资源简介

《沉淀溶解平衡》 教学设计
一、教材分析
本节课是高二化学鲁科版选择性必修1《化学反应原理》第3章第3 节《沉淀溶解平衡》的第一课时。课程标准对这节内容的要求是：认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解与转化。通过前两节的学习，学生已经能够从化学平衡的视角对水的电离平衡、弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡等化学平衡问题进行分析，初步形成了从平衡角度看问题、分析问题的能力；能够用符号表征水溶液中离子平衡，学习了化学平衡常数、水的离子积、电离平衡常数、水解平衡常数，运用化学平衡常数进行一般平衡问题的定量分析；具备了一定的平衡理论相关知识和分析能力，能够用化学平衡的相关理论对真实情境中的相关课题进行分析。
沉淀溶解平衡是对平衡理论的完善，但难溶电解质的溶解平衡又不同于其他水溶液中的平衡问题，需要学生在运用已有的认知模型的基础上，进一步在定量水平上收集证据、分析证据，构建难溶电解质沉淀溶解平衡的概念，发展证据推理与模型认知的学科核心素养。
二、学情分析
学生在本书第2章已经学习了化学反应限度的相关内容，在本章又通过对水的电离、弱电解质的电离、盐类的水解的学习加深了对平衡的认识。这要求学生能够继续从化学平衡的视角用平衡的观点研究新的一类平衡——沉淀溶解平衡，因此它起着承上的作用。同时，对沉淀溶解平衡的学习可以更全面地了解水溶液中离子平衡相关理论，更好地理解在溶液中发生离子反应的本质，因此它也起着启下的作用。虽然，学生已经有化学平衡的概念，有了新知识建构的基础。但沉淀溶解平衡是他们从未遇到的，模型的建立对学生来说有一定的难度。在学生的观点中存在几个误区：①难溶物等同于不溶物。②难溶物的饱和溶液中是没有溶质的离子存在的。③对难溶物形成饱和溶液的微观过程不清楚。如果这三个误区得到解决，本节课的难点就得到突破。
教学目标
1、通过实验探究，使学生知道难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，并能结合实例从宏观、微观、符号三个方面进行描述。
2、通过学习，让学生能够准确书写难溶电解质的沉淀溶解平衡方程式、Ksp表达式及意义，并准确判断难溶物质在水溶液中的溶解能力大小。
3、通过类比化学平衡，使学生会运用化学平衡移动原理，准确分析外界条件对沉淀溶解平衡的影响。
三、教学重难点
重点：沉淀溶解平衡方程式书写，Ksp的意义；外界条件对沉淀溶解平衡的影响。
难点：Ksp的意义；外界条件对沉淀溶解平衡的影响。
四、评价任务
1、通过实验探究及动画演示，能够简单叙述沉淀溶解平衡的建立，达成目标1；
2、通过学生自主研读，总结沉淀溶解平衡及Ksp表达式的书写方法，达成目标2；
3、通过小组合作探究，结合化学平衡移动原理，分析外界条件对沉淀溶解平衡的影响，达成目标3。
五、教学方法
实验探究法、情境激疑、自主合作学习。
六、教学过程
环节 1 创设情境，引入新课：浪漫的“黄金雨”。
[教师]：今天老师要送你们一场浪漫的“黄金雨”（给学生实物展示“黄金雨”，极大地引发学生兴趣），如此美丽的“黄金雨”，真的是黄金吗？等会请大家亲自去揭秘。如此美丽的“黄金雨”是如何形成的呢？这与我们本节课要学习的沉淀溶解平衡有关。
【学习目标】展示学习目标，让学生带着目标进入本节课的学习。
环节 2 展开教学
任务一：实验探究，发现沉淀溶解平衡，并利用平衡移动解释沉淀溶解平衡的存在。
1探——“黄金雨”的形成：先将一小药匙的PbI2固体加入到150ml热水中溶解，并立即趁热进行过滤，待过滤液冷却后，观察实验现象。
2探——上清液的成分：静置，待上层清液变澄清后，分别取少许上层清液于两支试管中，一支试管中逐滴加入0.1mol/L KI溶液，另一支试管中逐滴加入0.1mol/LPb(NO3)2溶液，观察实验现象。
【小组合作】前后四人一组，限时五分钟，记录实验现象，并推理实验结论。
[教师]：PbI2固体的溶解性如何 过滤液冷却后有什么现象？
[学生]：PbI2固体在冷水中的溶解度不大，过滤液冷却会出现亮黄色晶体（即PbI2固体）。
[教师]：取上清液，分别逐滴加入0.1mol/L的KI溶液和0.1mol/LPb(NO3)2溶液有什么现象？说明上清液中存在什么离子？
[学生]：均有黄色沉淀（PbI2）生成，说明上层清液中存在Pb2+和I-。
[教师]：运用学过的化学平衡移动理论，可知PbI2固体在溶液中存在一个沉淀溶解平衡：
PbI2（s） Pb2+（aq）+ 2 I-（aq）。
[设计意图]：思维建模，利用化学平衡模型，认识沉淀溶解平衡，解决沉淀溶解平衡的移动问题。
【动画演示】PbI2饱和溶液中沉淀溶解平衡的建立
[教师分析]：一方面，少量Pb2+和I-脱离PbI2固体表面进入溶液中(沉淀溶解过程)；另一方面，溶液中的Pb2+和I-又会形成PbI2固体沉积下来(沉淀生成过程)。当这两个过程的速率（即沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率）相等时，溶液中Pb2+和I-的浓度不再增加，PbI2固体的量不再减少，得到PbI2的饱和溶液。我们把这种平衡状态叫做沉淀溶解平衡。
