3.4难溶电解质的溶解平衡-优质课教案-(人教版选修4).doc

3.4难溶电解质的溶解平衡-优质课教案-(人教版选修4)

§4难溶电解质的溶解平衡
沉淀的转化
商丘市实验中学

关键词：难溶电解质 沉淀 转化
『学习目标』：
一 知识与技能
1 加深掌握沉淀溶解，并理解沉淀转化的实质是难溶电解质溶解平衡移动的结果。
2 掌握沉淀转化的一般规律。
3 会书写沉淀转化的离子方程式。
二 过程与方法
1． 通过实验培养学生的动手能力，及通过现象分析，推论问题的能力
2． 通过化学平衡常数及溶度积常数的综合运用，加强不同知识之间的类比联系的方法的运用及数据处理能力。
3. 通过对沉淀转化离子方程式的书写，及运用化学平衡常数进行简单计算，对于沉淀转化的程度进行定量说明。加深对于沉淀转化难易的认识。
4. 通过实验现象总结，溶解性对比，以及理论分析，常数计算，培养学生从发现现象到摸索规律到思考本质的思维方法。
5.通过沉淀逆向是否转化的实例，加强学生辩证的思维方法。
三 情感态度与价值观
1通过实验以及生产生活中实例的运用，加深学生对于化学知识重要性的认识，提升学生学习兴趣。
2通过实验验证和理论分析，培养学生实事求是，辩证思考的思想。
『重点』：
1沉淀转化的实质
2 沉淀转化的一般规律。
『难点』：
沉淀转化的分析运用
『实验准备』
如课本P64实验3-4 实验3-5
『主要教学方法』
实验分析 归纳类比
『教学过程』
环节一： 复习回顾 提问检查
【复习回顾】前面我们已经学习了：
1难溶电解质如何建立溶解平衡及其特点。
2了解溶解平衡常数及其含义。
3从溶解平衡移动的角度认识沉淀怎样生成和溶解。
【提问检验】通过两个实例，考察学生运用溶解平衡移动的原理来分析沉淀的生成和沉淀的溶解的能力。
1．做实验时，生成沉淀的反应中，沉淀剂一般要加入稍过量。
答：略。
2．水垢用醋浸泡后会更易清洗掉。
答：略。
【评价】 激发学生的学习热情。
环节二 引入新课 激发兴趣
【新课引入】
【引导语】俗话说，牙疼不是病，疼起来要人命，为了拥有一口健康洁白的牙齿，大家每天都要刷牙。牙膏是每天都要用到的，面对花样繁多的品种，怎么选择呢？作为化学老师的职业习惯，我买东西总是先看产品的成分说明书，不知道你注意到了没有，市场上有很多知名牙膏品牌在牙膏中添加了氟化钠等含F化合物，并且价格较高一些。为什么要在牙膏中添加这些物质呢，选择含氟牙膏是否能更有效的保护牙齿呢?
【展示材料】牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5(PO4)3OH（s）≒ 5Ca2++3PO43- +OH-
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，牙膏中配有氟化物添加剂后，F-能与Ca5(PO4)3OH反应，使其转化为质地更坚固难溶而且耐酸的Ca5(PO4)3F（s），从而起到保护牙齿的作用。
【引导】在这个过程中，一种难溶电解质转化为了另一种难溶电解质，这一转化现象不是孤立的，在科研和工业生产中是广泛存在类似现象的。也就是我们这节课要学习的《沉淀的转化》。
【板书】章三§4三课时 沉淀的转化
环节三 观察现象 总结规律
【实验1】下面我们通过做一系列实验来加深对沉淀转化的认识，实验之前，各实验组请先按照屏幕上的要求检查并整理好面前的仪器以及药品。
检查完无误后，按照课本P64实验3-4完成第一组实验，观察现象并记录。
【实验指导】
1.试剂应按照指定的计量加入，否则就会是前面学过的沉淀生成的反应了。达不到实验目的。
2.实验应细心操作，注意安全。
步骤
10滴NaCl和10滴AgNO3溶混合
(均为0.1mol／L)
向所得固液混合物中滴加10滴
0.1mol／L KI溶液
向新得固液混合物中滴加10滴0.1mol／L Na2S溶液
现象

显然第一步中，氯化钠与硝酸银恰好反应生成了白色的AgCl沉淀。【提问】在上述体系中滴加KI溶液后，看到什么现象呢？
白色沉淀转化为黄色----这种黄色沉淀应该是AgI。
【提问】第三步中你观察到了什么现象呢？
黄色沉淀转化为黑色-----这种黑色沉淀应该是Ag2S。
在上述实验中，溶液中先是生成了氯化银，后又转化为AgI，再转化为Ag2S 。
【学生讨论】这其中有什么规律吗?请大家结合这三种难溶电解质的溶解能力数据在组内进行思考讨论。
【展示】氯化银等三沉淀的溶解度和溶度积常数。
【引导】：溶解能力小的沉淀可以转化为溶解能力更小的沉淀。这种推论是否具有一般意义？我们可再做一组实验进行对比。
【实验2】按课本64页实验3-5完成实验。
第一步中显然生成了少量白色的Mg(OH)2沉淀。
【提问】第二步中你观察到了何种现象？说明什么？
-----滴加FeCl3溶液后沉淀的颜色转为红褐色，说明沉淀转化为了Fe(OH)3，静置后沉淀析出，溶液无色，说明加入的FeCl3与Mg(OH)2充分作用，使沉淀由Mg(OH)2 转化为Fe(OH)3。
【归纳】综合上述两组实验，通过几种常见难溶电解质的转化的现象进行观察和分析，我们是不是可以这样说：
【板书】一般：
难溶的电解质（溶解度小，Ksp也小）可以转化为更难溶的电解质（溶解度更小，Ksp更小）。
环节四 分析原因，找出本质
也许同学会有疑问，为什么会有这种现象呢？下面我们可以从沉淀的溶解平衡的角度来分析一下产生这种现象的根本原因。

