江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学高中化学沉淀溶解平衡原理的应用教学设计苏教版选修4

1、江苏省连云港市赣榆县赣榆县海头高级中学2015高中化学 沉淀溶解平衡原理的应用教学设计苏教版选修4(1)三维目标知识与技能目标1、使学生能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析。2、知道沉淀转化的本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。过程与方法目标初步建立解决沉淀溶解平衡问题的一般思路，尝试运用微粒观、动态观、定量观分析沉淀溶解平衡的相关问题。情感态度价值观目标通过对生产、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，激发学生学习化学的热情。(2)教学重点1 .沉淀的转化的基本原理；2 .解决沉淀溶解

2、平衡相关问题的基本思路；(3)教学难点用微粒观、动态观、定量观分析水溶液中的平衡问题。(4)教学建议沉淀溶解平衡的主要的研究对象是难溶性的电解质。难溶性意味着溶液的浓度很低，电解质表明溶液中存在的主要微粒是离子。沉淀溶解平衡，指的是难溶性的电解质与其溶解后生成的离子之间的平衡。达到平衡时，沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等，此时溶液达到饱和状态，沉淀质量不再发生改变， 溶液中离子浓度也不再发生变化。对于沉淀溶解平衡的应用，主要是利用沉淀平衡是一种动态平衡，同样适用平衡原理。因此，在生产生活中可以通过选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。本节课是沉淀溶解平衡的第二节内容。此前，学生已经学习了

3、沉淀溶解平衡的建立。对照课标，学生应已了解难溶物在水中的溶解情况，.并初步认识沉淀溶解平衡的建立过程，并能描述沉淀溶解平衡； 本节课的重点应该是通过探究实验和引导分析，认识沉淀转化的本质。在准备教材材料时， 教师应充分挖掘教材的可用材料，并进行有效地整合梳理。 教材中 给出了关于沉淀溶解平衡的应用的多个详细例子，在课堂教学中应有效地采用并加以引导。教学重点是巩固认识沉淀溶解平衡的建立过程和认识沉淀的转化的实质。其中，认识沉淀转化的实质是本单元的难点。因此，我们设计实验让学生通过亲身实验感受沉淀的转化，获取感性认识，通过帮助学生分析、 推导的过程让学生逐步理解沉淀转化的本质，并进行实验的预测以强

4、化知识点的认识。以数据和拓展阅读材料让学生明确沉淀转化的条件和在实际中的应用。由于本单元涉及的知识点较多，内容较丰富抽象，因此，要很好地组织教学需要较多的知识储备。而此前，在必修部分学生已经掌握溶解度、电解质、分散系等基础化学概念， 同时在本单元前已经学习了化学平衡移动的基础知识。这些对于学习和掌握沉淀溶解平衡是很重要的知识支撑。在教学设计中，教师可对实验进行了精心设计。第一个设计是对原教材中学生实验AgCl、AgI、Ag2s沉淀的转化中药品添加顺序和用量进行调整。教材中该实验是先取 2mLAgNO溶液，后逐步滴加NaCl溶液，形成AgCl沉淀后，再滴加KI溶液；由于学生实验技能不一， 部分学

5、生在滴加 NaCl溶液后并未振荡，再次滴加KI溶液后，发现存在上下两层沉淀，他们并不认可是AgCl沉淀转化为AgI沉淀，而是前面过量 AgNO与新滴加的KI溶液直接形成了 AgI沉淀，这不利于学生对沉淀转化实质的认识；对此，我们采用如下设计，即先取2mLNaCl溶液，再向溶液滴加几滴 AgNO溶液，这样Ag+相对较少，能保证滴加的 Ag+全部被用于形成 AgCl沉淀，而之后?加的KI溶液只有通过沉淀溶解平衡的移动才能实现由AgCl沉淀向AgI沉淀的转化，实验现象明显。第二个设计出现在教材P85页，教材列举了溶解能力较弱的BaCO也能转化为溶解能力相对较强的BaSO,但仅仅文字分析，缺乏说服力；

