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高三一轮复习 第51讲 沉淀溶解平衡 教案
(人教版2019选择性必修1 化学反应原理)
一、教材及学情分析
教材分析
本课时属于高三一轮复习“化学反应原理”模块的核心拓展内容,对应人教版2019选择性必修1第三章“水溶液中的离子反应与平衡”的最后主题。教材原章节从沉淀的生成、溶解与转化实验入手,通过溶度积常数()量化沉淀溶解平衡的限度,本复习课则聚焦高考命题的综合化特点,将沉淀溶解平衡的本质、溶度积的计算、沉淀转化的逻辑与工业应用进行系统整合,通过模型构建、真题拆解,帮助学生建立“沉淀溶解平衡本质→溶度积计算→沉淀转化判断→工业应用”的完整认知链条。本课时的复习既深化了水溶液离子平衡的“动态性与定量稳定性”认知,又为后续工业废水处理、物质分离提纯等应用考点奠定基础,贴合《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”等核心素养的培养要求。
学情分析
学生为高三年级,已掌握化学平衡、弱电解质电离、盐类水解的基础规律,对沉淀溶解平衡的概念有初步了解,但对沉淀溶解平衡的本质认知较浅,难以区分“沉淀溶解”与“弱电解质电离”的平衡差异;在利用溶度积计算离子浓度、判断沉淀生成与转化时,容易忽略离子浓度的计量数次方、忽略离子间的相互影响(如水解效应);同时对沉淀转化的“竞争机制”理解不足,在复杂工业情境中无法准确推导沉淀转化的方向。为帮助学生克服这些困难,教师可采用模型构建法、真题情境拆解法、小组合作探究等教学方法,激发学生的复习积极性,提升他们的定量分析与知识迁移能力。
二、教学目标
结合《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》及高三一轮复习的核心要求,围绕化学学科核心素养制定如下教学目标:
1. 变化观念与平衡思想:通过沉淀溶解平衡的动态分析,理解沉淀的“溶解与生成”是可逆过程的本质,建立“条件变化→溶度积与浓度商的关系变化→平衡移动”的动态认知,深化对水溶液离子平衡的综合理解。
2. 证据推理与模型认知:构建“沉淀溶解平衡分析模型”(平衡本质→溶度积计算→沉淀生成/溶解/转化判断→工业应用),能基于溶度积常数、离子浓度等证据,快速计算饱和溶液中的离子浓度、判断沉淀的生成与转化方向,能推导复杂工业情境中的沉淀调控逻辑。
3. 科学探究与创新意识:通过对高考溶度积计算、沉淀转化真题的拆解与探究,合作分析复杂问题链,培养从定量数据中提取证据、推导沉淀规律的探究能力。
4. 科学态度与社会责任:了解沉淀溶解平衡在工业废水处理、物质分离提纯中的应用价值,认识定量分析对优化工业生产、保护环境的重要作用。
三、教学重难点
教学重点
沉淀溶解平衡的核心内容:平衡本质(可逆溶解过程)、溶度积常数()的定义与意义
溶度积的核心计算方法:饱和溶液中离子浓度计算、沉淀转化的平衡常数计算
沉淀转化的核心逻辑:利用溶度积差异实现沉淀转化,遵循“溶度积小的沉淀向溶度积更小的沉淀转化”的规律
沉淀溶解平衡的应用:沉淀的生成(如废水除杂)、溶解(如酸溶CaCO )、转化(如工业制备物质)
教学难点
溶度积的定量计算:涉及“混合溶液中离子浓度计算”“同离子效应下的溶解度计算”
沉淀转化的竞争机制:复杂多离子体系中,多种沉淀转化的优先级判断
高考综合情境中的平衡调控:结合工业废水处理、矿石浸取等真实情境,推导沉淀生成与转化的条件
四、教学设计
教学过程 时间分配 教师活动 学生活动 设计意图
导入环节:真题情境引入 5分钟 1. 展示2023年全国卷Ⅰ、2022年新高考卷Ⅰ中涉及沉淀溶解平衡的真题片段:
(1)“已知,,向AgCl悬浊液中加入KI溶液,判断是否有AgI沉淀生成”
(2)“某工业废水中含,调节pH使Cu(OH) 沉淀完全(离子浓度≤),计算所需的最小pH”
2. 提问:
① 沉淀溶解平衡的本质是什么?和弱电解质电离有什么区别?
② 为什么AgCl可以转化为AgI?
③ 如何通过溶度积计算溶液的pH?
