第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡优质课教学设计

专题3 溶液中的离子反应

第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡

第2课时

沉淀溶解平衡原理的应用

教

学

设

计

（1）三维目标

知识与技能目标

1、使学生能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析；

2、知道沉淀转化的本质并能够对相关实验的现象以及生活中的一些相关问题进行解释。

过程与方法目标

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。

情感态度价值观目标

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。

（2）教学重点

1、沉淀的转化的基本原理；

2、解决沉淀溶解平衡相关问题的基本思路。

（3）教学难点

用微粒观、动态观、定量观分析水溶液中的平衡问题。

（4）实验准备

实验仪器

试管(规格20×200)

烧杯(100mL) 胶头滴管

玻璃棒

漏斗(小) 滤纸(中速) 洗瓶

铁架台

试剂名称

硫酸钡(BaSO4)粉末

数量

4支

2个

2支

2 2 若干

1只

1 数量

1瓶

浓度

－

备注

长/短各1支

与漏斗配套

内盛蒸馏水

含十字夹、铁圈

分析纯

碳酸钠(Na2CO3)饱和溶液

氯化钡(BaCl2)稀溶液

氯化钡(BaCl2)饱和溶液

硝酸(HNO3)溶液

学生实验(2人/组)

实验仪器

试管(规格13×150)

胶头滴管

洗瓶

试剂名称

硝酸银(AgNO3)溶液

氯化钠(NaCl)溶液

碘化钾(KI)溶液

硫化钠(Na2S)溶液

（5）教学过程

复习导入

1瓶

1瓶

1瓶

1瓶

－

0.1mol/L －

1 : 2

数量

4支

2支

1只

数量

1瓶

1瓶

1瓶

1瓶

浓度

0.1mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L 备注

内盛蒸馏水

备注

【教师】上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡，大家要学会描述沉淀溶解平衡的建立，这里我们以AgCl悬浊液为例，请一位同学来描述一下在这个体系中，沉淀溶解平衡是如何建立的？我们希望一位同学起来描述一下，是大家勇敢地站“起来，不愿做奴隶的人们”，还是让老师“被迫着发出最后的点名”？

【学生】[描述沉淀溶解平衡的建立，教师让其他学生作评委，询问第一位学生的描述是否完整准确，直至达成统一而完备的描述] 微观上说，在AgCl悬浊液体系，一方面，在水分子的作用下，少量的Ag和Cl脱离AgCl表面进入水中，这是沉淀溶解过程；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表面析出，这是沉淀生成过程。在一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，达到平衡状态，形成AgCl饱和溶液，这种平衡就是沉淀溶解平衡。

【教师】

我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。

【教师】

+-+-【教师】

为了便于分析，我们省略相关标注。

【教师】

沉淀溶解平衡是一个动态平衡，也会因影响因素的变化而发生移动。影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等。根据平衡移动原理，如果改变影响平衡的条件，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。例如，当AgCl悬浊液体系达到沉淀溶解平衡时，增大体系中Cl的浓度，平衡就会向生成AgCl沉淀的方向移动；反之，如果减小体系中Cl--的浓度，那么平衡就会向AgCl沉淀溶解的方向移动。因此，根据平衡移动原理，选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。这就是沉淀溶解平衡的应用。

【板书】

§3.4.2

沉淀溶解平衡原理的应用

【讲述】那么现在我们就通过实验来初步体会沉淀溶解平衡的应用。

【实验要求】请同学们先取2 mL NaCl溶液置于试管中，然后滴加数滴AgNO3溶液，振荡，观察现象并进行记录；然后，请同学们继续向该试管中加入数滴KI溶液，同样进行振荡，观察现象并进行记录；最后，请同学们继续向该试管中加入数滴Na2S溶液，振荡，观察现象并进行记录。做完实验以后，请同学描述观察到的实验现象。现在开始实验！

【学生操作实验，教师参与指导】

【提问】实验结束！请一位同学来描述自己观察到的现象。

【学生】滴加AgNO3溶液后出现白色沉淀，滴加KI溶液后，变成黄色沉淀，滴加Na2S溶液，变成黑色沉淀。

【讲述】大家的现象跟他一样吗？

【引导思考】应该都是相同的。那么，如何解释这种现象呢？这里我们提供给同学们关于难溶物颜色的资料。刚才看到的不同颜色的沉淀应该分别是哪些呢？发生了什么样的变化。

【PPT演示】AgCl、AgI、Ag2S的颜色，分别为白色、黄色、黑色。

【引导学生表述】根据所给数据结合已学知识，白色沉淀应该是AgCl，黄色沉淀是AgI，黑色沉淀是Ag2S沉淀。刚才的现象说明了向AgCl溶液中滴加KI溶液，AgCl会转化为AgI；而继续滴加Na2S溶液，则沉淀转化为Ag2S黑色沉淀。

【讲述】

这就是沉淀溶解平衡的一个重要应用——沉淀的转化。

【板书】一、沉淀的转化

【设疑】

为什么会发生上述沉淀的转化？沉淀转化有什么一般性的规律呢？大家可以参考课件上的溶解度数据，和小组的同学一起讨论。

【PPT演示】AgCl、AgI、Ag2S的溶解度(25℃)

