視頻簡介：
視頻標簽：難溶電解質,溶解平衡
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：高中化學人教版選修4化學反應原理第四節《難溶電解質的溶解平衡》
教學設計、課堂實錄及教案：高中化學人教版選修4化學反應原理第四節《難溶電解質的溶解平衡》莊河市高級中學
1教學目標
知識與技能:1.進一步理解影響難溶電解質的溶解平衡移動的因素。
2.利用平衡移動的知識分析沉淀的生成、溶解及轉化。
過程與方法:設計思考與交流活動,激發學生思維,培養學生通過合作探究來提升分析和解決問題的能力。
情感態度價值觀:學生通過自主探究學習,了解沉淀的生成、溶解及轉化在工業生產、環保工程和科學研究中的重要作用。并從中體會化學科學的實用性。
2學情分析
第三章《水溶液中的離子平衡》是應用第二章所學的平衡理論,進一步探討水溶液中的離子行為。第四節《難溶電解質的溶解平衡》是繼化學平衡、電離平衡、鹽類水解平衡之后又一個重點。可以幫助學生更全面地了解水溶液中離子平衡相關的理論,使他們更加透徹地理解在溶液中發生離子反應的本質,及它們在生活生產中的應用,幫助學生形成辯證唯物主義世界觀。本節課的教學對象是高二理科學生,學生已經具有溶解度、離子反應的知識基礎,和動態平衡的理論基礎,在此基礎上學習本節內容,學生更容易理解和接受。學生有了一定的理論基礎,有強烈的好奇心和探究愿望,對用所學理論解決問題充滿期待。
3重點難點
教學重點 利用平衡移動的知識分析沉淀的生成、溶解及轉化
教學難點 利用平衡移動的知識分析沉淀的生成、溶解及轉化
教學方法 微課自主實驗探究法、分析歸納法、理論聯系實際。
4教學過程
4.1第二學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】情景導入——播放視頻
新華網廣州5月7日電解說近日,有微博網友爆料稱,佳潔士在國內銷售的含氟牙膏并不含氟,其成分盡是工業廢料,且“味道不對”,引起公眾極大關注。
【角色扮演】
如果你是一名牙科醫生,如何科學的解釋齲齒是如何產生的?為什么牙膏要加入氟離子?
有的牙膏卻以無氟為賣點,這又是為何?氟離子是“福”還是“禍”?
為了給困惑中的消費者以有理有據的解釋,本節課我們就來學習沉淀溶解平衡的應用
活動2【活動】沉淀的生成
【圖片展示】有些工業廢水中因溶有而Cu2+而呈現藍色,我們應該如何處理呢?
已知:氫氧化銅Ksp=2.2×10-20碳酸化銅Ksp=1.4×10-10 硫化銅Ksp=1.3×10-36
活動3【活動】沉淀的生成A加入沉淀劑
膽礬是一種常見的化合物,工業上它也是一種制取其它含銅化合物的原料,現有廢銅(主要雜質為Fe)來制備膽礬。有人設計了如下流程
活動4【活動】角色扮演
某工程師認為上述流程中所加的A物質并不理想,需作改進,其理由是______________,
若你是工程師,將對所加的A物質作何改進?請提出建議______________________。
活動5【練習】合作交流，扮演展示
1、如果溶液中Fe3+和Cu2+的濃度均為0.01mol/L, 使Fe3+完全沉淀而使Cu2+不沉淀的pH條件是什么?
已知:Ksp(Fe(OH)3)=4.0×10-39,
Ksp(Cu(OH)2)=5.6×10-20
注:一般濃度小于10-5mol/L時,就認為該微粒不存在了,即沉淀完全。
2、稱取含CaC03 60%的試樣0.25g,用酸溶解后加入過量(NH4)2C204,使Ca2+沉淀為CaC2O4.在過濾、洗滌沉淀時,為了使沉淀溶解損失造成的誤差降至最低,,應該用 (NH4)2C204作洗滌液
活動6【講授】總結提升
1、原則:生成沉淀的反應能發生,且進行得越完全越好。Qc >Ksp,生成沉淀
2、意義:在物質的檢驗、提純及工廠廢水的處理等方面有重要意義。
3、方法:
A、加沉淀劑:如沉淀Cu2+、Hg2+等,以Na2S、H2S做沉淀劑
Cu2++S2- =CuS↓ Hg2++S2-=HgS↓
B、調pH
如:工業原料氯化銨中混有氯化鐵,加氨水調PH至7-8
Fe3+ + 3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
C、同離子效應
如:洗滌硫酸鋇沉淀最好加入稀硫酸減少硫酸鋇的損失。
D、氧化還原反應
活動7【活動】微課自主學習檢測——突破難點
微課自學檢測:
(1)Mg(OH)2 能否溶解于下列溶液中:蒸餾水、鹽酸、氯化銨、氯化鐵
(2)通過PH試紙檢測,醋酸銨溶液呈 性
(3)探究實驗:向盛有少量Mg(OH)2懸濁液中加入適量的飽和氯化銨溶液。現象:
討論解釋其原因:
同學甲:Mg(OH)2懸濁液中存在溶解平衡: Mg(OH)2(固) Mg2++2OH—
當加入NH4Cl時,由于NH4+水解,NH4+ + H2O NH3•H2O + H+,使溶液呈酸性。
H+ + OH— = H2O,從而使溶液中c (OH—) 減小,促進Mg(OH)2溶解,使溶液澄清。
同學乙: 加入NH4Cl后,溶液中NH4+與Mg(OH)2電離出OH—結合生成NH3•H2O,從而使溶液中c (OH—) 減小,Mg(OH)2的溶解平衡右移使溶液澄清。
甲、乙同學的兩種解釋誰的更有道理?
