第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡教案1

苏教版《化学反应原理》

专题3

溶液中的离子反应

由“黄金雨”思考——难溶电解质的沉淀溶解平衡

教学设计

江苏省外国语学校

马洁

一、教学内容

“难溶电解质的溶解平衡”是“溶液中的离子反应”重要组成部分，是“化学平衡”的延续和发展，其教学价值重在帮助学生从微观的角度认识物质在水溶液中的行为，发展微粒观、平衡观、定量观。本节课是高三一轮复习课，受江苏高考模式影响，化学学科弱化，课时严重不足，教师唯有利用宝贵课时高度整合相关基础知识和能力应用，引导学生知识整合建构、高效复习。

近年来，“难溶电解质的溶解平衡”是高考考查的必考内容，《考试说明》要求：“理解难溶电解质的溶解平衡”、“能运用溶度积常数(Ksp)进行简单计算”，主要考查学生对基本概念的理解和Ksp的认识和应用，并能在此基础上评价不同实验方案。

二、学情分析

“难溶电解质的溶解平衡”是《化学反应原理》最后一个专题的最后一节内容，理论知识为主，内容比较抽象，虽然已经学习过，但学生尚未将知识内化，概念模糊、运用平衡移动不够灵活。但是中学阶段对于本节内容已十分控制难度，除了教材内容直观典型，还表现在高考考点固定、题型稳定，通过复习唤醒、整合、内化、提升，相信一定能拿到这个得分点。

三、教学思路

精选“黄金雨”趣味实验为背景载体，

结合考纲展开教学设计。在深度辨析概念的基础上，引导学生进行定性分析、定量计算，辅以生动的实验，夯实基本概念和基础知识同时，培养信息加工和解决实际问题能力，发展化学服务于社会和谐发展的学科价值观。

教学环节

情境线索

认知发展

1

四、

教学过程

教师活动

1、情景创设——回归概念

[引入]：同学们一定对这瓶金光闪闪

的物质充满了期待，我给它起了一个

美丽的名字“黄金雨”。在每小组的

实验盒中也有一小瓶黄金雨，同学们

可以拿出来摇一摇，打点灯光，欣赏

一下。

－1学生活动

[欣赏]：金光闪闪的黄金雨，赞叹不已。

设计意图

复习课以新

大量Pb2+ 与

I结合产生了黄色－颖的实验引入，避免枯[实验]：学生实验1，取5mL、0.2mol·LKI溶液于试管中，往其中加入2mL、0.1mol·L1(CH3COO)2Pb－[活动]：分组实验并观察现象：燥，唤醒记忆的同时也PbI2沉淀。

书写离子方程式：溶液，充分振荡后静置。（注意I过量！）

－激发学生研－2+[思考]：在这个体系中主要存在着怎样的化学平衡？

Pb+2I＝PbI2↓。

究热情。

[动画]：PbI2固体在水中，一方面，在水分子的作用[讨论]：生成PbI2沉淀，此体系－2+下，少量Pb和I

脱离PbI2固体表面进入水中，同中主要存在沉淀溶解平衡：

时进入水中的Pb2+和I又受正负离子的吸引，回到－PbI2Pb2+ + 2I，学生板演。

－固体表面析出。当沉淀溶解速率和生成速率相等时，得到PbI2饱和溶液，建立沉淀溶解平衡。

[投影]：沉淀溶解平衡定义。

[问题]：PbI2＝Pb2++2I的含义？

－[辨析]：PbI2＝Pb2++2I表示PbI2－

在概念的辨析中加深对概念的理[小结]：大部分像PbI2这样的难溶性盐，又如BaSO4、的电离。PbI2虽然是难溶电解但溶于水的那部分是全部电AgCl等都是强电解质。电离过程和溶解平衡过程各质，自存在、但各不相同，不能混为一谈，我们要用规范的化学用语表示。沉淀溶解平衡的这个表达式除了用“”表示可逆过程，还可以在物质后标上Pb2+(aq)+2I(aq)，区分电离过程。

－离的，用“＝”表示。

解。利用化学学科特色，高效复习。

状态，PbI2(s)[归纳]：这里的宏观现象、微观探析、符号世界是

物质的三重表征，微观结构决定宏观性质，符号作

为中介，增强对物质的认识，概念的思辨，这是化

学学科最具特色的思维方式。复习中，同学们可以

多加尝试，定会事倍功半。

2、数型结合——感知平衡

[引导]：以PbI2饱和溶液为例，计算、作图，感知沉淀溶解平衡状态。

c(Pb)/(×10mol·L)

c(I)/(×10mol·L) [活动]：已知25 oC，Ksp(PbI2)＝8.0×10-9，PbI2饱和溶液中c(Pb2+)与c(I)的关系如下表所－通过计算、描点、画图等直观手段，加深Ksp的理解和应用。

