高中化学-沉淀溶解平衡教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE《沉淀溶解平衡》教学设计高中化学组〖考纲要求〗能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀转化的本质。知识与技能知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，并能结合实例进行描述；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；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；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。过程与方法培养学生使用观察、实验、对比、分类、归纳、总结的研究方法；提高分析、解决问题的能力以及综合应用、创新思维能力。情感态度与价值观通过探究活动，体验沉淀溶解平衡状态的存在及其移动方向的确定的方法；树立辩证的唯物主义思想，激发求知的兴趣和求真的态度；培养学生探究、思考、合作、交流、创新的品质以及可持续发展的理念。〖教学重点和难点〗重点溶度积常数的含义，沉淀的溶解、生成和转化的本质。难点沉淀的转化〖教学方法与学法〗讲解启发、习题练习、实验法、多媒体展示、分析讨论、自主学习、合作探究。〖教具准备〗试剂固体氢氧化镁、酚酞溶液、蒸馏水、0.1mol/LNaCl溶液、0.1mol/LAgNO3溶液、0.1mol/LKI溶液、0.1mol/LNa2S溶液仪器试管、药匙、胶头滴管、多媒体平台、电脑〖教学过程〗环节一：提出问题，导入新课[教师引入]我们知道CaCO3、BaSO4、Mg(OH)2等盐和碱都是难溶电解质，它们在水溶液中真的一点都不溶解吗？[实验探究]教师做演示实验：取少量固体氢氧化镁于试管中，向其中加入蒸馏水，充分振荡，静置，再向其中加入几滴酚酞溶液，振荡，静置。[教师提问]问题一：你观察到了什么现象？问题二：如何解释这个现象？[学生活动]观察，记录实验现象并分析实验现象，得出结论，回答问题。学生观察到氢氧化镁并没有全部溶解，加入酚酞后，发现试管中溶液变红。分析实验想象并得出以下结论：氢氧化镁的确难溶于水，加入酚酞后，试管中溶液变红，说明溶液中存在OH-离子。[教师追问]OH-离子的来源？[学生活动]学生思考并回答问题，答案如下：一部分学生认为OH-离子来自氢氧化镁；还有一部分学生认为OH-离子来自水。让得出后者答案的学生继续做实验：取一支试管向其中加入少量蒸馏水，再继续加几滴酚酞溶液。学生观察现象，得出结论：加入酚酞后，溶液并没有变红，说明OH-离子来自氢氧化镁，进一步说明，沉淀氢氧化镁在水中部分溶解。[教师分析]ppt呈现如下内容实验证明，难溶电解质在水中并非一点都不溶解，它们在水中可以部分溶解并且建立起一种动态平衡——沉淀溶解平衡[动画演示]氢氧化镁的溶解过程[分析]尽管Mg(OH)2固体难溶于水，但仍有部分Mg2＋和OH-离开固体表面进入溶液，同时进入溶液中的Mg2＋和OH-又会在固体表面沉淀下来，当这两个过程速率相等时，即可以形成Mg(OH)2的饱和溶液，Mg2＋和OH-的沉淀与Mg(OH)2固体的溶解达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡状态。[多媒体显示]一、沉淀溶解平衡1.定义:一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，溶液中的离子的浓度不再增加，沉淀的质量不再减小，得到电解质的饱和溶液，我们把这种平衡状态称为沉淀溶解平衡。2.表达式：如氢氧化镁的沉淀溶解平衡可表示为Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)[学生总结]写表达式需要注意之处：状态、可逆符号、系数。[学生练习]写出碳酸钙在饱和溶液中沉淀溶解平衡的表达式[学生活动]学生回答交流、反思经验、对照讲解进行整理。