《沉淀溶解平衡(第一课时)》教案

《沉淀溶解平衡(第一课时)》教案教学目标教学目标：1、认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，能证明难溶电解质沉淀溶解平衡的存在，能结合实例描述沉淀溶解平衡。进一步发展粒子观、平衡观。2、了解溶度积的含义，知道溶度积是沉淀溶解平衡的平衡常数，溶度积可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。3、学会运用与Q、Ksp相关的计算，分析和解决废水除金属离子等实际问题。教学重点：难溶电解质的沉淀溶解平衡的原理教学难点：运用与Q、Ksp相关的计算，分析和解决废水除金属离子等实际问题。教学过程时间教学环节主要师生活动引入【资料】在电子、医用金属、珠宝等行业都需要用到银材料，生产废水中含有的银离子属于重金属污染。任务一现用1mL0.010mol/LAgNO3溶液模拟工业废水，某同学提出可以加入1mL0.012mol/L的NaCl溶液，充分反应，完全沉淀其中的Ag+。这种方法是否合理？说明理由。【看一看】观察教科书77页的表3-3几种电解质的溶解度（20℃），思考生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+？【分析】1、经常提到的易溶、可溶、微溶和难溶是相对的。这些物质的溶解性各不相同。2、生成AgCl沉淀后，非常少的一部分AgCl沉淀会溶解，成为Ag+、Cl-。溶液中有三种粒子共存，AgCl固体、Ag+、Cl-。即使过量的NaCl也无法完全沉淀溶液中的Ag+。【小结】1、在水溶液中：一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl表面析出，这一过程是沉淀。另一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面进入水中，这一过程是溶解。两个过程同时存在，属于可逆的过程。2、沉淀溶解平衡的表示方法：可逆号表示沉淀、溶解两个过程同时进行。物质状态用字母s表示固体，s是固体的英文单词首字母。用字母aq表示离子，aq是溶液的英文单词开头两个字母。【试一试】请写出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表达式。任务二上述1mL0.012mol/L的NaCl溶液与1mL0.010mol/LAgNO3溶液充分反应后，溶液中剩余Ag+的浓度是多少？涉及化学平衡的计算常需要哪些数据？【分析】1、难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。2、溶度积的几个特点：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，Ksp越小，越难溶。Ksp与温度有关。其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。根据某温度下溶度积Ksp与溶液中离子积Q的相对大小，可以判断难溶电解质的沉淀或溶解情况。Q＞Ksp，溶液中有沉淀析出；Q＝Ksp，沉淀与溶解处于平衡状态；Q＜Ksp，溶液中无沉淀析出。3、1mL0.012mol/LNaCl溶液与1mL0.010mol/LAgNO3溶液充分反应后剩余Ag+的浓度为（忽略溶液体积变化）：一般情况，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5mol/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。任务三根据本节课所学内容，请思考如何使沉淀反应完成后，溶液中的Ag+浓度能够尽量小？你能想出几种办法？【分析】根据溶度积的计算式，使c(Ag+)变小的方法是：第一种，保持Ksp不变，增大c(Cl-)，具体方法可以增大加入NaCl溶液的浓度。第二种，保持氯离子浓度不变，使Ksp变小。使AgCl的Ksp变小的一种具体方法可以降低温度。第三种，选择生成Ksp更小的物质。可以用含硫化合物沉淀Ag+。（Ag2S的Ksp为6.3×10-50）【算一算】用Na2S溶液沉淀AgNO3溶液中的Ag+，充分反应后，测得剩余溶液中的S2-的浓度为1.0×10-4mol/L，此时剩余溶液中Ag+的浓度为多少？（25℃）用同样的计算方法，用SO42-沉淀Ag+，如果反应后剩余溶液中的SO42-浓度是0.1mol/L，经计算，剩余Ag+的浓度约为0.01mol/L。达不到沉淀完全的标准。【想一想】用Cl-、S2-除去水中Ag+，各有什么优缺点？除了沉淀法，除去废水中Ag+的方法还有电解法、离子交换法、吸附法、膜分离法……学以致用工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶解于水，再加入氨水调节pH，可使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去。请运用所学知识分析加氨水的优点有哪些？若使Fe3+沉淀完全需要调节pH至少为多少？【分析】除去氯化铵中的氯化铁，可以将Fe3+转化为沉淀，与氯化铵溶液分离。查阅教科书122页表格，25℃难溶电解质Fe(OH)3的Ksp＝2.8×10-39。