“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號(hào):1005-6629(2010)07-0054-03 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

[教學(xué)目標(biāo)]

知識(shí)與技能:1. 讓學(xué)生掌握難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡建立和影響因素，并運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析沉淀溶解平衡的相關(guān)問題。

2. 初步理解并應(yīng)用溶度積知識(shí)解決有關(guān)問題。

過程與方法:引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，分析推理出新的知識(shí)。

情感態(tài)度與價(jià)值觀:培養(yǎng)學(xué)生用辯證的思想、類比的思想分析問題的能力。

[教學(xué)重點(diǎn)]難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡的建立、特征、影響因素。

[教學(xué)難點(diǎn)]溶度積知識(shí)的應(yīng)用。

[教學(xué)方法]分組實(shí)驗(yàn)法、自主學(xué)習(xí)法、類比歸納法

[新課導(dǎo)入]

在第二章第三節(jié)《化學(xué)平衡》中提到溶解平衡、溶解和結(jié)晶是可逆的過程，當(dāng)溶解的速度和結(jié)晶的速度相等時(shí)，就達(dá)到了溶解平衡。對(duì)于含有固體的飽和溶液，在平衡狀態(tài)時(shí)，固體的質(zhì)量、溶液中的離子濃度保持不變。

[展示]飽和氯化鈉溶液

[提問]如何使氯化鈉固體析出?

[學(xué)生]加熱蒸發(fā)，降溫等

[追問]加熱的實(shí)質(zhì)是什么?蒸發(fā)了水，溶液中鈉離子和氯離子的濃度增大。

[再問]如果再增加溶液中的氯離子濃度呢?

[學(xué)生演示1]飽和氯化鈉溶液中加入濃鹽酸

現(xiàn)象:產(chǎn)生白色沉淀。用平衡移動(dòng)原理解釋。

結(jié)論:可溶性電解質(zhì)飽和溶液存在溶解平衡。

[新知學(xué)習(xí)]

可溶的電解質(zhì)飽和溶液中存在溶解平衡，難溶的電解質(zhì)在水中是否也存在溶解平衡呢?

[知識(shí)回顧]看學(xué)案上內(nèi)容:1.溶解度概念;

2. 20 ℃時(shí)，溶解性與溶解度的關(guān)系:

[閱讀分析] 閱讀課本61頁(yè)表3-4“幾種電解質(zhì)的溶解度(20 ℃)”， 根據(jù)AgCl和Mg(OH)2的溶解度，分析其溶解性，分別指出所屬類別。

[討論]如何證明Mg(OH)2是難溶物質(zhì)， 但也能溶解?請(qǐng)參考所給的試劑及儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明。

[學(xué)生演示2]鎂條和水加熱后，滴入酚酞試液。

現(xiàn)象:鎂條上有氣泡產(chǎn)生，溶液變紅。

解釋:鎂和水反應(yīng)，并生成難溶Mg(OH)2，其溶液呈堿性。

結(jié)論:難溶、易溶是相對(duì)的，溶解是絕對(duì)的，沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)。

[過渡]鎂和水反應(yīng)比較微弱，大家沒有看到明顯的沉淀，請(qǐng)演示一個(gè)沉淀現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)。

[學(xué)生演示3]NaCl溶液和AgNO3溶液反應(yīng)

[閱讀討論]1. 觀察試管里現(xiàn)象，根據(jù)AgCl的溶解度，推測(cè)試管中是否還存在Ag+和Cl-?

2. 分析存在Ag+、Cl-和AgCl固體共存的體系中，三者之間是否也會(huì)存在平衡?

[板書]難溶電解質(zhì)的溶解平衡

1. 定義: 在一定溫度下，難溶電解質(zhì)溶于水，當(dāng)沉淀的溶解和生成速率相等，溶液達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，即建立了溶解平衡。(也叫沉淀溶解平衡)(投影，學(xué)生在學(xué)案上填空)

表達(dá)式:Cl-(aq)+Ag+(aq)AgCl(s)

或AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq)

強(qiáng)調(diào):Cl-和Ag+在溶液中不能大量共存，只可以少量共存。

練習(xí):BaSO4、 Mg(OH)2沉淀溶解平衡的表達(dá)式。

(引導(dǎo)學(xué)生類比分析)

