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难溶电解质的溶解平衡
广东省揭阳市第三中学高中化学选修四:3.4难溶电解质的溶解平衡.doc
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  揭阳第三中学教案表
  课题 第四节    难溶电解质的溶解平衡 课型          新课
  教学
  目标 (一)知识与技能:
  让学生掌握难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用,并运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题。
  (二)过程与方法:
  引导学生根据已有的知识经验,分析推理出新的知识。
  (三)情感态度价值观:
  认识自然科学中的对立统一的辨证唯物主义。
  重点
  难点 教学重点:难溶电解质的溶解平衡、沉淀的转化
  教学难点:沉淀的转化和溶解
  教具
  准备 多媒体 课时
  安排 4课时
  教学过程与教学内容 教学方法、教学手段与学法、学情
  第一、二课时
  【引入新课】 用初中学习的溶解度知识和高中学习的化学平衡理论。来分析NaCl溶解于水的几种情况,引入新课。
  【学生】 回忆、思考、观察
  【设问】在NaCl溶液中,再加入固体溶质,固体有没有溶解过程?
  当v(结晶)=v(溶解)时,体系处于什么状态?
  【学生】 思考、回答:溶解平衡
  【副板书】 NaCl(s)   Na+(aq) + Cl-(aq)
  【学生】回忆化学平衡理论,并与溶解平衡建立联系
  【设问】 NaCl能不能和盐酸反应?
  【学生】 思考回答
  【补充演示实验——1】 向饱和NaCl溶液中加浓盐酸
  【学生】 观察实验现象,并运用平衡移动原理,讨论产生现象的原因
  【过渡】 可溶电解质既然存在溶解平衡,那么难溶电解质是否也存在溶解平衡?
  【板书】 第四节  难溶电解质的溶解平衡
  【讲述】我们知道,溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如,AgNO3溶液与NaCl溶液混合,生成白色沉淀AgCl:
  如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的,一般认为反应可以进行到底。
  【设问】Ag+和Cl—的反应真的能进行到底吗?
  【思考与交流】  指导学生阅读P65-66,
  【板书】一、Ag+和Cl—的反应真的能进行到底吗?
  【问题】
  1、当AgNO3与NaCl反应生成难溶AgCl时,溶液中是否含有Ag+和Cl-?
  【学生回答】:有
  2、难溶电解质的定义是什么?难溶物的溶解度是否为0?
  【学生回答,教师强调】
  习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质
  难溶电解质的溶解度尽管很小,但不会等于0(生成AgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存)。
  【教师强调】
  生成沉淀的离子反应反应之所以能够发生,在于生成物的溶解度小。
  化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。
  3、难溶电解质(如AgCl)是否存在溶解平衡?如何表示?
  【学生回答】:是  Cl-(aq)+Ag+(aq)  AgCl (s)
  4、什么情况下就到达溶解平衡?
  【学生回答】:在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,得到AgCl的饱和溶液,就到达溶解平衡。
  【板书】(一)、难溶电解溶解平衡
  1、概念:
  在一定条件下,难溶电解质电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率,溶液中各离子的浓度保持不变的状态。(也叫沉淀溶解平衡)
  2、表达式:如:  AgCl (s)   Cl-(aq)+Ag+(aq)
  【过渡】根据我们前面所学的知识,请同学们归纳出溶解平衡的特征。
  【引导学生归纳并板书】
  3、特征:动、等、定、变
  【讲解】 溶解平衡具有等、动、定、变的平衡特征。任何平衡都是相对的、暂时的和有条件的。当改变影响平衡的一个条件,平衡就会发生移动。
  练习2:书写碘化银、氢氧化镁溶解平衡的表达式
  【板书】:4、影响溶解平衡的因素:
  【提问】:应该从那几方面去分析?
  【板书】(1)内因:电解质本身的性质
  【展开】:不同的电解质在水溶液中溶解的程度不一样,而且差别很大,有的能溶解很多,像NaCl、KCl、NaOH等,这些物质的溶解度大于0.1克,我们通常把它们称作易溶物质。有的溶解的不多,如CaSO4、Ca(OH)2等,这些物质的溶解度在0.01克到0.1克之间,我们通常把它们称作微溶物质,有的溶解的很少,像CaCO3、AgCl、AgS等,这些物质的溶解度小于0.01克,我们通常把它们称作难溶物质,在水溶液中我们把它们称作沉淀。
  【副板书】
  难溶                微溶              易
  0.01                 0.1          m(g)
  【注意】:
  ①、绝对不溶的电解质是没有的。
  ②、同是难溶电解质,溶解度差别也很大。
  ③、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。
  根据前面所学知识大家一起来探讨影响溶解平衡的外界因素:
  【板书】:
  (2)外因:
  【讲述】:通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说,在溶液中进行,可忽略压强的影响。下面请同学们考虑浓度、温度对溶解平衡分别有什么影响?
