人教版选修4 第3章第4节 难溶电解质的溶解平衡（共2课时） 教案.doc

第四节 难溶电解质的溶解平衡一、教材分析本节教材安排在第三章第4节。它的知识基础是溶解度和化学平衡理论。需要利用初中和高中必修、选修已学的知识，采用理论推理与实验探究相结合的方法，逐步分析并巩固第二、三章的知识点；利用本节内容可以更深刻的理解必修1中离子反应的实质。本节内容涉及沉淀反应安排了一定篇幅的应用内容，在资料等栏目及问题的引出中，教材多处以不同方式涉及了相关知识的应用；由于其中相当部分的内容不仅仅是简单的事实介绍，而是于实际问题中应用所学进行理论分析或技能实践，因此在教学中落实这些理论联系实际的内容，有助于学生巩固、加深对相关知识的理解。水溶液中的离子平衡是重要的化学原理，它具有较严密的逻辑性，是适用于几乎所有在溶液中进行的化学反应的普遍规律。这些原理需要由特殊到一般、由具体到抽象、由现象到本质的过程中逐渐产生的，才能使学生正确认识、掌握并灵活运用，需要在感性认识和理性认识的不断循环中进行归纳和演绎等逻辑推理。二、教学目标1、知识与技能（1）能应用化学平衡理论描述溶解平衡，知道沉淀转化的本质。（2）根据溶解度和化学平衡的理论，掌握影响溶解平衡的因素。（3）根据溶解度和化学平衡的理论，能从化学平衡角度研究难溶电解质溶解平衡的移动。2、过程与方法 （1）通过对沉淀的溶解、转化等问题的讨论，让学生经历认识事物由特殊到一般、由具体到抽象、由现象到本质的过程，培养学生归纳、演绎能力及辩证看待问题的思想。 （2）通过实验及对沉淀溶解的讨论，学会变换问题角度研究和解决问题的方法，用发展的观点看问题的方法。 3、情感态度价值观（1）通过对知识的学习和应用，体会化学平衡知识在解决实际问题中的应用，进一步认识化学知识与人类生活的密切关系。 （2）通过对本节的学习，培养学生运用化学平衡知识解决实际问题的能力。 三、教学重点 （1）理解难溶电解质的溶解平衡。 （2）利用平衡移动的知识分析沉淀的生成、溶解及转化。四、教学难点 （1）理解难溶电解质的溶解平衡。 （2）利用平衡移动的知识分析沉淀的生成、溶解及转化。五、教学方法实验探究法、分析归纳法、理论联系实际。六、课时安排2课时七、教学过程第一课时 难溶电解质的溶解平衡教学内容教学活动引入 用初中学习的溶解度知识和高中学习的化学平衡理论。来分析nacl溶解于水的几种情况，引入新课。设问在nacl溶液中，再加入固体溶质，固体有没有溶解过程？当v（结晶）=v（溶解）时，体系处于什么状态？投影 nacl(s) na+(aq) + cl-(aq)设问 nacl能不能和盐酸反应？补充演示实验1 向饱和nacl溶液中加浓盐酸学生观察实验现象，并运用平衡移动原理，讨论产生现象的原因过渡可溶电解质既然存在溶解平衡，那么难溶电解质是否也存在溶解平衡？板书第四节 难溶电解质的溶解平衡讲我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，agno3溶液与nacl溶液混合，生成白色沉淀agcl：如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。设问ag和cl的反应真的能进行到底吗？思考与交流指导学生阅读p61-62，板书一、ag和cl的反应真的能进行到底吗？问1、当agno3与nacl反应生成难溶agcl时，溶液中是否含有ag+和cl-？2、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？讲习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0(生成agcl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存)。讲生成沉淀的离子反应反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度小。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/l时,沉淀达到完全。问3、难溶电解质（如agcl）是否存在溶解平衡？如何表示？讲是 cl（aq）ag（aq） agcl (s)问4、什么情况下就到达溶解平衡？讲在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到agcl的饱和溶液，就到达溶解平衡。板书1、难溶电解溶解平衡的概念：在一定条件下，难溶电解质电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）2、表达式：如： agcl (s) cl（aq）ag（aq）讲尽管agcl 溶解度很小并非绝对不容，生成agcl沉淀会有少量溶解。