【设计意图】在这个环节中，首先通过沉淀氢氧化镁可以部分溶于水的演示实验，给了学生一个巨大的认知冲击，与学生已有的认识相矛盾，通过感性认识来纠正学生的错误认识，从而激发学生探索未知的兴趣，进而质疑、思考，并由此建立起沉淀溶解平衡的概念，同时，使学生建立相对与绝对的观念。环节二：问题探究，溶度积的意义及影响因素[过渡质疑]沉淀溶解平衡是化学平衡的一种，那么当难溶电解质达到溶解平衡时也会有沉淀溶解平衡常数，根据前面所学的化学平衡和电离平衡的相关知识思考，[多媒体显示]问题三：（1）如何书写氢氧化镁沉淀溶解平衡的平衡常数表达式？（2）此常数有什么意义？受哪些因素影响？[学生活动]学生回忆、联系、思考、以小组为单位讨论回答]总结归纳如下K==[Mg2+][OH-]2K==[Mg(OH)2]此常数可以表示沉淀在水中溶解的多少，并且此常数只受温度影响。[教师讲解][Mg(OH)2]为常数，故K·c[Mg(OH)2]也为常数，就是Ksp。即Ksp=[Mg2+][OH-]2[多媒体显示]二、沉淀溶解平衡常数溶度积常数或溶度积Ksp定义：难溶电解质在溶液中达到沉淀溶解平衡状态时，其平衡常数为离子浓度系数次方的乘积，为一定值，这个常数称之为溶度积常数简称为溶度积，用Ksp表示.2.表达式：例如：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)在25℃时Ksp=[Mg2+][OH-]2==5.6×10-12mol3·L-3[巩固训练]请写出BaSO4Al(OH)3CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式[多媒体显示]3、溶度积性质：①溶度积(Ksp)的大小与难溶电解质性质和温度有关，与沉淀的量无关。②Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度越小，越难溶。如:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)溶解度:AgCl>AgBr>AgI[针对性练习]1.已知：Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-Ksp=[Mg2+][OH-]2=5.6×10-12mol3·L-3Cu(OH)2(s)Cu2++2OH-Ksp=[Cu2+][OH-]2=2.2×10-20mol3·L-3溶解能力相对较强的是2.将2×10－5mol/LNaCl溶液和2×10－5mol/LAgNO3溶液等体积混合,是否会有AgCl沉淀生成？(AgCl的KSP=1.8×10－10mol2·L-2)[点评追问]教师点评上述问题，并追问Q与Ksp的相对大小与沉淀的溶解和溶液中离子生成沉淀之间的关系如何？[学生活动]先个人思考，再小组讨论，最后代表发言。[多媒体显示]当Qc=Ksp时，沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态；当Qc<Ksp时,固体溶解，直至再次达到新的平衡状态；当Qc>Ksp时离子生成沉淀，直至再次达到新的平衡状态。【设计意图】学生对化学平衡已经有了学习和认识，本环节主要是在学生已有的化学平衡的基础知识上，引导学生利用化学平衡的理论处理沉淀溶解平衡，从而引出溶度积常数、Ksp与电解质溶解能力的关系、影响因素以及利用Qc与Ksp的相对大小来判断沉淀溶解平衡移动的方向。本环节教师采用启发讲授和学生讨论相结合的教学方式，鼓励学生多思考、讨论进而得出结论。这样不仅使学生保持着高涨的回顾重现热情，也培养了学生运用原有知识分析问题和解决问题的能力。环节三：问题探究，沉淀溶解平衡的应用一——沉淀的溶解与生成[过渡导入]我们已经总结了Qc与Ksp的相对大小和沉淀溶解平衡移动方向的关系，那么我们就可以利用上述关系来解释、解决沉淀溶解平衡在科学研究与生产生活实践中的应用。[多媒体显示]三、沉淀溶解平衡的应用1．