天津高中说课梁晓晖.docx

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天津高中说课梁晓晖

《难溶电解质的溶解平衡》之二

——沉淀反应的应用

高中化学，高二年级，人教版选修4

说课教师：

梁晓晖

指导教师：

徐邦根、邱阳

天津市第二中学

2014年7月

一、教材版本：

人民教育出版社普通高中课程标准试验教科书化学选修4——《化学反应原理》

二、教学设计

（一）教材分析：

本节课所学的内容为《化学反应原理》（选修4）中的第三章《水溶液中的离子平衡》中的第四节。

本节内容是本章的一个重点，也是高中化学的重点内容之一，也是历年高考的热点。

它的出现使我们对电解质溶液的理论剖析更全面了，而且这部分内容与与科研、生产等领域有着密切的关系。

通过前面对化学平衡理论的深入探讨，学生已初步具备运用“平衡观”处理一些实际问题的方法，并形成了一些固有的思维方式；在学生学习了弱电解质的电离平衡、水的电离和溶液的酸碱性、盐类水解之后，此时再来学习沉淀溶解平衡，学生比较轻松的就能掌握难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。

本节教材按照由简到繁、逐步递进的原则构建。

首先分析单一难溶电解质在水中的行为，建立起沉淀溶解平衡的概念，在此基础上分析沉淀的生成和溶解，最后考虑比较复杂的沉淀转化问题。

教材设计中始终依据实验事实来诠释抽象的概念，通过对具体问题的讨论分析带动原理的学习，引导学生利用平衡移动的一般规律一步步揭示沉淀溶解平衡的本质。

在科学视野中引入描述这种平衡的平衡常数--溶度积，可以依据教学需要将其安排在不同的学习过程之中，便于不同层次的学校把握教学深度和广度。

另外，教材在设计过程中注重把握难度，对溶解平衡的计算要求相对不高，但是注重与pH计算的结合，注重计算技巧的培养。

本节知识内容的基本框架是：

（二）学情分析：

从学习程度上看，基于学生对电离平衡、化学平衡和水解平衡的学习，已建立化学中的“平衡感”，正是利用已有的认知规律进一步拓展学生对“平衡”认识的深度和广度的好时机。

从我校为的具体情况看，我校是市级重点中学，学生的水平居于全市的中上游，大部分学生有一定的学习自觉性，和较强的逻辑思维能力，所以可在教材难度的基础上进行自然生长性的扩展，使学生能更全面，更灵活的掌握水溶液中离子反应。

（三）教学目标：

1.知识与技能

（1）能运用平衡移动原理分析沉淀的生成和溶解，理解沉淀转化的本质。

（2）理解浓度商和溶度积,并掌握二者的相关计算。

（3）了解沉淀溶解平衡在生活中的应用。

2.过程与方法

（1）通过导学案的布置，为学生的自主学习打造空间，提高课堂教学效率。

（2）以趣味话题为切入点，以实验为突破口，激发学生兴趣，增强理论分析的直观性和探究性。

（3）初步建立解决沉淀溶解平衡问题的一般思路，尝试运用微粒观、动态观、定量观分析沉淀溶解平衡的相关问题，形成类比、对比、归纳、演绎的科学思维方法。

3.情感态度与价值观

通过沉淀的转化及其应用知识的学习，认识其中蕴涵的透过现象看本质和由特殊到一般的辩证唯物主义原理。

结合创新实验以及对生产、生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论，使学生体会到化学对于提高人类生活质量、促进社会发展的作用，培养学生的科学情趣，激发学生学习化学的热情。

（四）教学重难点：

重点：

沉淀的转化。

难点：

以溶度积常数为依据解释沉淀反应的现象和本质。

（五）课时安排：

1课时

（六）教学方法：

问题——探究式教学、动态情境教学。

（七）教学手段：

实验教学、多媒体辅助教学

（八）教学过程:

1．学前提纲、自主学习:

（1）填空式的知识梳理

（2）基础性的探路习题

（3）启发性的思考问题

注：

课前学案附后

2．趣味话题、激发兴趣:

【课堂引言】同学们，化学是一门自然科学，但是在上课之前我想请大家先来欣赏一件艺术品.

【大屏幕展示】

【衔接】这是一幅敦煌壁画,距今已有千年的历史，大家看其中的佛像是不是都曲线流畅、姿态优雅呢？

是不是都面色滋润,白里透红呢?

