3.4《沉淀溶解平衡——难溶电解质的的溶解平衡》教学设计 高中化学 人教版（2019） 选择性必修1

第三章 水溶液中的离子平衡
第四节 《沉淀溶解平衡——难溶电解质的溶解平衡》 教学设计
教学目的：
（1）让学生掌握难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用，并运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题。培养学生的知识迁移能力、动手实验的能力和逻辑推理能力。
（2）引导学生根据已有的知识经验，分析推理出新的知识。
（3）认识自然科学中的对立统一的辨证唯物主义。
教学重点：难溶电解质的溶解平衡
教学难点：难溶电解质的溶解平衡
教学方法：设问、讲授、多媒体展示
学习方法：思考、交流、探究、对比、练习
教学过程：
[复习回顾]：1.溶解度的定义是什么？
（在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。）
2.溶解度与溶解能力（溶解性）的关系（20℃）？
（溶解度大于10克，我们通常把它们称作易溶物质。溶解度在0.01克到1克之间，我们通常把它们称作微溶物质，溶解度小于0.01克，我们通常把它们称作难溶物质，在水溶液中我们把它们称作沉淀。
［投影］
难溶 微溶 可溶 易溶
0.01 1 10 m(g)
溶解度小于0.01克的物质称为难溶物质，习惯上叫做______物质。
3.AgCl为_____电解质？（填“强”或者“若”），如何理解其在水中的电离情况？
［引入］ 用初中学习的溶解度知识和高中学习的化学平衡理论。来分析NaCl溶解于水的几种情况，引入新课。
［设问］在NaCl溶液中，再加入固体溶质，固体有没有溶解过程？
当v（结晶）=v（溶解）时，体系处于什么状态？
［投影］ NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)
［设问］ NaCl能不能和盐酸反应？
［探究实验］ 向饱和NaCl溶液中加浓盐酸
［学生］观察实验现象，并运用平衡移动原理，讨论产生现象的原因
［过渡］可溶电解质既然存在溶解平衡，那么难溶电解质是否也存在溶解平衡？
［板书］第四节 难溶电解质的溶解平衡
［讲］我们知道，溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，AgNO3溶液与NaCl溶液混合，生成白色沉淀AgCl：
如果上述两种溶液是等物质的量浓度、等体积的，一般认为反应可以进行到底。
［设问］Ag＋和Cl—的反应真的能进行到底吗？
［思考与交流］指导学生阅读P61-62，
［板书］一、Ag＋和Cl—的反应真的能进行到底吗？
［问］1、当AgNO3与NaCl反应生成难溶AgCl时，溶液中是否含有Ag+和Cl-？
2、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为0？
［讲］习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小，但不会等于0(生成AgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存)。
［讲］生成沉淀的离子反应反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度小（如在20℃时：AgCl在100g水中仅能溶解1.5×10-4g）。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。
［问］3、难溶电解质（如AgCl）是否存在溶解平衡？如何表示？
［讲］是 AgCl (s) Cl－（aq）＋Ag＋（aq）
［问］4、什么情况下就到达溶解平衡？
［讲］在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液，就到达溶解平衡。
［板书］1、难溶电解溶解平衡的概念：在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）
2、表示方法： AgCl (s) Cl－（aq）＋Ag＋（aq）
［讲］尽管AgCl 溶解度很小并非绝对不容，生成AgCl沉淀会有少量溶解。从固体溶解平衡的角度，不难理解AgCl在溶液中存在下述两个过程：在AgCl溶液中，一方面，在水分子作用下，少量Ag＋ 和Cl―脱离AgCl的表面溶入水中；另一方面，溶液中的Ag＋和Cl―受AgCl表面正、负离子的吸引，回到AgCl的表面析出沉淀。在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液，即建立了动态的溶解平衡。
［随堂练习］1. 下列说法中正确的是（ B ）
A.不溶于水的物质溶解度为0
B.绝对不溶解的物质是不存在的
C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0
D.物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水
2.书写下列物质的溶解平衡的表达式：
(1)AgBr (2)Mg(OH)2 (3)Fe(OH)3 ( 4)FeS (5)BaSO4
［过渡］根据我们前面所学的知识，请同学们归纳出溶解平衡的特征。
［板书］3、特征：逆、等、动、定、变，是一个多相的、动态的平衡
［讲］溶解平衡具有逆、等、动、定、变的平衡特征。任何平衡都是相对的、暂时的和有条件的。当改变影响平衡的一个条件，平衡就会发生移动。
［板书］4、影响溶解平衡的因素：
［问］应该从那几方面去分析？