沉淀的溶解与生成[学生活动]交流研讨：利用沉淀溶解平衡理论解释下面的两个实例[多媒体显示]实例1已知：当胃中c（Ba2+）大于2×10-3mol·L-1时就会使人中毒，那为什么医学上还常用BaSO4作为内服造影剂“钡餐”？如果将改用BaCO3作为内服造影剂是否可行?为什么？实例2如果误将可溶性钡盐[如BaCl2、Ba（NO3）2等]当做食盐或纯碱使用，会造成钡中毒，中毒患者应尽快用5.0%（0.36mol/L）的Na2SO4溶液洗胃，随后导泻使钡盐尽快排出。试通过计算说明该种方法是否有效？（已知：BaSO4的Ksp=1.1×10-10mol2·L-2）[学生活动]学生思考、交流、讨论、推荐代表回答。实例1回答如下：因为BaSO4难溶于水和胃酸，所以可以用它作为“钡餐”，改用BaCO3作为内服造影剂不可行，因为BaCO3能溶于胃酸。[教师追问]BaSO4难溶于水和胃酸，一点都不溶解吗？如果能部分溶解，为什么还可以用它作“钡餐”？[学生活动]学生思考回答，BaSO4能部分溶解。[点评提升]尽管BaSO4在水中和胃酸能部分溶解，但常温下胃中c（Ba2+）会小于2×10-3mol·L-1，我们可以通过计算来说明，常温下BaSO4的Ksp=1.1×10-10mol2·L-2，[Ba2+]≈1×10-5mol·L-1小于2×10-3mol·L-1是安全范围，不会危害人体，因此可以作“钡餐”。[学生活动]学生思考、交流、讨论、推荐代表回答。实例2回答如下：已知溶液中SO42+离子的浓度为0.36mol/L，当反应达到BaSO4的沉淀溶解平衡后，由Ksp（BaSO4）=[Ba2+][SO42+]可得：[Ba2+]=Ksp/[SO42+]=1.1×10-10mol2·L-2/0.36mol/L=3.1×10-10mol·L-1小于2×10-3mol·L-1是安全范围，不会危害人体,所以有效。【设计意图】本环节引导学生从已有知识和经验出发，通过以上两个实例学会用Qc与Ksp数值的关系来判断沉淀的溶解与生成，另外在难溶电解质的饱和溶液中，相关离子浓度增大会导致平衡向生成沉淀的方向移动，相关离子浓度减小会导致平衡向沉淀溶解的方向移动，如BaCO3可以溶于酸性环境。另外通过此环节让学生认识到沉淀完全的相对性，如由于沉淀溶解平衡的存在，Ba2+完全转化为沉淀是不可能的，只能是相对的“完全”——浓度很低，对人体没有危害。环节四：问题探究，沉淀溶解平衡的应用二——沉淀的转化[教师过渡]上面两个实例是沉淀的溶解与生成，沉淀在一定条件下还可以相互转化。那么沉淀是如何进行相互转化的？[多媒体显示]三、沉淀溶解平衡的应用2．沉淀的转化[实验探究]教师做演示实验：在一支试管中加入2mL0.1mol/LNaCl溶液，再滴入0.1mol/LAgNO3溶液，振荡，静置后再滴入适量0.1mol/LKI溶液，振荡静置后再加入0.1mol/LNa2S溶液振荡，静置（注意观察沉淀颜色的变化）[学生活动]观察，记录实验现象并分析实验现象，回答[多媒体显示]问题四:（1）你观察到了什么想象？（2）尝试用沉淀溶解平衡原理解释这个现象。[学生活动]学生观察的实验现象如下：当向试管中加入0.1mol/LAgNO3溶液，振荡，静置后，产生白色沉淀；再滴入适量0.1mol/LKI溶液，振荡静置后白色沉淀又变成黄色沉淀；再加入0.1mol/LNa2S溶液振荡，静置后黄色沉淀又变成黑色沉淀。[学生活动]学生分组讨论后回答问题四（2）AgCl在水中存在沉淀溶解平衡，即AgCl（s）Ag+(aq)+Cl-(aq),AgI沉淀也存在沉淀溶解平衡，AgI（s）Ag+(aq)+I-(aq)。AgCl与AgI的阴阳离子个数比相同，可以直接用Ksp来比较它们的溶解能力。由Ksp（AgI）＜Ksp（AgCl）可知，AgI的溶解能力比AgCl的溶解能力差。当向2mL0.1mol/LNaCl溶液中再滴入0.1mol/LAgNO3溶液时，AgCl溶解的Ag+与溶液中的I-足以满足Q＞Ksp（AgCl）的条件，Ag+与溶液中的I-结合产生AgI沉淀并建立沉淀溶解平衡。AgI的生成，使得溶液中的Cl-降低，导致溶液中的Cl-与Ag+的Q＜Ksp（AgCl），使AgCl沉淀溶解平衡向着沉淀溶解的方向移动，结果是AgCl沉淀逐渐转化为AgI沉淀。