的二十大會(huì)議上，習(xí)近平主席再次提出了“綠水青山就是金山銀山”的理念。其實(shí)自2005年8月時(shí)任浙江省委書(shū)記的習(xí)近平同志在余村考察時(shí)首次提出“綠水青山就是金山銀山”的理念以來(lái)，以習(xí)近平同志為核心的黨中央以前所未有的力度狠抓國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)。時(shí)隔15年，我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)發(fā)生了歷史性、轉(zhuǎn)折性、全局性的變化，打好了藍(lán)天、碧水、凈土的保衛(wèi)戰(zhàn)，美麗中國(guó)建設(shè)邁出重大步伐。在這場(chǎng)空前戰(zhàn)役中，化學(xué)學(xué)科做出了巨大貢獻(xiàn)。比如在處理酸性廢水的過(guò)程中，良好的水處理劑就為碧水的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的支撐。問(wèn)題探討：通過(guò)同學(xué)們的課前收集，大家了解到了許多關(guān)于酸性廢水處理劑的知識(shí)，老師將這些材料整理繪制成了表格。通過(guò)對(duì)比，選擇較為優(yōu)良的水處理劑。表1四種酸性廢水中和劑比較回答：從反應(yīng)時(shí)間上看，氫氧化鎂與酸性廢水反應(yīng)適中；從安全性上看，它是一個(gè)安全物料，沒(méi)有任何危險(xiǎn)；從溶解性上看，氫氧化鎂做為難溶電解質(zhì)能夠長(zhǎng)時(shí)間存在于水體中。此外，當(dāng)氫氧化鎂投放過(guò)量時(shí)水體最高pH約為9，而且能夠長(zhǎng)時(shí)間保持水體pH約為9，這一點(diǎn)恰恰符合了國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)6-9之間。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，較其他常見(jiàn)酸性廢水處理劑，氫氧化鎂更加優(yōu)良。環(huán)節(jié)一：感知難溶電解質(zhì)的溶解問(wèn)題1：通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)氫氧化鎂作為優(yōu)良水處理劑的其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠長(zhǎng)時(shí)間保持酸性廢水的弱堿性（pH約為9），難溶的氫氧化鎂是如何使酸性廢水保持一定的堿性？活動(dòng)1：學(xué)生討論后回答，可能有一部分氫氧化鎂在水中溶解，電離產(chǎn)生OH-。評(píng)價(jià)1：教師根據(jù)學(xué)生回答的情況進(jìn)行引導(dǎo)，并評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)物質(zhì)溶解與電離的掌握情況。（設(shè)計(jì)意圖：利用學(xué)生認(rèn)知的局限性，根據(jù)酸性廢水處理中的實(shí)例，設(shè)置問(wèn)題沖突-難溶的氫氧化鎂是如何使酸性廢水保持一定的弱堿性（pH約為9），引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并利用類比的學(xué)習(xí)方法，尋找解決問(wèn)題的途徑。初步感受沉淀也可能存在溶解，為后續(xù)學(xué)習(xí)活動(dòng)的展開(kāi)做好鋪墊。）環(huán)節(jié)二：發(fā)現(xiàn)難溶電解質(zhì)的溶解平衡問(wèn)題2：活動(dòng)探究（一）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)Mg(OH)2存在溶解過(guò)程。活動(dòng)2：小組討論如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)難溶電解質(zhì)氫氧化鎂存在溶解過(guò)程，由小組代表交流討論結(jié)果，并互相評(píng)價(jià)。再組內(nèi)分工合作，共同完成對(duì)難溶電解質(zhì)氫氧化鎂可能存在溶解過(guò)程的探究。表2證實(shí)Mg(OH)2存在溶解過(guò)程的實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生實(shí)驗(yàn)1設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)Mg(OH)2存在溶解過(guò)程①取1藥匙氫氧化鎂粉末于試管中，滴加4mL蒸餾水充分振蕩，觀察現(xiàn)象。②滴入2滴酚酞試劑振蕩，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①取1藥匙氫氧化鎂粉末于試管中，滴加4mL蒸餾水充分振蕩后還是沒(méi)有看到很明顯的溶解。②滴入2滴酚酞試劑振蕩，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了明顯的紅色。圖2驗(yàn)證Mg(OH)2存在溶解過(guò)程現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氫氧化鎂作為難溶電解質(zhì)還是能夠溶解在水中的，只是同學(xué)們猜測(cè)溶解的程度不大。總結(jié)歸納：難溶的氫氧化鎂能夠使水體呈堿性評(píng)價(jià)2：根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作過(guò)程，評(píng)價(jià)學(xué)生設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约靶〗M合作的能力。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)氫氧化鎂存在溶解過(guò)程Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)難溶電解質(zhì)氫氧化鎂能夠使水體呈堿性。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生重新理解沉淀的概念，體會(huì)沉淀是難溶物，但不是絕對(duì)的不溶，只是溶解度比較小而已。）問(wèn)題3：既然大家猜測(cè)氫氧化鎂在水中的溶解程度不大，如何進(jìn)行直觀驗(yàn)證？活動(dòng)3：教師介紹pH傳感器的工作原理-連接電腦的pH傳感器可以將溶液中的pH變化情況以曲線的形式顯示在電腦屏幕上。稍后老師將向盛有蒸餾水的燒杯中加入1藥匙氫氧化鎂粉末充分?jǐn)嚢?，檢測(cè)氫氧化鎂懸濁液的pH。請(qǐng)同學(xué)們注意觀察①溶液pH曲線的變化情況。②燒杯中氫氧化鎂固體的溶解情況。學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并結(jié)合數(shù)據(jù)分組討論，小組代表交流討論結(jié)果，互相評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：pH曲線不斷上升，最后維持在pH約為10的水平。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)1檢測(cè)氫氧化鎂懸濁液的pH①向盛有蒸餾水的燒杯中加入1藥匙氫氧化鎂粉末充分?jǐn)嚢琛＂谑褂胮H傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。表3測(cè)定Mg(OH)2懸濁液pH的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)圖3氫氧化鎂懸濁液pH計(jì)讀數(shù)變化實(shí)驗(yàn)結(jié)論：pH曲線不斷上升說(shuō)明難溶電解質(zhì)氫氧化鎂可以溶解于水中，并電離產(chǎn)生OH-。后來(lái)曲線維持在pH約為10的水平，也就是溶液中OH-的濃度約為10-4mol?L-1，而此時(shí)燒杯中仍有大量氫氧化鎂粉末未見(jiàn)溶解。這一點(diǎn)恰恰驗(yàn)證了剛才同學(xué)們的猜測(cè)-難溶電解質(zhì)氫氧化鎂在水中的溶解程度不大。評(píng)價(jià)3：在學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析宏觀現(xiàn)象背后的微觀原因時(shí)診斷學(xué)生從微觀角度分析問(wèn)題的能力?？