［板书］（1）内因：电解质本身的性质
［讲］不同的电解质在水溶液中溶解的程度不一样，而且差别很大，有的能溶解很多，像NaCl、KCl、NaOH等，这些物质的溶解度大于10克，我们通常把它们称作易溶物质。有的溶解的不多，如CaSO4、Ca(OH)2等，这些物质的溶解度在0.01克到1克之间，我们通常把它们称作微溶物质，有的溶解的很少，像CaCO3、AgCl、AgS等，这些物质的溶解度小于0.01克，我们通常把它们称作难溶物质，在水溶液中我们把它们称作沉淀。
［板书］①、绝对不溶的电解质是没有的。
②、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。
③、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。
［过］根据前面所学知识大家一起来探讨影响溶解平衡的外界因素：
［板书］（2）外因：
［讲］通常我们讲的外因包括浓度、温度、压强等。对于溶解平衡来说，在溶液中进行，可忽略压强的影响。下面请同学们考虑浓度、温度对溶解平衡分别有什么影响？
［讲］若向沉淀溶解平衡体系中加入相同的离子，平衡向生产沉淀的方向移动。若向沉淀溶解平衡体系中加入某些离子，可与体系中某些离子反应生成难溶的物质或气体，则平衡向溶解的方向移动。
［板书］①浓度：加水，平衡向溶解方向移动（溶解度不变）。
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动（溶解度增大）（特殊：Ca(OH)2）。
③同离子效应: 平衡向沉淀方向移动（溶解度减小）
④加入能反应的物质: 平衡向溶解方向移动（溶解度增大）
［随堂练习］3. 石灰乳中存在下列平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2 OH― (aq),加入下列溶液，可使Ca(OH)2减少的是（ A B ）
A. Na2CO3溶液 B. AlCl3溶液
C. NaOH溶液 D. CaCl2溶液
4.试利用平衡移动原理解释下列事实：
(1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中
(2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中
(3)分别用等体积的蒸馏水和0．010mol/L硫酸洗涤BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量
［小结］难溶电解质的溶解平衡作为一种平衡体系，遵从平衡移动原理。沉淀溶解平衡跟其他平衡一样也有平衡常数，这个平衡常数应该怎样表示呢？
［科学视野］指导学生阅读P65科学视野有关内容
［板书］5、溶度积（沉淀的溶解平衡常数）——Ksp
（1）溶度积常数（KSP）的含义
在一定温度下，难溶电解质的溶解平衡（饱和溶液）中，各离子浓度幂的乘积是一个常数。这个常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。用符号KSP表示
（2）表达式
MmAn (s) mMn＋（aq）＋ nAm—（aq）
Ksp＝[ c (Mn＋) ]m·[c(Am— )]n
[随堂练习]5.写出BaSO4、Ag2CrO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度积表达形式。
（3）溶度积与溶解度之间的关系：
例：已知Ksp（AgCl）＝1.5610-10， Ksp（Ag2CrO4）＝9.010-12，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度（用g/L表示）
解：（1）设AgCl的浓度为S1（mol／L),则：
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
平衡 S1 S1
(2)设Ag2CrO4的浓度为S2（mol/L),则：
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)
平衡 2S2 S2
结论：Ksp(AgCl)＞Ksp(Ag2CrO4)，但S1＜S2
(4) 溶度积常数的意义：反映了难溶物的溶解能力。
对于相同类型的难溶电解质，Ksp越大，其在水中的溶解能力越大。
Ksp 和S均可衡量物质在水中的溶解能力，只有相同类型的物质，才有Ksp 越大S越大的结论。
同一物质的Ksp与温度有关，与溶液中的溶质离子浓度无关。
［讲］通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积---离子积Qc的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。
［板书］(5) 溶度积规则：
任意时刻，溶液中离子浓度幂的乘积为QC (Qc称为离子积）
Qc ＝ [ c (Mn＋) ]m·[c(Am— )]n
当：Qc > Ksp 过饱和，析出沉淀，
Qc ＝ Ksp 饱和，平衡状态
Qc < Ksp 未饱和。
例题1.AgCl的Ksp=1.80×10-10,将0.001 mol.L-1NaCl和0.001 mol．L-1AgNO3 溶液等体积混合,是否有AgCl 沉淀生成？
解:　两溶液等体积混合后, Ag+ 和Cl-浓度都减小到原浓度的1/2.
c（Ag+）=c（Cl-）=1/2×0.001=0.0005(mol．L-1)
在混合溶液中 c（Ag+） ×c（Cl-）=(0.0005)2 = 2.5 ×10-7 ＞1.80×10-10
由于Qc=c(Ag+) ×c(Cl-)＞Ksp,所以有AgCl 沉淀生成.
