高中化学-沉淀溶解平衡第一课时教学设计学情分析教材分析课后反思

《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。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：溶度积的相关计算教学过程教学过程（教师活动、学生活动）设计意图概念建构【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，学生观察实验现象，从外观看，PbI2固体好似不溶，但是事实上呢？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0.1mol/L的KI溶液，检验上清液中的I-，可以选用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。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：化学反应平衡、弱电解质的电离平衡（包括水、弱酸和弱碱）、盐类的水解平衡。沉淀溶解平衡也属于化学平衡，所以之前学习的平衡知识也可以用来分析沉淀溶解平衡。教师带领学生回顾平衡的主要知识：平衡常数K及其影响因素，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就越大。展示表格：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的溶质浓度，之后学生类比计算Mg(OH)2的溶质溶度，找位同学来黑板上计算，之后教师带领同学订正答案。表格补充完整：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。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。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<Ksp，正向移动，沉淀溶解Q=Ksp，达到沉淀溶解平衡状态之后，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)=1.26×10-13mol2·L-2>Ksp(CuS)，因此，可以析出CuS沉淀。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。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-，经反应形成石灰石外壳：Ca2++2HCO3-⇌CaCO3+CO2+H2O，珊瑚周围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=5.1×10-9mol2·L-2BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)Ksp=1.1×10-10mol2·L-2BaCO3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CO32-，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。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：【结束语】在我们课堂的第二个实验中，向ZnS沉淀中滴加0.1mol/L的CuSO4沉淀，生成了黑色的CuS沉淀，原来白色的ZnS沉淀还有没有，如果没有的话，白色的ZnS去哪了？我们下节课再来探讨。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，帮助学生认识到难溶电解质也会存在部分溶解，有助于之后沉淀溶解平衡概念的建立。学生实验，培养学生的探究意识和动手操作能力。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快纳入到已有的平衡体系中去，有助于接下来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神。通过具体数据，学生自己发现规律，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。有助于培养学生分析数据的能力。以ZnS为例，探究温度和浓度对平衡的影响。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，有助于学生对沉淀转化本质的理解。通过生产生活实际中这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知识解决实际生活问题的能力。归纳总结，帮助学生梳理本节课的知识体系。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-]23.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。Ksp=[Ba2+][SO42-]=1.0×10-10，所以[Ba2+]=1.0×10-5Mg(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。《沉淀溶解平衡》学情分析首先，学生在必修阶段就学过电解质的知识，所以，难溶电解质这一概念对学生而言不会陌生。其次，在沉淀溶解平衡之前，学生已经学习了化学反应平衡、弱电解质的电离平衡（包括水、弱酸和弱碱）和盐类的水解平衡，所以，学生已经具备了一定的分析平衡体系的能力，并且平衡体系的建立也日趋完善，这节课就是将沉淀溶解平衡纳入到已有的平衡体系中。所以，我认为学生在学习沉淀溶解平衡之前就已经具备的理论知识主要有：认识到没有绝对的不溶物，即便是沉淀在溶液中也存在着微量的溶解；知道平衡常数K的影响因素，以便类比分析Ksp的影响因素；能通过分析可逆反应中浓度商Q和平衡常数K的关系推断出平衡的移动方向（即会分析浓度对平衡移动的影响），以便类比分析沉淀溶解平衡中Q和Ksp的关系对平衡移动方向的影响，进而理解沉淀的溶解、生成和转化问题；能分析温度对平衡移动的影响，以便类比分析沉淀溶解平衡中温度的影响（由于是在溶液中，所以压强的影响可以忽略）。这些都将会成为本节课学习的助力。但是，沉淀溶解平衡毕竟是一个新的平衡体系，所以，学生在接受时肯定也会存在一定的困难，因此，教师在教学时一定要注意合理引导帮助学生尽快将沉淀溶解平衡纳入到已有的知识体系中去。《沉淀溶解平衡》效果分析通过课堂上学生对几个问题的反应情况和课下的评测练习结果来看，学生对本节课知识的掌握情况良好。首先，根据Ksp求算溶质溶度，学生能比较好地根据教师的解题方法类比解决问题。其次，对之前平衡知识的回顾和对沉淀溶解平衡问题的分析，都体现了学生具有较好的平衡理论知识和较强的知识迁移能力。并没有因为沉淀溶解平衡是新平衡而不知所措，而是能比较快地将其纳入到已有的平衡体系中，并且用之前的平衡知识分析问题、解决问题。再次，Q与Ksp的计算问题。在计算之前，学生已经分析了温度和浓度对沉淀溶解平衡移动的影响，并且得出了如何根据Q与Ksp的相对大小判断平衡的移动方向，所以，再进行定量计算，学生比较好接受。这样自然而然突破了这一教学难点。最后，生活中实际问题的分析。这一部分可以看出，学生对平衡知识的掌握情况很好，能将所学知识与生活实际联系起来。课后的评测练习中，前2个问题基本上全对，最后一个题因为涉及到图象，难度加大，所以，部分同学在解决问题时出现困难，但整体还不错，大多数同学这道题都做对了，教师需要针对性地再对没有掌握好知识的几个同学进行辅导，帮助其尽快掌握新知识。《沉淀溶解平衡》教材分析一．教材地位及作用从整个高中化学知识体系上看，《化学反应原理》是从基本原理和研究方法上对必修知识的延续和深化，其中，第3章《物质在水溶液中的行为》就是对必修部分电解质、电离和离子反应相关知识的延续和深化，而沉淀溶解平衡位于本章第3节，所以，从整个教材编排上可以看出，沉淀溶解平衡的知识基础主要是电解质的电离、离子反应和平衡移动原理等。因此，沉淀溶解平衡是水溶液中离子行为和化学平衡理论应用的延伸，有利于学生更为透彻地理解溶液中离子反应的原理。二．教材主要内容鲁科版《化学反应原理》第3章第3节沉淀溶解平衡的主要内容包括两部分：沉淀溶解平衡与溶度积、沉淀溶解平衡的应用。第一部分通过【观察·思考】栏目中PbI2溶解平衡实验引出了沉淀溶解平衡的概念，随后给出了沉淀溶解平衡常数（即溶度积），并通过比较几种难溶电解质的Ksp得出了Ksp和难溶电解质溶解能力之间的关系。第二部分包括两部分：沉淀的溶解与生成、沉淀的转化。沉淀的溶解与生成中，教材首先通过Q和Ksp的相对大小说明了沉淀溶解、生成与平衡状态的具体过程。然后又以BaCO3和钡餐BaSO4为例，印证了沉淀的溶解与生成过程。最后【追根寻源】、【交流·研讨】栏目联系生活实际说明了沉淀的溶解与生成在生活中的应用。沉淀的转化中，教材首先通过【观察·思考】栏目中ZnS转化为CuS的实验，说明了沉淀是可以转化的，同时，通过分析ZnS转化为CuS的微观过程，说明了沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。然后又以FeS用作沉淀剂除掉废水中的某些重金属离子为例印证了沉淀的转化，最后在【追根寻源】栏目中以水垢中Mg(OH)2的生成为例说明了沉淀的转化在生活中的应用。综上分析，我们可以看出沉淀溶解平衡的主要内容是沉淀溶解平衡的概念，包括沉淀微量溶解的事实和沉淀生成与沉淀溶解平衡状态的存在；溶度积的概念及其运算，溶度积的影响因素和利用溶度积求离子浓度等；沉淀的溶解、生成和转化问题，包括Q与Ksp的关系对平衡移动的影响（即浓度对平衡移动的影响）和温度对平衡移动的影响。通过以上教材内容的分析，我确定了第一课时的主要教学内容：沉淀溶解平衡概念的建立（首先让学生认识到沉淀的溶解与生成）、沉淀溶解平衡的表示方法、Ksp的计算、如何通过判断Q与Ksp的关系确定沉淀的生成和溶解。《沉淀溶解平衡》学案一．概念建构一．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？【实验探究】请设计实验方案检验PbI2固体是否部分溶于水？定义：像PbI2固体这样，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时，PbI2固体的量不再减小，得到PbI2溶液。我们把这种平衡状态叫做沉淀溶解平衡。表示方法：对于PbI2的沉淀溶解平衡，可表示为：【小试身手】请写出BaSO4、Mg(OH)2的沉淀溶解平衡方程式。二．迁移应用二．迁移应用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：(1)溶度积常数Ksp有什么意义？(2)请将下表补充完整，并通过表格数据思考问题：是否Ksp越大，沉淀的溶解能力越强？已知：³√1.4≈1.1难溶电解质Ksp数值溶质浓度(mol/L)BaSO41.0×10-10BaCO35.1×10-97.1×10-4Mg(OH)25.6×10-12Cu(OH)22.2×10-203.8×10-6结论：当时，Ksp数值越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强。溶度积常数Ksp的影响因素？(1)已知ZnS在水中存在平衡：ZnS(s)⇌

Zn2+(aq)+S2-(aq)且ZnS固体溶解吸热，请将下表补充完整。改变条件移动方向c(Zn2+)c(S2-)Ksp升温加ZnS固体加ZnCl2固体加Na2S固体加水(有ZnS剩余)(2)【实验探究】向ZnS沉淀中滴加适量的0.1mol/L的CuSO4溶液，会出现什么现象？能否通过计算说明？已知：Ksp(ZnS)=1.6×10-24mol2·L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2√1.6≈1.3【类比迁移】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-为0.01mol/L)，通过计算说明为什么又生成了PbI2沉淀？已知：Ksp(PbI2)=2.5×10-9mol3·L-3³√0.625≈0.85三．学以致用三．学以致用请用本节课所学知识，小组讨论，解决以下问题：珊瑚虫可以从海水中获取Ca2+和HCO3-，经反应形成石灰石外壳：Ca2++2HCO3-⇌CaCO3+CO2+H2O，珊瑚周围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，甚至造成珊瑚虫的死亡。为什么这些因素会影响珊瑚的生长？可以采取什么措施保护珊瑚虫？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？已知：BaCO3(s)⇌Ba2+(aq)+CO32-(aq)Ksp=5.1×10-9mol2·L-2BaSO4(s)⇌Ba2+(aq)+SO42-(aq)Ksp=1.1×10-10mol2·L-2BaCO3和BaSO4都是难溶，为什么BaCO3不能用来钡餐透视？四．归纳总结四．归纳总结这节课，我们主要学习了哪些内容？你还有哪些内容没有掌握？五．小试身手五．小试身手将4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液与2×10-4mol·L-1的NaCl溶液等体积混合能否有AgCl沉淀析出？已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2·L-2石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s)⇌Ca2+(aq)+2OH-(aq)，加入下列固体，可使Ca(OH)2固体减少的是()NH4ClKClNaOHCaCl2某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。下列说法正确的是（）A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C．d点无BaSO4沉淀生成D．a点对应的Ksp大于c