偨Y(jié)歸納：難溶的氫氧化鎂能夠使水體呈弱堿性（pH約為10）（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證同學(xué)們的猜測(cè)-難溶電解質(zhì)氫氧化鎂在水中的溶解程度不大，解決了難溶的氫氧化鎂能夠使水體呈弱堿性的問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生從宏微兩個(gè)角度認(rèn)識(shí)沉淀的溶解過(guò)程，幫助學(xué)生樹(shù)立宏微結(jié)合的探究思想，同時(shí)為后續(xù)學(xué)習(xí)活動(dòng)的展開(kāi)做好鋪墊。）問(wèn)題4：分析pH曲線中出現(xiàn)的平臺(tái)的意義?；顒?dòng)4：分組討論，小組代表交流討論結(jié)果，并互相評(píng)價(jià)。討論結(jié)果：①氫氧化鎂溶解形成飽和溶液時(shí)，OH-離子濃度不再改變。②在前面化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)中，由c-t圖像某一時(shí)刻各物質(zhì)濃度不再改變，得出一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。而這里的平臺(tái)表示OH-的濃度不變，通過(guò)類推猜測(cè)可能是氫氧化鎂的溶解達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡。評(píng)價(jià)4：評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析能力。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)深挖平臺(tái)的意義，將學(xué)生從對(duì)觀察現(xiàn)象的低階思維轉(zhuǎn)化為解釋說(shuō)明的高階思維，引導(dǎo)學(xué)生思考pH曲線中出現(xiàn)的平臺(tái)可能意味著存在平衡過(guò)程，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究的欲望。）問(wèn)題5：活動(dòng)探究（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)Mg(OH)2存在沉淀溶解平衡活動(dòng)5：小組討論，互相評(píng)價(jià)。分工合作，根據(jù)提供的儀器和藥品，共同完成氫氧化鎂存在溶解平衡的探究。表4Mg(OH)2存在沉淀溶解平衡的實(shí)驗(yàn)步驟學(xué)生實(shí)驗(yàn)2Mg(OH)2存在沉淀溶解平衡實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)①取4mL氫氧化鎂懸濁液的上層清液于試管中。①取5mL氫氧化鎂懸濁液的上層清液于試管中做對(duì)比。②向其中滴加1mL氫氧化鈉溶液，振蕩觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：取4mL氫氧化鎂懸濁液的上層清液于試管中，向其中滴加1mL氫氧化鈉溶液，振蕩后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。圖4證實(shí)Mg(OH)2存在溶解平衡現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溶液中的Mg2+和OH-生成了沉淀氫氧化鎂，即Mg2+(aq)+2OH-(aq)?Mg(OH)2(s)評(píng)價(jià)5：根據(jù)學(xué)生交流討論情況，評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)原理的掌握程度，診斷學(xué)生利用平衡移動(dòng)原理解決平衡驗(yàn)證的遷移應(yīng)用能力。（設(shè)計(jì)意圖：以對(duì)具體問(wèn)題的討論分析帶動(dòng)原理的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生利用平衡移動(dòng)的一般規(guī)律進(jìn)一步揭示沉淀溶解平衡現(xiàn)象，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)難溶電解質(zhì)的溶解平衡的認(rèn)識(shí)進(jìn)階。）沉淀溶解平衡：（1）定義：在一定溫度下，難溶電解質(zhì)溶于水時(shí)，固體溶解的速率與溶液中離子生成該固體的速率相等時(shí)，即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)。（2）符號(hào)表征：（設(shè)計(jì)意圖：相對(duì)于直接給出沉淀溶解平衡的概念，讓學(xué)生通過(guò)分析pH曲線中出現(xiàn)的平臺(tái)背后的意義，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題引發(fā)學(xué)生深度思考，引導(dǎo)學(xué)生自己提出疑問(wèn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)而得出沉淀溶解平衡的定義。更能進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)該平衡的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的能力。）環(huán)節(jié)三：定量表征難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡問(wèn)題6：在前面化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)中，我們知道平衡過(guò)程都存在平衡常數(shù)，試著寫(xiě)出沉淀溶解平衡常數(shù)的表達(dá)式活動(dòng)6：書(shū)寫(xiě)沉淀溶解平衡常數(shù)表達(dá)式，理解其含義。（3）溶度積：Ksp=cm()·cn()評(píng)價(jià)6：通過(guò)學(xué)生回答情況，診斷學(xué)生遷移化學(xué)平衡認(rèn)知模型的能力。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)平衡認(rèn)知模型遷移到新的沉淀溶解平衡上，完成對(duì)沉淀溶解平衡從定性認(rèn)識(shí)層面上升到定量分析層面的轉(zhuǎn)化，發(fā)展了學(xué)生的定量觀念。）問(wèn)題7：常溫下氫氧化鎂的溶度積為多少?活動(dòng)7：小組討論如何計(jì)算。學(xué)以致用：經(jīng)測(cè)定，常溫下氫氧化鎂懸濁液中的c(OH)為2.0×10-4mol?L-1，試著計(jì)算氫氧化鎂的溶度積。Mg(OH)2OH-Mg2+21∵2.0×10-4mol?L-1∴1.0×10-4mol?L-1Ksp=c(Mg2+)c2(OH-)=(1.0×10-4mol?L-1)×(2.0×10-4mol?L-1)2=4.0×10-12mol3?L-3評(píng)價(jià)7：根據(jù)學(xué)生的回答，診斷學(xué)生通過(guò)認(rèn)知模型解決問(wèn)題的能力。（設(shè)計(jì)意圖：從化學(xué)平衡常數(shù)到溶度積常數(shù)的延申，發(fā)展了學(xué)生的知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化水平，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到平衡問(wèn)題可以借助定量工具進(jìn)行分析，為后續(xù)探究Mg(OH)2為何能使酸性廢水保持弱堿性pH約為9做好鋪墊。）環(huán)節(jié)四：體會(huì)難溶電解質(zhì)溶解平衡的應(yīng)用問(wèn)題8：經(jīng)過(guò)前面的探究，我們已經(jīng)知道氫氧化鎂水溶液本身具有弱堿性（pH為10左右）那么它是如何使酸性廢水保持一定的弱堿性（pH為9左右）？活動(dòng)8：活動(dòng)探究（三）模擬Mg(OH)2處理酸性廢水過(guò)程。表5模擬Mg(OH)2處理酸性廢水的實(shí)驗(yàn)步驟學(xué)生實(shí)驗(yàn)3模擬Mg(OH)2處理酸性廢水過(guò)程向?qū)W生實(shí)驗(yàn)1后的試管中滴加少許稀硫酸，振蕩，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：向?qū)W生實(shí)驗(yàn)1后的氫氧化鎂懸濁液中滴加少許稀硫酸，振蕩后紅色褪去。靜置一段時(shí)間后又變成了紅色，但這次的紅色較之前淺了一些。圖5模擬Mg(OH)2處理酸性廢水現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溶液的堿性較之前有所減弱。評(píng)價(jià)8：診斷學(xué)生實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能力以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，建立氫氧化鎂進(jìn)入酸性廢水中體系pH有所下降的概念，為后續(xù)探究做好鋪墊。）