[归纳]：沉淀溶解平衡的定义：一定温度下，难溶电解质在水中溶解的速率和沉淀的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
[教师]：难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡遵循化学平衡的基本规律，沉淀溶解平衡的特征有哪些呢？
[学生]：沉淀溶解平衡的特征：逆、动、等、定、变
（1）逆：沉淀生成过程与沉淀溶解过程是可逆的。（强调：沉淀溶解平衡是可逆过程）
（2）动：动态平衡，达到沉淀溶解平衡，沉淀的生成与溶解仍在进行。
（3）等：沉淀溶解速率与生成速率相等且不为0时，达到沉淀溶解平衡状态，得到饱和溶液。
（4）定：达到平衡时，溶质离子浓度保持不变。
（5）变：沉淀溶解平衡是在一定条件下建立起来的，当条件改变，可能会建立新的平衡。
[教师]：沉淀溶解平衡的表示方法，例如：AgCl的沉淀溶解平衡方程式 ：PbI2（s） Pb2+（aq）+ 2 I-（aq）。此处“ ”表示“溶解”和“沉淀”相对的两个过程，而不是电离； aq可省略，但固体必须注明状态。
【学生练习1】请分别写出难溶电解质BaSO4、Cu(OH)2、AgCl、Al(OH)3在水中存在的沉淀溶解平衡方程式。（两位同学上台演板展示）
任务二：溶度积的表达式、影响因素和意义。
[教师]：引导学生，根据已经学习过的化学平衡常数K，类比迁移，试着写出沉淀溶解平衡的平衡常数——溶度积Ksp的表达式。
【学生练习2】请分别写出难溶电解质BaSO4、Cu(OH)2、AgCl、Al(OH)3的Ksp表达式。（两位同学上台演板展示）
[教师]：对学生评价，并强调溶度积表达式中不包含固体，因为其浓度为常数。
[教师]：引导学生，根据已经学习过的化学平衡常数K，类比迁移，能说出影响沉淀溶解平衡常数Ksp的影响因素及意义。
[学生]：Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，与沉淀的量和溶液中离子浓度无关。Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解程度。
【证据推理】相同类型的难溶电解质（阴、阳离子个数比相同）时，Ksp越大，其溶解程度越高。
[教师]：对于阴、阳离子个数比不同的难溶电解质，能直接通过比较Ksp的大小来判断其溶解程度吗？
[学生]：不一定能。
[教师]：强调：类型不同的难溶电解质，不能直接利用Ksp的大小来判断其溶解程度，要通过Ksp计算出离子浓度来比较。
任务三：影响沉淀溶解平衡的因素
[教师]：利用平衡移动原理，推理影响沉淀溶解平衡的因素。
2min自主填写，完成下列表格。
对于PbI2悬浊液中，存在平衡PbI2（s） Pb2+（aq）+ 2 I-（aq） H＞0，若改变条件，对其平衡有何影响？
条件 平衡移动 c(Pb2+) (c(I-) Ksp 溶解度
升温
加水
加Pb(NO3)2(s)
加KI(s)
【小组讨论、合作探究】2min。
[教师]：加水，c(Pb2+)，c(I-)的变化是难点。Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，温度不变，Ksp不变，Ksp =c(Pb2+) c2(I-)，故c(Pb2+)和c(I-)不变。
【学生练习3】一定温度下，当Mg(OH)2固体在水溶液中达到下列平衡时：
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)，要Mg(OH)2悬浊液中Mg(OH)2固体的质量减少，而[Mg2+]不变，可采取的措施是 （ ）
A．加MgSO4（s） B．加适量盐酸
C．加适量NaOH（s） D．加适量H2O
[设计意图]：巩固沉淀溶解平衡的影响因素的掌握。
[教师活动]：课堂总结，利用化学平衡理论，认识沉淀溶解平衡；利用平衡移动模型，讨论沉淀溶解平衡移动问题，从而定性定量地解决或解释生活生产及自然界中的实际问题。
七、作业布置：学以致用，运用今天所学沉淀溶解平衡的知识解决以下问题：1.溶洞形成的原理（已知：石灰岩中主要含难溶性的CaCO3）。2.①肾结石（CaC2O4）有什么防治方法？②Ca2+与C2O42-的浓度要具体达到多少，才会在人体内形成沉淀 已知：Ksp(CaC2O4)= 4.0×10-8
八、板书设计：沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡：
建立过程：v(溶解)＝ v(沉淀），饱和溶液
特征：逆、动、等、定、变
表示方法：PbI2(s) Pb2＋(aq)＋2I－(aq)
溶度积Ksp：
表达式：
影响因素：
意义：
影响沉淀溶解平衡的因素：
内因：本身性质
外因：温度、浓度

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