6、因此，我们引导学生从量的角度分析，在BaSQ悬浊液中，SO离子的浓度相对较低，甚至用低浓度的BaCl2溶液也检测不出，但是采用饱和NaCO溶液对BaSO处理后，SO 离子的浓度增大，并能被低浓度的BaCl2溶液检测出来，但并非 BaSO一次性地全部转化为 BaCO,而只是部分转化， 需要重复处理多次，才能使大部分BaSO转化为BaCO,突出体现化学实验中量的变化和影响。之后，指出只有当两种难溶物溶解能力差别不大时，溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质，并引导学生通过改造第一个设计来验证当溶解能力差别较大时，溶解能力相对较弱的物质不易转化为溶解能力相对较强的物质。通过

7、上述设计，使得学生对沉淀转化的本质有了清晰的认识，并能从量的高度理解沉淀转化的规律。学生已经完成化学必修课程的学习， 对于高中化学基础知识有了一定的了解， 并已具备一定 的化学思维基础和基础实验技能， 能对实验现象及结果作初步分析和处理， 如果通过教师不 失时机的引导，便能更为有效地认知抽象的化学理论知识。对于沉淀溶解平衡的应用 的主要知识点中，沉淀溶解平衡的建立过程及沉淀的转化本质涉及到较多需要想象的抽象思维概念，学生理解起来较为费力。 因此，采用理论推导结合实验验证的教学形式有利于学生更快更深刻地理解相关概念。导入设计导入一【教师】（演示实验）向Pbl2上层清液中滴加 KI溶液【教师】（提

8、问）请利用你所学的知识分析，黄色沉淀是什么物质？它是怎样产生的？【教师】（小结）1 .沉淀溶解平衡的建立与Ksp；2 .如何根据Q与Ksp的关系判断沉淀的生成。导入二【教师】上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡，我们要求大家要学会描述沉淀溶解平衡的建立，这里我们以 AgCl悬浊液为例，请一位同学来描述一下在这个体系中，沉淀 溶解平衡是如何建立的？我们希望一位同学起来描述一下，是大家勇敢地站"起来，不愿做奴隶的人们”，还是让老师“被迫着发出最后的点名”？【学生】描述淀溶解平衡的建立，教师让其他学生作评委，询问第一位学生的描述是否完 整准确，直至达成统一而完备的描述微观上说，在 A

9、gCl悬浊液体系，一方面，在水分子的作用下，少量的 Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中，这是沉淀溶解过程；另一方面，溶液 中的Ag+和C受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl表面析出，这是沉淀生成过程。在一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，达到平衡状态，形成AgCl饱和溶液，这种平衡就是沉淀溶解平衡。【教师】我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。+ cr【教师】【教师J 为了便于分析，我们省略相关标注。【教师】 沉淀溶解平衡是一个动态平衡，也会因影响因素的变化而发生移动。影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等。根据平衡移动原理，如果改变影响平衡的条件，平衡将向

10、能够减弱这种改变的方向移动。例如，当AgCl悬浊液体系达到沉淀溶解平衡时，增大体系中Cl-的浓度，平衡就会向生成 AgCl沉淀的方向移动；反之，如果减小体系中Cl-的浓度，那么平衡就会向 AgCl沉淀溶解的方向移动。因此，根据平衡移动原理，选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。这就是沉淀溶解平衡的应用。【板书】第2课时沉淀溶解平衡原理的应用复习上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡，我们要求大家要学会描述沉 淀溶解平衡的建立，这里我们以AgCl悬浊液为例，请一位同学来描述一下在这个体系中，沉淀溶解平衡是如何建立的？我们希望一位同学起来描述一下，是大家勇敢地站"起来，不愿做奴隶

11、的人们”，还是让老师“被迫着发出最后的点名”？学生描述淀溶解平衡的建立，教师让其他学生作评委，询问第一位学生的描述是否完 整准确，直至达成统一而完备的描述微观上说，在 AgCl悬浊液体系，一方面，在水分子的作用下，少量的 Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中，这是沉淀溶解过程；另一方面，溶液 中的Ag+和C受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl表面析出，这是沉淀生成过程。在一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，达到平衡状态，形成AgCl饱和溶液，这种平衡就是沉淀溶解平衡。讲述我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。4 cr板书讲述为了便于分析，我们省略相关标注。讲述沉淀溶解