問(wèn)題9：如何從微觀角度認(rèn)識(shí)氫氧化鎂處理酸性廢水過(guò)程？活動(dòng)9：學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合數(shù)據(jù)分析討論。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)2檢測(cè)模擬Mg(OH)2處理酸性廢水后溶液的pH向數(shù)字化實(shí)驗(yàn)1后的氫氧化鎂懸濁液中滴加少許稀硫酸，檢測(cè)pH。表6檢測(cè)Mg(OH)2處理酸性廢水后pH的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：向數(shù)字化實(shí)驗(yàn)1后的氫氧化鎂懸濁液中滴加少許稀硫酸以后，pH曲線急劇下降后又逐漸上升，最后維持在pH約為9附近。圖6模擬Mg(OH)2處理酸性廢水后溶液pH計(jì)讀數(shù)變化實(shí)驗(yàn)結(jié)論：向氫氧化鎂懸濁液中加入少許稀硫酸以后，H+中和溶液中的OH-，導(dǎo)致溶液中OH-濃度急劇下降，溶液pH急劇下降。后來(lái)由于溶液中OH-的濃度下降，使得氫氧化鎂固體的溶解平衡正向移動(dòng)，直到在新的條件下建立起一個(gè)新的平衡。在這個(gè)過(guò)程中，由于溫度不變，氫氧化鎂的溶度積Ksp不變，新條件下由于溶液中Mg2+的濃度上升，所以O(shè)H-的濃度較之前有所下降，這樣就出現(xiàn)了pH曲線平臺(tái)由10向9移動(dòng)的趨勢(shì)。歸納總結(jié)：難溶的氫氧化鎂能夠使酸性廢水呈弱堿性（pH約為9）評(píng)價(jià)9：診斷學(xué)生宏微結(jié)合的探究能力以及數(shù)據(jù)分析能力。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使學(xué)生了解到氫氧化鎂可以通過(guò)溶解平衡的移動(dòng)使酸性廢水保持在弱堿性（pH約為9），體會(huì)到化學(xué)對(duì)于“碧水實(shí)現(xiàn)”的重要貢獻(xiàn)，發(fā)展了學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科價(jià)值的認(rèn)知水平。）問(wèn)題10：水體在存放過(guò)程中如果再次被酸化污染，氫氧化鎂粉末的存在還能否保持水體的這種弱堿性？活動(dòng)10：向上述氫氧化鎂懸濁液中再次滴加少許稀硫酸，觀察溶液pH曲線的變化情況。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：再次向氫氧化鎂懸濁液中滴加少量稀硫酸以后，由于H+消耗了溶液中的OH-，使得pH曲線急劇下降。后來(lái)氫氧化鎂在新條件下再次建立起溶解平衡。而我們發(fā)現(xiàn)pH曲線平臺(tái)與第一次滴加稀硫酸達(dá)到的平臺(tái)基本一致。圖7模擬處理后的水體再次酸化后溶液pH計(jì)讀數(shù)變化實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在水體存放過(guò)程中，若再次被酸化，氫氧化鎂粉末的存在是能夠繼續(xù)保持水體的弱堿性（pH約為9）的。同時(shí)猜測(cè)氫氧化鎂粉末的存在能夠長(zhǎng)時(shí)間保持酸性廢水的弱堿性。評(píng)價(jià)10：根據(jù)學(xué)生交流討論情況，評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)原理的掌握程度，診斷學(xué)生利用平衡移動(dòng)原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力。問(wèn)題11：氫氧化鎂粉末的存在是如何長(zhǎng)時(shí)間保持酸性廢水這種弱堿性的？活動(dòng)11：學(xué)習(xí)相關(guān)資料、組內(nèi)討論。①緩沖溶液：由弱酸及其鹽、弱堿及其鹽組成的混合溶液，能在一定程度上抵消、減輕外加酸、堿對(duì)溶液酸堿度的影響，從而保持溶液的pH相對(duì)穩(wěn)定。②氫氧化鎂在溶液pH為9時(shí)能夠形成緩沖溶液。結(jié)論：由于氫氧化鎂在溶液pH為9時(shí)能夠形成緩沖溶液，所以可以在較長(zhǎng)時(shí)間里保持酸性廢水這種弱堿性（pH約為9）?？偨Y(jié)歸納：難溶的氫氧化鎂能夠長(zhǎng)時(shí)間使酸性廢水呈弱堿性（pH約為9）評(píng)價(jià)11：對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。（設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)一步完善學(xué)生對(duì)于氫氧化鎂粉末能夠長(zhǎng)時(shí)間保持酸性廢水弱堿性的認(rèn)知進(jìn)階。）【小結(jié)】本節(jié)課通過(guò)探究難溶氫氧化鎂作為優(yōu)良廢水處理劑，可以使水體呈弱堿性（pH約為10）、可以使酸性廢水呈弱堿性（pH約為9）、可以使酸性廢水長(zhǎng)時(shí)間呈弱堿性（pH約為9），從而找到了平衡、定量了平衡，不僅構(gòu)建了沉淀溶解平衡模型、而且完成了對(duì)沉淀溶解平衡認(rèn)識(shí)思路的初步建構(gòu)?！静贾米鳂I(yè)】問(wèn)題思考：加酸后氫氧化鎂的沉淀溶解平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)，如何分析平衡的移動(dòng)方向？【板書(shū)設(shè)計(jì)】【教學(xué)反思】沉淀溶解平衡是化學(xué)平衡體系中最后一個(gè)模塊，也是學(xué)生最難理解的一個(gè)模塊。本節(jié)課由創(chuàng)設(shè)生活中的問(wèn)題情境-難溶氫氧化鎂如何長(zhǎng)時(shí)間保持酸性廢水弱堿性（pH約為9）引發(fā)，緊緊圍繞兩個(gè)教學(xué)重點(diǎn)：沉淀溶解平衡的建立和溶度積，設(shè)計(jì)層次遞進(jìn)的探究問(wèn)題不斷啟發(fā)學(xué)生思考，注重學(xué)生在自主探究過(guò)程中運(yùn)用類比思想、宏微結(jié)合探究思想，自主構(gòu)建沉淀溶解平衡思維模型。2、在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過(guò)對(duì)水的電離平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類水解平衡等化學(xué)平衡問(wèn)題的探究，已經(jīng)初步形成了從化學(xué)平衡視角看待、分析問(wèn)題的能力。這里以化學(xué)平衡模型為依托，課堂上放手讓學(xué)生自主探究，在問(wèn)題解決的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生從對(duì)觀察現(xiàn)象的低階思維轉(zhuǎn)化為解釋說(shuō)明的高階思維，發(fā)展學(xué)生對(duì)難溶電解質(zhì)的溶解平衡的認(rèn)識(shí)進(jìn)階，完成學(xué)科素養(yǎng)的達(dá)成。同時(shí)體會(huì)化學(xué)對(duì)于滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需求所作出的重要貢獻(xiàn)，為化學(xué)正名。

【教學(xué)設(shè)計(jì)】第2課時(shí)沉淀溶解平衡的調(diào)控【教學(xué)重點(diǎn)】通過(guò)比較Q和Ksp的關(guān)系，從定性和定量的角度分析沉淀溶解平衡的移動(dòng)【教學(xué)難點(diǎn)】沉淀生成、轉(zhuǎn)化的方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)探究【教學(xué)方法】問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、講授法等【實(shí)驗(yàn)用品】藥品：廢水（含酚酞）、1mol/LMgSO4溶液、蒸餾水、MgSO4固體、1mol/LCuSO4溶液。儀器：pH傳感器、試管、一次性塑料滴管、燒杯。【教學(xué)流程設(shè)計(jì)圖】情景情景/任務(wù)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)知識(shí)素養(yǎng)分析氫氧化鎂處理酸性廢水的原理結(jié)合Q和Ksp的關(guān)系分析沉淀溶解的原理變化觀念與平衡思想證據(jù)推理與模型認(rèn)知科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)證據(jù)推理與模型認(rèn)知探究Mg2+對(duì)廢水堿性的影響6、如何設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？結(jié)合現(xiàn)象得出什么結(jié)論？平衡常數(shù)K沉淀轉(zhuǎn)化的原理探究氫氧化鎂沉降銅離子的化學(xué)原理結(jié)合Q與Ksp的關(guān)系分析沉淀生成的原理科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任1、氫氧化鎂處理酸性廢水時(shí)pH如何變化？原理是什么？

