沉淀的转化及其应用.doc

啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊解决沉淀溶解平衡问题的基本思路:看到微粒找到平衡想到移动设计意图 1.通过实验使学生了解沉淀转化的原理,深化学生对沉淀溶解平衡和复分解反应的认识;.啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊沉淀的转化及其应用啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊沉淀的转化及其应用（第3课时）教学设计江苏省盐城中学 颜兆仁化学新课程标准强调高中化学教学应通过化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面来体现对未来社会公民科学素养的培养；强调了科学探究是一种重要而有效的学习方式，能培养学生的创新精神和实践能力。据此采取科学探究的方法来实施本课的教学。一、教材分析本节课所学的内容为选修4化学反应原理中第三章水溶液中的离子平衡里的第四节难溶电解质的溶解平衡的最后一课时。本节内容是本章的一个重点，也是高中化学的重点内容之一。并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、电离平衡、水解平衡三大平衡理论的深入探讨，学生已初步具备运用平衡移动的观点处理一些实际问题方法，并形成了一种固有的思维方式；此时再来学习难溶电解质的溶解平衡（即沉淀溶解平衡），使学生很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。教材中对于该节重点-沉淀的转化，采取的是传统的验证式的呈现方式，若完全按照教材的编排体系来讲，会使得学生的体验不深，主动性不够；为提高学生的求知欲和主动参与的积极性，培养分析问题、解决问题的能力，先提出一探究活动，通过学生分组讨论（学生分为四组做对比探究实验）和老师引导补充，把教材中两个演示实验分别设计到各探究方案中，并通过分组实验，最终分析归纳出沉淀转化的基本原理，解决沉淀溶解平衡相关问题的基本思路；沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。1.教学目标：知识与技能：使学生能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程中的沉淀溶解平衡（即难溶电解质溶解平衡）进行分析，知道沉淀转化的方法、实质并能够对相关实验的现象以及生活中的一些相关问题进行解释。过程与方法：使学生了解科学探究的基本过程和方法，提高科研能力，增强研究性学习的水平使学生学会观察和分析实验，提高观察、分析能力和实验能力初步建立解决沉淀溶解平衡问题的一般思路，尝试运用师生合作探究、查阅资料等分析沉淀溶解平衡的相关问题。情感态度与价值观：通过沉淀的转化及其应用镁知识的学习，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。（BaSO4比BaCO3更难溶）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。三维目标中 以知识为载体，体验过程，感受方法，渗透情感和价值观。2. 教学重点和教学难点：教学重点：沉淀转化的基本原理（方法、实质、 解决沉淀溶解平衡问题的基本思路）；教学难点：沉淀转化的应用3.教学手段：多媒体辅助教学，实验教学二、学法1.学情分析高二学生学习化学中的特点：强烈的好奇心和探索精神部分学生兴趣不稳定，对化学学习有畏难情绪逻辑思维不成熟、观察不全面、不细致等。2.学法分析学生应主动参与到实验探究过程中，学会以下方法：分组实验探究法 分析归纳法三、教法教学方法的选择，必须要结合教学内容、学生情况、教师自身素质等三方面的因素来考虑。其原则是：教学有法、教无定法、贵在得法、重在启发。为使学生主动地体验探究过程，在知识的应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，宜采用科学探究模式，并在其中贯穿多媒体直观演示法、引导探究法、对比实验启发法。四、教学程序知识储备：1勒夏特列原理。2沉淀溶解平衡及影响因素。3物质的溶解性。4溶度积（KSP）规则；溶度积与溶解度的关系。教学过程：引入：一开始先创设情景 投影：从含氟牙膏广告开始导入新课提问：为什么牙膏中要加入氟元素呢？学生回答：含氟牙膏能防止龋齿知识介绍：什么是龋齿？因口腔不清洁，食物渣滓发酵产生酸性物质，侵蚀牙齿的釉质而形成空洞，这样的牙齿叫做龋齿。俗称“虫牙”“蛀牙”。