2+-3-12.0

1.6 8.0

示。完成表格，并根据表中数据在坐标系中画出PbI2在水中的沉淀溶解平衡曲线图。

4.0 －-3-12

[讨论]：

①

a点的含义是什么？②

d点有无沉淀？如何改变条件使之析出沉淀？③

通过蒸发能否将d点变到c点？④

加入(CH3COO)2Pb固体，能否使溶液由a点变到

b点？⑤

b点是否有固体析出？

[思考]：已知一定温度下，某难溶电解质的饱和溶液，根据一种离子浓度求另一种离子浓度，如何求？依据是什么？

[板演]：PbI2的溶度积表达式：Ksp(PbI2)＝c(Pb2+).c2(I) －

设计“问题组合”引导学生思考，从而深刻理解理论，加强核心概念的使用。

了解过饱和是不稳定状态。

引导学生在真实的实验中挖掘隐含知识，深化[归纳]：交流讨论后归纳溶度积

[小结]：高考题中，常有关于平衡曲线的考查，抓住平衡状态，结合溶度积规则，很容易解决相关问题，在此小结溶度积规则。

Qsp＜Ksp：溶液不饱和，无沉淀析出或沉淀溶解；

Qsp＝Ksp：溶液饱和，处于平衡状态；

Qsp ＞Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出。

[视频]：热冰实验。

3、体会过程——演绎移动

[实验]：学生实验2，制作“黄金雨”。

[讲述]：大部分物质的溶解度都是随温度的升高而升高的。PbI2晶体呈六棱柱型，拥有八个反光面，冷却时小晶体从各个角落均匀析出，灯光下整瓶闪闪发光，十分耀眼。

[过渡]：投影碘化铅(PbI2

)资料。在美丽的背后，必须意识到Pb作为重金属离子带来的污染，我们八个实验小组实验产生的铅污染是不容忽视的。

[讨论]：如何降低本次实验由于Pb2+造成的水污染？[复习]：外界条件对沉淀溶解平衡移动的影响：

外界条件

升高温度

加水稀释

加Pb(NO3)2固体

加KI固体

(Ksp)规则。

[观看]：过饱和状态是一种不稳定状态，当受到振动、搅拌、投入晶种，溶液中过量溶质就会结晶析出以达到平衡。

[活动]：将实验1的试管充分加热至沉淀基本溶解，冷却、静置。描述实验现象。

2+

平衡移动。通过“Pb2+”[交流]：在加热过程中，黄色沉该溶解平衡正向进行，即溶解吸热，ΔH＞0。

[阅读]：碘化铅(PbI2)是一种亮黄色重质粉末或六边形鳞片状结晶，熔沸点较高，有毒。Ksp(PbI2)≈8.0×10，溶解度S≈0.055g，属于微溶物质。«国家生活饮用水卫生标准»铅含量＜0.01mg·L-1

。

[思考]：降低c(Pb2+)，根据平衡移动原理解决问题。

-9淀逐渐溶解，说明随温度升高，的污染处理培养学生主动应用化学知识解决实际问题的能力，增强社会责任意识。

移动方向

平衡后c(Pb2) ＋平衡后c(I) －Ksp

逆向

增大

减小

不变

加Na2S固体

3

[交流]：以上外界条件中哪些变化导致了c(Pb2+)降低，其中哪种方法最适合处理Pb2+污染？

Pb与S结合生成更难溶的PbS，c(Pb)减少，促进PbI的溶解，最终转化成PbS，平衡移动实现沉淀2＋[讨论]：结合Ksp数据{25

oC，Ksp(PbCl2)＝1.6×10-5、Ksp

8.0×10}，加入Na2S生成极难溶的PbS沉淀。

－深刻体会沉淀的转化实质是沉淀溶解平衡的移动。

通过实验方案的评价，再次思考沉淀溶解平衡的含义。

[分析]：向PbI2饱和溶液中加入少量Na2S固体或溶液，(PbI2)＝8.0×10-9、Ksp(PbS)＝2－2+-28的转化。请用离子方程式写出上述两种沉淀的转化。

[板演]：PbI2+S24、解决问题——激活应用

[拓展]：

(1)学生实验3：沉淀的转化。

(2)若实验1改为取5mL、

0.2mol·L(CH3COO)2Pb 溶液，往其中加入2mL、0.1mol·L-1 KI溶液，以

下步骤不变。通过实验3产生黑色沉淀能否说明溶解能力PbS＜PbI2？

(3)对比PbCl2、PbI2、PbS的Ksp数据，难溶电解质溶度积越小，溶解度一定越小吗？

[小结]：

Ⅰ.与其他平衡常数一样，

一定温度下，溶度积Ksp为一常数; Ⅱ. 一定温度下，相同类型(AmBn)的难溶电解质，Ksp越小，溶解度也越小；不同类型的难溶电解质，需注意Ksp表达式中的指数。