从固体溶解平衡的角度，不难理解agcl在溶液中存在下述两个过程：在agcl溶液中，一方面，在水分子作用下，少量ag 和cl脱离agcl的表面溶入水中；另一方面，溶液中的ag和cl受agcl表面正、负离子的吸引，回到agcl的表面析出沉淀。在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到agcl的饱和溶液，即建立了动态的溶解平衡。过根据我们前面所学的知识，请同学们归纳出溶解平衡的特征。板书3、特征：逆、动、等、定、变，是一个多相的、动态的平衡讲溶解平衡具有等、动、定、变的平衡特征。任何平衡都是相对的、暂时的和有条件的。当改变影响平衡的一个条件，平衡就会发生移动。随堂练习书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式agi(s) ag(aq)+i(aq)板书4、影响溶解平衡的因素：问应该从那几方面去分析？板书（1）内因：电解质本身的性质讲不同的电解质在水溶液中溶解的程度不一样，而且差别很大，有的能溶解很多，像nacl、kcl、naoh等，这些物质的溶解度大于0.1克，我们通常把它们称作易溶物质。有的溶解的不多，如caso4、ca(oh)2等，这些物质的溶解度在0.01克到0.1克之间，我们通常把它们称作微溶物质，有的溶解的很少，像caco3、agcl、ags等，这些物质的溶解度小于0.01克，我们通常把它们称作难溶物质，在水溶液中我们把它们称作沉淀。投影 难溶 微溶 易溶 0.01 0.1 m(g)板书、绝对不溶的电解质是没有的。 、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。 、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。过根据前面所学知识大家一起来探讨影响溶解平衡的外界因素：板书（2）外因：讲通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说，在溶液中进行，可忽略压强的影响。下面请同学们考虑浓度、温度对溶解平衡分别有什么影响？讲若向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子，平衡向生产沉淀的方向移动。若向沉淀溶解平衡体系中加入某些离子，可与体系中某些离子反应生成难溶的物质或气体，则平衡向溶解的方向移动。板书浓度：加水，平衡向溶解方向移动。 温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。讲多数难溶电解质的溶解度随温度的升高而增大，升高温度，平衡向溶解方向移动；但也有少数电解质，溶解度随温度升高而减小。升高温度，平衡向沉淀方向移动。随堂练习 石灰乳中存在下列平衡：ca(oh)2(s) ca2+(aq)+2 oh (aq),加入下列溶液，可使ca(oh)2减少的是（ a b ）a. na2co3溶液 b. alcl3溶液 c. naoh溶液 d. cacl2溶液小结难溶电解质的溶解平衡作为一种平衡体系，遵从平衡移动原理。沉淀溶解平衡跟其他平衡一样也有平衡常数，这个平衡常数应该怎样表示呢？科学视野指导学生阅读p65科学视野有关内容板书5、溶度积（平衡常数）ksp(1) 对于沉淀溶解平衡：（平衡时）mman (s) mmn（aq） nam（aq） ksp c (mn) mc(am )n 在一定温度下，ksp 是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积。(2) 溶度积常数的意义：对于相同类型的电解质，ksp越大，其在水中的溶解能力越大。ksp 和s均可衡量物质在水中的溶解能力，只有相同类型的物质，才有ksp 越大s越大的结论。同一物质的ksp与温度有关，与溶液中的溶质离子浓度无关。讲通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积-离子积qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。板书(3) 溶度积规则若任意时刻有：qc c (mn) mc(am )n则有：qc ksp 过饱和，析出沉淀，qc ksp 饱和，平衡状态qc ksp 未饱和。随堂练习在100ml 0.01mol/lkcl 溶液中，加入 1ml 0.01mol/l 100ml 0.01mol/l agno3 溶液，下列说法正确的是(agcl ksp=1.810-10) （ a ）a有agcl沉淀析出 b. 无agcl沉淀 c. 无法确定 d. 有沉淀但不是agcl拓展训练溶度积的应用1、已知溶度积求离子浓度例1、已知室温下pbi2的溶度积为7.110-9，求饱和溶液中pb2+和i 的浓度;在c(i )=0.1moll-1的溶液中, pb2+的浓度最大可达到多少?