例题2.把足量的AgCl放入1L 1 .0 mol ／L的盐酸溶液中溶解度是多少？（mol/L）
解：设AgCl的溶解度为S（mol／L)
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
平衡 S S+1≈1
AgCl在盐酸溶液中溶解度比在水中的小。
［随堂练习］6.已知室温下PbI2的溶度积为7.1×10-9，在c(I― )=0.1mol·L-1的溶液中, Pb2+的浓度最大可达到多少 ( 已知溶度积求离子浓度)
解：PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I― (aq)
Ksp ＝c (Pb2+) · c2(I-)
c (Pb2+) = Ksp/c2(I-) =7.1×10-9/0.12=7.1×10-7
即：该溶液里允许Pb2+的最大浓度为7.1×10-7mol·L-1
7.已知 298K 时Mg(OH)2 的 Ksp = 5.61×10－12，求其溶解度S(mol/L)。(已知溶度积求溶解度)
解：Mg(OH)2Mg2+ + 2OH-
Ksp = c(Mg2+) . c2(OH-)
设Mg(OH)2 的溶解度为S，在饱和溶液中，
c(Mg2+) = S，c(OH-) = 2S，
Ksp [Mg(OH)2 ] = c(Mg 2+) ·c2(OH-)=S× (2S)2= 4S3 = 5.61×10-12
［课堂小结］本节课我们初步认识了沉淀溶解平衡，了解到难溶电解质也存在溶解平衡。并在前面所学的几种平衡的基础上一起探究了沉淀溶解平衡的特征和影响平衡移动的几个因素，以及溶解平衡常数——溶度积。要求同学们能够理解概念，掌握特征和影响平衡移动的因素以及学会将溶度积常数用于相关的判断和计算。
[作业]1.下列情况下，有无CaCO3沉淀生成？已知Ksp(CaCO3)=4.96 10-9
（1）往盛有1.0 L纯水中加入0.1 mL浓度均为0.01 mol /L 的CaCl2和Na2CO3；
（2）改变CaCl2和Na2CO3的浓度均为1.0 mol /L 呢？
2.课后完成印发练习题1、2、4、5、6、7、8、10、21、22
板书设计：
第四节 难溶电解质的溶解平衡
一、Ag＋和Cl—的反应真的能进行到底吗？
1．难溶电解溶解平衡的概念：在一定条件下，难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率，溶液中各离子的浓度保持不变的状态。（也叫沉淀溶解平衡）
2．表达式：如： AgCl (s) Cl－（aq）＋ Ag＋（aq）
3．特征：逆、等、动、定、变
4．影响溶解平衡的因素：
（1）内因：电解质本身的性质
①．绝对不溶的电解质是没有的。
②．同是难溶电解质，溶解度差别也很大。
③．易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。
（2）外因：
①浓度：加水，平衡向溶解方向移动（溶解度不变）。
②温度：升温，多数平衡向溶解方向移动（溶解度增大）（特殊：Ca(OH)2）。
③同离子效应: 平衡向沉淀方向移动（溶解度减小）
④加入能反应的物质: 平衡向溶解方向移动（溶解度增大）
5．溶度积（沉淀的溶解平衡常数）——Ksp
（1）溶度积常数（KSP）的含义
在一定温度下，难溶电解质的溶解平衡（饱和溶液）中，各离子浓度幂的乘积是一个常数。这个常数称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积。用符号KSP表示
（2）表达式
MmAn (s) mMn＋（aq）＋ nAm—（aq）
Ksp＝[ c (Mn＋) ]m·[c(Am— )]n
（3）溶度积与溶解度之间的关系：
(4) 溶度积常数的意义：反映了难溶物的溶解能力。
对于相同类型的难溶电解质，Ksp越大，其在水中的溶解能力越大。
Ksp 和S均可衡量物质在水中的溶解能力，只有相同类型的物质，才有Ksp 越大S越大的结论。
同一物质的Ksp与温度有关，与溶液中的溶质离子浓度无关。
(5) 溶度积规则：
任意时刻，溶液中离子浓度幂的乘积为QC (Qc称为离子积）
Qc ＝ [ c (Mn＋) ]m·[c(Am— )]n
当：Qc > Ksp 过饱和，析出沉淀，
Qc ＝ Ksp 饱和，平衡状态
Qc < Ksp 未饱和。
[教学反思]：在初中阶段，学生已经对溶解度及溶解度与溶解性之间的关系有所了解，在本章教学中，学生已学过强、弱电解质及很多平衡，如：电离平衡、水解平衡等，在这样的基础上，从本课时开始学习难溶电解质的溶解平衡，可以说，教学难度不是很大，学生对所学知识应该感到容易理解。由于本课时教学的重难点是溶解平衡，因此教学中要抓住平衡的思想来授课。教学思路：溶解度→溶解平衡（定义、表示方法）→影响因素→应用（溶度积）。在实际教学中，采用多媒体辅助教学，有效的增大了课堂容量；采取讲练结合的方法，极大地调动了学生的学习积极性，基本上完成了教学任务。但由于学生基础知识不扎实，知识的迁移应用能力较差，在各知识点教学时间的分配上有待改进，教学过程需要进一步优化！