沉淀溶解平衡的应用
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§3.4.2 沉淀溶解平衡的应用
对应教材的章节位置
苏教版《化学反应原理》专题3第四单元第二节
教学/学习目标及其对应的课程标准
1. 了解难溶物在水中的溶解情况；
2. 认识沉淀溶解平衡的建立过程，并能描述沉淀溶解平衡；
3. 通过探究实验和引导分析，认识沉淀转化的本质；
教学重点
沉淀的转化
教学难点
沉淀的转化
教材分析及设计思路
沉淀溶解平衡的主要的研究对象是难溶性的电解质。难溶性意味着溶液的浓度很低，电解质表明溶液中存在的主要微粒是离子。沉淀溶解平衡，指的是难溶性的电解质与其溶解后生成的离子之间的平衡。达到平衡时，沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等，此时溶液达到饱和状态，沉淀质量不再发生改变，溶液中离子浓度也不再发生变化。对于沉淀溶解平衡的应用，主要是利用沉淀平衡是一种动态平衡，同样适用平衡原理。因此，在生产生活中可以通过选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。
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。对照课标，学生应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；本节课的重点应该是通过探究实验和引导分析，认识沉淀转化的本质。
在准备教材材料时，我们认为应充分挖掘教材的可用材料，并进行有效地整合梳理。教材中给出了关于沉淀溶解平衡的应用的多个详细例子，在课堂教学中应有效地采用并加以引导。教学重点是巩固认识沉淀溶解平衡的建立过程和认识沉淀的转化的实质。其中，认识沉淀转化的实质是本单元的难点。因此，我们设计实验让学生通过亲身实验感受沉淀的转化，获取感性认识，通过帮助学生分析、推导的过程让学生逐步理解沉淀转化的本质，并进行实验的预测以强化知识点的认识。以数据和拓展阅读材料让学生明确沉淀转化的条件和在实际中的应用。由于本单元涉及的知识点较多，内容较丰富抽象，因此，要很好地组织教学需要较多的知识储备。而此前，在必修部分学生已经掌握溶解度、电解质、分散系等基础化学概念，同时在本单元前已经学习了化学平衡移动的基础知识。这些对于学习和掌握沉淀溶解平衡是很重要的知识支撑。
在教学设计中，我们对实验进行了精心设计。第一个设计是对原教材中学生实验AgCl、AgI、Ag2S沉淀的转化中药品添加顺序和用量进行调整。教材中该实验是先取2mLAgNO3溶液，后逐步滴加NaCl溶液，形成AgCl沉淀后，再滴加KI溶液；由于学生实验技能不一，部分学生在滴加NaCl溶液后并未振荡，再次滴加K I溶液后，发现存在上下两层沉淀，他们并不认可是AgCl沉淀转化为AgI沉淀，而是前面过量AgNO3与新滴加的KI溶液直接形成了AgI沉淀，这不利于学生对沉淀转化实质的认识；对此，我们采用如下设计，即先取2mLNaCl溶液，再向溶液滴加几滴AgNO3溶液，这样Ag+相对较少，能保证滴加的Ag+全部被用于形成AgCl沉淀，而之后滴加的KI溶液只有通过沉淀溶解平衡的移动才能实现由AgCl沉淀向AgI沉淀的转化，实验现象明显。第二个设计出现在教材P85页，教材列举了溶解能力较弱的BaCO3也能转化为溶解能力相对较强的BaSO4，但仅仅文字分析，缺乏说服力；因此，我们引导学生从量的角度分析，在BaSO4悬浊液中，SO离子的浓度相对较低，甚至用低浓度的BaCl2溶液也检测不出，但是采用饱和Na2CO3溶液对BaSO4处理后，SO离子的浓度增大，并能被低浓度的BaCl2溶液检测出来，但并非BaSO4 一次性地全部转化为BaCO3，而只是部分转化，需要重复处理多次，才能使大部分BaSO4 转化为BaCO3，突出体现化学实验中量的变化和影响。之后，指出只有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，并引导学生通过改造第一个设计来验证当溶解能力差别较大时，溶解能力相对较弱的物质不易转化为溶解能力相对较强的物质。通过上述设计，使得学生对沉淀转化的本质有了清晰的认识，并能从量的高度理解沉淀转化的规律。
学习者分析
根据各地选修课程开设的方案不同，可能存在差异。但一般情况下，《化学反应原理》课程开设时间均为高二或高三上学期。学习者为高二或高三学生。他们已经完成化学必修课程的学习，对于高中化学基础知识有了一定的了解，并已具备一定的化学思维基础和基础实验技能，能对实验现象及结果作初步分析和处理，如果通过教师不失时机的引导，便能更为有效地认知抽象的化学理论知识。
对于《沉淀溶解平衡的应用》的主要知识点中，沉淀溶解平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，学生理解起来较为费力。因此，采用理论推导结合实验验证的教学形式有利于学生更快更深刻地理解相关概念。
教学过程
[复习] 上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡，我们要求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。
[讲述] 我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。
[板书] AgClAg+ + Cl
[讲述] 为了便于分析，我们省略相关标注。
[讲述] 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2mL 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] 停止实验！把手上的试管仪器先放到指定位置。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
[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？我在上面给大家上述沉淀的溶解度数据，大家可以参考这些数据，然后和小组的同学一起讨论。
[组织] 请同学以前后两桌4~6个人为一组进行讨论，然后请各组同学派代表来回答问题。开始讨论！
[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。(利用已写板书，不再进行书写) 。
[讲述] 那么，这个过程中，Ag+的浓度是由大到小。
[学生继续汇报] 继续滴加KI溶液后，AgCl转化为更难溶的AgI沉淀。
[设疑] 如何实现这个转化的？
[学生表述，教师及时引导] 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，这个反应的总的化学方程式和离子方程式可以这么书写。
[板书]
[引导并板书] 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？
[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，我请一位同学象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S2-的物质的量比值为2:1
[板书]
化学方程式: 2AgI + Na2S = Ag2S + 2NaI