（学生讨论，老师参与讨论，并适当引导学生得出较为准确的结论）

【提问】安静下来！请一位同学代表所在的小组来汇报一下你们的讨论结果。

【学生】（学生汇报讨论结果，教师及时给予引导）向NaCl溶液加AgNO3溶液，生成白色的AgCl沉淀生成。由于AgCl是难溶电解质，在溶液中存在沉淀溶解平衡。继续滴加KI溶液后，AgCl转化为更难溶的AgI沉淀。

【设疑】那么，这个过程中，Ag的浓度是由大到小。如何实现这个转化的？

【讲述】在原AgCl的沉淀溶解平衡中存在的Ag与滴加的I结合生成更难溶的AgI沉淀，从而减少原平衡中Ag的浓度，使AgCl的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，由AgCl溶解的Ag又被I沉淀成更难溶的AgI沉淀，从而使AgCl全部转化为AgI。我们可以看到整个过程中，原有的沉淀溶解平衡被破坏，新的沉淀溶解平衡建立。那么，这个反应的总化学方程式和离子方程式可以这么书写。

【板书】

+-++-+

化学方程式: AgCl+KI=AgI+KCl 离子方程式: AgCl+I=AgI+Cl

【提问】通过上述分析，你觉得沉淀为什么发生转化？上述沉淀的转化有什么规律？

【讲述】（学生回答，教师引导）通过上述的分析，我们可以知道沉淀之所以发生转化是由于添加的离子破坏了原有的沉淀溶解平衡，从而导致沉淀溶解平衡的移动。因此，沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。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。

【PPT演示】一、沉淀的转化

1. 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。

2. 沉淀转化的规律

a.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。

【讲述】 AgI沉淀转化为Ag2S沉淀的过程，也是符合上述规律的，我请一位同学模仿我在板书上分析的方式写出这个沉淀溶解平衡的移动过程，以及沉淀转化的化学方程式和离子方程式。有没有自告奋勇的同学举手到讲台上写板书，其他同学在下面把相关式子写下来。

（学生上台书写板书，教师在旁提示指导，共同完成板书）提示Ag和S的物质的量比值为2:1 【板书】 +2---

化学方程式: 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI 离子方程式: 2AgI+S=Ag2S+2I

【提问】写好以后，请上来的同学来描述一下AgI转化为Ag2S沉淀的过程是怎样进行的？在这个过程中体系发生了哪些变化？

【学生】（学生表述，教师引导补充）在原AgI的沉淀溶解平衡中存在的Ag与滴加的S结合生成更难溶的Ag2S沉淀，从而减少原平衡中Ag的浓度，使AgI的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，溶解的Ag又被S沉淀成更难溶的Ag2S沉淀。从而使AgI转化为Ag2S。原有AgI的沉淀平衡被破坏，新的Ag2S沉淀平衡建立。

【设疑】很好。那么利用沉淀的转化，我们来了解其在实际中的一些应用实例。请同学们结合我们所给的数据和刚才所学的知识来完成下面的这个问题，可以进行小组讨论，然后给出你们组的统一意见。

【PPT演示】锅炉水垢中含有CaSO4, 可用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。

1. 分析将CaSO4转化为CaCO3的原理; 2. 写出除去CaSO4的化学方程式和离子方程式。

【提问】

学生回答，Na2CO3引导其他学生评价，组织讨论，达成共识。

【板书】 CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4

【设疑】那么，BaSO4沉淀能否转化为BaCO3沉淀？如果能，需要添加什么试剂？大家分组讨论一下，然后给出你们的答案。

【PPT演示】BaSO4沉淀能否转化为BaCO3沉淀？[来源:学|科|网Z|X|X|K] 【学生讨论】BaSO4能或不能转化为BaCO3。如果能，可以通过添加Na2CO3溶液。

【设疑】我们不是说，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吗？那么，你们说能转化不是和刚才的结论有矛盾吗？

【讲述】（引导分析）关键还是在于沉淀溶解平衡的移动。要使溶解能力相对较弱的BaSO4转化为溶解能力相对较强的BaCO3，要想办法促进BaSO4向沉淀溶解的方向移动，同时想办法促进BaCO3的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动。

【分析】增大CO程度地增大CO2++2-++2-2--的浓度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动，而采用饱和Na2CO3能最大的浓度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动。如果这种设想是正确的，CO2+与Ba结合生成BaCO3沉淀，将降低体系中Ba的浓度，使BaSO4向沉淀溶解的方向移动，而这个过程中SO离子的浓度应该增大。那么，我们可否设计一个实验来验证我们的结论呢？

的浓度很小，甚至用稀的BaCl2溶液也检测不出来。（提示）BaSO4悬浊液体系中，SO

我们可以用实验证明。

【演示实验】取BaSO4粉末置于试管中，加入适量水，振荡静置，后过滤取滤液滴加稀BaCl2溶液。引导学生观察现象(考虑到该实验现象需要近距离观察，所以可以请一、两位个同学上台来观察并回答)。

