難溶電解質(zhì)的溶解平衡教案

1、難溶電解質(zhì)的溶解平衡教學設計化學PIC教學模式的實踐應用本課系2015年汕頭市化學公開課，此文已在化學教與學發(fā)表 一、教學指導思想水溶液中的離子平衡是重要的化學原理。這些原理需要由特殊到一般、由具體到抽象、由現(xiàn)象到 本質(zhì)的教學過程，才能使學生正確認識、掌握并靈活運用；需要在感性認識和理性認識的不斷循環(huán)中 進行歸納和演繹等邏輯推理。二、教學內(nèi)容分析第三章從知識層面看包括：電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。而縱觀整章滲透的是學生從微 粒觀的角度認識和分析溶液的變化。溶質(zhì)溶于水，依據(jù)電離的程度分為強弱電解質(zhì)；水的電離平衡使 得分析溶液的視角從原來的只關注溶質(zhì)轉(zhuǎn)向兼顧溶劑；酸堿溶于水及鹽類水解導致溶液

2、酸堿性的體現(xiàn)恰好是溶質(zhì)與溶劑電離出的微粒相互影響和相互作用的結果；難溶電解質(zhì)的溶解平衡則進一步豐富了學生對溶液體系的認知?！半y溶電解質(zhì)的溶解平衡”在工業(yè)生產(chǎn)、科研與環(huán)境保護領域應用廣泛。在無機物的制備和提純、 廢水處理等方面，常利用生成沉淀而達到分離或除去某些離子的目的。所以，本節(jié)關于沉淀的應用要 與生產(chǎn)、生活實際相聯(lián)系，凸顯化學平衡和沉淀溶解平衡原理的實用價值。三、學生情況分析1、學生已有的經(jīng)驗和知識學生們對固體溶質(zhì)和溶液中的溶質(zhì)在水中存在溶解和結晶的兩個互逆過程，也就是對“溶解平衡”有初步的了解，但對于“沉淀溶解平衡”是如何建立的以及沉淀溶解平衡深層次的理解和應用還沒有 認識。2、學生的認

3、知障礙點分析學生容易誤會只有難溶電解質(zhì)才存在溶解平衡，且不能從微觀角度(離子濃度)理解飽和溶液 中存在溶解和結晶兩個互逆過程。學生對于沉淀的轉(zhuǎn)化存在認識障礙，因為在學生原有的認識中是“鹽和鹽反應必須都可溶”。且對“溶”與“不溶”的相對性不理解。對溶解平衡表達式：Mg(OH) 2(s) - Mg2+(aq) + 2OH (aq)學生容易與物質(zhì)的電離方程式混淆。對于向Mg(OH)2溶液中加入NH4CI溶液，沉淀溶解的原理學生容易混淆用鹽類水解理論解釋。四、教學目標目標維度教學目標知識與技能認識溶解平衡；了解難溶電解質(zhì)的溶解平衡；能應用難溶電解質(zhì)的溶解平衡原理解釋生活中的常見現(xiàn)象。過程與方法由溶解平

4、衡入手，在問題的驅(qū)動下，通過實驗探究，認識難溶電解質(zhì)的溶解 平衡，逐步形成觀察實驗現(xiàn)象，研究實驗本質(zhì)，并進行類比歸納的能力。情感態(tài)度通過教師引導學習，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生學習能力，形成學生自主與價值觀思考、主動提出問題的素養(yǎng)和品質(zhì)。五、教學重難點通過理論探究及實驗探究，理解難溶電解質(zhì)的溶解平衡;并學會從平衡角度判斷溶解平衡的移動。六、教學設計1、設計思路以難溶電解質(zhì)溶解平衡概念建構為主線，問題(任務)驅(qū)動為方法，學生活動為主體，實驗教學、類比教學為手段，構建以化學概念為目標的一種教學思路。2、教學方法PIC教學模式的應用：”問題一探究一建構(Problem-Inquiry-Constru

5、ct )”教學模式是一種化學探 究式教學模式，以問題為中心，強調(diào)引導學生自主建構知識網(wǎng)絡體系。在本節(jié)課中筆者運用這種教學 模式設計教學過程，以各個問題情景為明線，以知識建構為暗線。3、教學流程屣不、：溶洞、 髓齒的圖片, 連續(xù)設向引導 學可落解平衡 理澄去解決生 活向過.1 、多危度考慮從溶液中獲得沉就的方法.建立可溶性 電解質(zhì)的溶解平衡,用平衡觀點T 解井建立雅陶 電解質(zhì)的溶解 平衡槿型.,從留脾平衢的 痢度解母人曠和 CI 一反應限度. 耗齒的成閑- *版幫”的選洋 問題，再以科 學視野補充溶，、洞再成的靠國+對解密度 生電平程信 學溶解假反索雉溶主時 考節(jié)的容及七、教學環(huán)節(jié)情景引入：展示