  【学生回答,教师总结板书】:
  ①浓度:加水,平衡向溶解方向移动。
  ②温度:升温,多数平衡向溶解方向移动。
  【巩固训练】P72 习题 1、2
  【补充练习】
  1.石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s)   Ca2+(aq)+2 OH― (aq),加入下列溶液,可使Ca(OH)2减少的是(  A B     )
  A.  Na2CO3溶液       B.  AlCl3溶液     C. NaOH溶液      D.  CaCl2溶液
  【总结过渡】:
  难溶电解质的溶解平衡作为一种平衡体系,遵从平衡移动原理。
  沉淀溶解平衡跟其他平衡一样也有平衡常数,这个平衡常数应该怎样表示呢?
  【科学视野】指导学生阅读P70 科学视野有关内容
  【板书】5、溶度积(平衡常数)——Ksp
  对于沉淀溶解平衡:(平衡时)
  MmAn (s)    mMn+(aq)+ nAm—(aq)
  Ksp=[ c (Mn+) ]m•[c(Am— )]n
  在一定温度下,Ksp 是一个常数,称为溶度积常数,简称溶度积。
  若任意时刻有:
  Qc = [ c (Mn+) ]m•[c(Am— )]n
  则有:
  Qc  >  Ksp    过饱和,析出沉淀,
  Qc  = Ksp   饱和,平衡状态
  Qc  <  Ksp   未饱和。
  【补充练习】
  2.在100mL 0.01mol/LKCl 溶液中,加入 1mL 0.01mol/L 100mL 0.01mol/L AgNO3  溶液,下列说法正确的是(AgCl KSP=1.8×10-10) ( A   )
  A.有AgCl沉淀析出  B. 无AgCl沉淀  C. 无法确定  D. 有沉淀但不是AgCl
  【课堂小结】:本节课我们初步认识了沉淀溶解平衡,了解到难溶电解质也存在溶解平衡。并在前面所学的几种平衡的基础上一起探究了沉淀溶解平衡的特征和影响平衡移动的几个因素,以及溶解平衡常数——溶度积。要求同学们能够理解概念,掌握特征和影响平衡移动的因素以及学会将溶度积常数用于相关的判断和计算。
  【作业】:
  1、完成课后有关习题
  2、预习下一节课内容———沉淀反应的应用
  第三、四课时
  【新课引入】难溶电解质的沉淀溶解平衡作为一种动态的平衡,我们可以通过改变条件,控制其进行的方向,沉淀转为溶液中的离子,或者溶液中的离子转化为沉淀。本节课我们共同探究沉淀反应的应用。
  【板书】二、沉淀溶解平衡的应用
  【问题引入】向饱和NaCl溶液中加浓盐酸会有什么现象?运用平衡移动原理,讨论产生现象的原因
  【学生回忆、讨论】:
  【总结】加入相同离子,平衡向沉淀方向移动。
  以上是存在溶解平衡时的情况,如果不存在溶解平衡,如何生成沉淀呢?
  【问题引入】如何处理工业废水中的Fe3+?
  【学生思考、讨论、回答】可以加入含OH-的溶液将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
  【教师补充】加入含OH-的溶液将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,OH-的溶液就是“沉淀剂”。还可以通过调节溶液的pH值来使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
  【板书】1、沉淀的生成
  (1)方法:A、调节PH法   B、加沉淀剂法  C、同离子效应法  D、氧化还原法
  【说明】1: 沉淀剂的选择:要求除去溶液中的某种离子,又不能影响其他离子的存在,并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去
  2:形成沉淀和沉淀完全的条件:由于难溶电解质溶解平衡的存在,在合理选用沉淀剂的同时,有时还要考虑溶液的pH和温度的调控。
  3:通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式,促使其转变为溶解度更小的难电解质以便分离出去
  【思考与交流】P67,  指导学生思考讨论两个问题
  【总结板书】
  (2)原则:生成沉淀的反应能发生,且进行得越完全越好
  (3)意义:物质的检验、提纯及工厂废水的处理等
  【说明】生成难溶电解质的沉淀,是工业生产、环保工程和科学研究中除杂质或提纯物质的重要方法之一,但不是唯一方法。
  【练习1】:为除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( D   )
  A、NaOH         B、Na2CO3        C、氨水         D、MgO
  【过渡】:既然已经存在沉淀,就存在沉淀溶解平衡。沉淀的溶解就要从沉淀向溶解方向移动考虑。
  【提问】:结合以前的知识,如果想溶解碳酸钙,可以用什么方法?为什么?