同理，AgI沉淀又转化为Ag2S沉淀。[点评追问]（1）刚才同学们从定性角度对沉淀的转化解释的非常好，那么同学们是否可以从定量的角度来解释这个实验呢？尤其是对于阴阳离子个数比不同的AgI沉淀向Ag2S沉淀的转化？（2）在刚才的试验中AgCl沉淀逐渐转化为了AgI沉淀，那么AgI沉淀能否转化为AgCl沉淀？如果能转化，什么条件可以实现？同学们课下讨论。[教师启发]师生共同总结：[多媒体显示]沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动的结果；沉淀转化的条件通常是一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀。[学生活动]聆听、思考分析、书写整合[学以致用]工业上在处理污水时，常向其中加入难溶的FeS固体，以除去Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子，请同学们尝试用沉淀溶解平衡原理解释这个过程。【设计意图】本环节中通过一个典型的、现象很明显的沉淀转化的实验，先提出问题，再由学生在已有的平衡移动原理的知识上分析沉淀转化的实质和条件。沉淀的转化实质上是一种沉淀溶解、另一种沉淀生成两个过程的结合，涉及到两个平衡的联立，是一个突出的难点。但是，前面在沉淀的溶解与生成的两个实例中，学生已经很好的理解了沉淀溶解平衡移动的原理，因此此处自然就容易化难为易了。并通过“学以致用”加深对沉淀的转化实质和条件的理解，训练学生利用沉淀溶解平衡原理，分析解决实际问题的综合能力；教育学生爱护环境，要学会应用化学知识避免环境污染、治理污染，造福于社会。环节五：概括整合及随堂演练[概括整合]知识整合及理念提升[学生整合，教师点评][随堂检测]1.家用自来水在受热过程中会形成水垢，水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，用食醋可以除掉水垢，请利用沉淀溶解平衡原理解释其过程。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】。在牙齿表面存在着如下平衡：Ca5(PO4)3OH（s）5Ca2++3PO43-+OH-KSP=6.8×10－37mol9·L-9残留在牙齿上的糖发酵会产生H+，这会对牙釉质产生怎样的影响？应采取什么措施保护牙齿？3.将足量AgCl分别放入①5mL水②10mL0.2mol/LNaCl溶液③20mL0.5mol/L的MgCl2溶液④40mL0.1mol/L的HCl中溶解至溶液饱和，各溶液中Ag+浓度分别为a、b、c、d，相同温度下,它们由大到小的排列顺序是4.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()A.反应开始时，溶液中各离子浓度相等B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解[学生活动]动手整合、演练思考【设计意图】培养、训练学生构建完整知识体系，提高综合解决问题的学习能力。另外，通过此环节把科学的思想和辩证的唯物主义思想渗透于知识的学习中。[作业]完成导学案练习〖教学设计思路说明〗美国教育专家格兰特•威金斯说过：“知识必须在解决问题的过程中得到运用或在运用中发现新的知识，从而激发学生的探究兴趣，才能显示出其重要性”。课堂教学是实现教学目标的主渠道，在全面推进素质教育，实施新课程改革的形势下，我们要把科学设计教学结构、提升课堂教学效率作为教学研究的的方向。本节课在这些方面做了大胆的尝试和探索。在本节课的教学设计中，本着“全面覆盖知识重难点，侧重提高辨析能力”的高效课堂主导思想，创设知识线索、情景线索、认知发展线索、能力培养线索、强化问题线索、凸现问题驱动，设计了一系列探究问题，探究问题层层深入，环环相扣，引导学生从已有知识和经验出发，反思经验，激活思维，学生自主的回顾重现各个“知识点”的同时，能够主动搭建完整的知识体系，进一步巩固了化学平衡原理的应用，充分发挥了学生的主体作用。