6、圖片，設置問題【引入】同學們，我們以化學平衡理論為基礎，已經(jīng)學習了電離平衡、水解平衡，今天要學習的 是溶解平衡?！咎釂枴?課本向我們提的第一個問題是：1、Ag+和CF結合生成AgCl的反應能進行到底嗎?【展示】 在日常生活生產(chǎn)中，像這樣的問題還有很多。展示溶洞、齦齒的圖片?！咎釂枴?、吃糖過多為何會產(chǎn)生齦齒？3、“銀餐”為何不選擇 BaCO3?4、溶洞是如何形成的？【板書】第四節(jié)難溶電解質(zhì)的溶解平衡【設計意圖】連續(xù)設問，創(chuàng)造問題情景，引導學生產(chǎn)生疑問，并帶著疑問進入課堂。從教材中Ag+和Cl反應的限度問題開始，連續(xù)提出了齦齒的產(chǎn)生、醫(yī)學上的“銀餐”、溶洞的形成等問題。把疑問從化學平衡的理論一步

7、一步地帶到生活中，引導學生學習理論去解決生活問題。任務1 :建立飽和NaCl溶液的溶解平衡【過渡】為了找到問題的答案，我們需要研究難溶電解質(zhì)的溶解平衡。而在此之前，我們先從建 立可溶電解質(zhì)的溶解平衡入手，由易到難，水到渠成?！菊故尽?室溫下NaCl的飽和溶液，并明確 NaCl的溶解是在水分子的作用下實現(xiàn)的。【提問】欲使該溶液中的NaCl析出的方法有哪些？【回答】加熱濃縮(蒸發(fā)結晶)?！咎釂枴吭谠撊芤褐械渭訋椎螡恹}酸，有何現(xiàn)象出現(xiàn)？【演示實驗】 取1 mL NaCl飽和溶液于試管中， 滴加幾滴濃鹽酸，即可觀察到大量白色固體產(chǎn)生。【討論】你認為發(fā)生上述變化現(xiàn)象的原因是什么？【分析】根據(jù)溶液中離子的

8、組成，析出的只能是NaCl晶體。由于濃鹽酸的加入，使 c(C廠)明顯增大，進而使溶液中 Na+和C結晶速率加快，所以有 NaCl晶體析出。溶解【板書】建立平衡： NaCl(s) Na +(aq)+ Cl (aq)結晶改變條件：溶液中 c(C1)增大平衡移動：平衡左移造成結果：NaCl晶體析出【設計意圖】通過演示實驗，觀察實驗現(xiàn)象，在問題的驅(qū)動下，結合化學平衡解決問題，初步認 識NaCl飽和溶液中也存在著平衡現(xiàn)象，建構可溶性電解質(zhì)的溶解平衡，為難溶性電解質(zhì)的溶解平衡 的建立做鋪墊。任務2：建立Mg(OH) 2沉淀的溶解平衡【過渡】 可溶性電解質(zhì)溶液存在溶解平衡，難溶(不溶)電解質(zhì)溶液是否也存在溶

9、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發(fā)生的條件之一。例如，MgCl2溶液和NaOH 溶液混合，生成白色沉淀 Mg(OH) 2 ( Mg2+ + 2OH = Mg(OH) 2 J )。【引導】查閱Mg(OH)2的溶解性一一不溶。為了驗證Mg(OH)2的溶解性，我們將進行實驗探究。【分組實驗】 取少量Mg(OH)2于試管中，加入約 2 mL蒸儲水，振蕩，再滴入 23滴酚酗:溶液。 觀察到：試管中仍有白色固體，加入酚酗:后溶液變紅?！咎釂枴?你認為出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是什么？【分析】溶液變紅一溶液呈堿性一溶液中有足量OH一一有少量Mg(OH)2溶解。溶解【板書】Mg(OH) 2(

10、s) Mg2+(aq) + 2OH (aq)【設問】 溶解性表錯了嗎？【分組討論】 查閱溶解度表與溶解性表，談談你對“溶”與“不溶”的理解。難溶 微溶 可溶 易溶逮斛性1110.01110建解度/g【總結】習慣上，將溶解度小于0.01g的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。難溶電解質(zhì)的溶解度盡管很小，但不會等于0。溶與不溶是相對的，沒有絕對不溶的物質(zhì)?！具^渡】既然Mg(OH) 2沉淀在溶液中存在少量溶解現(xiàn)象，那么它應該存在溶解平衡。【展示】Mg(OH) 2固體在水分子的作用下溶解變成離子及離子通過碰撞重新結合為Mg(OH) 2沉淀的微觀過程?！局v解】 從固體溶解的角度理解 Mg(OH) 2在溶液中存在兩個過

