資源簡介

《沉淀溶解平衡》 教學設計
一、教材分析
本節課是高二化學魯科版選擇性必修1《化學反應原理》第3章第3 節《沉淀溶解平衡》的第一課時。課程標準對這節內容的要求是：認識難溶電解質在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解與轉化。通過前兩節的學習，學生已經能夠從化學平衡的視角對水的電離平衡、弱電解質的電離平衡、鹽類的水解平衡等化學平衡問題進行分析，初步形成了從平衡角度看問題、分析問題的能力；能夠用符號表征水溶液中離子平衡，學習了化學平衡常數、水的離子積、電離平衡常數、水解平衡常數，運用化學平衡常數進行一般平衡問題的定量分析；具備了一定的平衡理論相關知識和分析能力，能夠用化學平衡的相關理論對真實情境中的相關課題進行分析。
沉淀溶解平衡是對平衡理論的完善，但難溶電解質的溶解平衡又不同于其他水溶液中的平衡問題，需要學生在運用已有的認知模型的基礎上，進一步在定量水平上收集證據、分析證據，構建難溶電解質沉淀溶解平衡的概念，發展證據推理與模型認知的學科核心素養。
二、學情分析
學生在本書第2章已經學習了化學反應限度的相關內容，在本章又通過對水的電離、弱電解質的電離、鹽類的水解的學習加深了對平衡的認識。這要求學生能夠繼續從化學平衡的視角用平衡的觀點研究新的一類平衡——沉淀溶解平衡，因此它起著承上的作用。同時，對沉淀溶解平衡的學習可以更全面地了解水溶液中離子平衡相關理論，更好地理解在溶液中發生離子反應的本質，因此它也起著啟下的作用。雖然，學生已經有化學平衡的概念，有了新知識建構的基礎。但沉淀溶解平衡是他們從未遇到的，模型的建立對學生來說有一定的難度。在學生的觀點中存在幾個誤區：①難溶物等同于不溶物。②難溶物的飽和溶液中是沒有溶質的離子存在的。③對難溶物形成飽和溶液的微觀過程不清楚。如果這三個誤區得到解決，本節課的難點就得到突破。
教學目標
1、通過實驗探究，使學生知道難溶電解質在水中存在沉淀溶解平衡，并能結合實例從宏觀、微觀、符號三個方面進行描述。
2、通過學習，讓學生能夠準確書寫難溶電解質的沉淀溶解平衡方程式、Ksp表達式及意義，并準確判斷難溶物質在水溶液中的溶解能力大小。
3、通過類比化學平衡，使學生會運用化學平衡移動原理，準確分析外界條件對沉淀溶解平衡的影響。
三、教學重難點
重點：沉淀溶解平衡方程式書寫，Ksp的意義；外界條件對沉淀溶解平衡的影響。
難點：Ksp的意義；外界條件對沉淀溶解平衡的影響。
四、評價任務
1、通過實驗探究及動畫演示，能夠簡單敘述沉淀溶解平衡的建立，達成目標1；
2、通過學生自主研讀，總結沉淀溶解平衡及Ksp表達式的書寫方法，達成目標2；
3、通過小組合作探究，結合化學平衡移動原理，分析外界條件對沉淀溶解平衡的影響，達成目標3。
五、教學方法
實驗探究法、情境激疑、自主合作學習。
六、教學過程
環節 1 創設情境，引入新課：浪漫的“黃金雨”。
[教師]：今天老師要送你們一場浪漫的“黃金雨”（給學生實物展示“黃金雨”，極大地引發學生興趣），如此美麗的“黃金雨”，真的是黃金嗎？等會請大家親自去揭秘。如此美麗的“黃金雨”是如何形成的呢？這與我們本節課要學習的沉淀溶解平衡有關。
【學習目標】展示學習目標，讓學生帶著目標進入本節課的學習。
環節 2 展開教學
任務一：實驗探究，發現沉淀溶解平衡，并利用平衡移動解釋沉淀溶解平衡的存在。
1探——“黃金雨”的形成：先將一小藥匙的PbI2固體加入到150ml熱水中溶解，并立即趁熱進行過濾，待過濾液冷卻后，觀察實驗現象。
2探——上清液的成分：靜置，待上層清液變澄清后，分別取少許上層清液于兩支試管中，一支試管中逐滴加入0.1mol/L KI溶液，另一支試管中逐滴加入0.1mol/LPb(NO3)2溶液，觀察實驗現象。
【小組合作】前后四人一組，限時五分鐘，記錄實驗現象，并推理實驗結論。
[教師]：PbI2固體的溶解性如何 過濾液冷卻后有什么現象？
[學生]：PbI2固體在冷水中的溶解度不大，過濾液冷卻會出現亮黃色晶體（即PbI2固體）。
[教師]：取上清液，分別逐滴加入0.1mol/L的KI溶液和0.1mol/LPb(NO3)2溶液有什么現象？說明上清液中存在什么離子？
[學生]：均有黃色沉淀（PbI2）生成，說明上層清液中存在Pb2+和I-。
[教師]：運用學過的化學平衡移動理論，可知PbI2固體在溶液中存在一個沉淀溶解平衡：
PbI2（s） Pb2+（aq）+ 2 I-（aq）。
[設計意圖]：思維建模，利用化學平衡模型，認識沉淀溶解平衡，解決沉淀溶解平衡的移動問題。
【動畫演示】PbI2飽和溶液中沉淀溶解平衡的建立
[教師分析]：一方面，少量Pb2+和I-脫離PbI2固體表面進入溶液中(沉淀溶解過程)；另一方面，溶液中的Pb2+和I-又會形成PbI2固體沉積下來(沉淀生成過程)。當這兩個過程的速率（即沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率）相等時，溶液中Pb2+和I-的濃度不再增加，PbI2固體的量不再減少，得到PbI2的飽和溶液。我們把這種平衡狀態叫做沉淀溶解平衡。
