《沉淀溶解平衡原理的应用》教案

1/6第四单元难溶电解质的沉淀溶解平衡第二课时沉淀溶解平衡原理的应用教学设计（一）三维目标知识与技能目标1、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。2、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。过程与方法目标初步建立解决沉淀溶解平衡问题的一般思路，尝试运用微粒观、动态观、定量观分析沉淀溶解平衡的相关问题。情感态度价值观目标通过对生产、生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论，使学生体会到化学对于提高人类生活质量、促进社会发展的作用，激发学生学习化学的热情。（二）教学重点1．沉淀的转化的基本原理；2．解决沉淀溶解平衡相关问题的基本思路；(三)教学难点用微粒观、动态观、定量观分析水溶液中的平衡问题。(四)教学过程【教师】上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡，我们要求大家要学会描述沉淀溶解平衡的建立，这里我们以AgCl悬浊液为例，请一位同学来描述一下在这个体系中，沉淀溶解平衡是如何建立的？【学生】微观上说，在AgCl悬浊液体系，一方面，在水分子的作用下，少量的Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中，这是沉淀溶解过程；另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl表面析出，这是沉淀生成过程。在一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，达到平衡状态，形成AgCl饱和溶液，这种平衡就是沉淀溶解平衡。【教师】我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。2/6【教师】【教师】为了便于分析，我们省略相关标注。【教师】沉淀溶解平衡是一个动态平衡，也会因影响因素的变化而发生移动。影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等。根据平衡移动原理，如果改变影响平衡的条件，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。例如，当AgCl悬浊液体系达到沉淀溶解平衡时，增大体系中Cl-的浓度，平衡就会向生成AgCl沉淀的方向移动；反之，如果减小体系中Cl-的浓度，那么平衡就会向AgCl沉淀溶解的方向移动。因此，根据平衡移动原理，选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。这就是沉淀溶解平衡的应用。【板书】第2课时沉淀溶解平衡原理的应用[讲述]那么现在我们就通过实验来初步体会沉淀溶解平衡的应用。(学生完成第90页的“活动与探究”)[学生]滴加AgNO3溶液后出现白色沉淀，滴加KI溶液后，变成黄色沉淀，滴加Na2S溶液，变成黑色沉淀。[引导思考]那么，如何解释这种现象呢？这里我们提供给同学们关于难溶物颜色的资料。刚才看到的不同颜色的沉淀应该分别是哪些呢？发生了什么样的变化。[PPT演示]AgCl、AgI、Ag2S的颜色[引导学生表述]根据所给数据结合已学知识，白色沉淀应该是AgCl，黄色沉淀是AgI，黑色沉淀是Ag2S沉淀。刚才的现象说明了向AgCl溶液中滴加KI溶液，AgCl会转化为AgI；而继续滴加Na2S溶液，则沉淀转化为Ag2S黑色沉淀。[讲述]这就是沉淀溶解平衡的一个重要应用——沉淀的转化。[板书]一、沉淀的转化[设疑]为什么会发生上述沉淀的转化？沉淀转化有什么一般性的规律呢？我在上面给大家上述沉淀的溶解度数据，大家可以参考这些数据，然后和小组的同学一起讨论。[组织]请同学以前后两桌4~6个人为一组进行讨论，然后请各组同学派代表来回答问题。开始讨论！[PPT演示]AgCl、AgI、Ag2S的溶解度(25℃)[学生讨论，老师参与讨论，并适当引导学生得出较为准确的结论][学生汇报讨论结果，教师及时给予引导]向NaCl溶液加AgNO3溶液，生成白色的AgCl沉淀生成。由于AgCl是难溶电解质，在溶液中存在沉淀溶解平衡。(利用已写板书，不再进行书写)。3/6[讲述]那么，这个过程中，Ag+的浓度是由大到小。[学生继续汇报]继续滴加KI溶液后，AgCl转化为更难溶的AgI沉淀。[设疑]如何实现这个转化的？[学生表述，教师及时引导]在原AgCl的沉淀溶解平衡中存在的Ag+与滴加的I-结合生成更难溶的AgI沉淀，从而减少原平衡中Ag+的浓度，使AgCl的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，由AgCl溶解的Ag+又被I-沉淀成更难溶的AgI沉淀。从而使AgCl全部转化为AgI。我们可以看到整个过程中，原有的沉淀溶解平衡被破坏，新的沉淀溶解平衡建立。那么，这个反应的总的化学方程式和离子方程式可以这么书写。[板书][引导并板书]化学方程式:AgCl+KI=AgI+KCl离子方程式:AgCl+I-=AgI+Cl-[提问]通过上述分析，你觉得沉淀为什么发生转化？上述沉淀的转化有什么规律？[学生回答，教师引导]通过上述的分析，我们可以知道沉淀之所以发生转化是由于添加的离子破坏了原有的沉淀溶解平衡，从而导致沉淀溶解平衡的移动。因此，沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。[PPT演示]一、沉淀的转化1.沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。2.沉淀转化的规律a.一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。[讲述]AgI沉淀转化为Ag2S沉淀的过程，也是符合上述规律的，我请一位同学象我在板书上分析的方式写出这个沉淀溶解平衡的移动过程，以及沉淀转化的化学方程式和离子方程式。有没有自告奋勇的同学举手到讲台上写板书。其他同学在下面把相关式子写下来。[学生上台书写板书，教师在旁提示指导，共同完成板书]提示Ag+和S2-的物质的量比值为2:1[板书]4/6化学方程式:2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI离子方程式:2AgI+S2-=Ag2S+2I-[提问]写好以后，请上来的同学来描述一下AgI转化为Ag2S沉淀的过程是怎样进行的？