能否通過實驗來進一步驗證甲、乙同學的解釋哪個合理?請設計實驗方案,并說明理由。
活動8【講授】總結提升
1、實質: 沉淀溶解平衡的移動,減少平衡相應離子的濃度使平衡正移
Qc <Ksp , 沉淀溶解
2、方法
(1) 酸堿溶解法 如:CaCO3溶于稀鹽酸 ,FeS、Al(OH)3、Cu(OH)2溶于強酸 ,Al(OH)3溶于 強酸強堿。
(2) 難溶于水的電解質溶于某些鹽溶液
(3) 生成配合物使沉淀溶解 如:生成配位化合物使沉淀溶解AgCl沉淀能溶于氨水。
由于生成了穩定的[Ag(NH3)2]+,大大降低了Ag+的濃度,所以AgCl沉淀溶解。形成配合物:
銀氨溶液的制取,寫出反應的離子方程式。
Ag++NH3•H2O=AgOH↓+NH4+
Ag(OH)+2NH3•H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
(4) 發生氧化還原反應使沉淀溶解
例如,在CuS沉淀中加入稀HNO3,因為S2-被氧化成單質硫,從而使溶液中CS2-減小,所以溶液中 CCu2+×CS2-
3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O+3S↓
活動9【測試】生活小百科
1、為什么醫學上常用BaSO4作為內服造影劑“鋇餐”,而不用BaCO3作為內服造影劑“鋇餐”?
由于人體內胃酸的酸性較強(pH=0.9~1.5),如果服下BaCO3,胃酸會與CO32-反應生成CO2和水,使CO32-濃度降低,使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動,使體內的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。
2、當我們外出旅游,沉醉于秀美的湖光山色時,一定會驚嘆大自然的鬼斧神工。石灰石巖層在經歷了數萬年的歲月侵蝕之后,會形成各種奇形異狀的溶洞。你知道它是如何形成的嗎?
活動10【活動】沉淀的轉化——觀看視頻
向盛有10滴0.1 mol/L的AgNO3溶液的試管中加0.1 mol/L的NaCl溶液,至不再有白色沉淀生成。向其中滴加0.1 mol/L KI溶液,觀察、記錄現象;再向其中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液,觀察并記錄現象。通過實驗你觀察到了什么現象?
活動11【講授】沉淀的轉化
實質:沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡移動。一般溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀容易實現。
活動12【活動】生活小百科
1、硬水中含有Mg(HCO3)2,燒開水時形成的壺垢中有Mg(OH)2,而沒有MgCO3,分析其原因,并寫出其有關的化學方程式。
2、如何除去水垢中的硫酸鈣?
鍋爐中水垢中含有CaSO4 ,可先用Na2CO3溶液處理,使 之轉化為疏松、易溶于酸的CaCO3
活動13【活動】首尾呼應 ——學以致用
齲齒產生原因:
牙齒表面由一層硬的組成為Ca5(PO4)3OH的物質保護著,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH 5Ca2+(aq) +3PO43- (aq) +OH-(aq) KSP=2.5×10-59mol9•L-9
發酵生成的有機酸能中和OH-,使平衡向脫礦方向移動,加速腐蝕牙齒
含氟牙膏可以堅固牙齒的原因:
②已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小,牙膏里的氟離子會與Ca5(PO4)3OH反應。
5Ca2+ + 3PO43- + F-= Ca5(PO4)3F
活動14【活動】我的收獲
【我的收獲】沉淀的生成、溶解、轉化實質上都是沉淀溶解平衡的移動的過程,其基本依據主要有:
①濃度:加水,平衡向溶解方向移動。
②溫度:升溫,多數平衡向溶解方向移動。
③加入相同離子,平衡向沉淀方向移動。
④加入可與體系中某些離子反應生成更難溶或更難電離或氣體的離子,使平衡向溶解的方向移動。
活動15【測試】課后作業
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