12、平衡是一个动态平衡，也会因影响因素的变化而发生移动。影响沉淀 溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等。根据平衡移动原理，如果改变影响平衡的条件，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。例如，当AgCl悬浊液体系达到沉淀溶解平衡时，增大体系中Cl-的浓度，平衡就会向生成 AgCl沉淀的方向移动；反之，如果减小体系中Cl-的浓度，那么平衡就会向 AgCl沉淀溶解的方向移动。因此，根据平衡移动原理，选择适当 的条件，使平衡向着需要的方向移动。这就是沉淀溶解平衡的应用。板书§3.4.2沉淀溶解平衡的应用讲述那么现在我们就通过实验来初步体会沉淀溶解平衡的应用。实验要求请同学们先取2mLNaCl溶液

13、置于试管中，然后滴加数滴AgNO溶液，振荡，观察现象并进行记录；然后，请同学们继续向该试管中加入数滴KI溶液，同样进行振荡，观察现象并进行记录；最后，请同学们继续向该试管中加入数滴NaS溶液，振荡，观察现象并进行记录。做完实验以后，请同学描述观察到的实验现象。现在开始实验！学生操作实验，教师参与指导 提问停止实验！把手上的试管仪器先放到指定位置。请一位同学来描述自己观察到 的现象。学生滴加AgNO溶液后出现白色沉淀，滴加 KI溶液后，变成黄色沉淀，滴加Na2S溶液，变成黑色沉淀。讲述大家的现象跟他一样吗？引导思考应该都是相同的。那么，如何解释这种现象呢？这里我们提供给同学们关 于难溶物颜色的资

14、料。刚才看到的不同颜色的沉淀应该分别是哪些呢？发生了什么样的变 化。PPT 演示AgCl、AgI、Ag2s 的颜色引导学生表述根据所给数据结合已学知识， 白色沉淀应该是 AgCl,黄色沉淀是AgI, 黑色沉淀是Ag2s沉淀。刚才的现象说明了向 AgCl溶液中滴加KI溶液，AgCl会转化为AgI ; 而继续滴加Na2S溶液则沉淀转化为 Ag2s黑色沉淀。讲述这就是沉淀溶解平衡的一个重要应用一一沉淀的转化。板书一、沉淀的转化设疑为什么会发生上述沉淀的转化？沉淀转化有什么一般性的规律呢？我在上面给 大家上述沉淀的溶解度数据，大家可以参考这些数据，然后和小组的同学一起讨论。组织请同学以前后两桌 46个

15、人为一组进行讨论，然后请各组同学派代表来回答问 题。开始讨论！PPT 演示AgCl、AgI、Ag2s 的溶解度（25 C）学生讨论，老师参与讨论，并适当引导学生得出较为准确的结论提问安静下来！请一位同学代表所在的小组来汇报一下你们的讨论结果。学生汇报讨论结果， 教师及时给予引导向NaCl溶液加AgNO溶液，生成白色的AgCl 沉淀生成。由于AgCl是难溶电解质，在溶液中存在沉淀溶解平衡。（利用已写板书，不再进 行书写）。讲述那么，这个过程中， Ag+的浓度是由大到小。学生继续汇报继续滴加KI溶液后，AgCl转化为更难溶的 AgI沉淀。设疑如何实现这个转化的？学生表述，教师及时引导在原AgCl的

16、沉淀溶解平衡中存在的Ag+与滴加的I-结合生成更难溶的AgI沉淀，从而减少原平衡中 Ag+的浓度，使AgCl的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的 方向移动，由AgCl溶解的Ag+又被沉淀成更难溶的AgI沉淀。从而使AgCl全部转化为AgI。 我们可以看到整个过程中，原有的沉淀溶解平衡被破坏，新的沉淀溶解平衡建立。那么，这个反应的总的化学方程式和离子方程式可以这么书写。板书AeCI Af+ + Cl-+KI I十父I引导并板书化学方程式：AgCl+KI=AgI+KCl离子方程式：AgCl+I -=AgI+Cl-提问通过上述分析，你觉得沉淀为什么发生转化？上述沉淀的转化有什么规律？学生回答，教师引导通过上述

