高中化学《沉淀溶解平衡》优质课教学设计教案.docx
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高中化学《沉淀溶解平衡》优质课教学设计教案
《沉淀溶解平衡第一课时》教学设计
一.教学目标
1.通过CuSO4晶体的实验图片和PbI2的实验设计帮助学生认识到难溶电解质也会部分溶于水,溶液中存在溶解和析出两个过程,二者会达到平
衡状态,同时培养学生的微观分析和宏观辨识能力;
2.通过回顾之前学习的平衡知识,帮助学生尽快将沉淀溶解平衡纳入到
已有的平衡体系,学会用平衡理论解决问题,进一步培养平衡思想。
3.掌握溶度积常数的概念,会根据溶度积常数判断难溶电解质在水中的溶解能力;通过Q与Ksp的比较,会从平衡移动的视角对沉淀的溶解和
生成进行分析,进一步培养知识迁移能力;
4.通过小组实验,进一步培养学生的动手操作能力;
5.通过对实际生产生活中和沉淀溶解平衡相关问题的解决,进一步培养
分析问题、解决问题的能力,体会到化学对生产生活的重要作用。
弐.教学重难点
教学重点:
沉淀溶解平衡概念的建立、溶度积的相关计算、
教学难点:
溶度积的相关计算
参.教学过程
教学过程(教师活动、学生活动)
设计意图
壱.概念建构
【问题探究】常温下,将不规则的CuSO4晶体投入到CuSO4饱和溶液中,保持温度不变,一段时间后,不规则的CuSO4晶体变成了规则的CuSO4晶体,但是晶体的
质量并未改变,为什么?
教师找位学生回答问题,并引导大家分析问题:
这说明在CuSO4饱和溶液中,CuSO4的溶解和析出并没有停止,只不过有多少CuSO4溶解,同时就有多少CuSO4析出,二者达到了平衡状态,当溶解速率小于析出速率表现出的是析出固体,当溶解速率大于析出速率,表现出的是固体溶解。
由此引申到沉淀是否存在溶解平衡的问
题上,那就要看沉淀能否部分溶于水。
教师以PbI2固体为例,进行PbI2溶解的演示实验,
通过CuSO4饱和溶液中溶解平衡的分析,学生先建立起溶解平衡的概念,这将有
助于学生对
,
沉淀溶解平衡的理解。
通过学生自
己设计实验
学生观察实验现象,从外观看,PbI2固体好似不溶,但
帮助学生认
是事实上呢?
引发学生思考,设计实验。
【实验探究】学生分组讨论,设计实验方案,检验PbI2固
识到难溶电
解质也会存
体是否部分溶于水。
教师找位小组代表来汇报小组的实验方案并总结:
PbI2=Pb2++2I-,检验上清液中的Pb2+,可以选用
在部分溶解
有助于之后
沉淀溶解平
0.1mol/L的KI溶液,检验上清液中的I-,可以选用
衡概念的建
0.1mol/L的AgNO3溶液。
【小组实验】以小组为单位,进行实验,注意观察实验现
立。
学生实验,
象,得出实验结论。
1.用胶头滴管各取1滴管PbI2上层清液于两支试管中;
2.一支试管中滴加几滴0.1mol/L的AgNO3溶液,观察实
培养学生的探究意识和
验现象;
3.另一支试管中滴加几滴0.1mol/L的KI溶液,观察实验
动手操作能
力。
现象。
找小组代表来展示实验结果:
上清液中滴加
0.1mol/L的KI溶液,得到PbI2黄色沉淀;上清液中滴加
0.1mol/L的AgNO3溶液,得到AgI黄色沉淀。
引导学生得出结论:
难溶电解质也会部分溶于水,难溶电解质也会
存在溶解平衡,得出沉淀溶解平衡的概念:
当Pb2+和I-离开固体表面进入溶液的速率和溶液中Pb2+和I-形成固体沉积下来的速率相等时,PbI2固体的量不再减小,得到PbI2
饱和溶液。
我们把这种平衡状态叫做沉淀溶解平衡。
教师写出PbI2的沉淀溶解平衡表示方法:
PbI2(s)
⇌Pb2+(aq)+2I-(aq),并与其电离方程式相对比,便于学
生区分,之后学生类比写出BaSO4和Mg(OH)2的沉淀溶解平衡表达式。
找位学生来黑板上写,教师订正答案。
弐.迁移应用
【框架归属】教师引导学生回顾之前学习的平衡体系:
化
对比分析,强化记忆,及时的练习有助于学生快速掌握新知识。
通过回顾已有的平衡知识,有助于学生将沉淀溶解平衡尽
学反应平衡、弱电解质的电离平衡(包括水、弱酸和弱
快纳入到已
碱)、盐类的水解平衡。
沉淀溶解平衡也属于化学平衡,
有的平衡体
所以之前学习的平衡知识也可以用来分析沉淀溶解平衡。
系中去,有
教师带领学生回顾平衡的主要知识:
平衡常数K及其影
助于接下来
响因素,化学平衡的特点:
逆、等、动、定、变。
之后带领学生运用平衡知识解决以下问题:
1.沉淀溶解平衡的平衡常数表达式如何书写?