【学生】无明显反应现象，说明溶液中SO离子浓度很小，低于我们的检测范围。

【讲述】取BaSO4粉末置于试管中加入饱和Na2CO3溶液，充分搅拌，过滤上述混合物，取滤液(1~2 mL)滴加稀HNO3溶液至无气泡产生，再滴加BaCl2溶液，引导学生观察现象，并与前面的试管进行参照比较(选取黑纸板作为背景)。

【提问】

两支试管中澄清程度是否一样？哪个相对更为浑浊些？说明什么问题？

【学生】不一样。经过Na2CO3溶液处理的BaSO4滤液更为浑浊，说明经过饱和Na2CO3溶液处理，确实能使BaSO4转化为BaCO3。

【讲述】很好。我们证实了自己的设想。我们可以把相关的化学方程式和离子方程式写出来。

【PPT演示】

【讲述】但是，这里需要注意的是，这是由溶解性能相对较弱的物质转化为相对较强的物质，因此这个转化不是一步到位的，需要用饱和碳酸钠溶液反复处理多次。另一方面，要实现这一转化，还需要考虑两者的溶解性能差异，不能太大。因此，沉淀转化的第二个规律是当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。

【PPT演示】2.沉淀转化规律

b. 当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。

【讲述】而对于溶解能力相差较大的，就较难实现溶解性能相对较弱的物质向溶解能力相对较强的物质的转化。同学们可以想想能否用我们桌面上的试剂来进行检验，想到的同学请举手提出自己的方案。

【学生】表述自己的观点，应该能写出相关的实验设想，即先形成Ag2S沉淀，再滴加KI或NaCl溶液。

【PPT演示】取2mLNa2S溶液，加数滴AgNO3溶液，振荡，再滴加KI溶液或NaCl溶液。

【学生】黑色沉淀难以转化为黄色。

【讲述】从溶解度大小比较，不难发现Ag2S、AgI、AgCl三者的溶解能力差别较大，溶解能力差别较大，故难以实现溶解性能相对较弱的物质向溶解能力相对较强的物质的转化。

【小结】通过上述例子，我们可以发现利用根据平衡移动原理，通过改变溶液中离子浓度就

能使平衡向着需要的方向移动。需要再次强调的是，影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等，因此对于沉淀溶解平衡而言，除了改变离子浓度以外，改变反应温度或溶液的pH等因素也能使平衡向着需要的方向移动。

【阅读材料】P89氟化物防治龋齿的化学原理

【讲述】

人体牙齿主要的无机成分是羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]，是一种难溶的磷酸钙类沉积物。在口腔中，牙齿表面的羟基磷灰石存在着这样的沉淀溶解平衡。

【PPT演示】

【讲述】如果我们在饭后没有及时漱口或刷牙，口腔中残留的食物在酶的作用下，会分解产生有机酸——乳酸。乳酸是酸性物质，能与氢氧根反应，使羟基磷灰石的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，从而导致龋齿的发生。但如果饮用水或者牙膏中含有氟离子，氟离子能与牙齿表面Ca和PO4反应生成更难溶的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]，沉积在牙齿表面。氟磷灰石比羟基磷灰石更能抵抗酸的侵蚀，并能抑制口腔细菌产生酸，因而能有效保护我们的牙齿，降低龋齿的发生率。这是通过添加F使难溶的羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石，实质就是发生了沉淀的转化。应该说添加F对于防治龋齿有正面影响，但在我国部分地区，由于水中含有过量的F导致地区性氟斑牙，因此在牙膏添加F并非医疗手段。养成良好的卫生习惯才是预防龋齿的关键。

【小结】

沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。利用沉淀溶解平衡的移动可以帮助我们认识和解决生产生活中的问题。

【课后思考题】请同学们回去回顾本节课内容，并思考以下问题，添加何种试剂能使MgCO3转化为Mg(OH)2? 还有其他途径吗？（提示）从弱酸根水解的角度去分析，加热有利于促进水解进行。持续加热MgCO3悬浊液体系，也能转化为Mg(OH)2。

板书设计

§3.4.2 沉淀溶解平衡的应用

一、沉淀的转化

1. 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。

2. 沉淀转化的规律

a.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。

b. 当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。[来源:Zxxk.Com] ----2+3-

化学方程式: AgCl+KI=AgI+KCl 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI 离子方程式: AgCl+I=AgI+Cl 2AgI+S=Ag2S+2I

课后反思：

本节课是沉淀溶解平衡的第二节内容。此前，学生已经学习了沉淀溶解平衡的建立，已了解难溶物在水中的溶解情况，并初步认识沉淀溶解平衡的建立过程，并能描述沉淀溶解平衡。因此，本节课的重点是通过探究实验和引导分析，认识沉淀转化的本质。整节课的课程容量较大，对于学生而言，在学***衡的建立过程及沉淀的转化本质涉及到较多需要想象的抽象思维概念，需要较强的分析推理能力，学生理解起来较为费力。因此，在今后的教学中，应该注重采用理论推导结合实验验证的教学形式，从而更加有利于学生深刻地理解相关概念。

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