设计意图 从生活事例导入激发学生的学习兴趣。（陶行知先生指出“教学的中心是实际生活”，教师在实际生活中去选定某些典型的事实，设计出能对学生的智慧构成挑战的问题，激发学生的好奇心，使之转化成强烈的求知欲。也能使学生认识到化学与生活是紧密联系的。）投影： 阅读下列资料 P83交流与讨论提问：分析龋齿产生的原因及防治方法？学生活动1学会阅读、分析有关问题；2独立思考，回忆所学知识，并尝试进行解释；3与组内同学交流；4回答教师提问，与其他同学进行交流、评价、总结。学生回答：牙齿表面的羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH在水中存在如下平衡：Ca5(PO4)3OH 5Ca2+3PO43+OH.糖在酶的作用下产生的乳酸能电离产生H+ ，H+与OH结合生成水，导致c(OH)下降，平衡向难溶电解质溶解羟基磷灰石的方向移动，导致羟基磷灰石溶解而形成龋齿。 使用含氟牙膏之后，F与Ca2+、PO43结合生成另一种难溶解氟磷灰石Ca5(PO4)3F，Ca5(PO4)3OH+FCa5(PO4)3F+OH，氟磷灰石更能抵御酸的侵蚀，从而使牙齿变得更坚固、更健康。设计意图 该部分知识只要求了解，所以不做太多拓展，主要通过阅读让学生养成良好自学能力和习惯，并在分析过程中让学生偿试了解基本化学原理。教师小结：在一定条件下难溶物质可以转化为另外一种难溶物质。（一）创设情景，提出探究活动提问：那么它们到底如何转化？是否具有相同阳离子或阴离子的难溶物质间均可相互转化？举例AgCl 、AgI 、Ag2S三种难溶银盐是否可相互转化？如何通过化学方法实现转化？Mg(OH)2 、Fe (OH )3 两种难溶碱是否可相互转化？如何通过化学方法实现转化？（二）学生分组讨论并设计方案接下来，让学生依据已学知识及难溶物在结构和性质上的差异，分组进行猜想和讨论出各种方案，然后每组派一代表回答并解释各方案的可行性。设计意图：通过问题的讨论，大大激发学生的学习热情和求知欲望，同时锻炼学生应用已有知识经验对问题进行大胆猜想和假设的能力，在此过程中老师应肯定各位同学的大胆猜想，不要作出武断评价，以留下悬念，让学生有进一步探究的欲望。（三）然后，学生归纳，老师引导补充得出以下四个方案：向AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有沉淀生成，然后向上述混合物中滴加KI溶液，最后再滴加Na2S溶液，观察现象。向AgNO3溶液中滴加Na2S溶液至不再有沉淀生成，然后向上述混合物中滴加KI溶液，最后再滴加NaCl溶液，观察现象。向MgCl2溶液中滴加少量的NaOH溶液，然后滴加少量的FeCl3溶液，静置，观察现象向FeCl3溶液中滴加少量的NaOH溶液，然后滴加少量的MgCl2溶液，静置，观察现象设计意图：这样，通过学生归纳和老师补充，把该节课中实验3-4和实验3-5 全部设计到方案中以进行进一步的探究。（四）学生进行分组实验再将学生分组，按四个方案进行对比实验，记录现象，进一步探究和验证其可行性。第一组步骤向AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有沉淀生成。向上述混合物中滴加KI溶液，观察、记录现象。继续向上述混合物中滴加Na2S溶液，观察、记录现象。现象第二组步骤向AgNO3溶液中滴加Na2S溶液至不再有沉淀生成。向上述混合物中滴加KI溶液，观察、记录现象。继续向上述混合物中滴加NaCl溶液，观察、记录现象。现象第三组步骤向MgCl2溶液中滴加少量的NaOH溶液。观察、记录现象。向上述混合物中再滴加少量的FeCl3溶液，观察、记录现象。静置，观察、记录现象。现象第四组步骤向FeCl3溶液中滴加少量的NaOH溶液。观察、记录现象。向上述混合物中再滴加少量的MgCl2溶液，观察、记录现象。静置，观察、记录现象。现象设计意图：通过学生分组实验，充分调动学生的参与意识，培养小组合作学习和团队精神。（这也是新课标下的流行元素-合作学习团队精神。据说最近几年的诺贝尔奖有不少就奖给几人集体）给学生提供更多的“动脑筋”“动手做”“动口说”的机会，并且培养了学生的操作技能、观察能力和思维能力。（五）最后，通过对实验现象的对比、分析、设疑引导归纳出各方案的可行性以及沉淀转化的方法、实质、解决沉淀溶解平衡问题的基本思路。提问： 各小组派一名代表回答所观察的现象。学生汇报现象：1产生白色沉淀；白色沉淀慢慢转化为黄色沉淀；黄色沉淀又慢慢转化为黑色沉淀。2产生黑色沉淀；后不再变化。3产生白色沉淀；有少量白色沉淀慢慢转化为红褐色沉淀。4产生红褐色沉淀；后不再变化。继续提问： 1根据你的观察分析所发生的反应？