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沉淀溶解平衡教学设计
一、教学目标
KspK
1.知识目标:理解溶度积常数(sp?)的物理意义,掌握沉淀生成与溶解的条
件,能够分析浓度、温度等因素对平衡的影响。
2.能力目标:通过图像分析解决溶解度相关计算问题,培养从曲线中提取信息的能
力,熟练应用溶度积规则判断沉淀是否生成。
3.应用目标:结合生活实例(如硬水软化、工业除杂、肾结石成因等),理解沉淀
溶解平衡的实际意义。
二、教学重点与难点
?重点:溶度积常数的计算与图像分析;利用溶度积规则(QcQc?与KspKsp?关系)
判断沉淀的生成或溶解。
?难点:多因素影响下平衡移动的定量分析(如pH变化、同离子效应、配位反应
等)。
三、教学过程设计
1.情境导入(5分钟)
问题驱动:
?为何锅炉用水需预先软化?
?含氟牙膏如何预防龋齿?
通过生活实例引发学生对沉淀溶解平衡的兴趣,明确学习目标。
2.核心概念构建(20分钟)
KspK
(1)溶度积常数(sp?)
?实验探究:展示不同温度下AgCl溶解度的实验数据,推导
Ksp[Ag+][Cl?]K[Ag][Cl]KspK
sp?+?,强调sp?仅与温度相关。
?KKKa/KbK/K
对比迁移:联系化学平衡常数()与电离平衡常数(a?b?),建立
知识网络。
(2)沉淀生成与溶解的条件
?溶度积规则:
QcKspQK
oc?sp?→沉淀生成;
QcKspQK
oc?sp?→平衡状态;
QcKspQK
oc?sp?→溶解。
?案例分析:向NaCl溶液中滴加AgNO?,计算AgCl开始沉淀所需Ag?浓度。
3.图像分析与应用(30分钟)
(1)溶解度曲线分析
?典型图像:绘制Ag?CrO?的溶解度随温度变化曲线,分析KspKsp?随温度升高而
增大的规律。
?计算训练:根据图像求25℃时Ag?CrO?的KspKsp?,比较不同物质的溶解度大小。
(2)分步沉淀与pH影响
?图像示例:金属氢氧化物(如Fe(OH)?、Al(OH)?)的沉淀pH范围图。
?问题设计:
o如何通过调节pH分离Fe3?和Al3??
o当溶液中[Fe3+]0.01mol/L[Fe3+]0.01mol/L时,计算Fe(OH)?开始沉淀
的pH值(已知Ksp4.0×10?38Ksp?4.0×10?38)。
(3)同离子效应与竞争平衡
?图像对比:绘制CaCO?在纯水和Na?CO?溶液中的溶解度曲线,解释同离子效应。
?计算应用:若向0.1mol/LCaCl?溶液中加入等体积0.1mol/LNa?CO?,判断
Ksp2.8×10?9K2.8×10
CaCO?是否沉淀(sp??9)。
4.综合应用与拓展(20分钟)
?工业除杂:模拟废水处理,计算需调节pH至多少可使Cu2?浓度降至
1×10?5mol/L1×10mol/L
?5
(Ksp[Cu(OH)2]2.2×10?20Ksp?[Cu(OH)2?]2.2×10?20)。
?医学联系:分析肾结石(主要成分为Ca