3 4難溶電解質的溶解平衡教材分析及教學案例 向林仕

2023-01-31 22:24:05 字數 4825 閱讀 2874

廣州三中向林仕

一、明確標高:

1.課程標準要求:能描述沉澱溶解平衡,知道沉澱轉化的本質。

2. 廣東考試說明(2011)要求:了解難溶電解質的溶解平衡及沉澱轉化的本質,並綜合應用。

3.解讀:建立沉澱溶解平衡的概念,能從離子的層面描述沉澱溶解平衡的建立及移動,知道沉澱轉化的本質是沉澱—溶解平衡的移動。

二、教學目標

(一)知識技能:

1.了解沉澱溶解平衡的概念,能用微粒觀、平衡觀來認識沉澱溶解平衡的主要特徵。

2.理解外界條件對難溶電解質的沉澱溶解平衡移動的影響,能用平衡移動的觀點對沉澱的生成、溶解、轉化是進行解釋。

3.了解沉澱溶解平在工農業生產中的應用,能運用平衡移動的觀點進行分析解釋。

4.了解溶度積常數ksp的含義並能寫出其表示式,了解溶度積ksp的大小與沉澱轉化的關係。

(二)過程與方法:

1.通過補充向碘化鉛的飽和溶液中滴入0.1mol·l1ki、0.1mol·l1agno3溶液的實驗,根據實驗現象分析、建立沉澱溶解平衡的概念,認識沉澱溶解平衡的主要特徵。

模擬推理得因沉澱、溶解之間動態平衡的存在,決定了ag+與cl反應不能完全進行到底。

2.在建立沉澱溶解平衡概念的過程中,在分析實驗基礎上作出agcl沉澱溶解平衡時的υ-t圖,建立起「巨集觀現象—微觀本質—符號表達—曲線變化」四個表徵之間的聯絡並進行相互間的轉換,進一步強化平衡觀、微粒觀。

3.通過分析上述實驗,寫出溶度積常數ksp表示式,了解其含義及解溶度積ksp的大小與沉澱轉化的關係。

4.通過分析工業原料氯化銨中含雜質氯化鐵除去、p63「思考與交流1」了解沉澱生成的常用方法。通過用平衡移動分析用鹽酸溶解難溶電解質caco3的原理、分析解釋p63實驗3-3中發生的反應及p64「思考與交流」得出沉澱的溶解的規律。通過分析p64實驗3-4、實驗3-5中發生的反應特點,討論p64「思考與交流2」及了解鍋爐水垢除去的方法,掌握沉澱轉化的原理,理解沉澱轉化的實質是沉澱溶解平衡的移動。

5.通過介紹氟化物防治齲齒化學原理、自然界礦物質的轉化,了解難溶電解質溶解平衡在工農業生產中的應用。

(三)情感態度價值觀:

1.通過沉澱溶解平衡概念的建立,拓展對物質「溶」與「不溶」的理解,知道物質的溶解是絕對的即難溶≠不溶,體會辯證唯物主義的相對論。

2.通過除鍋爐水垢、氟牙膏預防齲齒等化學原理知識在解決實際問題中的應用,進一步感受化學知識與人類生活的密切關係,激發學習化學學科學習興趣。

三、教材分析:

本節包含沉澱溶解平衡與溶度積及沉澱溶解平衡的應用兩部分內容,它原屬於大學無機化學電離理論中的一部分內容,現置於新高中選修教材中並作了深入淺出的處理。

1.應用化學平衡理論作指導來**水溶液中離子與難溶電解質固體間的相互作用,建立沉澱溶解平衡(一種動態平衡,具有化學平衡的基本特徵、滿足化學平衡的基本規律),可視為化學平衡學習的延伸、拓展及平衡理論體系的豐富和完善。

2.對沉澱的生成、溶解、轉化的通過實驗**,幫助學生深化對沉澱溶解平衡的理解。通過建構沉澱溶解平衡模型,了解「巨集觀一微觀一符號一曲線」表徵並進行表徵間的轉換,幫助學生從微觀角度理解沉澱溶解平衡的本質。

沉澱的生成、溶解、轉化如除鍋爐水垢、氟牙膏預防齲齒等問題在生產、生活中應用廣泛,感受化學知識在生產生活中的應用價值,體會理論理論指導實踐的重要意義。

3.在化學平衡常數的基礎上建立溶度積常數,利用科學視野從定量分析的角度了解沉澱轉化的本質。

4.利用化學平衡移動的一般規律**外界條件對難溶強電解質沉澱溶解平衡的影響。實際上,難溶電解質包括難溶強電解質和難溶弱電解質,前者在水溶液中的平衡過程只是溶解平衡,溶解後完全電離,而後者在溶液中的平衡包括溶解平衡和電離平衡兩個過程,限於中學生的認知能力和水平,本節書把這兩種情況統一為難溶電解質固體和溶液中的離子之間的平衡關係進行討論。