师生共同归纳第一组 AgNO3+NaCl- AgCl +KI- 2AgI+Na2S-第二组 2AgNO3+Na2S- Ag2S不与KI、NaCl反应第三组 MgCl2+2NaOH- 3 Mg(OH)2+2 FeCl3 -第四组 FeCl3+3NaOH- Fe (OH )3不再与MgCl2反应2试根据勒夏特列原理和难溶电解质在溶解度上的差别加以解释，并指出这类反应的特点？上述第一组中转化过程为 AgCl AgI Ag2S 具体为 AgCl(s) Ag+ + Cl 而Ag+ + I AgI(s) 生成AgI程度增大，AgCl(s)逐渐溶解而生成AgI(s)； AgI(s) Ag+ + I 而2Ag+ + S2 Ag2S (s) 生成Ag2S程度更大，AgI(s)逐渐溶解而生成Ag2S (s)；第三组中转化过程为 Mg(OH)2 Fe (OH )3Mg(OH)2(s) Mg2+ + 2OH 而3OH+ Fe3+ Fe (OH )3(s) 生成Fe (OH )3程度更大。设疑：为什么第二组中Ag2S不与KI、NaCl反应？第四组中Fe (OH )3不与MgCl2反应？引导：老师可进行引导，沉淀物间的转化是否与它们的溶解度（或溶度积常数）有关？并进一步设疑：沉淀转化的方法和实质是什么？学生活动：查阅几种常见难溶电解质的溶度积常数和溶解度表：（25）难溶物溶度积（KSP）溶解度（g）难溶物溶度积（KSP）溶解度（g）AgCl1.810-101.510-4BaSO41.110-102.410-4AgBr5.410-138.410-6Fe(OH)32.610-393.010-9AgI8.510-172.110-7CaCO35.010-97.110-4Ag2S6.310-50Mg(OH)21.810-11BaCO35.910-9设计意图 在难点的突破中，通过设疑激趣、引导探究、层层递进、解决了问题，同时培养了学生分析、归纳、总结的能力。归纳:上述第一组、第三组中的转化反应之所以能发生，是因为所生成的难溶电解质的溶解度比先前产生的难溶电解质的溶解度更小，使溶液中相应的离子浓度减小，从而使两个平衡向右移动。因此这类反应的特点溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀；不能反向转化。所以 实验操作顺序颠倒，不会有新的沉淀产生。学生课后完成：请根据难溶电解质的溶度积常数理论推导出为何AgCl 能向AgI 转化，AgI又能向Ag2S 转化？小结：上述第一组、第三组实验实际上是难溶电解质溶解平衡在沉淀转化中的应用。解决沉淀溶解平衡问题的基本思路：“看到”微粒“找到”平衡“想到”移动设计意图 1通过实验使学生了解沉淀转化的原理，深化学生对沉淀溶解平衡和复分解反应的认识；2创设情境，与学生的已有认识形成冲突，增强学生的探究热情；3充分发挥探究实验在化学教学中的作用，调动学生的学习积极性和学习热情。（六）总结（所有的探究过程结束后，应对所获得的知识进行总结，以巩固所学知识，训练归纳能力）投影：板书内容1 沉淀转化的方法：对于一些用酸碱或其他方法不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。2沉淀转化的实质：就是沉淀溶解平衡的移动。一般溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀，且两种沉淀的溶解度差别越大，转化越容易。3解决沉淀溶解平衡问题的基本思路：“看到”微粒“找到”平衡“想到”移动4沉淀转化的应用：沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。学以致用：为培养学生迁移知识的能力，可联系生活、生产实际、科学研究等重要现象。（1）锅炉除水垢锅炉水垢既会降低燃料的利用率，造成能源浪费，也会影响锅炉的使用寿命，形成安全隐患，因此要定期去除锅炉水垢。水垢中含有的CaSO4可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸CaCO3，然后再用酸去除。（a）请分析将水垢中含有的CaSO4转化为CaCO3的原理。（b）写出除去水垢中含有的CaSO4的化学方程式和离子方程式。（已知CaSO4和CaCO3的溶解度分别2.110-1和7.110-4）CaSO4(s) Ca2+ + SO42- + CO32-CaCO3 (s)总的离子方程式为：CaSO4(s) + CO32- CaCO3 (s) + SO42-化学方程式为：CaSO4(s) + Na2CO3 CaCO3 (s) + Na2SO4 在加Na2CO3溶液之前，CaSO4的溶解与沉淀处于平衡状态，加入Na2CO3溶液之后，CO32-与Ca2+ 结合生成CaCO3沉淀，该平衡向下进行；同时溶液中Ca2+ 的减少又使CaSO4的溶解平衡向右移动， CaSO4 逐渐溶解。