《沉淀溶解平衡的应用》教学设计
一、知识背景介绍
1、沉淀溶解平衡原属于大学无机化学电离理论中的一部分内容,现置于新高中选修教材《化学平衡原理》。
2、沉淀的生成和溶解是生产、生活及科学研究中十分重要的现象,沉淀溶解原理在生产、生活中应用也十分广泛。例如误服钡盐中毒后如何处理,应如何使牙齿变得更坚固等问题的解决都需要用到有关沉淀溶解平衡的知识。
二、学生已有知识分析
在学生学习了平衡移动原理、电离平衡及水解平衡之后,教科书接着介绍“难溶电解质的溶解平衡”。有关化学平衡的计算规则和平衡移动原理同样适用,只是从沉淀平衡原理的角度解释有关的化学现象和实际问题。
三、教学目标分析
1、能运用溶度积规则判断沉淀的产生和溶解。
2、知道沉淀转化的本质。
3、 知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用(沉淀的生成和分步沉淀,沉淀的溶解和转化)。
4、通过对生产、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,激发学生学习化学的热情。
四、教学过程
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
环节一 :以肾结石病人体检报告情境引入,提出问题CaC2O4 真的完全不溶于水吗? | |||
初步建立沉淀溶解平衡 | 【实验探究】 体验溶解平衡 取2mlL蒸馏水,向其中不断加入NaCl固体,直至饱和;在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸
| 观察,思考 在NaCl的饱和溶液中,存在溶解平衡 NaCl(s)
| 帮助学生初步建立溶解平衡的概念,并从可溶电解质联系到难溶电解质,难溶的电解质在水中是否也存在溶解平衡呢?
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【资料卡】几种电解质的溶解度(20℃)
| 观察数据,科学理解物质的溶解性,纠正迷思概念 | 明确物质在水中“溶”与“不溶”是相对的, “不溶”是指难溶,没有绝对不溶的物质。 | |
探究:如何用实验证明CaC2O4能否溶于水?①证明 C2O4 2-加少量Na2C2O4固体、 CaCl2固体…… 钙试剂 水溶液呈紫色,与Ca2+形成红色螯合物 ②导电能力
| 讨论,提出方案
观察现象,并作出解释 | 明确CaC2O4存在沉淀溶解平衡 | |
CaC2O4在水中溶解平衡的微观动画 | 思考,概括沉淀溶解平衡概念和特征 | 宏微结合,理解沉淀溶解平衡是动态平衡,且具有化学平衡的“等,定,动,变”特征 | |
环节二:以草酸钙为例,展开沉淀溶解平衡表达式,平衡常数Ksp的表达,意义,以及简单计算的学习 | |||
沉淀溶解平衡的表达式 | 举例 | 练习:CaCO3,PbI2,Fe(OH)3 | 规范书写 |
沉淀溶解平衡常数-溶度积常数Ksp
| 示范 Ksp= c(Ca2+)×c(C2O42-) | 练习,概括 | 从化学平衡常数入手 |
判断正误:Ksp(AB2)小于Ksp(CD),则AB2的溶解度小于CD的溶解度
| 计算 | 归纳: 相同类型(如AB型)的难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶
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已知:CaC2O4溶解度S=0.67 mg, CaC2O4分子量为128.1,列出CaC2O4的Ksp计算式(忽略溶解体积变化)
| Ksp= c(Ca2+)×c(C2O42-)
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从烧杯中取2mL上层清液,逐滴加入Na2C2O4溶液,充分震荡,静置。有固体析出,若此时溶液中C2O42-浓度为 0.1mol.L-1,求此时溶液中Ca2+浓度?
| 计算 | Ksp的计算
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溶度积规则
| 以下是李某的早餐爱喝的蔬菜奶昔,请同学们帮他分析,他的食谱合理吗?
| 思考,解决问题 运用平衡移动原理分析Qc与Ksp的关系,判断沉淀的生成与溶解
小结:溶度积规则; | |
环节三:探究沉淀溶解平衡的影响因素 | |||
【演示实验】 氢氧化铜的生成; 加盐酸溶解; 加浓氨水溶解 | 从化学平衡移动视角解释 | 充分发挥实验在化学教学中的作用,调动学生的积极性。 | |
探究:温度对CaC2O4溶解性的影响 加热CaC2O4 饱和溶液(固液共存),测量电导率变化,发现溶液电导率逐渐变大,试说明原因。
| 观察,解释 | 温度升高,Ksp 增大,溶解度增大
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表格整理沉淀溶解平衡的影响因素 升温 加水 加CaCl2 (s) 加CaC2O4(s) | |||
结尾: 【出谋划策】:既然在肾结石患者体内存在这样的溶解平衡,请从化学角度给肾结石患者提出饮食方面的建议。
思路方法 是什么?怎么做?为什么?怎么变? |
五、教学反思
在设计本课时教学方案时,依据新课程教学理念,改变了原教材的编排体系,将苏教版沉淀溶解平衡这一部分内容做了整合,以草酸钙为线索,初步建立沉淀溶解平衡,明确这是化学平衡中一种类型,展开沉淀溶解平衡表达式,平衡常数Ksp的表达,意义,以及简单计算,溶度积的学习,学习平衡移动的影响因素,最后用课堂所学的知识解决实际问题:从化学角度给肾结石患者提出饮食方面的建议。并从思路方法上对本节课总结。让学生在课上讨论、交流;计算问题考虑学生的基础和课堂进度弱化处理。
本节课是一节校际交流公开课,课后经与教研员及听课老师的交流和学生反馈,一致认为:本节的教学基本达到预期的目的,基本实现了教学目标,师生互动效果较好,学生动手、表达、交流的能力得到了锻炼和展示。