解：pbi2(s) pb2+(aq) + 2i (aq)ksp c (pb2+) c2(i-)c (pb2+) = ksp/c2(i-) =7.110-9/0.12=7.110-7即：该溶液里允许pb2+的最大浓度为7.110-7moll-12、已知溶度积求溶解度：例2、已知 298k 时mg(oh)2 的 ksp = 5.611012，求其溶解度s。解：mg(oh)2mg2+ + 2oh-ksp = c(mg2+) . c2(oh-)设mg(oh)2 的溶解度为s，在饱和溶液中，c(mg2+) = s，c(oh-) = 2sksp mg(oh)2 = c(mg 2+) c2(oh-)=s (2s)2= 4s3 = 5.6110-123、已知溶解度求溶度积例3. 已知agcl 298 k 时在水中溶解了1.9210-3gl-1，计算其ksp。解：m(agcl) = 143.5 g mol-1c(agcl) = 1.9210-3g l-1/143.5 g mol-1 = 1.34 10-5 moll-1ksp = c2 = (1.34 10-5 )2 = 1.810-104、利用溶度积判断离子共存例4、已知298k时， mgco3的ksp = 6.8210-6，溶液中c(mg2 ) = 0.0001 moll-1，c(co32 ) = 0.0001moll-1，此时mg2 和co32 能否共存？解：mgco3 mg2+ + co32 c(mg2+) . c(co32 ) = (0.0001)2 =110-8110-8 ksp 过饱和，析出沉淀，qc ksp 饱和，平衡状态qc ksp 未饱和。教学反思：第二课时 沉淀溶解平衡的应用教学内容教学活动新课引入难溶电解质的沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡，我们可以通过改变条件，控制其进行的方向，沉淀转为溶液中的离子，或者溶液中的离子转化为沉淀。本节课我们共同探究沉淀反应的应用。板书二、沉淀溶解平衡的应用探究问题向饱和nacl溶液中加浓盐酸会有什么现象？运用平衡移动原理，讨论产生现象的原因讲加入相同离子，平衡向沉淀方向移动。问以上是存在溶解平衡时的情况，如果不存在溶解平衡，如何生成沉淀呢？探究问题如何处理工业废水中的fe3+？讲加入含oh的溶液将fe3+转化为fe(oh)3沉淀，oh的溶液就是“沉淀剂”。还可以通过调节溶液的ph值来使fe3+转化为fe(oh)3沉淀讲常见的方法是调节ph法和加沉淀剂法。如工业原料氯化铵中含杂质fecl3，使其溶解于h2o，再加入氨水调节ph至7-8，可使fe3转变为fe(oh)3沉淀而除去。再如以na2s、h2s等作沉淀剂，使某些金属离子如cu2、hg2+等生成极难溶的硫化物cus、hgs等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。板书1、沉淀的生成（1）方法：a、调节ph法 b、加沉淀剂法 c、同离子效应法 d、氧化还原法讲1、 沉淀剂的选择：要求除去溶液中的某种离子，又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还要便于除去。如：沉淀ag+，可用nacl作沉淀剂，因为它的溶解度小。溶液中沉淀物的溶解度越小，被沉淀离子沉淀越完全。如：被沉淀离子为ca2+离子，可用生成caco3，caso4或cac2o4形成沉淀出来，但这三种沉淀物中以cac2o4的溶解度最小，因此，沉淀成cac2c4的形式，ca2+离子去除的最完全。2、形成沉淀和沉淀完全的条件：由于难溶电解质溶解平衡的存在，在合理选用沉淀剂的同时，有时还要考虑溶液的ph和温度的调控。加入适当过量沉淀剂，使沉淀完全，一般过量20%-50%。要注意沉淀剂的电离程度。如欲使mg2+离子沉淀为mg(oh)2，用naoh做沉淀剂比用氨水的效果要好。(4)控制溶液ph值，对于生成难溶氢氧化物或硫化物的反应，必须控制溶液的ph值。3、通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难电解质以便分离出去思考与交流p63, 指导学生思考讨论两个问题1、如果要除去某溶液中的so42，你选择加入钙盐还是钡盐？为什么？ 从溶解度角度考虑，应选择钡盐板书（2）原则：生成沉淀的反应能发生，且进行得越完全越好（3）意义：物质的检验、提纯及工厂废水的处理等讲生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂质或提纯物质的重要方法之一，但不是唯一方法。