沉淀溶解平衡
授课对象:高中二年级选修化学的学生
课时安排:2课时(约80-90分钟)
教学目标:
1.知识与技能:
理解难溶电解质在水中并非完全不溶,存在溶解和沉淀的动态平衡过程。
掌握沉淀溶解平衡的概念、建立过程及特征(逆、等、动、定、变)。
理解溶度积常数(Ksp)的含义、表达式及其意义。
了解影响沉淀溶解平衡的因素(浓度、温度、同离子效应)。
初步学会运用溶度积规则(Q与Ksp比较)判断沉淀的生成或溶解。
了解沉淀溶解平衡在物质分离、提纯、除杂(如锅炉除垢、龋齿形成与防治)等方面的应用。
2.过程与方法:
运用类比迁移(与化学平衡、电离平衡对比),理解沉淀溶解平衡的特征。
通过问题驱动和讨论,学习运用溶度积规则解决实际问题。
培养分析实验现象、获取信息、归纳总结和逻辑推理的能力。
3.情感态度与价值观:
感受化学理论对解释现象、解决实际问题(如除垢、防龋齿)的指导作用,体会化学的应用价值。
教学重难点:
重点:
沉淀溶解平衡的概念、建立过程及特征。
溶度积常数(Ksp)的含义及其表达式。
溶度积规则(Q与Ksp)的应用。
难点:
理解“难溶”与“溶解平衡”的关系(微观过程)。
溶度积常数(Ksp)的物理意义及其与溶解度的关系(定性)。
运用溶度积规则(Q与Ksp)判断沉淀的生成、溶解及转化(特别是涉及复杂离子或计算)。
教学方法:
实验探究法(演示实验/分组实验)
类比迁移法
讲授法
讨论法
多媒体辅助教学(动画、PPT)
教学过程:
第一课时:建立沉淀溶解平衡概念与Ksp
(一)创设情境,导入新课(约5分钟)
1.提问回顾:
“我们之前学过哪些平衡?”(化学平衡、电离平衡、水解平衡)
“它们的共同特征是什么?”(逆、等、动、定、变-动态平衡)
“食盐(NaCl)易溶于水,那么像AgCl、CaCO?这样的物质真的‘完全不溶’于水吗?”
2.演示实验1(现象冲击):
取少量AgCl沉淀于试管中,加入足量氨水,振荡。
现象:白色沉淀溶解,得到澄清溶液。
提问:“AgCl不是‘不溶’吗?为什么在氨水中溶解了?它在纯水中真的完全不溶吗?这背后隐藏着什么规律?”(引发认知冲突,激发探究欲望)
3.揭示课题:这就是我们今天要学习的沉淀溶解平衡。
(二)实验探究,建立概念(约20分钟)
1.微观探析(播放动画/PPT图示):
展示难溶电解质(如AgCl)固体放入水中。
动画演示:固体表面的Ag?和Cl?在水分子的作用下,克服离子间的引力,离开固体表面进入水中(溶解);同时,溶液中的Ag?和Cl?在运动中碰到固体表面,受固体表面离子的吸引,重新回到固体表面(沉淀)。
强调:开始时,溶解速率沉淀速率;随着溶解进行,离子浓度增大,沉淀速率增大;最终达到溶解速率=沉淀速率的状态。
2.归纳概念:
提问:达到溶解速率等于沉淀速率时,溶液中的离子浓度还变化吗?固体质量还变化吗?(不变-“定”)溶解和沉淀停止了吗?(没有-“动”)
引导学生归纳:在一定温度下,当难溶电解质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。
板书/PPT:沉淀溶解平衡的定义。
3.特征类比:
提问:沉淀溶解平衡属于什么类型的平衡?它应该具备哪些特征?
引导学生回忆化学平衡特征:逆、等、动、定、变。
归纳沉淀溶解平衡特征:
逆:可逆过程(溶解vs沉淀)。
等:V(溶解)=V(沉淀)≠0。
动:动态平衡。
定:平衡时,溶液中各离子浓度保持不变(饱和溶液)。