2、討論該過(guò)程的微觀原理和總反應(yīng)是什么？3、如何設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證鎂離子對(duì)廢水的影響

4、綜合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和pH的變化得出什么結(jié)論？微觀原理是什么？

5、如果廢水中銅離子被除去，形成什么物質(zhì)？

7、如何衡量沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的程度？

宏觀辨識(shí)與微觀探析

1919【教學(xué)過(guò)程】環(huán)節(jié)一：分析氫氧化鎂處理酸性廢水的原理創(chuàng)設(shè)情境：在廢水處理中，水處理劑扮演了重要的角色。氫氧化鎂由于其安全、無(wú)毒、無(wú)害、使用效果好等優(yōu)點(diǎn)被稱為是“環(huán)境友好型”的綠色安全廢水處理劑，可以綜合酸性廢水和沉降重金屬離子。知識(shí)回顧：上一節(jié)課模擬了氫氧化鎂處理酸性廢水的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示。圖1模擬氫氧化鎂處理酸性廢水的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知識(shí)回顧：使用傳感器測(cè)定了pH的變化。圖2模擬氫氧化鎂處理酸性廢水的pH變化圖問(wèn)題串1：①結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和pH曲線，分析pH是如何變化的？②原理是什么？活動(dòng)1：學(xué)生基于現(xiàn)象和圖像分析，pH先不變、加酸后pH先減小后增大、一段時(shí)間后保持不變?；顒?dòng)1-續(xù)：氫氧化鎂先建立沉淀溶解平衡，加酸后平衡被破壞，一段時(shí)間后又重新達(dá)到平衡，說(shuō)明沉淀溶解平衡是“動(dòng)態(tài)平衡”。評(píng)價(jià)1：評(píng)價(jià)學(xué)生現(xiàn)象與原理的關(guān)聯(lián)水平。（設(shè)計(jì)意圖引導(dǎo)學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等證據(jù)素材，認(rèn)識(shí)水溶液中的離子平衡，建立與化學(xué)原理之間的關(guān)聯(lián)，挖掘現(xiàn)象背后所蘊(yùn)含的本質(zhì)和規(guī)律，發(fā)展微粒觀）問(wèn)題2：如何判斷平衡的移動(dòng)方向？活動(dòng)2：學(xué)生討論，得出結(jié)論。依據(jù)濃度商Q和平衡常數(shù)Ksp的關(guān)系，當(dāng)Q＞Ksp平衡逆向移動(dòng)，體現(xiàn)為沉淀生成；Q=Ksp達(dá)到平衡狀態(tài)，Q＜Ksp平衡正向移動(dòng)，體現(xiàn)為沉淀溶解。評(píng)價(jià)2：通過(guò)學(xué)生的回答，評(píng)價(jià)已有知識(shí)的掌握和遷移水平。（設(shè)計(jì)意圖基于已有的Q和平衡常數(shù)的關(guān)系，判斷平衡移動(dòng)的方向、分析沉淀的溶解和生成原理，從已有的對(duì)化學(xué)平衡的認(rèn)識(shí)角度出發(fā)，通過(guò)知識(shí)遷移、類比分析，認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡的本質(zhì)特征和要素，發(fā)展學(xué)生的平衡觀念）問(wèn)題串3：①結(jié)合Q和Ksp的關(guān)系，分析Mg(OH)2處理酸性廢水的原理；②為什么處理過(guò)的廢水仍然呈弱堿性？③該過(guò)程的總反應(yīng)是什么？活動(dòng)3：小組討論，得出規(guī)律。學(xué)生總結(jié)：廢水中的H+與OH-反應(yīng)生成水，使OH-的濃度降低，使Q＜Ksp[Mg(OH)2]，Mg(OH)2沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移動(dòng)。圖3氫氧化鎂處理酸性廢水的微觀原理圖活動(dòng)3-續(xù)：處理過(guò)的廢水呈弱堿性，因?yàn)檫^(guò)量的Mg(OH)2在新的條件下繼續(xù)建立沉淀溶解平衡。經(jīng)過(guò)分析和討論，明確總反應(yīng)為Mg(OH)2(s)+2H+(aq)?Mg2+(aq)+2H2O(l)評(píng)價(jià)3：評(píng)價(jià)學(xué)生能否從定量的視角，使用沉淀溶解平衡模型分析沉淀的溶解，診斷學(xué)生能否正確使用化學(xué)用語(yǔ)說(shuō)明反應(yīng)的原理。（設(shè)計(jì)意圖在定性分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)應(yīng)用Q和Ksp的關(guān)系分析實(shí)際問(wèn)題，分析沉淀溶解的微觀過(guò)程和原理，從而幫助學(xué)生形成定性、定量結(jié)合的雙重視角認(rèn)識(shí)平衡的溶解，形成判斷平衡移動(dòng)方向的方法和策略。此外，考察學(xué)生能否運(yùn)用化學(xué)用語(yǔ)進(jìn)行正確的表達(dá)，提升學(xué)生符號(hào)表征的意識(shí)）環(huán)節(jié)二：探究鎂離子對(duì)廢水堿性的影響問(wèn)題4：工廠產(chǎn)生的廢水中除了H+之外，往往還有Mg2+、Cu2+等金屬離子。過(guò)量的Mg2+會(huì)對(duì)除酸后廢水的堿性產(chǎn)生影響嗎？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案呢？試劑：廢水（含酚酞）、1mol/LMgSO4溶液、蒸餾水；儀器：試管、一次性塑料滴管?；顒?dòng)4：學(xué)生討論，師生共同設(shè)計(jì)方案。表1探究鎂離子對(duì)廢水堿性影響的定性實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄挎V離子對(duì)廢水堿性的影響實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組從廢水中取4mL上層清液于試管，加入2mL1mol/LMgSO4溶液，振蕩、觀察顏色變化從廢水中取4mL上層清液于試管，加入2mL蒸餾水，振蕩、觀察顏色變化活動(dòng)4-續(xù)：完成并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，匯報(bào)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)組廢水的紅色比對(duì)照組淺，說(shuō)明鎂離子的過(guò)量存在會(huì)使廢水的堿性減弱。圖4探究鎂離子對(duì)廢水堿性的影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象評(píng)價(jià)4：通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的討論、實(shí)驗(yàn)操作的點(diǎn)評(píng)，診斷學(xué)生方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)探究水平。（設(shè)計(jì)意圖在對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的討論中，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生能設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)組，但無(wú)法準(zhǔn)確地識(shí)別出實(shí)驗(yàn)組中硫酸鎂溶液中的水也有可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾，教師通過(guò)交流和追問(wèn)的方式，使學(xué)生能夠意識(shí)到控制變量在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的重要性，例如實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組藥品的加入順序、體積要控制相等，發(fā)展學(xué)生設(shè)計(jì)方案、評(píng)價(jià)方案、優(yōu)化方案的能力）問(wèn)題5：廢水的顏色變淺，說(shuō)明堿性減弱、pH減小，pH減小到多少呢？