  【学生】:阅读课本67页第二部分后分析:
  在CaCO3(s)  Ca2+(aq)+ CO32—(aq),当加入盐酸时发生
  CO32—+2H+ H2O+CO2↑
  c(CO32—)减小,上述平衡向溶解方向移动,CaCO3 便逐渐溶解。
  【过渡】除了酸之外,某些盐溶液也可用来溶解沉淀。
  【教师指导学生完成试验3-3】
  滴加试剂 蒸馏水 盐酸 氯化氨溶液
  现象 固体无明显溶解现象 迅速溶解 逐渐溶解
  【思考与交流】
  1、有关反应的化学方程式:
  【学生思考讨论】:应用平衡移动原理分析、解释上述发生的反应。并试从中找出使沉淀溶解的规律
  【教师小结】
  【板书】2、沉淀的溶解
  (1)方法:
  ① 加入足量的水
  ② 使沉淀转化为气体
  ③ 使沉淀转化为弱电解质
  ④ 氧化还原法( )适用于具有明显氧化性或还原性的难溶物
  ⑤ 使沉淀转化为配合物
  AgCl Ag++Cl-      (AgCl加氨水生成银氨离子可溶)
  ⑥使沉淀转化为其他沉淀
  【练习2】(P72)5:试用平衡移动原理解释下列事实
  1、 FeS不溶于水,但却能溶于稀盐酸中。
  2、 CaCO3难溶于稀硫酸,但却能溶于醋酸中。
  3、 分别用等体积的蒸馏水和0.010mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀,用水洗涤造成的BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤造成的损失量。
  【小结】
  【过渡提问】: 当向AgNO3和NaCl恰好完全反应的平衡体系中加入I-,若再加入S2-,会看到什么现象?
  【学生思考】:根据实验3-4的实验步骤,指导学生完成实验。
  【设问】: 通过实验你观察到了什么现象?
  步骤 AgCl和AgNO3溶液混合 向所得固体混合物中滴加KI溶液 向新得固体混合物中滴加Na2S溶液
  现象 又白色沉淀析出 白色沉淀转化为黄色 黄色沉淀转化为黑色
  【演示实验3-5】根据实验3-4的实验步骤,指导学生完成实验。
  步骤 向溶液中滴加溶液 向有白色沉淀的溶液中滴加溶液 静置
  现象 有白色沉淀析出 白色沉淀变红褐色 红褐色沉淀析出溶液褪至无色
  【思考与交流】
  【学生思考讨论】
  完成试验3-5,学生阅读63页剩余部分。
  【板书】:3、沉淀的转化
  【总结板书】:
  方法:加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。
  【练习3】 将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀,沉淀的颜色变化是  _ ____ →  _ _ ___ → ____  _。出现这种颜色变化的原因是:
  _   _____                                                                _  
  【练习4】 己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),CaCO3(s)  Ca2+(aq)+CO32-(aq)。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2,CO2等,为了除去有害气体SO2变废为宝,常常见粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为石膏。
  (1)写山上述两个反应的化学方程式:
  ①S02与CaCO3悬浊液反应                                                  
  ②S02与Ca(OH)2悬浊液反应                                                
  (2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由                           
  【小结】沉淀的生成、溶解、转化本质上都是沉淀溶解平衡的移动问题,其基本依据主要有
  投影:
  ①浓度:加水,平衡向溶解方向移动。
  ②温度:升温,多数平衡向溶解方向移动。
  ③加入相同离子,平衡向沉淀方向移动。
  ④加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子。使平衡向溶解的方向移动。
  温故知新,利用学生掌握的知识引入,降低门口,使学生容易接受
  类比化学平衡的特征和影响化学平衡的因素,让学生试着分析溶解平衡的特征和影响溶解平衡的因素
  适当练习,巩固新知识
  联系化学平衡常数,写出溶度积(平衡常数)——Ksp
  联系生活实际,理论应用与实际
  通过现象明显的实验来介绍沉淀的溶解
  列举沉淀溶解的几种方法
  通过鲜明对比的实验现象,来介绍沉淀转化为其他沉淀

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