2017-2018學(xué)年高中化學(xué)第三章水溶液中的離子平衡第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡（第1課時(shí)）教案選修4

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡從容說課在學(xué)生學(xué)習(xí)了弱電解質(zhì)的電離平衡、水的電離和溶液的酸堿性、鹽類水解平衡之后，教科書接著介紹“難溶電解質(zhì)的溶解平衡”，可幫助學(xué)生更全面地了解水溶液中離子平衡相關(guān)的理論,使他們更為透徹地理解在溶液中發(fā)生離子反應(yīng)的原理。本節(jié)內(nèi)容的基本知識(shí)框架是:在教學(xué)方法上，本節(jié)教材以理論分析與實(shí)驗(yàn)探究并重,注重學(xué)習(xí)過程的作用。先后以四個(gè)【思考與交流】為主線，輔助以必要的【資料】查詢、“廢水處理化學(xué)沉淀法工藝流程”介紹和“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，始終強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與。關(guān)于學(xué)習(xí)過程中的思維訓(xùn)練，教科書突出地以辯證思維為特征，以溶解與沉淀這兩個(gè)互逆的過程作為研究的對(duì)象,從“

2、沉淀的生成“沉淀的溶解”和“沉淀的轉(zhuǎn)化”等不同角度反復(fù)地論證物質(zhì)溶解的絕對(duì)性和物質(zhì)溶解限度大小的相對(duì)性，并且在論證物質(zhì)的“溶”與“不溶之間更使水溶液中各種微觀粒子的相互作用以動(dòng)態(tài)的形式展示出來,最終得出結(jié)論：沉淀的生成、溶解和轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的建立和移動(dòng)的過程。教學(xué)中應(yīng)注意的問題：1為了便于學(xué)生深入理解難溶電解質(zhì)的溶解平衡，教科書通過【科學(xué)視野】提供了有關(guān)“溶度積”的閱讀材料供學(xué)生選學(xué)和參考，教學(xué)中不要求學(xué)生掌握有關(guān)“溶度積”的計(jì)算。2把握住知識(shí)的深度和教學(xué)語言的科學(xué)性,在難電離物質(zhì)的溶解平衡問題上的討論宜粗不宜細(xì)。需要指出的是，難溶電解質(zhì)的溶解平衡和難電離物質(zhì)（弱電解質(zhì))的電離平衡不

3、能混為一談。首先從物質(zhì)類別方面看,難溶電解質(zhì)可以是強(qiáng)電解質(zhì)也可以是弱電解質(zhì)如baso4是強(qiáng)電解質(zhì),而al（oh）3是弱電解質(zhì)，而難電離物質(zhì)只能是弱電解質(zhì)。再?gòu)淖兓倪^程來看，溶解平衡是指已溶解的溶質(zhì)與未溶解的溶質(zhì)之間形成的沉淀與溶解的平衡狀態(tài)；而電離平衡則是指已經(jīng)溶解在溶液中的弱電解質(zhì)分子與離子之間的轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡狀態(tài)。關(guān)于這類問題要讓學(xué)生了解,但不必深入探討。1新課引入.通過一組補(bǔ)充實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生回顧溶解平衡的相關(guān)知識(shí)，為后面將“有難溶物生成的離子反應(yīng)”轉(zhuǎn)化為“難溶電解質(zhì)溶解的問題”來作鋪墊。2教學(xué)中，應(yīng)讓學(xué)生明白：為什么要將“生成沉淀的離子反應(yīng)”轉(zhuǎn)化成“固體溶解的問題”來討論.這是因?yàn)椤吧?/p>