借助更加精密的儀器——pH傳感器進(jìn)行測(cè)定。表2探究鎂離子對(duì)廢水堿性影響的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄挎V離子對(duì)廢水堿性的影響①向盛有廢水的燒杯中加少量MgSO4固體，攪拌②使用pH傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集活動(dòng)5：學(xué)生觀察圖像，并且描述pH的變化規(guī)律。圖5探究鎂離子對(duì)廢水堿性的影響pH變化圖活動(dòng)5-續(xù)：小組討論，歸納總結(jié)。加硫酸鎂固體后，廢水的堿性減弱，pH減小到9左右，然后基本不變，此時(shí)在廢水中重新建立了氫氧化鎂的沉淀溶解平衡。評(píng)價(jià)5：診斷學(xué)生能否基于圖像解讀鎂離子對(duì)廢水的影響。（設(shè)計(jì)意圖引導(dǎo)學(xué)生基于宏觀現(xiàn)象、曲線變化解讀和分析微觀原理過(guò)程，基于手持技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化曲線表征的觀念，從定性表征的單一手段，逐步過(guò)渡到現(xiàn)象定性、數(shù)據(jù)定量相結(jié)合的雙重表征；在對(duì)圖像的解讀、規(guī)律的總結(jié)中發(fā)展學(xué)生的歸納和總結(jié)能力）問(wèn)題串6：①過(guò)量的鎂離子為什么會(huì)使廢水的堿性減弱？分析該過(guò)程的微觀原理②結(jié)合上一節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容談一談，有沒(méi)有別的方法也能實(shí)現(xiàn)氫氧化鎂的Q＞Ksp？活動(dòng)6：學(xué)生討論、從平衡移動(dòng)的視角進(jìn)行定性和定量分析。鎂離子濃度增大會(huì)使氫氧化鎂的Q＞Ksp，因此平衡逆向移動(dòng)，廢水堿性減弱?；顒?dòng)6-續(xù)：學(xué)生回顧知識(shí)，明確加入NaOH溶液增大OH-的濃度，也可以使氫氧化鎂Q＞Ksp，導(dǎo)致平衡的逆向移動(dòng)，現(xiàn)象是產(chǎn)生白色渾濁。評(píng)價(jià)6：診斷學(xué)生能否應(yīng)用沉淀溶解平衡模型，判斷水溶液體系中微粒的種類和數(shù)目的變化。（設(shè)計(jì)意圖引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注到原體系中微粒的種類及濃度，以及加入新的物質(zhì)后體系中微粒的變化情況，調(diào)用平衡移動(dòng)的規(guī)律，利用Q與Ksp的關(guān)系作為依據(jù)，借助實(shí)驗(yàn)手段、多角度動(dòng)態(tài)分析平衡的移動(dòng)過(guò)程。認(rèn)識(shí)到沉淀的生成，建立平衡的逆向移動(dòng)，完善沉淀溶解平衡模型，發(fā)展學(xué)生的微粒觀、變化觀、平衡觀）環(huán)節(jié)三：探究氫氧化鎂沉降銅離子的化學(xué)原理創(chuàng)設(shè)情境：氫氧化鎂可以處理酸性廢水，并且能夠使廢水的pH維持在9左右，是一種非常優(yōu)良的水處理劑。相較于H+，廢水中Cu2+的除去更加具有緊迫性，因?yàn)镃u2+是重金屬離子，有毒、直接排放會(huì)造成水體的污染，工業(yè)上可以使用氫氧化鎂除去廢水中的Cu2+。問(wèn)題串7：①如果銅離子被除去，會(huì)生成什么物質(zhì)、寫(xiě)出反應(yīng)方程式并分析反應(yīng)為什么能發(fā)生？②結(jié)合下表中提供的數(shù)據(jù)，討論在體系中存在過(guò)量氫氧化鎂的情況下，為什么還能再生成氫氧化銅?；顒?dòng)7：討論并寫(xiě)出離子方程式：Cu2+(aq)+2OH-(aq)?Cu(OH)2(s)，該離子反應(yīng)能夠發(fā)生，是因?yàn)橛袣溲趸~固體生成?；顒?dòng)7-續(xù)：基于氫氧化鎂和氫氧化銅的溶解度數(shù)據(jù)和Ksp展開(kāi)討論，發(fā)現(xiàn)氫氧化銅比氫氧化鎂更加難溶。表3氫氧化鎂和氫氧化銅相關(guān)數(shù)據(jù)物質(zhì)Mg(OH)2Cu(OH)2溶解（20℃）/100cm3水9.63×10-4g1.72×10-6g溶度積Ksp約4.0×10-12約4.0×10-20評(píng)價(jià)7：診斷學(xué)生能否運(yùn)用化學(xué)用語(yǔ)正確表示水溶液中的離子反應(yīng)與平衡（設(shè)計(jì)意圖豐富和發(fā)展學(xué)生對(duì)離子反應(yīng)發(fā)生實(shí)質(zhì)的理解，從反應(yīng)發(fā)生是因?yàn)樯呻y溶物、到反應(yīng)發(fā)生是因?yàn)樯筛与y溶的物質(zhì)，為后續(xù)沉淀轉(zhuǎn)化的原理的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，并且豐富了對(duì)離子反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)角度；同時(shí)基于數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)比歸納得出結(jié)論，發(fā)展學(xué)生的總結(jié)和信息整合能力）問(wèn)題8：氫氧化鎂真的可以除銅離子嗎？如何設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證呢？提供的藥品：廢水（含酚酞）、1mol/LCuSO4溶液；儀器：試管、一次性塑料滴管?；顒?dòng)8：師生討論、設(shè)計(jì)方案。表4探究氫氧化鎂能否沉降銅離子的實(shí)驗(yàn)步驟學(xué)生實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄繗溲趸V沉降銅離子的化學(xué)原理實(shí)驗(yàn)步驟：從廢水中取4mLMg(OH)2懸濁液于試管，加入2mL1mol/LCuSO4溶液，振蕩后靜置、觀察現(xiàn)象活動(dòng)8-續(xù)：小組合作完成實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)匯報(bào)。靜置一段時(shí)間后，試管中出現(xiàn)分層，上層為清液、下層為藍(lán)色沉淀，藍(lán)色沉淀為氫氧化銅，由此證明氫氧化鎂可以除去廢水中的Cu2+。圖6氫氧化鎂沉降銅離子實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象評(píng)價(jià)8：評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)驗(yàn)研究水平。（設(shè)計(jì)意圖發(fā)展學(xué)生自主基于實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)方案、基于方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、基于現(xiàn)象進(jìn)行分析和推理的科學(xué)探究能力，發(fā)展問(wèn)題解決能力）問(wèn)題串9：①該過(guò)程的總反應(yīng)是什么？②氫氧化銅生成的實(shí)質(zhì)是什么，與氫氧化鎂的沉淀溶解平衡有沒(méi)有關(guān)系？活動(dòng)9：學(xué)生交流，基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)和已有知識(shí)進(jìn)行分析歸納、得出結(jié)論。總反應(yīng)為：Mg(OH)2(s)+Cu2+(aq)?Mg2+(aq)+Cu(OH)2(s)活動(dòng)9-續(xù)：氫氧化鎂沉降Cu2+的本質(zhì)是氫氧化鎂沉淀溶解平衡持續(xù)正向移動(dòng)，使氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化銅。圖7氫氧化鎂沉降銅離子微觀原理圖評(píng)價(jià)9：基于學(xué)生對(duì)原理的解讀情況，診斷學(xué)生能否自主應(yīng)用平衡移動(dòng)方向的判斷方法，解釋沉淀生成的原因。