很多同学笑了,其实我不是在说笑话，我是在替佛像鸣不平呀！

想当年他们也都面色白净，但是身不逢时，被封在了石窟中，这一等就是千年，终于迎来了重见天日的大好日子，脸却黑了，那么这其中的缘由何在呢？

能不能利用我们学过的化学知识来重现他们的本来面目呢？

今天这节课我们就来展示科学美和艺术美的统一。

【板书】《难溶电解质的溶解平衡的应用》

3．温故原理、夯实基础：

【复习】回顾上一节课的内容：

难溶电解质的溶解平衡的概念。

【提问】难溶电解质的溶解平衡的特点

【学生回答】

逆：

溶解和沉淀两个逆过程在同一条件下同时存在

等：

V（溶解）=V（沉淀）

动：

动态平衡

定：

相关离子的浓度一定，沉淀的质量一定

变：

改变条件，平衡移动

【提问】溶度积常数Ksp的表达式。

【学生回答】Ksp（MmAn）=[C（Mn+）]m·[C（Am-）]n,

【提问】Ksp的影响因素

【学生回答】内因:

物质的本性

外因:

温度

【提问】Ksp的意义

【学生回答】Ksp可以反映物质的溶解能力

4．由浅及深，拓展应用

【衔接】下面我们一起来看一看，在实际的生活和生产实践中，那些地方与沉淀溶解平衡有关呢？

【板书】

沉淀的生成

1、要使工业废水中的金属Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2+与这些沉淀剂形成的化合物的溶解度如下：

化合物

PbSO4

PbCO3

PbS

Ksp

1.03×10-4

1.81×10-7

1.84×10-14

由上述数据可知，选用的沉淀剂最好的是：

。

【结论】在类型相同的情况下，依据Ksp选择沉淀剂,Ksp越小，沉淀反应越灵敏。

2、在溶液中存在如下平衡：

有浓度均为0.01mol/L的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子，已知：

Ksp【Fe（OH）3】=2.6×10-39;Ksp【Cr（OH）3】=7×10-31;Ksp【Zn（OH）2】=1.0×10-17;Ksp【Mg（OH）2】=1.8×10—11，当氢氧化物开始沉淀时，上述哪一种离子所需溶液的pH最小；通过调整pH值能否实现这四种离子的分步沉淀?

【结论】沉淀问题与pH计算相结合是难点之一，掌握计算技巧是快速解题的关键。

【板书】

（2）沉淀的溶解

依据教材的提示,为CaCO3、Mg（OH）2设计溶解方案验证,并写出化学方程式

【学生答案】

5．实验探究、归纳迁移

【提问】从上述设计方案中能看出使沉淀溶解的设计思路吗？

【学生答案】设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，降低离子浓度，使平衡向沉淀溶解的方向移动。

【实验演示】银氨溶液的制备

【提问】请写出有关的化学方应方程式,并解释氢氧化银溶解的原因?

【学生答案】Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+;AgOH+2NH3·H2O=Ag（NH3）2OH+2H2O

由于银离子与氨分子形成了银氨离子，从而减小了银离子的浓度，使平衡向溶解的方向移动。

【引导】我们前面遇到的这些沉淀有的可以溶于酸，溶于碱，还有的可以溶于某些盐，但是有一种沉淀却成了老大难，它就是CuS，有什么方法能让它溶解吗？

请大家亲手来试一试。

【学生分组探究试验】

药品和仪器:

已制备好的CuS悬浊液、浓硝酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液、试管、滴管。

【学生描述实验现象并解释】在给出的溶液中，CuS悬浊液只有在加入浓硝酸时溶解，生成的溶液略显浑浊，为浅绿色。

浓硝酸氧化硫离子，使沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。

【归纳小结】沉淀的溶解思路都是一样的，即“降低相关离子的浓度，促进平衡向溶解的方向移动”，但是反应类型可以不拘一格，可以是复分解反应，可以是生成配合物的反应，还可以是氧化还原反应。

6．前后呼应、透析本质

（3）沉淀的转化

【实验演示】

【大屏幕提示】你能在书本上找到这个实验的有关信息吗？

【学生分组实验】向盛有1mL0.1mol/LMgCl2溶液的试管中滴加1～2滴2mol/L的NaOH溶液，有白色沉淀生成，再滴加2滴0.1mol/LFeCl3溶液，观察并记录现象。

【提问】如何解释这一实验现象，其规律是什么?

【学生回答】硝酸银与氯化钠生成白色沉淀氯化银，氯化银与碘化钾生成黄色沉淀碘化银，碘化银遇硫离子生成更难溶的硫化银黑色沉淀。

沉淀的转化实际上是沉淀溶解平衡的移动，是上一种沉淀的溶解，后一种沉淀的生成。

一般说来，溶解度小的沉淀转化成更小的沉淀比较容易实现，而且两者的差异越大，转化越容易。

【讲述】沉淀的转化正是壁画变黑的原因，即白色颜料碱式碳酸铅与空气中极少量的硫化氢反应转化为黑色的硫化铅沉淀，其实空气中的硫化氢含量很少，可见硫化铅是一种非常难容的沉淀。

【提问】请大家结合以上的思路猜想一下古画修复的思路和方法。

【学生答案】让黑色沉淀再转化为更难溶的白色沉淀。

【教师引导】同学们的想法很好，但经进过查询资料，我发现在铅的化合物中硫化铅的溶解度是最小的，显然利用复分解反应来转化有些困难，那么还有没有别的思路呢？

如果前面沉淀的溶解可以利用氧化还原反应，那么沉淀的转化是不是也可以呢？

【学生讨论，提出方案】选用过氧化氢溶液将硫化铅氧化为硫酸铅。

【学生发言，教师引导】虽然Ksp（PbS）＜Ksp（PbSO4），但是过氧化氢可以氧化硫离子，使硫化铅的平横向溶解的方向移动，随着硫酸根离子浓度的增大，至一定程度，硫酸铅沉淀生成，因此“沉淀容易向Ksp小的方向转化”不是绝对的，而Qc与Ksp的关系才是沉淀转化的内在动力。