4、沉淀的離子反應(yīng)”常常給人的印象是一種單向的變化過程，是不可逆的,而“固體溶解”卻是一種雙向互變的、動(dòng)態(tài)的過程。因此，這種討論問題方式的改變不僅僅是為了介紹一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，更是對(duì)一種思維方式的探討。當(dāng)我們需要深入了解事物變化的原因時(shí)，常常需要擺脫習(xí)慣的定勢(shì)思維模式，學(xué)會(huì)變換觀察問題的角度來重新認(rèn)識(shí)和思考，并且我們關(guān)注的也不應(yīng)僅僅是發(fā)生變化的事物本身，還要關(guān)注影響事物變化的環(huán)境.3關(guān)于沉淀的生成和溶解，實(shí)際是分別圍繞著難溶電解質(zhì)溶解平衡中兩個(gè)不同的方面進(jìn)行討論。這部分設(shè)計(jì)了兩個(gè)【思考與交流】活動(dòng),主要是激發(fā)學(xué)生的思維,起一個(gè)導(dǎo)向作用，至于討論問題的廣度和深度須視學(xué)生實(shí)際情況而定。但需要使學(xué)生明白：生成

5、難溶電解質(zhì)的沉淀,是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保工程和科學(xué)研究中除雜質(zhì)或提純物質(zhì)的重要方法之一（并不是唯一方法).可以在重點(diǎn)討論溶液中fe3(也可以是其他離子)的沉淀方法的基礎(chǔ)上,大概地介紹以下幾點(diǎn):(1）沉淀劑的選擇(要求除去溶液中的某種離子，又不能影響其他離子的存在，并且由沉淀劑引入溶液的雜質(zhì)離子還要便于除去）。(2)形成沉淀和沉淀完全的條件（由于難溶電解質(zhì)溶解平衡的存在，在合理選用沉淀劑的同時(shí)，有時(shí)還需要考慮溶液ph和溫度的調(diào)控）.(3)不同沉淀方法的應(yīng)用直接沉淀(為除去指定的溶液中某種離子或獲取該難溶電解質(zhì))。分步沉淀（為鑒別溶液中含有哪些離子，或是分別獲得不同難溶電解質(zhì))。共沉淀(為除去一組某種性

6、質(zhì)相似的離子,加入合適的沉淀劑)。通過氧化還原反應(yīng)等方式改變某離子的存在形式，促使其轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質(zhì)以便分離出去。另一方面，關(guān)于沉淀溶解的討論，必須以探討影響溶解平衡移動(dòng)的條件為中心，了解幾種促使沉淀溶解的基本方法,如通過溫度的改變、溶液ph的調(diào)控、弱電解質(zhì)的形成等。根據(jù)學(xué)生情況，還可以簡(jiǎn)略介紹配位化合物的形成或氧化還原反應(yīng)等因素對(duì)難溶電解質(zhì)溶解平衡的影響.4關(guān)于沉淀的轉(zhuǎn)化，應(yīng)該理解為難溶電解質(zhì)溶解平衡移動(dòng)的一種特殊形式（盡管原有的難溶電解質(zhì)并沒有完全轉(zhuǎn)化為可溶物的形式）.盡管課程標(biāo)準(zhǔn)并不要求學(xué)生掌握“溶度積相關(guān)的計(jì)算”，但為了便于學(xué)生在【思考與交流】活動(dòng)中能真正理解難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化

7、的原理,可以考慮把相關(guān)溶度積常數(shù)作為信息提供給學(xué)生，通過教師的輔助，使學(xué)生大致了解：雖然agcl飽和溶液中c(ag)很小，但agi的溶解度更小，所以能使溶液中c(ag)降到更低，致使agcl的溶解平衡發(fā)生移動(dòng)，最終會(huì)全部轉(zhuǎn)化為agi。在完成上述分析之后，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：iagcl(s) agi（s）cl這有助于學(xué)生對(duì)難溶電解質(zhì)的轉(zhuǎn)化有一個(gè)比較完整的理解.第一課時(shí)難溶電解質(zhì)的溶解平衡三維目標(biāo)知識(shí)與技能讓學(xué)生掌握難溶電解質(zhì)的溶解平衡及溶解平衡的應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力和邏輯推理能力。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)值觀認(rèn)