3. 梳理学生的初步回答,引出本节课主题:系统突破沉淀溶解平衡的核心规律与高考综合应用。 1. 认真观察真题情境,结合已有知识思考沉淀溶解平衡相关问题
2. 举手发言,分享自己对沉淀转化、pH计算的理解
3. 明确本节课的复习目标:建立沉淀溶解平衡的分析模型,解决工业情境中的平衡调控问题。 1. 以高考真题引入,贴合高三复习的应试需求,快速暴露学生在沉淀溶解平衡认知中的误区
2. 通过问题链制造认知冲突,激发学生的探究欲望
3. 建立“真题考点-复习内容”的直接关联
讲授环节一:沉淀溶解平衡的核心本质与溶度积 12分钟 1. 沉淀溶解平衡的本质:难溶电解质在水溶液中存在“溶解→离子”与“离子沉淀→固体”的动态平衡,如,本质是难溶电解质的溶解过程可逆,与弱电解质电离的差异在于“固体与离子间的平衡”
2. 溶度积常数()的定义与意义:
(1)定义:一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,离子浓度幂之积为常数,如,
(2)意义:表征沉淀溶解的限度,越小,沉淀越难溶
(3)浓度商()与的关系:时有沉淀生成,时达平衡,时沉淀溶解
3. 结合案例练习书写溶度积表达式:
(1)
(2)
4. 强调:溶度积仅与温度有关,温度不变不变;计算时需注意离子浓度的计量数次方。 1. 跟随教师的讲解,在笔记本上记录沉淀溶解平衡的本质、溶度积的定义与意义
2. 结合案例练习书写溶度积表达式,重点标注离子浓度的计量数次方
3. 提出疑问:“如果是两种难溶电解质,如何通过判断溶解能力的大小?”
4. 总结溶度积的易错点,标注“计量数次方、与的对比”。 1. 从本质上区分沉淀溶解平衡与弱电解质电离平衡,避免学生的概念混淆
2. 系统梳理溶度积的核心内容,建立“定量稳定性”的认知,为后续计算与判断奠定基础
3. 通过案例练习,强化溶度积表达式的书写规则,突破易错点
实践环节一:小组合作——溶度积计算与沉淀生成判断 8分钟 1. 将学生分成4人小组,发放“溶度积计算任务单”,包含3道真题片段:
(1)计算的饱和AgCl溶液中的浓度
(2)已知,某溶液中,计算Fe(OH) 开始沉淀的pH
(3)向溶液中滴加等体积的溶液,判断是否有BaSO 沉淀生成()
2. 巡回指导各小组,针对小组的疑问进行点拨,如“等体积混合离子浓度要减半”“pH计算需先求再求”
3. 请1个小组展示分析结果,其他小组进行补充与评价,最后教师总结溶度积计算的核心逻辑:“饱和溶液中离子浓度满足,混合溶液先调整离子浓度再计算”。 1. 4人小组分工合作,每人负责1道题的分析,共同完成任务单
2. 小组内讨论争议点,如“为什么等体积混合后离子浓度要除以2?”“开始沉淀的pH是指刚好有沉淀生成时的pH”
3. 小组代表上台展示分析结果,结合公式讲解判断依据
4. 记录教师总结的核心逻辑,强化溶度积计算的步骤。 1. 通过小组合作练习,让学生在具体情境中应用溶度积计算模型,提升定量分析能力
2. 重点突破“pH计算”“混合溶液离子浓度调整”等高考高频考点,及时纠正学生的认知误区
3. 通过互评与教师总结,强化学生的计算逻辑与判断能力
讲授环节二:沉淀的溶解、转化与工业应用 12分钟 1. 沉淀溶解/生成的核心逻辑:通过改变离子浓度,使与的关系发生变化
(1)沉淀溶解:加入能消耗离子的试剂(如酸溶解CaCO ,与反应使减小,);加入络合剂(如氨水溶解AgCl,与NH 形成络离子)
(2)沉淀生成:调节pH(如废水除杂中调节pH使浓度增大,);加入沉淀剂(如SO 沉淀Ba )
2. 沉淀转化的核心逻辑:溶度积差异驱动的平衡竞争,如AgCl悬浊液中加入KI溶液,AgCl溶解生成的与I 结合生成更难溶的AgI(),使AgCl的溶解平衡正向移动,总反应为,总反应平衡常数
3. 工业应用案例:
(1)工业废水除杂:如含Cr 的废水,调节pH生成Cr(OH) 沉淀
(2)物质制备:如用Na CO 溶液转化Mg(OH) 生成MgCO ,再煅烧制MgO