7．升华认识、巩固成果

【练习】（2008山东理综）某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。

下列说法正确的是

提示：

BaSO4（s）

Ba2＋（aq）+SO42―（aq）的平衡常数

Ksp=c（Ba2＋）·c（SO42―），称为溶度积。

A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点

B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点

C.d点无BaSO4沉淀生成

D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp

答案：

C

【总结】以Ksp解半定量习题是沉淀溶解平衡考察的重要方向之一。

（九）板书设计：

难溶电解质的溶解平衡的应用

一、沉淀溶解平衡的建立

二、沉淀溶解平衡的特征：

三、溶度积常数（Ksp）

四、沉淀溶解平衡的应用

（1）沉淀的生成：

依据Ksp选择合适的沉淀剂或者调解pH

（2）沉淀的溶解：

（3）沉淀的转化：

三、教学反思

（一）要提高课堂教学的时效性，就要采取一定的策略，使教师的教与学生的学有机结合。

为了给学生的主动探究创设情景，我们可以将教学内容预设为思考性问题，可以由教师直接提出，也可以隐藏于习题中，也可以隐藏在实验中。

（二）利用“认知冲突”深化教学，是本节课进行的一种尝试。

所谓“认知冲突”是指人的原有图式与新感受到的事件或客体之间的对立性矛盾。

本节知识存在很多基于Ksp的半定量计算，在选修4的教材中已经将这些计算总结为定性的规律，而大多数学生都习惯了死记硬背规律，忽视了发现规律的过程，，而创设一定的情境，引发学生的“认知冲突”，将他们带入推理、归纳、升华的科学思维过程中，不仅能更加全面、深刻的理解知识理论的内涵和外延，还能更有效的培养学生的思维能力和分析问题，解决问题的能力。

（三）加大创新实验教学的比例。

理论部分的学习比较枯燥，对于课业负担重、心理压力大的学生容易过早进入心理疲劳期，所以在理论课上采用多种教学手段，特别是创新性的实验教学，集趣味性和科学性于一身，可以极大地调动学生的学习兴趣，充分利用他们的无意注意，达到事半功倍的效果。

（四）依据考纲，把握好难度。

2014年的考试大纲指出：

了解难溶电解质的沉淀溶解平衡和沉淀转化的本质。

基于这一要求，基于平衡常数的定量计算是考察的焦点，也是教学难点，从认知规律出发，合理安排习题梯度，是帮助学生建立理论落脚点，发觉解题思路，提高解题效率的重要手段。

附件：

难溶电解质的溶解平衡

（二）学案

一、难溶电解质:

习惯上将溶解度小于g的电解质称为难溶电解质。

二、沉淀溶解平衡：

1．定义:

一定温度下，当沉淀的速率和沉淀的速率相等时，形成电解质的溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。

难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样，合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律。

2．请你写出对下列沉淀溶解平衡特征的理解

（1）逆：

______________________

（2）等：

____________

（3）定：

____________

（4）动：

____________

（5）变：

_______________________

三、离子积与溶度积：

1、溶度积性质：

（1）溶度积（Ksp）的大小与________和_______有关，与沉淀的量无关。

（2）Ksp反映了难溶电解质在水中的_____________。

相同类型的难溶电解质的Ksp越小，溶解度_________________，越难_____________。

2、以

为例：

溶度积

离子积

概念

的平衡常数

溶液中有关离子的积

符号

Ksp

Qc

表达式

Ksp（MmAn）=[C（Mn+）]m·[C（Am-）]n,

式中浓度为平衡浓度

Qc（MmAn）=[C（Mn+）]m·[C（Am-）]n

式中浓度为任意浓度

应用

QcKsp,溶液过饱和，有沉淀析出；

QcKsp,溶液饱和，沉淀处于平衡状态；

QcKsp,溶液未饱和，无沉淀析出。

四、练习：

1、要使工业废水中的金属Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2+与这些沉淀剂形成的化合物的溶解度如下：

化合物

PbSO4

PbCO3

PbS

Ksp

1.03×10-4

1.81×10-7

1.84×10-14

由上述数据可知，选用的沉淀剂最好的是：

。

2、在溶液中存在如下平衡：

有浓度均为0.01mol/L的Fe3+、Cr3+、Zn2+、Mg2+等离子，已知：

Ksp【Fe（OH）3】=2.6×10-39;Ksp【Cr（OH）3】=7×10-31;Ksp【Zn（OH）2】=1.0×10-17;Ksp【Mg（OH）2】=1.8×10—11，当氢氧化物开始沉淀时，上述哪一种离子所需溶液的pH最小；通过调整pH值能否实现这四种离子的分步沉淀?

3、请你为下列物质设计溶解方案,并写出化学方程式

4、从以下两组实验中，你能得出什么规律?