8、識(shí)自然科學(xué)中的對(duì)立統(tǒng)一的辯證唯物主義。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)難溶電解質(zhì)的溶解平衡。教學(xué)難點(diǎn)難溶電解質(zhì)的溶解平衡。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、自主學(xué)習(xí)、合作探究、多媒體展示。引入新課復(fù)習(xí)引入1展示蔗糖溶解平衡的課件,回顧非電解質(zhì)的溶解平衡。2進(jìn)一步分析電解質(zhì)氯化鈉在水中的溶解情況(隨氯化鈉的增多)，演示課件。說明并板書：強(qiáng)電解質(zhì)溶解的過程就是電離的過程.提問當(dāng)氯化鈉的溶解速率和結(jié)晶速率相等時(shí)，體系將處于什么狀態(tài)？回答平衡狀態(tài)。推進(jìn)新課問題激趣（1）加熱硬水ca（hco3)2和mg(hco3）2會(huì)轉(zhuǎn)化為caco3和mg(oh)2,你知道它們是怎樣生成的嗎？（2）處理污水時(shí)，向其中加入fes固體，以除去cu2、hg

9、2、pb2等重金屬離子，發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)？分析caco3、fes、mg（oh)2等堿和鹽是難溶電解質(zhì),盡管難溶電解質(zhì)難溶于水，但在水中也會(huì)建立一動(dòng)態(tài)平衡。今天我們來學(xué)習(xí)難溶電解質(zhì)的溶解平衡。板書第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡講解我們知道，溶液中有難溶于水的沉淀生成是離子反應(yīng)發(fā)生的條件之一。例如，agno3溶液與nacl溶液混合，生成白色的agcl沉淀：agclagcl如果上述兩種溶液是等物質(zhì)的量濃度、等體積，一般認(rèn)為反應(yīng)是可以進(jìn)行到底的.提問ag和cl的反應(yīng)真能進(jìn)行到底嗎？學(xué)生分析1當(dāng)agno3與nacl反應(yīng)生成難溶agcl時(shí)，溶液中是否含有ag和cl？2難溶電解質(zhì)（如agcl)懸濁液中是否存在

10、溶解平衡?如果存在，寫出溶解平衡表達(dá)式。3什么情況下存在溶解平衡？實(shí)驗(yàn)探究取有agcl沉淀的飽和溶液中上層清液，即agcl的飽和溶液滴加幾滴ki溶液，觀察現(xiàn)象.你能解釋觀察到的現(xiàn)象嗎?觀察現(xiàn)象原本澄清的溶液出現(xiàn)了黃色沉淀。解釋現(xiàn)象出現(xiàn)的黃色沉淀應(yīng)該是agi,那么就意味著盡管agcl固體難溶于水,但仍有部分ag和cl離開固體表面進(jìn)入溶液，同時(shí)進(jìn)入溶液的ag和cl又會(huì)在固體表面沉淀下來，當(dāng)這兩個(gè)過程速率相等時(shí),ag和cl的沉淀與agcl固體的溶解達(dá)到平衡狀態(tài)即達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài).agcl固體在水中的沉淀溶解平衡可表示為：agcl(s) ag（ag）cl(ag)板書一、難溶電解質(zhì)的溶解平衡回顧關(guān)于

11、平衡前面我們學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡，它們的定義均類似且均遵循平衡移動(dòng)原理（勒夏特列原理),難溶電解質(zhì)溶解平衡也不例外.投影1。定義：一定條件下,難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率等于離子重新結(jié)合成沉淀的速率，溶液中各離子的濃度保持不變的狀態(tài)。(叫沉淀溶解平衡）提問（1）回顧比較與電離平衡的聯(lián)系與區(qū)別。(2)說明強(qiáng)電解質(zhì)溶解的特征。板書2。特征：等動(dòng)、定、變。強(qiáng)調(diào)并板書變：當(dāng)條件改變時(shí)，難溶電解質(zhì)溶解平衡可能發(fā)生移動(dòng),從而達(dá)到新的平衡。練習(xí)1：下列對(duì)沉淀溶解平衡的描述正確的是a反應(yīng)開始時(shí),溶液中各離子濃度相等。b沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，沉淀的速率和溶解的速率相等c沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí)，溶液中溶質(zhì)的