板书(4) 不同沉淀方法的应用1 直接沉淀法：除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质2 分步沉淀法：鉴别溶液中含有哪些离子或分别获得不同难溶电解质3 共沉淀法：除去一组某种性质相似的离子，加入合适的沉淀剂4 氧化还原法：改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质便于分离除去随堂练习为除去mgcl2溶液中的fecl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是（ d ）a、naoh b、na2co3 c、氨水 d、mgo过既然已经存在沉淀，就存在沉淀溶解平衡。沉淀的溶解就要从沉淀向溶解方向移动考虑。问结合以前的知识，如果想溶解碳酸钙，可以用什么方法？为什么？板书2、沉淀的溶解(1) 酸碱溶解法 caco3的溶解讲在上述反应中，气体co2的生成和逸出使caco3溶解平衡体系中的co32浓度不断减小，平衡向沉淀溶解方向移动。难溶电解质fes、al(oh)3、cu(oh)2也可溶于强酸，其反应如下：fes+2h=fe2+h2s；al(oh)3+3h =al3+3h2o；cu(oh)2+2h=cu2+2h2o 过除了酸之外，某些盐溶液也可用来溶解沉淀。板书(2) 盐溶解法实验3-3滴加试剂蒸馏水盐酸氯化氨溶液现象固体无明显溶解现象迅速溶解逐渐溶解思考与交流1、有关反应的化学方程式： 2、应用平衡移动原理分析、解释上述发生的反应。并试从中找出使沉淀溶解的规律分析：对于难溶氢氧化物来说，如mg(oh)2、fe(oh)3、cu(oh)2，加酸，由于形成弱电解质水促使沉淀溶解。例如mg(oh)2可溶于盐酸，表示如下：由于溶液中生成水，oh-离子浓度降低，使mg(oh)2沉淀溶解平衡向右移动，从而促使mg(oh)2沉淀溶解。mg(oh)2、mn(oh)2等溶解度较大的氢氧化物还能溶于nh4cl溶液中。表示为：由于溶液中生成弱电解质nh3h2o，使oh-离子浓度降低，mn(oh)2沉淀溶解平衡向右移动，从而促使mn(oh)2沉淀溶解。小结上面两个反应中，mg(oh)2在水中少量溶解、电离出的oh分别与酸和盐电离出的h、nh4作用，生成弱电解质h2o和nh3h2o，它们的电离程度小，在水中比mg(oh)2更难释放出oh，h2o和nh3h2o的生成使mg(oh)2的溶解沉淀平衡向溶解方向移动，直至完全溶解。过除此之外，还有一些其他方法。例如，agcl可溶于nh3h2o，银氨溶液的配制过程其实质都是生成配合物沉淀溶解板书(3) 生成配合物使沉淀溶解 (4) 发生氧化还原反应使沉淀溶解 讲如有些金属硫化物(cus、hgs等)不溶于非氧化性酸，只能溶于氧化性酸，通过减少c(s2)而达到沉淀溶解的目的。例如：3cus+8hno3 = 3cu(no3)2 +s+2no+4h2o 随堂练习试用平衡移动原理解释下列事实1、 fes不溶于水，但却能溶于稀盐酸中。2、 caco3难溶于稀硫酸，但却能溶于醋酸中。3、 分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/l硫酸洗涤baso4沉淀，用水洗涤造成的baso4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量。过渡当向agno3和nacl恰好完全反应的平衡体系中加入i，若再加入s2，会看到什么现象？实验向盛有10滴0.1 mol/l的agno3溶液的试管中加0.1 mol/l的nacl溶液，至不再有白色沉淀生成。向其中滴加0.1 mol/l ki溶液，观察、记录现象；再向其中滴加0.1 mol/l的na2s溶液，观察并记录现象思考根据实验3-4的实验步骤，指导学生完成实验。设问通过实验你观察到了什么现象？步骤agcl和agno3溶液混合向所得固体混合物中滴加ki溶液向新得固体混合物中滴加na2s溶液现象又白色沉淀析出白色沉淀转化为黄色黄色沉淀转化为黑色实验35根据实验3-4的实验步骤，指导学生完成实验。步骤向mgcl2 溶液中滴加naoh 溶液向有白色沉淀的溶液中滴加fecl3 溶液静置现象有白色沉淀析出白色沉淀变红褐色红褐色沉淀析出溶液褪至无色板书3、沉淀的转化 (1) 方法：加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。讲沉淀的转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现板书(2) 实质：生成溶解度更小的难溶物总结沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题，其基本依据主要有：浓度：加水，平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶解