難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡+教學(xué)設(shè)計 高二化學(xué)滬科版（2020）選擇性必修1

《3.4難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡》教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能目標(biāo)理解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡概念，能準(zhǔn)確描述其特征。掌握溶度積常數(shù)（Ksp）的含義，會書寫相關(guān)的表達(dá)式，能夠運(yùn)用溶度積常數(shù)進(jìn)行簡單的計算，如判斷沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化。2、能力目標(biāo)通過對沉淀溶解平衡實(shí)驗(yàn)的觀察與分析，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力、邏輯思維能力和分析問題解決問題的能力。讓學(xué)生在小組討論和探究過程中，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)能力和表達(dá)能力。3、情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)激發(fā)學(xué)生對化學(xué)平衡原理在水溶液中的深入探究興趣，感受化學(xué)學(xué)科的奇妙之處。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的精神，認(rèn)識到化學(xué)在生活、生產(chǎn)中的重要意義。二、學(xué)情分析1、已有知識基礎(chǔ)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡的基本原理，對平衡狀態(tài)的建立、特征和平衡常數(shù)等概念有了一定的了解。這為理解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡奠定了理論基礎(chǔ)。在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生也接觸過一些簡單的離子反應(yīng)，對溶液中的離子共存和反應(yīng)有了初步的認(rèn)識。2、學(xué)習(xí)能力高中學(xué)生具備一定的邏輯思維能力，但對于抽象概念的理解還需要具體實(shí)例和直觀演示的輔助。他們能夠進(jìn)行簡單的實(shí)驗(yàn)操作，但在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的深入分析和歸納總結(jié)方面還需要進(jìn)一步提高。3、興趣愛好這個年齡段的學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)比較感興趣，尤其是那些有明顯現(xiàn)象變化的實(shí)驗(yàn)。如果能將化學(xué)知識與實(shí)際生活中的現(xiàn)象相結(jié)合，會更能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。4、學(xué)習(xí)風(fēng)格大部分學(xué)生傾向于通過直觀的圖像、動畫和實(shí)際操作來學(xué)習(xí)新知識，而不是單純的理論講解。因此在教學(xué)過程中，要多采用實(shí)驗(yàn)探究、多媒體演示等教學(xué)方法。三、教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的概念和特征。溶度積常數(shù)（Ksp）的概念、表達(dá)式及簡單計算。沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化的條件及應(yīng)用。2、教學(xué)難點(diǎn)對難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡是一種動態(tài)平衡的理解。運(yùn)用溶度積常數(shù)（Ksp）進(jìn)行沉淀溶解平衡相關(guān)計算，以及對沉淀轉(zhuǎn)化原理的深入理解。四、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、探究法、多媒體輔助教學(xué)法五、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課同學(xué)們，我給你們講一件我親身經(jīng)歷的事兒啊。有一次我去朋友家玩，他家的小孩正在玩一個很有趣的小實(shí)驗(yàn)。他拿了一個透明的杯子，里面裝了一些白色的粉末，然后往里面加了點(diǎn)水，攪拌了一下。你們猜怎么著？白色粉末大部分都沉到杯子底部了，但是呢，過了一會兒，我發(fā)現(xiàn)杯子底部的那些白色沉淀好像變少了一點(diǎn)，溶液也變得有點(diǎn)渾濁了。我就特別好奇，這是怎么回事呢？我朋友告訴我說，這是一種化學(xué)現(xiàn)象，里面涉及到我們今天要學(xué)習(xí)的難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡呢。那到底什么是難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡呢？咱們就一起來探究探究。（二）講授新課1、沉淀溶解平衡的概念實(shí)驗(yàn)演示取少量的氯化銀（AgCl）固體放入一個干凈的試管中，然后向試管中加入適量的蒸餾水，振蕩試管，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象。學(xué)生可以看到氯化銀固體大部分沒有溶解，只有很少一部分溶解在水中。講解：氯化銀在水中雖然是難溶的，但并不是一點(diǎn)都不溶。就像我們剛才看到的，有少量的氯化銀溶解在水中形成了離子。在黑板上寫出氯化銀的溶解過程：AgCl(s)?Ag?（aq)＋Cl?（aq)。解釋這個式子的含義：固態(tài)的氯化銀在水分子的作用下，有一部分會解離成銀離子（Ag?）和氯離子（Cl?）進(jìn)入溶液中，同時，溶液中的銀離子和氯離子也會重新結(jié)合成氯化銀固體沉積下來，當(dāng)溶解的速率和沉積的速率相等的時候，就達(dá)到了一種平衡狀態(tài)，這種平衡就叫做沉淀溶解平衡。特征講解類比化學(xué)平衡的特征（動、等、定、變）來講解沉淀溶解平衡的特征。動：就像我們剛才看到的氯化銀的溶解和沉積一直在進(jìn)行，是動態(tài)的，不是靜止的。等：溶解的速率和沉積的速率是相等的。定：在平衡狀態(tài)下，溶液中離子的濃度是保持不變的。變：如果外界條件發(fā)生改變，比如溫度、濃度等，這個平衡也會發(fā)生移動。2、溶度積常數(shù)（Ksp）概念引入繼續(xù)以氯化銀為例，講解在一定溫度下，當(dāng)氯化銀達(dá)到沉淀溶解平衡時，溶液中銀離子濃度和氯離子濃度的乘積是一個常數(shù)，這個常數(shù)就叫做溶度積常數(shù)，用Ksp表示。在黑板上寫出氯化銀的溶度積常數(shù)表達(dá)式：Ksp＝Ag?×Cl?。強(qiáng)調(diào)這里的濃度是平衡時的濃度。表達(dá)式書寫再給出一些其他難溶電解質(zhì)的例子，如氫氧化鐵（Fe(OH)?）、硫酸鋇（BaSO?）等，讓學(xué)生自己嘗試寫出它們的溶度積常數(shù)表達(dá)式。對于氫氧化鐵：Fe(OH)?(s)?Fe3?（aq)＋3OH?（aq)，Ksp＝Fe3?×OH??。對于硫酸鋇：BaSO?(s)?Ba2?（aq)＋SO?2?（aq)，Ksp＝Ba2?×SO?2?。然后讓學(xué)生互相檢查，我再進(jìn)行點(diǎn)評和糾正。簡單計算假設(shè)在一定溫度下，氯化銀的溶度積常數(shù)Ksp為1.8×10?1?，已知溶液中氯離子的濃度為1.0×10??mol/L，讓學(xué)生計算溶液中銀離子的濃度。根據(jù)Ksp＝Ag?×Cl?，可得：Ag?＝Ksp÷Cl?＝（1.8×10?1?)÷（1.0×10??)＝1.8×10??mol/L。通過這個簡單的計算，讓學(xué)生理解溶度積常數(shù)在計算離子濃度方面的應(yīng)用。3、沉淀的生成實(shí)驗(yàn)演示取兩支試管，分別標(biāo)記為A和B。在試管A中加入2mL0.1mol/L的氯化鈉（NaCl）溶液，在試管B中加入2mL0.1mol/L的碘化鉀（KI）溶液。然后向兩支試管中分別逐滴加入0.1mol/L的硝酸銀（AgNO?）溶液。讓學(xué)生觀察現(xiàn)象：在試管A中產(chǎn)生了白色沉淀（氯化銀），在試管B中產(chǎn)生了黃色沉淀（碘化銀）。講解：當(dāng)溶液中的離子濃度乘積大于溶度積常數(shù)（Ksp）時，就會有沉淀生成。在試管A中，加入硝酸銀后，銀離子和氯離子的濃度乘積大于氯化銀的Ksp，所以氯化銀沉淀生成；在試管B中，銀離子和碘離子的濃度乘積大于碘化銀的Ksp，碘化銀沉淀生成。理論分析在黑板上寫出氯化銀和碘化銀的溶度積常數(shù)表達(dá)式和相關(guān)的離子反應(yīng)方程式。氯化銀：Ksp＝Ag?×Cl?，Ag?（aq)＋Cl?（aq)＝AgCl(s)。碘化銀：Ksp＝Ag?×I?，Ag?（aq)＋I(xiàn)?（aq)＝AgI(s)。比較氯化銀和碘化銀的Ksp大小，解釋為什么碘化銀更容易沉淀。4、沉淀的溶解實(shí)驗(yàn)演示取少量氫氧化鎂（Mg(OH)?）沉淀放在一個干凈的試管中，向試管中加入適量的鹽酸（HCl），觀察現(xiàn)象。學(xué)生可以看到氫氧化鎂沉淀逐漸溶解。講解：氫氧化鎂存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)?(s)?Mg2?（aq)＋2OH?（aq)。當(dāng)加入鹽酸后，鹽酸中的氫離子（H?）與氫氧根離子（OH?）結(jié)合生成水，使溶液中的氫氧根離子濃度降低，根據(jù)勒夏特列原理，平衡向溶解的方向移動，氫氧化鎂沉淀就逐漸溶解了。其他方法除了加入酸可以使沉淀溶解外，還可以通過氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)等方法使沉淀溶解。例如，向硫化銅（CuS）沉淀中加入硝酸（HNO?），硝酸具有強(qiáng)氧化性，可以將硫化銅中的硫離子（S2?）氧化，從而使沉淀溶解；向氯化銀沉淀中加入氨水（NH?·H?O），銀離子會與氨水形成絡(luò)合物，使沉淀溶解。5、沉淀的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)演示取一支試管，先加入少量的氯化銀（AgCl）沉淀，然后向試管中加入適量的碘化鉀（KI）溶液，振蕩試管，觀察現(xiàn)象。學(xué)生可以看到白色的氯化銀沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為黃色的碘化銀沉淀。再取一支試管，加入少量的碘化銀沉淀，然后向試管中加入適量的硫化鈉（Na?S）溶液，振蕩試管，觀察現(xiàn)象?？梢钥吹近S色的碘化銀沉淀又逐漸轉(zhuǎn)化為黑色的硫化銀（Ag?S）沉淀。原理講解以氯化銀轉(zhuǎn)化為碘化銀為例，講解沉淀轉(zhuǎn)化的原理。氯化銀的溶度積常數(shù)Ksp（AgCl）大于碘化銀的溶度積常數(shù)Ksp（AgI）。在氯化銀沉淀存在的溶液中加入碘化鉀溶液后，溶液中的碘離子（I?）與氯化銀溶解產(chǎn)生的銀離子（Ag?）結(jié)合生成碘化銀沉淀，由于碘化銀的Ksp更小，所以這個反應(yīng)會不斷向右進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)了沉淀的轉(zhuǎn)化。在黑板上寫出反應(yīng)的方程式：AgCl(s)＋I(xiàn)?（aq)?AgI(s)＋Cl?（aq)。同樣解釋碘化銀轉(zhuǎn)化為硫化銀的原理。（三）課堂小結(jié)1、讓學(xué)生回顧難溶電解質(zhì)沉淀溶解平衡的概念、特征，以及溶度積常數(shù)（Ksp）的含義、表達(dá)式和計算方法。2、總結(jié)沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化的條件及原理，讓學(xué)生舉例說明在實(shí)際生活中的應(yīng)用，比如在工業(yè)廢水處理中，利用沉淀轉(zhuǎn)化除去重金屬離子等。（四）課堂練習(xí)1、給出一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)數(shù)據(jù)，如碳酸鈣（CaCO?）、氫氧化鈣（Ca(OH)?）等，然后給出一些離子濃度，讓學(xué)生判斷是否會有沉淀生成。2、對于一個沉淀溶解平衡體系，如硫酸鋇（BaSO?），改變其中一個離子的濃度，讓學(xué)生分析平衡的移動方向。3、有一道關(guān)于沉淀轉(zhuǎn)化的題目：已知氯化銀（AgCl）、溴化銀（AgBr）和碘化銀（AgI）的溶度積常數(shù)依次減小，現(xiàn)有含少量溴化銀和碘化銀雜質(zhì)的氯化銀粗品，如何提純氯化銀？讓學(xué)生寫出具體的操作步驟和原理。（五）作業(yè)布置1、讓學(xué)生課后查找資料，了解在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，沉淀溶解平衡原理有哪些應(yīng)用，寫一篇500字左右的小論文。2、完成課本上相關(guān)的練習(xí)題，并且思考如果改變溫度，對難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡有什么影響，下節(jié)課進(jìn)行討論。六、教學(xué)資源1、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品：試管、氯化銀固體、氯化鈉溶液、碘化鉀溶液、硝酸銀溶液、氫氧化鎂沉淀、鹽酸、硫化鈉溶液、碘化銀沉淀等。2、多媒體設(shè)備：用于展示沉淀溶解平衡的動畫、溶度積常數(shù)的計算過程以及一些實(shí)際生活中的應(yīng)用實(shí)例等。七、教學(xué)評價1、形成性評價在課堂教學(xué)過程中，通過觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、小組討論是否積極、回答問題是否準(zhǔn)確等方面進(jìn)行評價。對學(xué)生的課堂練習(xí)進(jìn)行及時批改和反饋，了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度，對于存在的問題及時進(jìn)行輔導(dǎo)。2、終結(jié)性評價通過課后作業(yè)、小論文以及單元測試等方式，全面評價學(xué)生對難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡知識的掌握情況，包括概念的理解、計算能力、應(yīng)用能力等方面。八、教學(xué)反思在這堂課的教學(xué)過程中，通過實(shí)驗(yàn)法和實(shí)例引入等方式，學(xué)生對難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡概念的理解比單純的理論講解效果要好很多。在溶度積常數(shù)（Ksp）的教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生在書寫表達(dá)式和進(jìn)行簡單計算時，部分學(xué)生容易出錯，尤其是對于一些復(fù)雜的難溶電解質(zhì)，可能是對離子的種類和個數(shù)沒有把握好。在沉淀的生成、溶解