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證氫氧化鎂除去廢水中重金屬離子，認(rèn)識(shí)難溶物在水中發(fā)生離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，發(fā)展學(xué)生自主遷移和應(yīng)用判斷方法的能力，理解沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)；通過(guò)運(yùn)用化學(xué)用語(yǔ)表達(dá)反應(yīng)原理，落實(shí)符號(hào)表征；此外，由于氫氧化鎂沉降銅離子涉及環(huán)境保護(hù)問(wèn)題、貼近生活，可以極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升對(duì)化學(xué)有用性的認(rèn)識(shí)，發(fā)展科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)）問(wèn)題串10：①不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度是不同的，有沒(méi)有判斷依據(jù)呢？②如何表達(dá)K？活動(dòng)10：結(jié)合已有知識(shí)交流討論，平衡常數(shù)K達(dá)到105數(shù)量級(jí)時(shí)、反應(yīng)進(jìn)行的很徹底，當(dāng)K達(dá)到10-5數(shù)量級(jí)，反應(yīng)基本不發(fā)生?；顒?dòng)10-續(xù)：學(xué)生書(shū)寫(xiě)Mg(OH)2(s)+Cu2+(aq)?Cu(OH)2(s)+Mg2+(aq)的平衡常數(shù)K表達(dá)式，并且?guī)霐?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。已知：已知Mg(OH)2的Ksp≈4.0×10-12，Cu(OH)2的Ksp≈4.0×10-20計(jì)算K=1.0×108，說(shuō)明Mg(OH)2可以將Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2，且反應(yīng)較為徹底。評(píng)價(jià)10：診斷學(xué)生能否遷移所學(xué)知識(shí)，搭建沉淀轉(zhuǎn)化的計(jì)算模型，判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。（設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生從定性角度認(rèn)識(shí)沉淀轉(zhuǎn)化能夠發(fā)生，過(guò)渡到從定量角度計(jì)算沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)行的程度，引入數(shù)學(xué)和計(jì)算思維進(jìn)一步深化對(duì)轉(zhuǎn)化原理的理解，發(fā)展學(xué)生的定量觀念）【小結(jié)】完善研究思路、構(gòu)建研究模型。在第一節(jié)課中，我們經(jīng)歷了尋找平衡和定量平衡的過(guò)程，在本節(jié)課中通過(guò)引入微粒對(duì)平衡進(jìn)行調(diào)控，并依據(jù)Q和Ksp的關(guān)系判斷平衡移動(dòng)的方向，分析平衡移動(dòng)的最終結(jié)果，由此完善了沉淀溶解平衡問(wèn)題的認(rèn)識(shí)思路?！静贾米鳂I(yè)】思考討論：沉淀轉(zhuǎn)化時(shí)，只能是難溶的電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為更難溶的電解質(zhì)嗎？【板書(shū)設(shè)計(jì)】說(shuō)明：第2課時(shí)的板書(shū)是在第1課時(shí)基礎(chǔ)上繼承與發(fā)展【教學(xué)反思】1、緊扣課標(biāo)要求，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)功能《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017）版》提出，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法證明水溶液中存在的平衡，并且進(jìn)行平衡移動(dòng)的分析。在本課時(shí)教學(xué)中，開(kāi)展基于預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)論證的探究活動(dòng)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。在實(shí)驗(yàn)方式的選擇中也遵循著多樣化的原則，除了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)外，為了幫助學(xué)生更加直觀、深入地了解平衡的動(dòng)態(tài)過(guò)程和微觀原理，還使用了pH傳感器這一數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)手段，使得微觀過(guò)程宏觀化。比如，為了探究廢水中過(guò)量鎂離子的存在是否會(huì)對(duì)廢水的堿性產(chǎn)生影響，除了讓學(xué)生開(kāi)展定性的對(duì)照實(shí)驗(yàn)之外，還借助傳感器進(jìn)行定量的監(jiān)測(cè)，使學(xué)生逐步構(gòu)建起定性和定量分析的雙重視角，強(qiáng)化了宏觀、微觀、圖像、符號(hào)四重表征。2、注重教學(xué)進(jìn)階、形成研究思路在本課時(shí)設(shè)計(jì)中，關(guān)注學(xué)生的已有基礎(chǔ)知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)教學(xué)的進(jìn)階。在學(xué)習(xí)“第2課時(shí)沉淀溶解平衡的調(diào)控”之前，學(xué)生已具備化學(xué)平衡的相關(guān)知識(shí)，在第1課時(shí)中經(jīng)歷了難溶電解質(zhì)的溶解、沉淀溶解平衡、定量表征的環(huán)節(jié)，能夠基于實(shí)驗(yàn)感知沉淀溶解平衡的存在和移動(dòng)。在第2課時(shí)進(jìn)行內(nèi)容進(jìn)階設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生不僅能從定性的視角分析平衡的移動(dòng)方向，還能借助Q與Ksp的關(guān)系作為定量判據(jù)。在第1課時(shí)“尋找平衡”、“定量平衡”環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，在第2課時(shí)逐步構(gòu)建“分析平衡”和“結(jié)果判斷”的過(guò)程，形成完整的認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡的思路，為學(xué)生第3課時(shí)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。3、整體設(shè)計(jì)情境、發(fā)展學(xué)生素養(yǎng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》提出，真實(shí)、具體的情境是學(xué)生核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái)。本課時(shí)以氫氧化鎂進(jìn)行廢水處理作為大的情境，以此為載體學(xué)習(xí)沉淀溶解平衡的溶解、生成和轉(zhuǎn)化，涉及酸性廢水的處理、探究鎂離子和氫氧根離子對(duì)平衡的影響、沉降廢水中的銅離子三個(gè)主要環(huán)節(jié)，環(huán)節(jié)的設(shè)置來(lái)源于廢水處理中的真實(shí)問(wèn)題，涉及真實(shí)的環(huán)境問(wèn)題，內(nèi)容貼近實(shí)際，能夠較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到化學(xué)對(duì)生產(chǎn)生活所起的重大作用。此外，在真實(shí)任務(wù)的解決中不斷提升學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，發(fā)展了微粒觀、平衡觀、守恒觀、變化觀等多種學(xué)科觀念，從而為學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成提供了較好的支撐。