四、教學重、難點:

1.重點:難溶電解質的溶解平衡建立,用化學平衡移動原理解釋沉澱的生成、溶解和轉化。

2.難點:難溶電解質的溶解平衡建立, qc與ksp大小關係來判定沉澱的生成、溶解和轉化。

五、教學設計思路

本節教學設計共分兩個課時。

第1課時是沉澱溶解平衡、溶度積ksp。

主要內容有電解質的溶解性、溶解度及二者間的關係,沉澱溶解平衡的建立。溶度積常數ksp的概念、表示式書寫、溶度積規則(簡單的計算)。

1.以實驗的方法引入新課,不僅是化學學科研究的重要手段,而且為研究沉澱轉化做準備。

2.難溶電解質在水溶液中建立的動態平衡,與電離平衡一樣合乎化學平衡的基本特徵、滿足平衡的變化基本規律。討論難溶電解質的溶解平衡要注意3點:

(1)難溶電解質溶解達到飽和才能建立溶解平衡;

(2)溫度對難溶電解質溶解平衡的影響:一般是溫度公升高,溶解度增大、ksp增大,但也有少數特例如ca(oh)2是溫度公升高,溶解度降低、ksp減少。(3)對難溶電解質的溶解平衡常數的正確的理解,一方面要運用的影響化學平衡、電離平衡的因素知識進行遷移和模擬以達到強化和內化的目標;另一方面把「qc與ksp的比較」作為核心方法指導分析沉澱的溶解、生成和沉澱的轉化。

3.關於溶度積ksp:在第二章的基礎上結合平衡常數和濃度商並不難理解,儘管課程標準不要求掌握「溶度積相關的計算」,為了真正理解難溶電解質轉化的原理,突破對後續內容「通過調整溶液ph使某些離子逐一沉澱」的理解,可適當地通過ksp的定量計算說明沉澱的原理和過程(但不作為考試要求)。

第2課時是沉澱溶解平的應用。

1.充分利用教材提供豐富的教學資源,做好分組實驗,既通過實驗得出結論,又可培養實驗操作技能。

2.將沉澱溶解問題與離子生成沉澱的反應相聯絡,用化學平衡的基本規律來研究沉澱溶解平衡的相關問題,把知識緊密聯絡,形成完整的知識體系。

3.關於沉澱的生成、溶解,實際是對難溶電解質溶解平衡中兩個不同的方向進行討論。利用qc與ksp的關係去判斷溶解平衡移動方向的判斷。

同時利用好教材中的 【思考與交流】活動,激發學生的思維。最後要在討論中理清思路和總結歸納,交給學生一些常見的沉澱生成和溶解的方法。

4.關於沉澱的轉化:可理解為難溶電解質溶解平衡移動的一種特殊形式即沉澱溶解平衡向正向移動使原難溶物溶解,轉化為另一種難溶電解質。

5.在教學中,應充分發揮四個【思考與交流】的作用,用實驗和圖表的方法來理解沉澱溶解平衡。應用cai課件提供資訊資源,加強知識的歸納和總結。

第1課時

【觀察·思考】難溶等於不溶嗎?

1.在裝有少量難容於水的pbi2黃色固體的50ml燒杯中,加入約15ml蒸餾水,充分振盪後靜置。

2.待上層液體變澄清後,即得到碘化鉛的飽和溶液,向其中滴加幾滴0.1mol·l1ki溶液,觀察實驗現象。

你能解釋觀察到的現象嗎?

【學生活動】實驗現象:滴加ki溶液後,出現黃色沉澱,說明上層清液中有pb2+存在。

思考:如何證明用實驗證明上述清液中有i存在?

【學生】 滴加pb(no3)2或agno3溶液後,出現黃色沉澱。說明上層清液中有pb2+

結論:儘管pbi2固體難溶於水,但並不是絕對不溶,仍有極少量溶解。

p61【思考與交流】

1. 閱讀p61-62,分析p61表3-4、p91附表並思考:

(1)你如何理解溶解性表中的「溶」與「不溶」?