[歸納]：沉淀溶解平衡的定義：一定溫度下，難溶電解質在水中溶解的速率和沉淀的速率相等時，形成電解質的飽和溶液，達到平衡狀態，我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。
[教師]：難溶電解質在水中的沉淀溶解平衡遵循化學平衡的基本規律，沉淀溶解平衡的特征有哪些呢？
[學生]：沉淀溶解平衡的特征：逆、動、等、定、變
（1）逆：沉淀生成過程與沉淀溶解過程是可逆的。（強調：沉淀溶解平衡是可逆過程）
（2）動：動態平衡，達到沉淀溶解平衡，沉淀的生成與溶解仍在進行。
（3）等：沉淀溶解速率與生成速率相等且不為0時，達到沉淀溶解平衡狀態，得到飽和溶液。
（4）定：達到平衡時，溶質離子濃度保持不變。
（5）變：沉淀溶解平衡是在一定條件下建立起來的，當條件改變，可能會建立新的平衡。
[教師]：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）。此處“ ”表示“溶解”和“沉淀”相對的兩個過程，而不是電離； aq可省略，但固體必須注明狀態。
【學生練習1】請分別寫出難溶電解質BaSO4、Cu(OH)2、AgCl、Al(OH)3在水中存在的沉淀溶解平衡方程式。（兩位同學上臺演板展示）
任務二：溶度積的表達式、影響因素和意義。
[教師]：引導學生，根據已經學習過的化學平衡常數K，類比遷移，試著寫出沉淀溶解平衡的平衡常數——溶度積Ksp的表達式。
【學生練習2】請分別寫出難溶電解質BaSO4、Cu(OH)2、AgCl、Al(OH)3的Ksp表達式。（兩位同學上臺演板展示）
[教師]：對學生評價，并強調溶度積表達式中不包含固體，因為其濃度為常數。
[教師]：引導學生，根據已經學習過的化學平衡常數K，類比遷移，能說出影響沉淀溶解平衡常數Ksp的影響因素及意義。
[學生]：Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關，與沉淀的量和溶液中離子濃度無關。Ksp反映了難溶電解質在水中的溶解程度。
【證據推理】相同類型的難溶電解質（陰、陽離子個數比相同）時，Ksp越大，其溶解程度越高。
[教師]：對于陰、陽離子個數比不同的難溶電解質，能直接通過比較Ksp的大小來判斷其溶解程度嗎？
[學生]：不一定能。
[教師]：強調：類型不同的難溶電解質，不能直接利用Ksp的大小來判斷其溶解程度，要通過Ksp計算出離子濃度來比較。
任務三：影響沉淀溶解平衡的因素
[教師]：利用平衡移動原理，推理影響沉淀溶解平衡的因素。
2min自主填寫，完成下列表格。
對于PbI2懸濁液中，存在平衡PbI2（s） Pb2+（aq）+ 2 I-（aq） H＞0，若改變條件，對其平衡有何影響？
條件 平衡移動 c(Pb2+) (c(I-) Ksp 溶解度
升溫
加水
加Pb(NO3)2(s)
加KI(s)
【小組討論、合作探究】2min。
[教師]：加水，c(Pb2+)，c(I-)的變化是難點。Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關，溫度不變，Ksp不變，Ksp =c(Pb2+) c2(I-)，故c(Pb2+)和c(I-)不變。
【學生練習3】一定溫度下，當Mg(OH)2固體在水溶液中達到下列平衡時：
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)，要Mg(OH)2懸濁液中Mg(OH)2固體的質量減少，而[Mg2+]不變，可采取的措施是 （ ）
A．加MgSO4（s） B．加適量鹽酸
C．加適量NaOH（s） D．加適量H2O
[設計意圖]：鞏固沉淀溶解平衡的影響因素的掌握。
[教師活動]：課堂總結，利用化學平衡理論，認識沉淀溶解平衡；利用平衡移動模型，討論沉淀溶解平衡移動問題，從而定性定量地解決或解釋生活生產及自然界中的實際問題。
七、作業布置：學以致用，運用今天所學沉淀溶解平衡的知識解決以下問題：1.溶洞形成的原理（已知：石灰巖中主要含難溶性的CaCO3）。2.①腎結石（CaC2O4）有什么防治方法？②Ca2+與C2O42-的濃度要具體達到多少，才會在人體內形成沉淀 已知：Ksp(CaC2O4)= 4.0×10-8
八、板書設計：沉淀溶解平衡
沉淀溶解平衡：
建立過程：v(溶解)＝ v(沉淀），飽和溶液
特征：逆、動、等、定、變
表示方法：PbI2(s) Pb2＋(aq)＋2I－(aq)
溶度積Ksp：
表達式：
影響因素：
意義：
影響沉淀溶解平衡的因素：
內因：本身性質
外因：溫度、濃度

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