只要加入的Na2CO3足量，上述过程就可连续进行，直至大部分CaSO4转化为CaCO3。（2）在分析化学中的应用在分析化学中常常先将难溶强酸盐转化为难溶弱酸盐，然后用酸溶解，使阳离子进入溶液。例如重晶石（主要成分是BaSO4）是制备钡化合物的重要原料，但是BaSO4不溶于酸，若用饱和Na2CO3溶液处理即可转化为易溶于酸的BaCO3。 BaSO4(s) Ba2+ + SO42- + CO32-BaCO3 (s)总的离子方程式为：BaSO4(s) + CO32- BaCO3 (s) + SO42- 从溶解度中可知，虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，但在CO32-浓度较大的溶液中，BaSO4溶解于水中的Ba2+ 能与CO32-结合形成BaCO3沉淀。转化过程是用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4沉淀，待达到平衡后，移走上层溶液；再加入饱和Na2CO3溶液，重复处理多次，使绝大部分BaSO4转化为BaCO3；最后加入盐酸，Ba2+即转入到溶液中。 让学生充分体会到矛盾普遍性和特殊性，（3）对一些自然现象的解释 在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4 溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪金矿（ZnS）和方铅矿（PbS ），便慢慢地使之转变为铜蓝（CuS ）。化学方程式为：CuSO4 + ZnS CuS + ZnSO4CuSO4 + PbS CuS + PbSO4设计意图 1综合运用沉淀溶解平衡知识解决实际问题，使学生深化对沉淀溶解平衡的相关问题的认识；2与其他平衡的联系使学生意识到水溶液中的各种平衡相互作用、相互影响，拓宽学生的思路；3促使学生形成分析水溶液中的问题的基本思路。 4通过介绍沉淀的转化在科研、生产、生活中的应用，使学生了解化学对人类发展的巨大贡献，激发学生学习化学的热情。思考题：如何除去CuSO4溶液中的少量Fe3+ ？学生分析：若加入碱液，两者均会生成沉淀，无法找到能使Fe3+沉淀而不使Cu2+沉淀的试剂。教师引导：虽然加入碱液两种离子均会沉淀，但是溶解度小的会优先沉淀下来。查阅溶解度表可知：25时Fe(OH)3 为 3.010-9g ；Cu(OH)2 为1.6310-6g 。再问：根据两者溶解度的差别能否找到合适的操作方法？学生分析：可以通过控制溶液的PH的方法，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀下来，而将Cu2+保留在溶液中。引导学生查阅相关资料：溶液中PH=34 时生成Fe(OH)3沉淀，PH=5时Cu2+才转化为Cu(OH)2沉淀。继续提问：如何控制溶液的PH在34间？ 在PH计的监控下向溶液中加入适量的Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 ，充分搅拌，最后再过滤除去剩余的Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3和Fe(OH)3沉淀。继续提问：能否在PH计的监控下直接向溶液中加入NaOH溶液？不能。教师小结：在科研中，人们为了实现物质的分离，常选择适当的沉淀剂，通过控制沉淀剂的浓度使不同的离子依次转化为沉淀。设计意图 最后，为了进一步巩固和拓展课堂所学知识，扩大知识面，发展学生思维能力和运用所学知识解决本学科中的疑难问题。布置了三道课堂练习题和一道课外探究活动题（七）课堂练习：教材P65练习1、2、3（八）课外探究活动：让学生通过网络资源或查阅书刊，更多的了解沉淀转化的应用。课堂小结：略基础知识：沉淀的转化及其应用；基本思路：分析沉淀溶解平衡问题的一般思路。作业布置：略板书设计：1 沉淀转化的方法：对于一些用酸碱或其他方法不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。2沉淀转化的实质：就是沉淀溶解平衡的移动。3解决沉淀溶解平衡问题的基本思路：“看到”微粒“找到”平衡“想到”移动4沉淀转化的应用：沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。（1）锅炉除水垢（2）在分析