高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四节 沉淀溶解平衡教案

第三章 水溶液中的离子反应与平衡

第四节 沉淀溶解平衡

 教学设计

【教学目标】

1.认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。

2.了解离子积与Ksp的相对大小跟沉淀溶解平衡的关系。

3.了解沉淀的生成、溶解与转化。能结合实例说明pH调控的沉淀生成、溶解与转化等在工农业生产和科学研究中的重要作用。

4.能综合运用离子反应和沉淀溶解平衡理论，分析和解决生产、生活中有关沉淀溶解平衡的实际问题。

【教学重难点】

沉淀溶解平衡及应用

【教学过程】

1.新课导入

[创设情境]播放溶洞景观的图片，指出溶洞里有千奇百怪的石笋、石柱、钟乳石，你知道这些地貌的形成原因？通过本节课《难溶电解质的溶解平衡》的学习，你将从反应原理上弄清这个问题。

[板书]第四节  难溶电解质的溶解平衡。

[复习提问]1.离子反应发生的条件是什么？

2.向2mL0.1mol/LNaCl溶液中滴加几滴0.1mol/LAgNO3溶液，有何现象？

[回答]1.有易挥发、难溶物质或弱电解质生成。

2.有白色沉淀生成，发生离子反应为：Ag++Cl-=AgCl↓

[过渡]Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗？

[展示]几种电解质在20℃时的溶解度。

[讲解]人们习惯上将溶解度小于0.1g的电解质称为难溶电解质。尽管难溶电解质的溶解质的溶解度很小，但在水中并不是绝对不溶。

2.新课讲授

[讲解]以生成AgCl为例，从固体溶解和沉淀生成的角度，AgCl在溶液中存在两个过程：

一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面进入水中——溶解；

另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl的表面析出——沉淀。当溶解速率大于沉淀速率，固体溶解；当溶解速率小于沉淀速率，析出晶体；当溶解速率等于沉淀速率，溶解达到平衡。

[学生活动]想一想沉淀溶解平衡的特征：“逆”、“等”、“动”、“定”、“变”。

[设疑]沉淀溶解平衡如何表示？

[板书]

[强调]难溶电解质用“s”标明状态，溶液中的离子用“aq ”标明状态，并用“ ”连接。

[讲解]在初中阶段，我们学习过溶解度，25℃时，溶解度小于0.01g，为难溶；溶解度在0.01g~1g，为微溶；溶解度在1g~10g，为可溶；溶解度＞10g，为易溶。在化学上通常残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5时，为沉淀完全。

[设疑]哪些因素影响沉淀溶解平衡？

[讲解]沉淀溶解平衡属于化学平衡，外界因素对其的影响，同样遵守勒夏特列原理。难溶电解质本身的性质，这是决定因素。温度、浓度、同离子效应等因素也影响沉淀溶解平衡。大多数难溶盐的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向沉淀溶解的方向移动；少量平衡向生成沉淀的方向移动，如Ca(OH)2的沉淀溶解平衡。加水稀释，平衡向溶解的方向移动。向平衡体系中加入难溶物相应的离子，平衡向生成沉淀的方向移动。向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时，平衡向溶解的方向移动。

[设疑]对于易溶电解质作溶质时，是否存在沉淀溶解平衡？

[回答]如果是饱和溶液，存在沉淀溶解平衡，如饱和食盐水中存在的沉淀溶解平衡为NaCl(s)       Na+(aq) +Cl-(aq)，向饱和食盐水中滴入浓盐酸，可以清楚地观察到有晶体析出。

[过渡]与电离平衡、水解平衡一样，难溶电解质的沉淀溶解平衡也存在平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，符号为Ksp。

[讲解]溶度积是指在一定温度下，沉淀达溶解平衡后的溶液为饱和溶液，其离子浓度不再发生变化，溶液中各离子浓度幂之积为常数。

[板书]

[强调]Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关。溶液中离子浓度的改变只能使平衡移动，不能改变溶度积。

[讲解]溶度积的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对同类型的难溶电解质，在相同温度下，溶度积越小，越难溶。

[学生活动]比较AgCl、AgBr、AgI的溶解度。

[讲解]我们通过比较溶度积与溶液中离子积的相对大小，判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡。Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态。Qc<Ksp，溶液未饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。

[讲解]如果要除去某溶液中SO42-，你选择加入钡盐还是钙盐？为什么？

[回答]从溶解度大小考虑，应选钡盐，因为BaSO4比CaSO4更难溶，使用钡盐可使沉淀SO42-更完全。

[过渡]下面我们来继续学习沉淀反应的应用。

[讲解]在无机物的制备和提纯、废水处理等领域，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。比如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶解于水，再加入氨水调节pH，可使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去。在工业废水处理过程中，以Na2S作沉淀剂，使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+等，生成极难溶的CuS、HgS等沉淀而除去。

[学生活动]写出离子反应方程式。

[讲解]在沉淀溶解的方面，不断减少溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就达到使沉淀溶解的目的。

[设疑]CaCO3为什么能溶于稀盐酸？

[讲解]碳酸钙在水中电离出CO32-和Ca2+，碳酸钙溶于稀盐酸，稀盐酸中含有大量的H+，CO32-结合H+生成CO2，CO2气体的生成和逸出，使CaCO3溶解平衡体系中的CO32-浓度不断减小，促进碳酸钙的溶解平衡向沉淀溶解的方向移动。

[学生活动]演示教材中的实验3-4、3-4、3-5。

[教师活动]讲解沉淀转化的应用。

3.课堂小结

[师]通过本节课的学习，我们应该明白难溶电解质不是完全不溶，溶于不溶是相对的，难溶电解质也存在饱和溶液，即难溶电解质存在沉淀溶解平衡，同时，可以利用沉淀反应除去某些杂质离子。

4.板书

3.4难溶电解质的溶解平衡