12、離子濃度相等，且保持不變。d沉淀溶解達(dá)到平衡時(shí),如果再加入難溶性的該沉淀物,將促進(jìn)溶解.板書3。表達(dá)式:如agcl（s) ag(ag)cl（ag）練習(xí)2:書寫碳酸鈣、氫氧化鎂溶解平衡的表達(dá)式。練習(xí)3：向有固態(tài)氫氧化鎂存在的飽和溶液中，分別加入固體醋酸鈉、氯化銨時(shí)，固體氫氧化鎂的質(zhì)量有什么變化？分析加入固體醋酸鈉,固體氫氧化鎂的質(zhì)量會(huì)增加;加入氯化銨時(shí),固體氫氧化鎂的質(zhì)量會(huì)減少.點(diǎn)撥能否從平衡移動(dòng)的角度去思考？交流、討論醋酸鈉的水溶液呈堿性可抑制氫氧化鎂的溶解，使氫氧化鎂的沉淀溶解平衡向著沉淀的方向移動(dòng),從而使固體氫氧化鎂的質(zhì)量增加；氯化銨的水溶液呈酸性可促進(jìn)氫氧化鎂的溶解,使氫氧化鎂的沉淀溶解

13、平衡向著溶解的方向移動(dòng)，從而使固體氫氧化鎂的質(zhì)量減少.板書4。影響溶解平衡的因素提問應(yīng)該從哪幾方面去分析？（1）內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)展開不同的電解質(zhì)在水溶液中溶解的程度不一樣，而且差別很大,有的溶解度很大，像nacl、kcl、naoh等，這些物質(zhì)的溶解度大于0。1 g,通常把它們稱作易溶物質(zhì).有的溶解度很小,如caso4、ca(oh）2等,這些物質(zhì)的溶解度在0.01 g到0.1 g之間,我們通常把它們稱作微溶物質(zhì)。有的溶解度更小,像caco3、agcl、ags等，這些物質(zhì)的溶解度小于0。01 g，我們通常把它們稱作難溶物質(zhì)，在水溶液中稱作沉淀。投影（見下圖）追問難溶物質(zhì)的溶解度很小，有沒有可

14、能等于零呢？引導(dǎo)學(xué)生觀察課本表34，得：板書1。絕對(duì)不溶的電解質(zhì)是沒有的。2.同是難溶電解質(zhì),溶解度差別也很大.3。易溶電解質(zhì)作溶質(zhì)時(shí)只要是飽和溶液也可存在溶解平衡。(2）外因：遵循平衡移動(dòng)原理講述通常我們講的外因包括濃度、溫度、壓強(qiáng)等。對(duì)于溶解平衡來說，在溶液中進(jìn)行，可忽略壓強(qiáng)的影響。下面請(qǐng)同學(xué)們考慮濃度、溫度對(duì)溶解平衡分別有什么影響？學(xué)生回答,教師總結(jié)濃度：加水，平衡向溶解方向移動(dòng)。溫度:升溫,多數(shù)平衡向溶解方向移動(dòng)。鞏固訓(xùn)練1試用文字描述生成氯化銀反應(yīng)達(dá)到沉淀溶解平衡的過程，并根據(jù)該過程中各反應(yīng)粒子的變化情況（如最大、減小、變大等)填下表。c(ag）c（cl）m(agcl)反應(yīng)初始達(dá)到溶

15、解平衡前達(dá)到溶解平衡時(shí)2.下列說法中正確的是（c）a物質(zhì)的溶解性為難溶，則該物質(zhì)不溶于水b不溶于水的物質(zhì)溶解度為0c絕對(duì)不溶解的物質(zhì)是不存在的d某粒子被沉淀完全是指該粒子在溶液中的濃度為零過渡像電離、水解平衡一樣,沉淀溶解平衡也有平衡常數(shù),符號(hào)為ksp，來了解一下它的定義及計(jì)算公式。投影5。溶度積常數(shù)或溶度積(ksp）(1)定義：難溶固體在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)時(shí),離子濃度保持不變(或一定）。其離子濃度的方次的乘積為一個(gè)常數(shù)這個(gè)常數(shù)稱之為溶度積常數(shù)簡(jiǎn)稱為溶度積，用ksp表示.例如：pbi2(s) pb2（ag）2i（ag)25 時(shí)，kspc(pb2）c2（i）7。1109 mol3l3過渡