[板書]2.沉淀溶解平衡狀態(tài)的特征

動(dòng):動(dòng)態(tài)平衡

等:溶解和結(jié)晶速率相等

定:各微粒的量不變

變:條件改變平衡將發(fā)生移動(dòng)

[過渡]由平衡時(shí)離子濃度一定，推理得出離子之間存在數(shù)量關(guān)系。過渡到課本第65頁(yè)“溶度積”。

(學(xué)生自學(xué)討論后，師生總結(jié))

[板書] 3. 溶度積常數(shù)(Ksp): 在一定溫度下，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，各離子濃度冪之乘積為一常數(shù)。

①表達(dá)式 BaSO4 的溶度積Ksp=c(Ba2+)·c(SO42-) Mg(OH)2 的溶度積Ksp=[c(Mg2+)]·[c(OH-)]2

②Ksp:只受溫度影響。溫度升高，絕大多數(shù)難溶物Ksp增大。(Ca(OH)2減小)

(分析幾種物質(zhì)的溶度積，師生總結(jié))

③用途:比較溶解性大小:相同類型的電解質(zhì)，Ksp越大，其在水中的溶解能力越大。

判斷能否生成沉淀:將等體積濃度為2×10-5 mol·L-1 Ag+和Cl-混合是否有沉淀生成?

有關(guān)計(jì)算:計(jì)算平衡時(shí)離子濃度，計(jì)算Mg(OH)2 溶液的pH，正好在酚酞變色范圍。

請(qǐng)學(xué)生再次觀察鎂與水反應(yīng)后加入酚酞的試管，發(fā)現(xiàn)溶液紅色加深，說(shuō)明原先并未達(dá)到平衡，還在向生成Mg(OH)2的方向移動(dòng)。

[板書]4. 影響沉淀溶解平衡的外部因素(遵循平衡移動(dòng)原理)

[投影練習(xí)]學(xué)生討論并在學(xué)案上完成，師生共同總結(jié)板書

①同離子效應(yīng)

②溫度:升溫，多數(shù)平衡向沉淀溶解方向移動(dòng)

③加水:平衡向沉淀溶解方向移動(dòng)。(學(xué)生難以理解，應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)說(shuō)明)

④化學(xué)反應(yīng)(引導(dǎo)學(xué)生分析表格，得出Ag2S比AgCl更難溶，可以發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化)

[學(xué)生演示4]AgNO3溶液中加入Na2S溶液

[學(xué)生演示5]向演示3得到的氯化銀沉淀體系中加入Na2S溶液

現(xiàn)象:形成灰黑色沉淀

結(jié)論:沉淀可以相互轉(zhuǎn)化

目的:說(shuō)明發(fā)生了反應(yīng)，也為下節(jié)課沉淀轉(zhuǎn)化留下引子。

[課堂總結(jié)]強(qiáng)調(diào)概念及影響因素，加強(qiáng)價(jià)值觀教學(xué)。

[訓(xùn)練反饋]見學(xué)案

[拓展延伸]見學(xué)案

設(shè)計(jì)說(shuō)明

1. 本教學(xué)設(shè)計(jì)采用淮南一中“樸實(shí)教學(xué)模式”的四個(gè)環(huán)節(jié)，即“新課引入、新知學(xué)習(xí)、反饋練習(xí)、拓展延伸”。該教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)形式樸素，實(shí)效突出。

2. 三維目標(biāo)的落實(shí)

知識(shí)上:使學(xué)生掌握沉淀溶解平衡的概念、特征、移動(dòng)，并簡(jiǎn)單了解溶度積的知識(shí)。提高化學(xué)學(xué)科的素養(yǎng)是課改最基本的目標(biāo)。

能力上:重在培養(yǎng)學(xué)生的類比歸納能力、觀察能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、信息檢索、處理能力、計(jì)算能力、邏輯推理能力，這些也是高考能力考查的核心內(nèi)容。

方法上:用實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明問題，把比較抽象的理論教學(xué)內(nèi)容采用讓學(xué)生易于接受的實(shí)驗(yàn)手段來(lái)探討，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科特色。以鎂條和水加熱后再滴加酚酞試液的實(shí)驗(yàn)為載體，師生挖掘常規(guī)實(shí)驗(yàn)的新內(nèi)容，既注重實(shí)驗(yàn)的即時(shí)性，又注重延時(shí)性，也給予學(xué)生廣闊的思維空間。