在这个过程中体系发生了哪些变化？[学生表述，教师引导补充]在原AgI的沉淀溶解平衡中存在的Ag+与滴加的S2-结合生成更难溶的Ag2S沉淀，从而减少原平衡中Ag+的浓度，使AgI的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，溶解的Ag+又被S2-沉淀成更难溶的Ag2S沉淀。从而使AgI转化为Ag2S。原有AgI的沉淀平衡被破坏，新的Ag2S沉淀平衡建立。[设疑]很好。那么利用沉淀的转化，我们来了解其在实际中的一些应用实例。请同学们结合我们所给的数据和刚才所学的知识来完成下面的这个问题，可以进行小组讨论，然后给出你们组的统一意见。[PPT演示]锅炉水垢中含有CaSO4,可用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。1.分析将CaSO4转化为CaCO3的原理;2.写出除去CaSO4的化学方程式和离子方程式。[提问学生]学生回答，Na2CO3引导其他学生评价，组织讨论，达成共识。[板书]CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4[设疑]那么，BaSO4沉淀能否转化为BaCO3沉淀？如果能，需要添加什么试剂？大家分组讨论一下，然后给出你们的答案。[PPT演示]BaSO4沉淀能否转化为BaCO3沉淀？[学生通过讨论，感到困惑]BaSO4能或不能转化为BaCO3。如果能，可以通过添加Na2CO3溶液。[引发思考和质疑]我们不是说，一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质吗？那么，你们说能转化不是和刚才的结论有矛盾吗？5/6[引导分析]关键还是在于沉淀溶解平衡的移动。要使溶解能力相对较弱的BaSO4转化为溶解能力相对较强的BaCO3，要想办法促进BaSO4向沉淀溶解的方向移动，同时想办法促进BaCO3的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动。[引导分析]增大CO的浓度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动。而采用饱和Na2CO3能最大程度地增大CO的浓度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动。如果这种设想是正确的，CO与Ba2+结合生成BaCO3沉淀，将降低体系中Ba2+的浓度，使BaSO4向沉淀溶解的方向移动，而这个过程中SO离子的浓度应该增大。[讲述]很好。我们可以把相关的化学方程式和离子方程式写出来。[讲述]但是，这里需要注意的是，这是由溶解性能相对弱较的物质转化为相对较强的物质，因此这个转化不是一步到位的，需要用饱和碳酸钠溶液反复处理多次。另一方面，要实现这一转化，还需要考虑两者的溶解性能差异，不能太大。因此，沉淀转化的第二个规律是当两种难溶物溶解能力差别不大时,溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。[PPT演示]2.沉淀转化规律b.当两种难溶物溶解能力差别不大时,溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。[讲述]而对于溶解能力相差较大的，就较难实现溶解性能相对弱较的物质向溶解能力相对较强的物质的转化。同学们可以想想能否用我们桌面上的试剂来进行检验，想到的同学请举手提出自己的方案。[学生]表述自己的观点，应该能写出相关的实验设想，即先形成Ag2S沉淀，再滴加KI或NaCl溶液。[PPT演示]取2mLNa2S溶液，加数滴AgNO3溶液，振荡，再滴加KI溶液或NaCl溶液。[学生]黑色沉淀难以转化为黄色。[讲述]从溶解度大小比较，不难发现Ag2S、AgI、AgCl三者的溶解能力差别较大，溶解能力差别较大，故难以实现溶解性能相对弱较的物质向溶解能力相对较强的物质的转化。6/6[小结]通过上述例子，我们可以发现利用根据平衡移动原理，通过改变溶液中离子浓度就能使平衡向着需要的方向移动。需要再次强调的是，影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等，因此对于沉淀溶解平衡而言，除了改变离子浓度以外，改变反应温度或溶液的pH等因素也能使平衡向着需要的方向移动。[评价]结合所学知识，完成材料阅读和思考题，考察学生的学习情况。[阅读材料]P89氟化物防治龋齿的化学原理[讲述]人体牙齿主要的无机成分是羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]，是一种难溶的磷酸钙类沉积物。在口腔中，牙齿表面的羟基磷灰石存在着这样的沉淀溶解平衡。[PPT演示][讲述]如果我们在饭后没有及时漱口或刷牙，口腔中残留的食物在酶的作用下，会分解产生有机酸——乳酸。乳酸是酸性物质，能与氢氧根反应，使羟基磷灰石的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，从而导致龋齿的发生。但如果饮用水或者牙膏中含有氟离子，氟离子能与牙齿表面Ca2+和PO43-反应生成更难溶的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]，沉积在牙齿表面。氟磷灰石比羟基磷灰石更能抵抗酸的侵蚀，并能抑制口腔细菌产生酸。因而能有效保护我们的牙齿，降低龋齿的发生率。这是通过添加F-使难溶的羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石，实质就是发生了沉淀的转化。应该说添加F-对于防治龋齿有正面影响。但在我国部分地区，由于水中含有过量的F-导致地区性氟斑牙，因此在牙膏添加F-并非医疗手段。养成良好的卫生习惯才是预防龋齿的关键。[小结]沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。利用沉淀溶解平衡的移动可以帮助我们认识和解决生产生活中的问题。[思考题]请同学们回去回顾本节课内容，并思考以下问题，添加何种试剂能使MgCO3转化为Mg(OH)2?还有其他途径吗？[提示]从弱酸根水解的角度去分析，加热有利于促进水解进行。持续加热MgCO3悬浊液体系，也能转化为Mg(OH)2。【布置作业】P964、5