11、程：一方面，少量 Mg(OH)2沉淀溶解在水中形成 Mg2+和OH；另一方面，溶液中的Mg2+和OH結合成沉淀在 Mg(OH)2表面析出。溶解【板書】Mg(OH) 2(s) . - Mg2 (aq) + 2OH (aq) 沉淀【提問】難溶電解質(zhì)如Mg(OH) 2在溶液中什么情況下就算達到溶解平衡？【回答】在一定條件下，當沉淀溶解和生成的速率相等時，得到 Mg(OH)2飽和溶液，即建立了 動態(tài)的溶解平衡?！疽龑А拷Y合化學平衡的定義，請同學們在學案上填寫難溶電解質(zhì)溶解平衡的定義。【板書】1、難溶電解質(zhì)溶解平衡的定義【總結】在一定條件下，難溶電解質(zhì)溶解成離子的速率和離子結合成沉淀的速率相等，溶液中各

12、離子的濃度保持不變的狀態(tài)，就是難溶電解質(zhì)的溶解平衡狀態(tài)。【引導】結合化學平衡的特征，請同學們歸納出難溶電解質(zhì)溶解平衡的特征?！景鍟?、特征：逆、等、動、定、變【總結】逆一可逆過程等一 v (溶解)=v (沉淀),溶液達到飽和動一動態(tài)平衡，v (溶解)=v (沉淀)豐0定一溶液中各離子濃度保持不變變一條件改變，平衡發(fā)生移動【引導】 對口NaCl的溶解平衡，如何用方程式表示Mg(OH) 2的溶解平衡過程？【板書】3、表達式：Mg(OH) 2(s)Mg2 (aq) + 20H (aq)【練習】 請書寫以下物質(zhì)溶解平衡的表達式：氯化銀、氫氧化鋁?！净卮稹緼gCl(s) = Ag+(aq)+Cl (a

13、q) Al(OH) 3(s) Al 3+(aq)+3OH (aq)【學以致用】1、Ag+和Cl的反應能進行到底嗎？【分析】Ag+和Cl反應產(chǎn)生的AgCl沉淀存在溶解平衡。生成沉淀的離子反應不能真正進行到底。所謂沉淀完全在化學上通常指殘留在溶液中的離子濃度小于1X10-5 moi/L?！疽龑А侩y溶電解質(zhì)存在溶解平衡， 平衡在什么情況下會發(fā)生移動呢？結合化學平衡的影響因素， 請同學們歸納出難溶電解質(zhì)溶解平衡的影響因素?！景鍟?、影響難溶電解質(zhì)溶解平衡的因素【匯報】(1)內(nèi)因：電解質(zhì)本身的性質(zhì)(主因)(2)外因：濃度：減小離子濃度(加水)，平衡向沉淀溶解方向移動。溫度：升高溫度，促進多數(shù)沉淀溶解。

14、特例：Ca(OH)2 【設計意圖】任務 2為本節(jié)課的核心內(nèi)容，通過對實驗探究的宏觀理解，再結合 Mg(OH)2溶解平衡的微觀解釋，運用“問題一探究一建構PIC模式，通過類比對照、歸納總結，引導學生自主得出難溶電解質(zhì)的溶解平衡的定義、特征、表達式和影響因素，實現(xiàn)了對本節(jié)課重點內(nèi)容的突破。學以致用：重回情景，解釋生活生產(chǎn)中具體問題【學以致用】2、人體牙齒主要的無機成分是羥基磷灰石Ca5(PO4)3(OH),是一種難溶的磷酸鈣類沉積物。在口腔中，牙齒表面的羥基磷灰石存在著這樣的溶解平衡：Ca5(PO4)3(OH)(s)5Ca2+(aq) + 3PO43 (aq)+OH (aq)結晶如果我們吃過多甜食

15、后沒有及時漱口或刷牙，口腔中殘留的食物在酶的作用下，會分解產(chǎn)生酸性物質(zhì)，易導致齦齒的發(fā)生。你能從溶解平衡的角度解釋產(chǎn)生齦齒的原因嗎？【回答】酸性物質(zhì)含大量H + ,能結合OH使c(OH)減小，羥基磷灰石的溶解平衡向溶解方向移 動，結果牙齒溶解了，形成齦齒。【引導】從溶解平衡的角度分析問題有三個步驟：條件改變一一平衡移動一一造成結果?！緦W以致用】3、BaSO4(s) - Ba2+(aq)+SO42 (aq)溶解度為 2.4 10-4gBaCO3(s) - Ba2+(aq)+CO32 (aq) 溶解度為 2.0 M0-3g利用X射線對根的穿透能力較差的特性，醫(yī)學上在進行消化系統(tǒng)的 X射線透視時，常