以PbI2(s)⇌Pb2+(aq)+2I-(aq)为例:
Ksp=[Pb2+][I-]2,Ksp为溶度积常数,简称溶度积。
2.溶度积常数Ksp有什么意义?
教师提示:
平衡常数K反映了可逆反应进行的限度。
学生类比回答:
Ksp反映了物质的溶解能力。
教师提出问题:
是否Ksp越大,难溶电解质的溶解能力
对沉淀溶解平衡移动的分析。
通过小组讨论,培养学生的合作意
识和探究精
就越大。
展示表格:
神。
教师引导学生根据之前写的BaSO4的沉淀溶解平衡
方程式分析如何根据BaSO4的Ksp计算BaSO4的溶质浓
通过具体数
度,之后学生类比计算Mg(OH)2的溶质溶度,找位同学
据,学生自
来黑板上计算,之后教师带领同学订正答案。
表格补充完整:
己发现规律
当化学式中
阴、阳离子个
数比相同时
Ksp数值越
学生观察表格,小组讨论,解决问题。
教师找位小组代表回答问题:
并不是Ksp越大,难
大的难溶电
解质在水中
溶电解质的溶解能力越大,例如BaSO4和Mg(OH)2。
教师进一步追问:
那满足什么条件,Ksp越大,难
的溶解能力
越强。
有助
溶电解质的溶解能力就越大呢?
学生回答:
同种类型的盐。
例如BaSO4和
BaCO3,Mg(OH)2和Cu(OH)2。
于培养学生分析数据的
能力。
教师展示结论:
当化学式中阴、阳离子个数比相同时,
Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。
3.溶度积常数Ksp的影响因素?
学生回答:
温度。
教师总结:
温度是外因,内因是难溶电解质本身的
性质,所以对于确定的难溶电解质,Ksp只与温度有关。
教师进一步提问:
那温度改变,Ksp怎么变呢?
教师提示:
大多数沉淀溶解平衡是吸热的。
学生判断
出:
温度升高,Ksp增大。
4.以ZnS的沉淀溶解平衡为例,分析温度和浓度对沉淀
溶解平衡的影响。
教师展示表格,学生先自己填写表格信息。
以ZnS为例,探究温度和浓度对平衡的影响。
之后,教师带领学生订正答案,完善表格,并总结
出如何根据Q与Ksp的相对大小判断沉淀溶解平衡的移动方向。
Q>Ksp,逆向移动,生成沉淀Q 之后,教师进一步提出问题,加0.1mol/LCuSO4溶液平衡向哪移动,学生判断,正向移动,因为生成了CuS 学生实验,有助于培养学生的动手操作能力,同时,这个环节的设置将定性分析自然而然转化到定量计 沉淀,这是定性分析,这节课我们已经学习了沉淀溶解 平衡,一定可以生成CuS沉淀吗? 学生实验,展示实验结果,生成了黑色的CuS沉淀。 之后,教师引导学生通过定量计算判断为什么可以 生成CuS沉淀,找位学生来黑板上写详细的计算过程。 教师引导学生进行分析,能否生成CuS沉淀,就要 比较CuS的Q和Ksp,若Q>Ksp,则可生成沉淀,对于ZnS饱和溶液,c(S2-)=1.26×10-12mol/L,Q(CuS)= 算,将所学知识又推上一个台阶。 并且为下节课沉淀转化的学习埋下伏笔,有助于 学生对沉淀 1.26×10-13mol2·L-2>Ksp(CuS),因此,可以析出CuS沉淀。 转化本质的 然后,教师带领学生将剩余表格补充完整,如下图。 之后,教师引导学生用同样的方法,自己计算分析 理解。 通过生产生活实际中这 课堂的第一个实验: 向1滴管PbI2上清液中滴加几滴0.1mol/L的KI溶液(假设溶液混合后I-浓度为0.01mol/L), 请通过计算说明为什么又生成了PbI2沉淀? 教师带领学生订正答案: Q=8.5×10-8mol3·L-3> Ksp(PbI2)因此,有PbI2沉淀析出。 参.