17、的分析，我们可以知道沉淀之所以发生转化是由于添 加的离子破坏了原有的沉淀溶解平衡，从而导致沉淀溶解平衡的移动。因此，沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱 的物质。PPT演示一、沉淀的转化1 .沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。2 .沉淀转化的规律a. 一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。讲述AgI沉淀转化为A&S沉淀的过程，也是符合上述规律的，我请一位同学象我在 板书上分析的方式写出这个沉淀溶解平衡的移动过程，以,及沉淀转化的化学方程式和离子方程式。有没有自告奋勇的同学举手到讲台上写板书。其他同学在下

18、面把相关式子写下来。学生上台书写板书，教师在旁提示指导，共同完成板书 提示Ag+和S2-的物质的量比 值为2:1板书2A£ =-5Ag+ +2F十N好S* 4- 2HIIAfiaS化学方程式：2AgI+Na 2S=A0S+2NaI离子方程式：2AgI+S 2-=Ag2S+2I-提问写好以后，请上来的同学来描述一下AgI转化为Ag2s沉淀的过程是怎样进行的？在这个过程中体系发生了哪些变化？学生表述，教师引导补充在原AgI的沉淀溶解平衡中存在的 Ag+与滴加的S2-结合生 成更难溶的Ag2s沉淀，从而减少原平衡中 Ag+的浓度，使AgI的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的 方向移动溶解的Ag+又被

19、S2沉淀成更难溶的 Ag2s沉淀。从而使AgI转化为Ag2So原有AgI 的沉淀平衡被破坏，新的Ag2s沉淀平衡建立。设疑很好。那么利用沉淀的转化，我们来了解其在实际中的一些应用实例。请同学 们结合我们所给的数据和刚才所学的知识来完成下面的这个问题，可以进行小组讨论，然后给出你们组的统一意见。PPT演示锅炉水垢中含有 CaSO,可用NkCO溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸 的CaCO,再用酸除去。1 .分析将CaSO转化为CaCO勺原理；2 .写出除去CaSO的化学方程式和离子方程式。提问学生学生回答，NaCO引导其他学生评价，组织讨论，达成共识。板书CaSO 4+Ns2CQ=CaC（3+N

20、a2SQCaSa+Cj，= CK6+ SO；设疑那么，BaSO沉淀能否转化为 BaCO沉淀？如果能，需要添加什么试剂？大家分 组讨论一下，然后给出你们的答案。PPT演示BaSO4沉淀能否转化为 BaC歙淀？学生通过讨论，感到困惑BaSO能或不能转化为 BaCQ如果能，可以通过添加NkCO 溶液。引发思考和质疑我们不是说，一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能 力相对较弱的物质吗？那么，你们说能转化不是和刚才的结论有矛盾吗？引导分析关键还是在于沉淀溶解平衡的移动。要使溶解能力相对较弱的BaSO转化为溶解能力相对较强的 BaCO,要想办法促进BaSO向沉淀溶解的方向移动，同时想办法促 进B

21、aCO的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动。工_引导分析增大CO的浓度，使平衡向生成BaCO沉淀的方向移动。而采用饱和NS2CO能最大程度地增大 CO的浓度，使平衡向生成BaCO沉淀的方向移动。如果这种设想是正确2-的，CO与Ba2+结合生成BaCO沉淀，将降低体系中 Ba2+的浓度，使BaSO向沉淀溶解的方工-向移动，而这个过程中 SO离子的浓度应该增大。那么，我们可否设计一个实验来验证我 们的结论呢？弓I导BaSO4悬浊液体系中，SO的浓度很小。甚至用稀的 BaCl2溶液也检测不出来。 我们可以用实验证明。演示实验取BaSO粉末置于试管中，加入适量水，振荡静置，后过滤取滤液滴加稀 BaCl2