【教學(xué)設(shè)計(jì)】第3課時(shí)沉淀溶解平衡的應(yīng)用【教學(xué)重點(diǎn)】從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度收集證據(jù)，推測(cè)氫氧化銅轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂的可能性，認(rèn)識(shí)沉淀轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律；通過(guò)硫化物沉淀重金屬離子（Cu2+）的探究了解沉淀劑的選擇及其沉淀原理；通過(guò)探究處理后的廢水是否符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步在定量水平上應(yīng)用和強(qiáng)化沉淀溶解平衡的模型認(rèn)知【教學(xué)難點(diǎn)】從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度收集證據(jù)，推測(cè)氫氧化銅轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂的可能性，認(rèn)識(shí)沉淀轉(zhuǎn)化的基本過(guò)程；多粒子沉淀溶解平衡體系中，離子濃度的計(jì)算及平衡常數(shù)K值的相關(guān)計(jì)算【教學(xué)方法】啟發(fā)、引導(dǎo)、演示/小組實(shí)驗(yàn)、講解、訪談收獲【實(shí)驗(yàn)用品】藥品：0.1mol/L硫酸銅溶液、FeS固體儀器：試管、膠頭滴管、藥匙?！窘虒W(xué)流程設(shè)計(jì)圖】情景情景/任務(wù)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)知識(shí)素養(yǎng)1、預(yù)測(cè)的依據(jù)是什么？難溶電解質(zhì)沉淀與溶解定性分析宏觀辨識(shí)微觀探析證據(jù)推理變化觀念模型認(rèn)知平衡思想科學(xué)精神社會(huì)責(zé)任尋找替代的廢水處理劑廢水是否達(dá)標(biāo)的檢測(cè)2、微觀是否有可能？3、宏觀為何沒(méi)有明顯現(xiàn)象？如何定量分析？4、Na2S、FeS、HgS選擇哪個(gè)作為重金屬離子處理劑？依據(jù)？5、Na2S處理過(guò)程中的離子濃度如何計(jì)算？氫氧化銅能否轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂6、實(shí)際為何常用FeS替代Na2S處理？難溶電解質(zhì)沉淀與溶解定量分析7、處理后的廢水是否達(dá)標(biāo)？【教學(xué)過(guò)程】環(huán)節(jié)一：探究氫氧化銅轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂的可能性復(fù)習(xí)引入：前兩節(jié)課的學(xué)習(xí)中我們知道了難溶電解質(zhì)氫氧化鎂在廢水處理中扮演了重要的的角色，不但可以中和酸性廢水，還可以通過(guò)沉淀轉(zhuǎn)化除去體系中重金屬離子（Cu2+），實(shí)驗(yàn)中能明顯觀察到藍(lán)色沉淀，與我們計(jì)算的轉(zhuǎn)化平衡常數(shù)K=1.0×108理論上吻合,證實(shí)反應(yīng)可以進(jìn)行，并且程度很大。據(jù)此我們知道難溶物可以向更難溶的方向轉(zhuǎn)化，程度可以通過(guò)反應(yīng)的平衡常數(shù)K進(jìn)行定量判斷。溶解度小的可不可以向溶解度大的方向轉(zhuǎn)化呢？下面我們?nèi)匀灰詺溲趸~和氫氧化鎂為例，探究這個(gè)溶解平衡能否反向進(jìn)行。問(wèn)題1：氫氧化銅能轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂嗎？表1氫氧化銅和氫氧化鎂的溶解性及Ksp數(shù)值物質(zhì)Mg(OH)2Cu(OH)2溶解性難溶于水難溶于水Ksp4.0×10-124.0×10-20活動(dòng)1：學(xué)生討論后回答。預(yù)測(cè)①能，Mg2+能結(jié)合氫氧化銅溶解產(chǎn)生的OH-離子，使氫氧化銅平衡向溶解方向進(jìn)行，使氫氧化鎂平衡向沉淀方向進(jìn)行，最終完成轉(zhuǎn)化。②不能。氫氧化銅的Ksp更小，Cu2+結(jié)合OH-離子的能力和程度更大。即鎂離子不能使沉淀轉(zhuǎn)化向著生成氫氧化鎂的方向移動(dòng)。評(píng)價(jià)1：教師根據(jù)學(xué)生回答的情況進(jìn)行引導(dǎo)，氫氧化銅中是否存在溶解平衡？鎂離子加入能否影響平衡？影響的結(jié)果是什么？從而得出微觀上可能會(huì)完成轉(zhuǎn)化。并評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)物質(zhì)溶解平衡及其移動(dòng)的掌握情況。問(wèn)題2：依據(jù)前面經(jīng)驗(yàn)，我們?cè)撊绾卧O(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證氫氧化銅能否轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂？活動(dòng)2：小組討論，由小組代表交流討論結(jié)果，并互相評(píng)價(jià)。再分工合作，根據(jù)提供的儀器和藥品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。共同完成氫氧化銅能否轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂的探究。表2氫氧化銅能否轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂的探究學(xué)生實(shí)驗(yàn)1設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)Cu(OH)2可能存在溶解過(guò)程①取1藥匙氫氧化銅粉末于試管中，滴加5滴0.01mol/L氯化鎂充分振蕩。②觀察現(xiàn)象。評(píng)價(jià)2：根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作過(guò)程，評(píng)價(jià)學(xué)生設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约靶〗M合作的能力。圖1向氫氧化銅中加入0.01mol/L氯化鎂溶液顏色變化問(wèn)題3:微觀上Cu2+是否存在結(jié)合與OH-的可能性，宏觀上看不到明顯現(xiàn)象，請(qǐng)結(jié)合反應(yīng)平衡常數(shù)給予解釋？活動(dòng)3：討論，小組代表交流討論結(jié)果，并互相評(píng)價(jià)。預(yù)設(shè)學(xué)生討論結(jié)果①微觀上存在結(jié)合的可能性，但結(jié)合受到Mg2+的限制可能程度小。②，宏觀上反應(yīng)程度受到平衡常數(shù)的限制評(píng)價(jià)3：診斷學(xué)生從宏觀和微觀兩個(gè)角度分析問(wèn)題的能力。設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生從宏觀、微觀兩個(gè)角度認(rèn)識(shí)沉淀的溶解，幫助學(xué)生樹(shù)立宏微結(jié)合的探究思想，同時(shí)為后續(xù)學(xué)習(xí)活動(dòng)的展開(kāi)做好鋪墊。問(wèn)題4：通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，梳理沉淀轉(zhuǎn)化的知識(shí)，并總結(jié)沉淀轉(zhuǎn)化的方向和程度規(guī)律。依據(jù)平衡移動(dòng)原理（Q與KSP）談?wù)劤恋磙D(zhuǎn)化的本質(zhì)活動(dòng)4：討論，小組代表交流討論結(jié)果，預(yù)設(shè)可能的答案：①沉淀轉(zhuǎn)化的方向通常是由溶解度小的轉(zhuǎn)化為溶解度更小的容易，反之困難；②兩個(gè)難溶物之間溶解度差值越大，反應(yīng)平衡常數(shù)，轉(zhuǎn)化越徹底；③沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是難溶物的溶解與另外一個(gè)難溶物生成的統(tǒng)一過(guò)程。評(píng)價(jià)4：在引導(dǎo)學(xué)生梳理歸納沉淀溶解平衡的知識(shí)中，診斷學(xué)生從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度分析問(wèn)題的能力，發(fā)展學(xué)生高階思維能力。