價(jià)值觀上:通過理解溶解是絕對(duì)的，難溶、易溶是相對(duì)的這一觀點(diǎn)，讓學(xué)生以辯證的觀點(diǎn)、以變化的眼光、以動(dòng)態(tài)的思維來(lái)看待分析周圍的事物。即要會(huì)用類比的思維方式來(lái)研究新問題，又要具體問題具體分析，不能只憑老經(jīng)驗(yàn)辦事。如向沉淀溶解平衡體系中加水，平衡向溶解方向移動(dòng)，只要有固體存在，平衡時(shí)離子的濃度就不會(huì)低降。如果類比向醋酸溶液里加水，就會(huì)得到離子濃度降低的錯(cuò)誤結(jié)論。

3-4難溶電解質(zhì)的溶解平衡學(xué)案

知識(shí)回顧

1. 溶解度:在一定溫度下，某固態(tài)物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的質(zhì)量，叫做這種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。

2. 20 ℃時(shí)，溶解性與溶解度的大小關(guān)系:

溶解性

新知學(xué)習(xí)

一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡

1. 定義:在一定溫度下，難溶電解質(zhì)溶于水時(shí)，當(dāng)沉淀________速率相等，溶液達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，即建立了溶解平衡。(也叫沉淀溶解平衡)

練習(xí):BaSO4、Mg(OH)2沉淀溶解平衡表達(dá)式。

2. 溶解平衡的特征

3. 溶度積常數(shù)(Ksp): 在一定溫度下，難溶電解質(zhì)在水中達(dá)到溶解平衡時(shí)，各離子____________

① 表達(dá)式 BaSO4Mg(OH)2

② Ksp:只受_________影響。

③ 用途:_______________。

4. 影響沉淀溶解平衡的因素

在AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡體系中，加入下列物質(zhì)對(duì)溶解平衡的影響。

反饋練習(xí)

1. 下列說(shuō)法中正確的是( )

A.絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的

B.物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水

C.不溶于水的物質(zhì)溶解度為0

D.某粒子被沉淀完全是指該粒子在溶液中的濃度為零

2. 把CaCO3固體投入水中達(dá)到沉淀溶解平衡，請(qǐng)把各粒子的變化情況填寫下表。

用(最大、最小、增大、減小、0等)填寫下表:

3. 為什么洗滌過濾所得的沉淀要用少量水，且洗滌2、3次即可?

拓展延伸

1. 根據(jù)25 ℃ Mg(OH)2 Ksp=1.8×10-11，能否計(jì)算出Mg(OH)2的溶解達(dá)平衡時(shí)各離子的濃度?能計(jì)算出平衡時(shí)溶液的pH嗎?請(qǐng)參考課本第49頁(yè)，說(shuō)說(shuō)Mg(OH)2使酚酞試液變紅的道理。

2. 為什么不用氫氧化鈉溶液和氯化鎂溶液現(xiàn)場(chǎng)制備的氫氧化鎂固體，通過它的溶解來(lái)說(shuō)明難溶物也能溶解?

3. 向硝酸銀溶液加入Na2S溶液的試管長(zhǎng)時(shí)間放置將可能出現(xiàn)什么現(xiàn)象?如何解釋?

課外思考

1. 將足量BaCO3分別加入:① 30 mL 水;②10 mL 0.2 mol·L-1 Na2CO3溶液;③50 mL 0.01 mol·L-1 氯化鋇溶液;④100 mL0.01 mol·L-1鹽酸中溶解至溶液飽和。請(qǐng)確定溶液中Ba2+的濃度由大到小的順序?yàn)?_______________

2. 牙齒表面有一層堅(jiān)硬的、 組成為Ca5(PO4)3 OH的礦物質(zhì)保護(hù)層，它在唾液中存在下列平衡:

Ca5(PO4)3OH(固) 5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(aq)

進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會(huì)受到侵蝕，其原因是______________

已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小，質(zhì)地更堅(jiān)固， 更能抵抗酸的侵蝕。用離子方程式表示，當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因:____________________________________________請(qǐng)你提出促進(jìn)礦化的其他方法_________。

參考文獻(xiàn):

[1]宋心琦.化學(xué)反應(yīng)原理.北京:人民教育出版社，2007.

[2]冷燕平.人教版《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊的設(shè)計(jì)思想.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2009，(3):8.