22、溶液。引导学生观察现象（考虑到该实验现象需要近距离观察，所以可以请一、两位个同学上台来观察并回答）。2-学生回答，老师引导无明显反应现象，说明溶液中 so离子浓度很小，低于我们的 检测范围。演示实验并讲解取BaSO粉末置于试管中加入饱和N&CO溶液，充分搅拌。过滤上述混合物，取滤液（12mL）滴加稀HNO液至无气泡产生，再滴加BaCl2溶液，引导学生观察现象。并与前面的试管进行参照比较（选取黑纸板作为背景）。提问两支试管中澄清程度是否一样？哪个相对更为浑浊些？说明什么问题？学生不一样。经过NaCO溶液处理的BaSO滤液更为浑浊，说明经过饱和 N&CO溶液 处理，确实能使 BaS

23、O转化为BaCO0讲述很好。我们证实了自己的设想。我们可以把相关的化学方程式和离子方程式写 出来。FPT 演示0s 孙比总加SI朴必BaC0s+90f讲述但是，这里需要注意的是，这是由溶解性能相对弱较的物质转化为相对较强的 物质，因此这个转化不是一步到位的，需要用饱和碳酸钠溶液反复处理多次。另一方面，要 实现这一转化，还需要考虑两者的溶解性能差异，不能太大。因此，沉淀转化的第二个规律是当两种难溶物溶解能力差别不大时，溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶 解能力相对较强的物质。PPT演示2.沉淀转化规律b.当两种难溶物溶解能力差别不大时，溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化 为溶解能

24、力相对较强的物质。讲述而对于溶解能力相差较大的，就较难实现溶解性能相对弱较的物质向溶解能力 相对较强的物质的转化。同学们可以想想能否用我们桌面上的试剂来进行检验，想到的同学请举手提出自己的方案。学生表述自己的观点，应该能写出相关的实验设想，即先形成Ag2s沉淀，再滴加KI或NaCl溶液。PPT演示取2mLNaS溶液，加数滴 AgNO溶液，振荡，再滴加 KI溶液或NaCl溶液。 学生黑色沉淀难以转化为黄色。讲述从溶解度大小比较，不难发现Ag2S、AgI、AgCl三者的溶解能力差别较大，溶解能力差别较大，故难以实现溶解性能相对弱较的物质向溶解能力相对较强的物质的转化。小结通过上述例子，我们可以发现

25、利用根据平衡移动原理，通过改变溶液中离子浓 度就能使平衡向着需要的方向移动。需要再次强调的是，影响沉淀溶解平衡的因素有温度、 离子浓度、pH等，因此对于沉淀溶解平衡而言，除了改变离子浓度以外，改变反应温度或 溶液的pH等因素也能使平衡向着需要的方向移动。评彳结合所学知识，完成材料阅读和思考题，考察学生的学习情况。阅读材料P89氟化物防治龈齿的化学原理讲述人体牙齿主要的无机成分是羟基磷灰石Ca5（PO4）3（OH）,是一种难溶的磷酸钙类沉积物。在口腔中，牙齿表面的羟基磷灰石存在着这样的沉淀溶解平衡格解Cas （pa）s （OH） %、5Ca3POfWPPT演示沉淀讲述如果我们在饭后没有及时漱口或刷牙，口腔中残留的食物在酶的作用下，会分 解产生有机酸一一乳酸。乳酸是酸性物质，能与氢氧根反应，使羟基磷灰石的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，从而导致龈齿的发生。 但如果饮用水或者牙膏中含有氟离子，氟离子能与牙齿表面Ca2+和PO3-反应生成更难溶的氟磷灰石 Ca 5（PO4）3F,沉积在牙齿表面。氟磷灰 石比羟基磷灰石更能抵抗酸的侵蚀，并能抑制口腔细菌产生酸。因而能有效保护我们的牙齿， 降低龈齿的发生率。这是通过添加F-使难溶的羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石，实质就是发生了沉淀的转化。应该说添加F对于防治龈齿有正面影响。但在我国部分地区，由于水中含有过量的F-导致地区