16、我們都知道,電離平衡常數(shù)、水解平衡常數(shù)只受溫度的影響,同樣的溶度積常數(shù)也只與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無關(guān)。離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動(dòng),而不能改變?nèi)芏确e。不同的難溶電解質(zhì)在相同溫度下ksp不同。板書（2）溶度積(ksp）的性質(zhì)溶度積(ksp）的大小與難溶電解質(zhì)性質(zhì)和溫度有關(guān)，與沉淀的量無關(guān)。離子濃度的改變可使平衡發(fā)生移動(dòng)，而不能改變?nèi)芏确e，不同的難溶電解質(zhì)在相同溫度下ksp不同。難溶電解質(zhì)ksp難溶電解質(zhì)kspagcl1.771010fe（oh）24。871017agbr5。351013fe(oh）32.641039agi8.511012fes1。591019ag2co38.4

17、51012hg3cl21.451018ag2cro41。121012hgs(黑)6。441053ag2so41。20105mgco36。82105ag2s（)6.691050mg(oh)25.611012ag2s（)1。091049mn(oh)22.061013al(oh）221033mns4。651014baco32.58109ni(oh)25。471014baso41。071010nis1。071021bacro31。171010pbcl21。17105caco34.96109pbco21。461013cac2o2h2o2.34109pbcro31。771014caf21。461010pb

18、f27.12102ca2（po4)22.071033pbso41.82108caso47.10105pbs9。041029cd(oh)25.271015pbl8。49109cds1。401029pb（oh)21。421020co（oh)2(桃紅)1。091015srco35.601010co(oh)2（藍(lán)）5.921015srso43.44107cos（)4.01024znco31。191010cos(）2。01025zn(oh）2()6。681017cr(oh）27.01031zn（oh)2(）7。711017cui1.271012zn（oh）2（)4.121017cus1。271036zn

19、s2。931025分析通過上圖的數(shù)據(jù)不難分析得出，相同類型的難溶電解質(zhì)的ksp越小,溶解度越小，越難溶。如:ksp(agcl)ksp（agbr)ksp(agi）溶解度：agclagbragi應(yīng)用利用溶度積計(jì)算某種離子的濃度例1。25 時(shí)，ksp(pbi2）7.1109 mol3l3，求pbi2的飽和溶液中的(pb2）和（i)。分析ksp(pbi2)c（pb2）c2(i），且2c(pb2）c(i）,所以不難得到答案。請(qǐng)?jiān)囍萌芏确e常數(shù)來解決下列問題。練1。25 時(shí)，ksp(agbr）5。01010 mol2l2，求agbr的飽和溶液中的c（ag)和c（br）。練2。25 時(shí),ksp（mg（oh）2）5。61012 mol3l3,求mg（oh)2的飽和溶液中的c（mg2）和c(oh)。講解離子的濃度商qc和溶度積ksp的關(guān)系：(1)當(dāng)qcksp時(shí)是過飽和溶液，離子生成沉淀即反應(yīng)向生成沉淀方向進(jìn)行，直到平衡狀態(tài)(飽和為止）。（2）當(dāng)qcksp時(shí)是飽和溶液，已達(dá)到沉淀溶解平衡狀態(tài)。（3)當(dāng)qcksp時(shí)是不飽和溶液,沉淀溶解即反應(yīng)向沉淀溶解的方向進(jìn)行,直到平衡狀態(tài)（飽和為止）。以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則.沉淀的生成和溶解這兩個(gè)相反的過程它們相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應(yīng)向所需要的方向轉(zhuǎn)化?？偨Y(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡作為一種