Ⅲ. 一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。

[对比]：由于沉淀溶解平衡是可逆反应，改变外界条件，也可能实现解较弱的转化为溶解能力较强的物质，例如－BaSO4＋CO23－BaCO3＋SO24。

PbS+2I

－

[活动]：向实验2的试管中滴加Na2S溶液，观察现象：黄色沉-1淀逐渐溶解，转化成黑色沉淀。

[回答]：用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4

沉淀，处理一段时间后，移走上层清液。即通过增大反应物浓度减少生成物浓度以促进平衡正向进行。

2[计算]：K＝c(SO24)/c(CO3)＝

－－

形成定量意识，通过计算解决沉淀溶解平衡的应用。

[问题]：如何实现此沉淀的转化？计算平衡常数？

[讲述]：饱和BaSO4溶液中c(SO24)约1.0×－-410-5mol·L-1，通过K值可知，c(CO23)约为2.4×10

－mol·L时即可生成BaCO3沉淀，而饱和Na2CO3溶液－c(CO23)约-12 mol·L。

-1Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3)≈1/24

融合、打通沉淀的生成、溶解、转化。

[演绎]沉淀的生成、溶解、转化：

(1)计算反应PbI2(s)＋S2(aq)－PbS(s)＋2I(aq) －的化学平衡常数？

(2)向工业废水中加入过量的______除去工业废水中含有Cu、Pb、Hg。

a．NaOH

b．FeS

c．Na2S

d．KCl (3)向5mL、浓度均为0.02mol·L1

KI、Na2S混合溶－2＋2＋2＋液中加入Pb(NO3)2溶液，

先析出何种沉淀？

4

[过渡]：以上(3)是分步沉淀，此原理在工业上有何应用？

[练习]：

(1) [2015江苏卷，18(2)]已知Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33[交流]：通过控制条件(pH)，利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。

精选经典高考真题，让学生经受考题训练，检验复习效果，提升成就感。

，

－Ksp[Fe(OH)3]＝3×1039，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉

3+3+淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe、Al(使其

浓度小于1×10-6mol·L-1)，需调节溶液pH范围？

-10(2) [2013全国卷Ⅰ，11] 己知Ksp(AgCl)＝1.56×10、

Ksp(AgBr)＝7.7×10-13、Ksp(Ag2CrO4)＝9×10-11。某溶－－－液中含有C1、Br和CrO2，浓度均为0.010

4mo1·L-1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1AgNO3溶液，三种阴离子沉淀的先后顺序为

－－－2－A. C1、Br、CrO24

B. CrO4、Br、C1

－－－－－2－C. Br、C1、CrO24

D. Br、CrO4、C1

－－

(3) [2016全国卷Ⅰ，27 (3)] 已知Ksp(AgCl)＝2.0×10－10、Ksp(Ag2CrO4)＝2.0×10－－12)。化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−，利用Ag+与CrO24

生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl−恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10-5 mol·L−1)，溶液中c(Ag+)为______ mo1·L−1，此时溶液中c(CrO2L−1。

4

)为________ mo1·－[总结]：

[整合]：

沉淀溶解平衡和电离平衡、水解平衡一样都属于水溶液中的化学平衡，可以用勒夏特列原理分析沉淀的生成、溶解、转化。利用Ksp计算未知离子的浓度，判断沉淀的先后等等，总之，江苏高考卷中有关Ksp计算比较简

整合知识点，使复习系统化，同时收获考试信心。

[视频]：“美丽化学”之沉淀反应

[结语]：“美丽人生”正如“美丽化学”，重拾儿时对事物变化的兴趣，正是同学们选择化学的初心所在，不忘初心，放得始终！

五、教学反思

单，属于得分点。

激励前进

高三化学复习课不能离开教材，复习不是简单重复，不是机械做题，要想利用最精华的课堂时间达到最有效的复习效果，教师必须在备课上多下功夫，多研究考纲，多研究考题。本节课设计真实情境融合考点，培养学生在真实情境中获取、分析、加工信息的能力，让学生在分析和解决实际5

问题中不断深化对核心概念本质的认识，领悟学科思想和方法。本节课由于容量较大，缺乏学生讨论碰撞交流，计算演练较充忙，规范化训练不够，都有待于进一步改进。

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