4. 强调:沉淀转化的方向是“难溶→更难溶”,但并非绝对(如通过增大离子浓度,可实现“较难溶→难溶”的转化,如用高浓度的CO 使CaSO 转化为CaCO )。 1. 跟随教师的讲解,在笔记本上记录沉淀溶解、生成与转化的核心逻辑
2. 结合AgCl转化为AgI的案例,尝试推导总反应的平衡常数,理解沉淀转化的驱动力
3. 思考:“为什么CaSO 可以转化为CaCO ?”并举手发言分享思路
4. 总结沉淀转化的易错点,标注“溶度积差异与离子浓度的双重影响”。 1. 建立沉淀溶解、生成与转化的统一逻辑,帮助学生理解“平衡移动的本质是离子浓度变化”
2. 从溶度积的差异角度解释沉淀转化的驱动力,突破学生对“转化竞争机制”的认知难点
3. 结合工业案例,让学生将理论与实际关联,了解沉淀溶解平衡的应用价值
实践环节二:独立练习——沉淀转化与工业应用真题 8分钟 1. 发放2022年新高考卷Ⅱ的沉淀转化真题:
“已知,,某工业废水中同时含和,加入Na S溶液:
(1)判断沉淀生成的先后顺序;(2)当CuS沉淀完全时,判断是否开始沉淀;(3)写出ZnS转化为CuS的离子方程式并计算平衡常数。”
2. 要求学生独立完成,教师巡回观察学生的解题过程,记录普遍存在的问题
3. 请1名学生上台展示解题过程,教师针对学生的易错点进行点评,如“沉淀先后顺序由决定,越小的离子先沉淀”“计算平衡常数时注意离子计量数”。 1. 独立完成真题练习,运用沉淀溶解平衡分析模型逐一分析
2. 解题过程中回顾沉淀转化的竞争逻辑、溶度积计算方法
3. 观看同学的展示,对比自己的解题思路,修正错误
4. 记录教师点评的易错点,标注“沉淀先后顺序的判断方法”。 1. 通过独立练习检测学生对沉淀转化、工业应用的掌握程度,贴合高考应试需求
2. 暴露学生在“沉淀先后顺序判断”“平衡常数计算”中的易错点,及时纠正强化
3. 提升学生在真实工业情境下的解题信心与能力
总结环节:知识体系整合 3分钟 1. 引导学生一起梳理本节课的知识体系:以“沉淀溶解平衡”为核心,分支为“平衡本质与溶度积”“沉淀生成/溶解”“沉淀转化”“工业应用”,强调各部分的关联:“溶度积是核心,沉淀生成/溶解/转化是平衡移动的具体表现”
2. 强调:“沉淀溶解平衡的所有考点本质都是‘浓度商与溶度积的对比’,抓住的定量意义与平衡竞争的逻辑,就能突破所有复杂情境”
3. 提示学生课后整理本节课的易错点,重点标注离子浓度的计量数次方、混合溶液离子浓度调整、沉淀转化的竞争逻辑。 1. 跟随教师的引导,在笔记本上整理知识体系,标注各部分的关联点
2. 齐声复述沉淀溶解平衡分析模型的核心步骤,强化记忆
3. 记录课后整理任务,明确后续复习方向。 1. 通过知识体系整合,帮助学生将零散的沉淀溶解平衡知识点构建成结构化的认知网络,深化记忆
2. 再次强调沉淀溶解平衡的本质,建立“以溶度积应万变”的解题思维
3. 引导学生主动梳理易错点,提升复习的针对性
五、板书设计
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沉淀溶解平衡 一轮复习
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│ 核心本质与溶度积 │ 1. 本质:难溶电解质的溶解与沉淀 │
│ │ 2. 溶度积():温度不变,离子浓度幂之积为常数│
│ │ 3. 平衡判断:沉淀生成,平衡,沉淀溶解│
├─────────────────┼──────────────────────────────────────────┤
│ 沉淀生成、溶解与转化 │ 1. 生成/溶解:调节离子浓度,改变与的关系│
│ │ 2. 转化:溶度积差异驱动,难溶→更难溶,总反应│
├─────────────────┼──────────────────────────────────────────┤
│ 工业应用 │ 1. 废水除杂:调节pH或加沉淀剂生成沉淀 │
│ │ 2. 物质
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