【cai】20 ℃時,電解質在水中的溶解度與溶解性的關係:

不同的電解質在水中的溶解性有很大差異。

(2).難溶電解質:習慣上將在水中的溶解度小於0.01g的電解質稱為難溶電解質。

思考:難容於水的pbi2為什麼能極少量溶解?為什麼能pbi2只能極少溶解?

2. 沉澱溶解平衡

(1)在一定溫度下,當溶解速率和沉澱速率相等時,形成agcl飽和溶液,達到平衡狀態,我們把這種平衡狀態稱為沉澱溶解平衡。

(2)特徵: 「動」-動態平衡 「等」-υ溶解=υ沉澱0。「定」-達到平衡時,溶液中離子的濃度保持不變。「變」-當改變外界條件時,溶解平衡將發生移動,達到新的平衡。

(3)影響沉澱溶解平衡的因素:遵循平衡移動原理 ()內因(決定因素):溶質本身的性質

()外因:①濃度:加水稀釋,平衡向溶解方向移動 ②溫度:絕大多數難溶鹽的溶解是吸熱過程。

③同離子效應:加入電解質離子抑制沉澱的溶解 ④其他:向沉澱溶解平衡體系中,加入可與體系中某些離子反應生成更難溶物質或氣體的離子,使平衡向溶解的方向移動。

將agcl放於水中,在水分子作用下,少量ag+和cl脫離agcl表面進入水中(溶解過程),另一方面,溶液中的ag+和cl受到agcl表面陰、陽離子的吸引,回到agcl表面析出(沉澱過程)。

3. ag+和cl的反應真的能進行到底嗎?

(1)沉澱、溶解之間這種動態平衡的存在,決定了生成沉澱(難溶性物質)的離子反應(如ag+和cl反應)不能進行真正到底。

(2)生成難溶電解質的離子反應的限度

一般情況下,相當量的離子互相反應生成難溶電解質,可以認為反應完全了。

化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小於1×105 mol·l1時,沉澱就達完全。

4. 溶度積(ksp) 閱讀p65【科學視野】

(1) 根據化學平衡的研究方法,用平衡常數來描述難溶電解質在水溶液中的沉澱溶解平衡,其平衡常數稱為溶度積常數或簡稱溶度積,常用ksp表示。

(2).表示式:

對於下列沉澱溶解平衡:mman(s) mmn+ (aq)+ na m (aq)

固體純物質不列入平衡常數, ksp= [c(mn+)] m·[c(a m)]n

k sp=c( pb2+) c(i)2=7.1×109(mol·l1) 3

c (pb2+) = ksp/c2(i-) =7.1×10-9/0.12=7.1×10-7即:該溶液裡允許pb2+的最大濃度為7.1×10-7mol·l-1

(3) 影響ksp的因素:

ksp與其他化學平衡常數一樣,只與難溶性電解質的性質和溫度有關,而與沉澱的量無關,並且溶液中離子的濃度變化只能使平衡移動,並不改變。

問題1.作圖:在圖示座標系中,畫出一定溫度下agcl溶解達平衡後,溶液中c(ag+)隨c(cl)的變化曲線。 強調:

①曲線形狀和函式表示式的對應關係,合理影象如圖所示。

難溶電解質的溶解平衡

一.考綱要求 二.考點整合 考點1 溶解平衡 1.建立 以agcl溶解為例 從固體溶解平衡的角度,agcl在溶液中存在下述兩個過程 一方面,在水分子作用下,少量和脫離agcl的表面溶入水中 另一方面,溶液中的ag 和cl 受agcl表面的吸引,回到agcl的表面在一定溫度下,當沉澱溶解和生成的速率相...

「難溶電解質的溶解平衡的應用」教學設計

文章編號 1005 6629 2010 03 0043 05 中圖分類號 g633.8 文獻標識碼 b 1 教材分析 本節課的基於人教版選修4 化學反應原理 第三章第四節 難溶電解質的溶解平衡 的第二部分 沉澱的溶解和轉化 側重於如何運用難溶電解質的溶解平衡解決在生產生活中的實際問題,同時也使學生通...

《難溶電解質的溶解平衡》教學設計與反思印

四 教學重點和難點 教學重點 沉澱的轉化。教學難點 沉澱的轉化和溶解 五 教學準備 電教準備 多 教室 電腦 製作教學課件 實驗藥品 試管 氯化鎂溶液 氫氧化鈉溶液 氯化銨溶液 鹽酸 碘化鉀溶液 氯化鈉溶液 氯化鐵溶液 硝酸銀溶液 水等 實驗儀器 試管 試劑瓶 六 教學方法 教師引導 分組實驗 小組...