体现了新课程“以学生为本”的理念。《沉淀溶解平衡》学情分析高中化学组通过第二章第二节《化学反应的限度》和第三章前两节《水溶液》，《弱电解质的电离盐类的水解》等相关知识的学习，学生已经能够从化学平衡的视觉对水自身的电离、弱电解质的电离、盐类的水解等化学平衡问题进行分析，初步形成了从平衡角度看问题、分析问题的能力。在本节中，学生将继续应用化学平衡的观点研究一类平衡——沉淀溶解平衡。《沉淀溶解平衡》效果分析高中化学组本节课首先通过实验探究让学生明白沉淀在水溶液中并非一点都不溶解，从而使学生能够辩证的看问题，然后通过启发、类比等教学方法，让学生对沉淀溶解平衡的建立、特点以及溶度积常数认识得更深入、更透彻，同时通过我的引导和学生之间的讨论，使学生能够学会应用沉淀溶解平衡移动的原理解释生活生产中的实际现象。本节课增强了学生的实验观察探究、总结归纳的能力。全班同学的潜力得到很大限度的挖掘，智力好的学生吃得饱，中等水平的学生吸收得好，差的学生消化得了，学生人人学有所得。在课堂环节中，我充分尊重学生的主体地位，充分体现师生平等、教学民主的思想，师生信息交流畅通，情感交流融洽，合作和谐，配合默契，教与学的气氛达到最优化，课堂教学效果达到最大化。教师教得轻松，学生学得愉快。《沉淀溶解平衡》教材分析高中化学组1．本节的作用和地位：本节课所学的内容为《化学反应原理》（选修）中的第三章：“物质在水溶液中的行为”中的第3节。本节内容是本章的一个重点，也是高中化学的重点内容之一。不但能起到承前启后的作用，而且此部分内容与科研、生产等领域有着密切的关系。通过前面对化学平衡理论的深入探讨，学生已初步具备了运用平衡原理的观点来处理一些实际问题的方法，并形成了一些固有的思维方式；此时再来学习沉淀溶解平衡，学生比较轻松的就能掌握难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。通过本节学习，还能为下一节“离子反应”的学习奠定坚实的基础。

2.教材内容编排体会：本节教材按照由简到繁、逐步递进的原则构建。首先分析单一难溶电解质在水中的行为，建立起沉淀溶解平衡的概念，引入描述这种平衡的平衡常数--溶度积；在此基础上分析沉淀的生成和溶解，最后考虑比较复杂的沉淀转化问题。本节教材设计中自始至终依据实际例子来诠释抽象的概念，通过对具体问题的讨论分析带动原理的学习，引导学生利用平衡移动的一般规律一步步揭示沉淀溶解平衡的本质。所选实例包括PbI2的沉淀溶解平衡、“钡餐透视”、钡中毒的解毒、ZnS沉淀的转化、污水处理、水垢的生成等。这些案例涉及生活、生产，涉及人们广泛关注的环境问题，内容贴近学生，极大地激发了学生学习化学的兴趣，并且极大地培养了他们的可持续发展等重要的意识。另外，教材在设计过程中注重把握难度，对溶解平衡的计算要求相对不高。《沉淀溶解平衡》测评练习高中化学组1.家用自来水在受热过程中会形成水垢，水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，用食醋可以除掉水垢，请利用沉淀溶解平衡原理解释其过程。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】。在牙齿表面存在着如下平衡：Ca5(PO4)3OH（s）5Ca2++3PO43-+OH-KSP=6.8×10－37mol9·L-9残留在牙齿上的糖发酵会产生H+，这会对牙釉质产生怎样的影响？应采取什么措施保护牙齿？3.将足量AgCl分别放入①5mL水②10mL0.2mol/LNaCl溶液③20mL0.5mol/L的MgCl2溶液④40mL0.1mol/L的HCl中溶解至溶液饱和，各溶液中Ag+浓度分别为a、b、c、d，相同温度下,它们由大到小的排列顺序是。4.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是()A.反应开始时，溶液中各离子浓度相等B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和