設(shè)計(jì)意圖：沉淀轉(zhuǎn)化是溶解平衡里的重要知識(shí)環(huán)節(jié)，它的本質(zhì)是沉淀溶解平衡的移動(dòng)，是沉淀的轉(zhuǎn)化和生成的統(tǒng)一過(guò)程，承接第二課時(shí)平衡可以由溶解度大的向溶解度小的方向轉(zhuǎn)化，且轉(zhuǎn)化程度大小受平衡常數(shù)限制，繼續(xù)探討平衡能否逆向轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化的程度大小，得出沉淀轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律是由溶解度大的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解度小的比較容易，溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解度大的則比較困難，并且指導(dǎo)沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)是沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化的統(tǒng)一，最后引導(dǎo)學(xué)生梳理歸納認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡時(shí)水溶液中平衡的一種?！具^(guò)渡】通過(guò)前面研究的學(xué)習(xí)我們知道，廢水中的重金屬離子（Cu2+）可以通過(guò)向水體中加入氫氧化鎂實(shí)現(xiàn)沉淀溶解平衡的轉(zhuǎn)化生成氫氧化銅從而達(dá)到去除的目的。除了氫氧化鎂還有沒(méi)有其它的物質(zhì)也可以沉淀重金屬離子（Cu2+）呢？我們查閱資料發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)上還可以通過(guò)向水體中加入硫化物來(lái)達(dá)到實(shí)現(xiàn)重金屬除雜的目的。環(huán)節(jié)二：應(yīng)用轉(zhuǎn)化平衡探索新廢水處理劑的可行性問(wèn)題5：依據(jù)文獻(xiàn)，廢水中重金屬離子也可以用硫化物處理，如果你是廢水處理工程師，選擇哪種硫化物（Na2S、FeS、HgS）做廢水中重金屬離子（Cu2+）的處理劑？從物質(zhì)溶解性的角度、結(jié)合沉淀轉(zhuǎn)化規(guī)律談一談你的想法。表3幾種硫化物溶解性及Ksp數(shù)值物質(zhì)Na2SFeSHgSCuS溶解性易溶于水難溶于水難溶于水難溶于水Ksp——Ksp=4.0×10-19Ksp=4.0×10-53Ksp=8.0×10-45活動(dòng)5：學(xué)生思考、交流。水體中沉淀Cu2+的本質(zhì)是S2-（aq）+Cu2+（aq）?CuS(S)，分析平衡移動(dòng)結(jié)果可能的答案：①硫化汞溶解度最小，溶解產(chǎn)生的S2-（aq）最小，沉淀二價(jià)銅困難，即沉淀由溶解度大的向溶解度小的方向轉(zhuǎn)化困難，此外HgS溶解產(chǎn)生的Hg2+也是重金屬離子，依據(jù)除雜原理，不能向水體中引入新的重金屬離子，故不能選擇；②可以選擇硫化鈉，溶解度大，即溶解產(chǎn)生的硫離子濃度大，離子溶度更容易達(dá)到CuS的Ksp從而達(dá)到除去Cu2+的目的；③硫化亞鐵溶解度（Ksp）比硫化銅大（Ksp），依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化原理，可以實(shí)現(xiàn)硫化亞鐵向更難溶的硫化銅的轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到除去Cu2+的目的，同時(shí)自身在水體中難溶解，便于后期分離除去。評(píng)價(jià)5：在新情景新任務(wù)里診斷學(xué)生難溶電解質(zhì)學(xué)習(xí)掌握情況。評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)前兩節(jié)課所學(xué)習(xí)的沉淀溶解平衡轉(zhuǎn)化的知識(shí)掌握情況，并分析學(xué)生知識(shí)遷移的能力，為下一階段具體的硫化物除雜做好準(zhǔn)備。問(wèn)題6：接下來(lái)我們按照尋找平衡、定量平衡、分析平衡、結(jié)果判斷的步驟開(kāi)展研究。若使用硫化亞鐵和硫化鈉沉淀廢水中的Cu2+，分別對(duì)應(yīng)的離子方程式分別是什么？活動(dòng)6：學(xué)生獨(dú)立思考后書(shū)寫(xiě)回答。①S2-（aq）+Cu2+（aq）?CuS(s)②FeS（s）+Cu2+（aq）?CuS(s)+Fe2+（aq）評(píng)價(jià)6：圍繞從已有的方程式知識(shí)開(kāi)展師生互評(píng)活動(dòng)，分析學(xué)生書(shū)寫(xiě)過(guò)程中的問(wèn)題，引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)方程式物質(zhì)狀態(tài)說(shuō)明的重要性及意義。評(píng)價(jià)學(xué)生書(shū)寫(xiě)方程式的能力。問(wèn)題7：通過(guò)計(jì)算平衡常數(shù)說(shuō)明硫化亞鐵轉(zhuǎn)化為硫化銅的平衡常數(shù)？活動(dòng)7：學(xué)生依據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過(guò)兩難溶物Ksp比值計(jì)算轉(zhuǎn)化平衡常數(shù)。評(píng)價(jià)7：根據(jù)學(xué)生計(jì)算過(guò)程評(píng)價(jià)①學(xué)生對(duì)利用K值判斷反應(yīng)程度運(yùn)用的熟練程度②學(xué)生計(jì)算實(shí)際數(shù)學(xué)運(yùn)算能力如何。問(wèn)題8：通過(guò)計(jì)算，反應(yīng)平衡常數(shù)很大，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證FeS可以轉(zhuǎn)化成CuS？活動(dòng)8：小組討論，由小組代表交流討論結(jié)果，并互相評(píng)價(jià)。再分工合作，根據(jù)提供的儀器和藥品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。共同完成FeS能否轉(zhuǎn)化為CuS的探究。表4FeS能否轉(zhuǎn)化為CuS的小組實(shí)驗(yàn)方案小組實(shí)驗(yàn)2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證FeS可轉(zhuǎn)化為CuS取2支試管，其中一支加入少許FeS固體顆粒，再向兩只試管中加入等濃度的硫酸銅溶液，充分振蕩，靜置。觀察現(xiàn)象教師按實(shí)驗(yàn)方案演示實(shí)驗(yàn)，充分振蕩后發(fā)現(xiàn)顏色沒(méi)有明顯變淺，追問(wèn)學(xué)生：為什么反應(yīng)轉(zhuǎn)化的平衡常數(shù)很大，現(xiàn)象卻不明顯呢？學(xué)生思考，可能是反應(yīng)速率問(wèn)題。如何改變速率呢？學(xué)生可能給出的答案：溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等。如果從硫化亞鐵的角度出發(fā)，我們可以粉碎硫化亞鐵，通過(guò)增大接觸面積加快反應(yīng)速率。再次演示實(shí)驗(yàn)，用FeS粉末重新實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)顏色變化速度加快，沉降后對(duì)比上一組實(shí)驗(yàn)，顏色褪去程度多。向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)室里經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間沉淀的FeS轉(zhuǎn)化效果，發(fā)現(xiàn)顆粒狀轉(zhuǎn)化效果也很好。但時(shí)間較長(zhǎng)。追問(wèn)學(xué)生：從實(shí)際廢水凈化的角度，我們可以選擇哪種方法來(lái)加快廢水凈化速率呢？學(xué)生思考后回答，粉碎FeS顆粒可以加快速率，且成本低。圖1模擬廢水中加入FeS顆粒后隨時(shí)間變化顏色的變化評(píng)價(jià)8：評(píng)價(jià)學(xué)生預(yù)測(cè)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證預(yù)測(cè)及實(shí)驗(yàn)后分析問(wèn)題的能力，在實(shí)驗(yàn)中遇到不符合預(yù)期現(xiàn)象情況，要依據(jù)已有知識(shí)理論進(jìn)行分析，體現(xiàn)科學(xué)探究的精神。問(wèn)題9：若用硫化鈉除重金屬離子（Cu2+）時(shí)，若向濃度均為0.001mol/L的Cu2+、Hg2+的廢水中逐滴滴加Na2S溶液，生成沉淀的順序如何判斷？通過(guò)計(jì)算給出依據(jù)。活動(dòng)9：學(xué)生依據(jù)所給數(shù)據(jù)及其經(jīng)驗(yàn)給出判斷沉淀順序：Hg2+→Cu2+，預(yù)設(shè)提供的依據(jù)：①硫化