学以致用 我们学习理论知识是为了解决实际问题,下面,大家以小组为单位,解决学案上的三个问题: 珊瑚虫问题、 龋齿问题和钡餐透视。 1.珊瑚虫可以从海水中获取Ca2+和HCO3-,经反应形成石 三个简单小问题的分析让学生认识到生活中的沉淀溶解平衡现象,有助于让学生意识到化学来源于生活并且培养学 生运用所学 灰石外壳: Ca2++2HCO- ⇌CaCO3+CO2+H2O,珊瑚周围 知识解决实 藻类植物的生长会促进CaCO3的产生,对珊瑚的形成贡献很大。 人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧大量化石燃料等因素,都会干扰珊瑚虫的生长,甚至造成珊瑚虫的 际生活问题的能力。 死亡。 为什么这些因素会影响珊瑚的生长? 2.牙齿表面覆盖的牙釉质是人体中最坚硬的部分,起着保护牙齿的作用。 其主要成分是羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH],在牙齿表面存在如下平衡: Ca5(PO4)3OH(s)⇌5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(ag) 残留在牙齿上的糖分或淀粉会发生化学作用,产生酸性物质,这对牙釉质会产生什么影响? 可采取什么措 施保护牙齿? 3.已知: BaCO3(s)⇌Ba2+(aq)+CO32-(aq)Ksp=5.1×10-9 mol2·L-2BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)Ksp=1.1×10-10 mol2·L-2 BaCO3和BaSO4都是难溶,为什么BaCO3不能用来钡 餐透视? 教师分别找三位小组代表回答这三个问题,并总结 答案: 1.藻类植物进行光合作用,吸收CO2,c(CO2)减小,平衡 归纳总结,帮助学生梳理本节课的知识体系。 正向移动,有利于珊瑚形成CaCO3外壳。 砍伐森林、燃烧化石燃料,c(CO2)增大,平衡逆向移动,珊瑚虫的CaCO3外壳溶解,造成珊瑚虫死亡。 因此,我们可以通过 植树造林,保护环境,开发新能源等措施保护珊瑚虫。 2.酸性物质会消耗OH-,使平衡正向移动,牙釉质的主要 成分Ca5(PO4)3OH溶解,损伤牙釉质,形成龋齿。 可以通过少吃糖、吃完糖及时漱口等措施保护牙齿。 3.胃酸的主要成分是盐酸,盐酸会消耗CO2-,使BaCO3 的沉淀溶解平衡正向移动,c(Ba2+)增大,造成重金属盐 中毒。 可以服用牛奶、鸡蛋清或Na2SO4溶液解毒。 四.归纳总结 教师带领学生一块回顾本节课的所学知识,形成框架体系: 四.板书设计 (一)主板书: 沉淀溶解平衡 1.表示方法: PbI2(s)⇌Pb2+(aq)+2I-(aq) 2.Ksp=[Pb2+][I-]2 3.影响因素: 温度、浓度 (二)副板书: (第一次)BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)设[Ba2+]=c,则[SO42-]=c。 4 Ksp=[Ba2+][SO2-]=1.0×10-10,所以[Ba2+]=1.0×10-5 Mg(OH)2(s)⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)设[Mg2+]=c,则[OH-]=2c。 Ksp=4c3=5.6×10-12,c=1.1×10-4 (第二次)学生书写定量计算过程判断为什么可以生成CuS沉淀。
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