16、使用BaSO4做內(nèi)服造影劑，這種透視俗稱“銀餐”。由于Ba2+有毒，所以水溶性鋼鹽不能用作銀餐。BaCO3和BaSO,都是難溶于水的，由它們的溶解度可知，它們在飽和溶液中電離出的 Ba2+的濃度相差并不是很大，但是BaCO3不可用作鋼餐，而 BaSO4則可以，你能從溶解平衡的角度解釋這種選擇的原因嗎？【回答】胃酸(主要成分是鹽酸)與CO32一反應，使BaCO3的溶解平衡右移，造成 Ba2+濃度增大而引起人體中毒?！驹O計意圖】緊扣情景引入，引導學生由難溶電解質(zhì)溶解平衡的角度解釋齦齒的成因，“銀餐”的選擇問題，達到學以致用的目的； 培養(yǎng)學生從難溶電解質(zhì)溶解平衡的角度分析問題和文字表達的 能力。任務

17、3:驗證Mg(OH) 2沉淀溶解平衡的移動【拓展延伸】為了更好地理解難溶電解質(zhì)溶解平衡及平衡的移動，我們將對一些影響因素進行深入分析?！驹O計實驗】Mg(OH) 2存在以下平衡：Mg(OH) 2(s)三二 Mg2 (aq) + 2OH (aq),請設計實驗方案， 促進Mg(OH) 2沉淀溶解。【回答】1、升高溫度；2、加入蒸儲水；3、加入鹽酸；4、加入NH4CI溶液【提問】 加入NH4CI溶液真能促進 Mg(OH)2沉淀溶解？【演示實驗】 取1mL 1mol/L MgCl 2溶液于試管中，加入 1mL 2mol/L NaOH溶液，振蕩。待完全 反應生成Mg(OH)2沉淀后，再加23mL NH 4

18、CI溶液，振蕩。觀察到白色沉淀逐漸溶解。【拓展延伸】 思考NH4CI溶液為什么能促進 Mg(OH)2沉淀溶解？【討論匯報】討論后有兩種預測結論： 部分學生認為NH4CI在水中完全電離出 NH4+, NH4+結 合OH-使沉淀溶解； 部分學生認為NH4CI水解顯酸性消耗 OH-使沉淀溶解?！疽龑А楷F(xiàn)在的問題是：到底是 NH4+促進沉淀溶解還是 H+促進沉淀溶解？【提問】 結合所學的知識，請設計實驗驗證剛才的預測?！疽龑А?我們知道，酸是可以和堿反應使Mg(OH)2沉淀溶解的，也就是說足量 H+可以促進Mg(OH)2沉淀溶解。那么我們要驗證的是足量 NH 4+能否促進Mg(OH) 2沉淀溶解。NH

19、4Cl水解顯酸性 顯然不是合適的試劑，若要排除 H+的干擾，盡量選擇中性試劑?！編椭刻峁┮环N試劑：CH3COONH4溶液，幾乎呈中性?！痉纸M實驗】 取1mL 1mol/L MgCl 2溶液于試管中，加入 1mL 2mol/L NaOH溶液，振蕩。待完全 反應生成Mg(OH) 2沉淀后，再加23mL CH 3COONH 4溶液，振蕩?！居^察驗證】 沉淀逐漸溶解，說明是 NH4+結合OH使沉淀溶解?！局v解】 溶液中離子的行為是復雜的，有多種因素在影響著，我們要確定哪種因素是主要的。NH4C1在水中完全電離出 NH4+ ,只有極少數(shù)發(fā)生水解，因此NH4+結合OH使沉淀溶解是主要影響因素。但少數(shù)NH4+水解后產(chǎn)生的H+也能結合OH使沉淀溶解，只是在這個問題上它不是主要因素。 像AlCl 3使Mg(OH) 2沉淀溶解的原理也是一樣的?！驹O計意圖】通過促進Mg(OH) 2沉淀溶解的實驗方案設計，加深對難溶電解質(zhì)溶解平衡的理解；通過實驗探究，解決了溶解平衡移動的認知障礙，并使學生再次親身體會并感受難溶電解質(zhì)中存在溶解平衡現(xiàn)象。小結歸納：難溶電解質(zhì)的溶解平衡【投影】難溶電解質(zhì)的溶解平衡1、定義：2、特征：逆、等、動、定、變3、表達式：Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH (aq)4、影響因素：內(nèi)因(物質(zhì)本身)；外