需要选择使溶液中OH-浓度增加的试剂。根据Fe3++3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓+3NH4+沉淀除杂原则：选择生成Ksp尽量小的沉淀；不引入新的粒子；不消耗其他原料【算一算】工业处理含Cu2+、Fe3+等的混合溶液时，常利用不同金属离子生成氢氧化物所需的pH不同，来分离金属离子。总结教学目标教学目标：1、认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，能证明难溶电解质沉淀溶解平衡的存在，能结合实例描述沉淀溶解平衡。进一步发展粒子观、平衡观。2、了解溶度积的含义，知道溶度积是沉淀溶解平衡的平衡常数，溶度积可以反映难溶电解质在水中的溶解能力。3、学会运用与Q、Ksp相关的计算，分析和解决废水除金属离子等实际问题。教学重点：难溶电解质的沉淀溶解平衡的原理教学难点：运用与Q、Ksp相关的计算，分析和解决废水除金属离子等实际问题。教学过程时间教学环节主要师生活动引入【资料】在电子、医用金属、珠宝等行业都需要用到银材料，生产废水中含有的银离子属于重金属污染。任务一现用1mL0.010mol/LAgNO3溶液模拟工业废水，某同学提出可以加入1mL0.012mol/L的NaCl溶液，充分反应，完全沉淀其中的Ag+。这种方法是否合理？说明理由。【看一看】观察教科书77页的表3-3几种电解质的溶解度（20℃），思考生成AgCl沉淀的离子反应完成后，溶液中是否还有Ag+？【分析】1、经常提到的易溶、可溶、微溶和难溶是相对的。这些物质的溶解性各不相同。2、生成AgCl沉淀后，非常少的一部分AgCl沉淀会溶解，成为Ag+、Cl-。溶液中有三种粒子共存，AgCl固体、Ag+、Cl-。即使过量的NaCl也无法完全沉淀溶液中的Ag+。【小结】1、在水溶液中：一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl表面析出，这一过程是沉淀。另一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面进入水中，这一过程是溶解。两个过程同时存在，属于可逆的过程。2、沉淀溶解平衡的表示方法：可逆号表示沉淀、溶解两个过程同时进行。物质状态用字母s表示固体，s是固体的英文单词首字母。用字母aq表示离子，aq是溶液的英文单词开头两个字母。【试一试】请写出BaSO4、CaCO3、AgI、Ag2S的沉淀溶解平衡表达式。任务二上述1mL0.012mol/L的NaCl溶液与1mL0.010mol/LAgNO3溶液充分反应后，溶液中剩余Ag+的浓度是多少？涉及化学平衡的计算常需要哪些数据？【分析】1、难溶电解质的沉淀溶解平衡的平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。2、溶度积的几个特点：Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，Ksp越小，越难溶。Ksp与温度有关。其它条件一定时，一般温度越高，Ksp越大。根据某温度下溶度积Ksp与溶液中离子积Q的相对大小，可以判断难溶电解质的沉淀或溶解情况。Q＞Ksp，溶液中有沉淀析出；Q＝Ksp，沉淀与溶解处于平衡状态；Q＜Ksp，溶液中无沉淀析出。3、1mL0.012mol/LNaCl溶液与1mL0.010mol/LAgNO3溶液充分反应后剩余Ag+的浓度为（忽略溶液体积变化）：一般情况，当溶液中剩余离子的浓度小于1×10-5mol/L时，化学上通常认为生成沉淀的反应就进行完全了。任务三根据本节课所学内容，请思考如何使沉淀反应完成后，溶液中的Ag+浓度能够尽量小？你能想出几种办法？【分析】根据溶度积的计算式，使c(Ag+)变小的方法是：第一种，保持Ksp不变，增大c(Cl-)，具体方法可以增大加入NaCl溶液的浓度。第二种，保持氯离子浓度不变，使Ksp变小。使AgCl的Ksp变小的一种具体方法可以降低温度。第三种，选择生成Ksp更小的物质。可以用含硫化合物沉淀Ag+。（Ag2S的Ksp为6.3×10-50）【算一算】用Na2S溶液沉淀AgNO3溶液中的Ag+，充分反应后，测得剩余溶液中的S2-的浓度为1.0×10-4mol/L，此时剩余溶液中Ag+的浓度为多少？（25℃）用同样的计算方法，用SO42-沉淀Ag+，如果反应后剩余溶液中的SO42-浓度是0.1mol/L，经计算，剩余Ag+的浓度约为0.01mol/L。达不到沉淀完全的标准。【想一想】用Cl-、S2-除去水中Ag+，各有什么优缺点？除了沉淀法，除去废水中Ag+的方法还有电解法、离子交换法、吸附法、膜分离法……学以致用工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶解于水，再加入氨水调节pH，可使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去。请运用所学知识分析加氨水的优点有哪些？若使Fe3+沉淀完全需要调节pH至少为多少？【分析】除去氯化铵中的氯化铁，可以将Fe3+转化为沉淀，与氯化铵溶液分离。查阅教科书122页表格，25℃难溶电解质Fe(OH)3的Ksp＝2.8×10-