【分析】氯化银电离产生的银离子被结合为更难溶的碘化银沉淀，银离子浓度降低，氯化银沉淀溶解平衡受此影响，向右移动，氯化银溶解。随碘离子的加入，氯化银溶解平衡不断右移，并向生成更难溶碘化银的方向移动。在此转化过程中存在有2个难溶电解质溶解平衡的移动，并最终使沉淀由氯化银转化为碘化银。我们可以结合上述分析写出该转化的离子方程式。
对于碘化银沉淀转化为硫化银沉淀，同学们也可以参照刚才讲过的内容，进行分析，并请同学们写出对应的离子方程式。
【学生上台板书】同学们可以和屏幕上的核对一下，你是否写对了呢。
【分析回顾】通过前面的分析，我们也可以对于含氟牙膏的功效进一步的了解。牙膏中的F-能与Ca5(PO4)3OH作用，使Ca5(PO4)3OH溶解平衡右移，转化为质地更坚固更难溶而且耐酸的Ca5(PO4)3F（s），从而起到保护牙齿的作用。含氟牙膏问世以来已经使数百万人受益，但是万事有利有弊，过量摄入F元素也会引发对健康的损害，儿童和高F地区不建议使用含F牙膏，大家可以结合自身情况合理选择。
【联系实际】 除了刚才生活中的小知识以外，生产生活中和沉淀转化有关的例子是很多的，比如，锅炉的水垢中除了常见的碳酸钙氢氧化镁外，在锅炉高温区常产生质地坚硬且难溶于一般酸碱的CaSO4水垢，很难清洗，这时候我们可以利用沉淀转化的原理，两步除去CaSO4水垢。
先将微溶的硫酸钙通过饱和碳酸钠溶液浸泡，转化为难溶但较疏松的碳酸钙沉淀，然后用稀盐酸就可以很容易的清洗掉碳酸钙水垢了。这也是工业生产中，很多难溶矿物矿石进行提炼的常见思路。

【引导归纳】综合老师的讲解和同学们自己的分析，大家能找出沉淀转化和沉淀溶解平衡的关系吗？
沉淀的转化实质和沉淀的溶解和生成是有相似之处的，都是由于沉淀溶解平衡的移动造成的现象。
【板书】沉淀转化的实质：
沉淀溶解平衡移动的结果
环节五 借助数学方法 辩证分析
【引导】这种沉淀的转化可以逆向进行吗，比如碘化银沉淀能否转化氯化银。或者氢氧化铁能否转化为氢氧化镁沉淀。
【实验3】请大家根据面前的试剂自己设计实验，验证这一问题。
【引导】同学们经过认真思考，想出了很多方法，比如最简单的一个设计，可以制取AgI沉淀，再滴加氯化钠溶液，观察现象。
沉淀的颜色没有明显变化。看来沉淀并未明显从碘化银转化为氯化银。这是为什么呢？
我们可以借助化学平衡常数和溶度积常数来进行简单计算分析。
AgCl(s)+I- ≒ AgI(s) + Cl-
此反应化学平衡常数可表示为
K = C（ Cl- ）/C( I- )
= Ksp（AgCl）/ Ksp（AgI）
≈2.2×106
化学平衡常数如此大，说明沉淀的转化的反应进行很彻底。
同时我们可以得出，若想使碘化银转化为氯化银，即反应逆向进行，其化学平衡常数约为4.6×10-7，显然反应是难以进行的。因此我们说
难溶电解质容易转化为更难溶的电解质，且溶解能力相差越大，这种转化越彻底，逆向转化也越困难。
【本节小结】
略
【课堂习题】
练习1：以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是（ ）
A.具有吸附性
B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同
C.溶解度大于CuS、PbS、CdS
D.溶解度小于CuS、PbS、CdS
答案 C
练习2：自来水中含有Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋、HCO3-、SO42-、Cl－，长期烧煮会在锅炉内形成水垢。已知部分物质20℃时的溶解度数据，请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)2的原因
物质
溶解度20℃
物质
溶解度20℃
Mg(OH)2
9.0×10－4
MgCO3
1.0×10－2
CaSO4
2.1×10－1
CaCO3
1.5×10－3
Ca(OH)2
1.7×10－1
MgSO4
26.7
答案：
Mg(HCO3)2 ＝ MgCO3↓＋H2O＋CO2↑

MgCO3 (S) ＋H2O ＝ Mg(OH)2 (S) ＋CO2↑
【课后作业】
1.请结合课本P66 资料卡片以及网络资源，解释含铜矿物的转化。
2.访问网络，查阅资料，列举你了解到的沉淀转化的应用。