离子方程式: 2AgI + S2- = 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S2-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S2-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] 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？
[学生通过讨论，感到困惑] BaSO4能或不能转化为BaCO3。如果能，可以通过添加Na2CO3溶液。
[引发思考和质疑] 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？
[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。
[引导分析] 增大CO的浓度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动。而采用饱和Na2CO3能最大程度地增大CO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，CO与Ba2+结合生成BaCO3沉淀，将降低体系中Ba2+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？
[引导] BaSO4悬浊液体系中，SO的浓度很小。甚至用稀的BaCl2溶液也检测不出来。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)。
[学生回答，老师引导] 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。
[演示实验并讲解] 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(1~2mL)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] BaSO4 + Na2CO3 BaCO3 +Na2SO4
BaSO4 + CO BaCO3 + SO
[讲述] 但是，这里需要注意的是，这是由溶解性能相对弱较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弱较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弱较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。
[评价] 结合所学知识，完成材料阅读和思考题，考察学生的学习情况。
[阅读材料] P83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] Ca5(PO4)3(OH) 5Ca2+ + 3PO+ OH-
[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Ca2+和PO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。
[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。
附：板书设计和实验用品清单
附1：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。
化学方程式: AgCl + KI = AgI + KCl 2AgI + Na2S = Ag2S + 2NaI
离子方程式: AgCl + I- = AgI + Cl- 2AgI + S2- = Ag2S + 2I-
附2：教学用品(所需实验用品列表)
演示实验
实验仪器 数量 备注
试管(规格20×200) 4支
烧杯(100mL) 2个
胶头滴管 2支 长/短各1支
玻璃棒 2
漏斗(小) 2
滤纸(中速) 若干 与漏斗配套
洗瓶 1只 内盛蒸馏水
铁架台 1 含十字夹、铁圈
试剂名称 数量 浓度
硫酸钡(BaSO4)粉末 1瓶 － 分析纯
碳酸钠(Na2CO3)饱和溶液 1瓶 －
氯化钡(BaCl2)稀溶液 1瓶 0.1mol/L
氯化钡(BaCl2)饱和溶液 1瓶 －
硝酸(HNO3)溶液 1瓶 1 : 2
学生实验(2人/组)
实验仪器 数量 备注
试管(规格13×150) 4支
胶头滴管 2支
洗瓶 1只 内盛蒸馏水
试剂名称 数量 浓度 备注
硝酸银(AgNO3)溶液 1瓶 0.1mol/L
氯化钠(NaCl)溶液 1瓶 0.1mol/L
碘化钾(KI)溶液 1瓶 0.1mol/L
硫化钠(Na2S)溶液 1瓶 0.1mol/L
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§3.4.2 沉淀溶解平衡的应用
对应教材的章节位置
苏教版《化学反应原理》专题3第四单元第二节
教学/学习目标及其对应的课程标准
1. 了解难溶物在水中的溶解情况；
2. 认识沉淀溶解平衡的建立过程，并能描述沉淀溶解平衡；
3. 通过探究实验和引导分析，认识沉淀转化的本质；
教学重点
沉淀的转化
教学难点
沉淀的转化
教材分析及设计思路
沉淀溶解平衡的主要的研究对象是难溶性的电解质。难溶性意味着溶液的浓度很低，电解质表明溶液中存在的主要微粒是离子。沉淀溶解平衡，指的是难溶性的电解质与其溶解后生成的离子之间的平衡。达到平衡时，沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等，此时溶液达到饱和状态，沉淀质量不再发生改变，溶液中离子浓度也不再发生变化。对于沉淀溶解平衡的应用，主要是利用沉淀平衡是一种动态平衡，同样适用平衡原理。因此，在生产生活中可以通过选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。
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。对照课标，学生应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；本节课的重点应该是通过探究实验和引导分析，认识沉淀转化的本质。
在准备教材材料时，我们认为应充分挖掘教材的可用材料，并进行有效地整合梳理。教材中给出了关于沉淀溶解平衡的应用的多个详细例子，在课堂教学中应有效地采用并加以引导。教学重点是巩固认识沉淀溶解平衡的建立过程和认识沉淀的转化的实质。其中，认识沉淀转化的实质是本单元的难点。因此，我们设计实验让学生通过亲身实验感受沉淀的转化，获取感性认识，通过帮助学生分析、推导的过程让学生逐步理解沉淀转化的本质，并进行实验的预测以强化知识点的认识。以数据和拓展阅读材料让学生明确沉淀转化的条件和在实际中的应用。由于本单元涉及的知识点较多，内容较丰富抽象，因此，要很好地组织教学需要较多的知识储备。而此前，在必修部分学生已经掌握溶解度、电解质、分散系等基础化学概念，同时在本单元前已经学习了化学平衡移动的基础知识。这些对于学习和掌握沉淀溶解平衡是很重要的知识支撑。
在教学设计中，我们对实验进行了精心设计。第一个设计是对原教材中学生实验AgCl、AgI、Ag2S沉淀的转化中药品添加顺序和用量进行调整。教材中该实验是先取2mLAgNO3溶液，后逐步滴加NaCl溶液，形成AgCl沉淀后，再滴加KI溶液；由于学生实验技能不一，部分学生在滴加NaCl溶液后并未振荡，再次滴加K I溶液后，发现存在上下两层沉淀，他们并不认可是AgCl沉淀转化为AgI沉淀，而是前面过量AgNO3与新滴加的KI溶液直接形成了AgI沉淀，这不利于学生对沉淀转化实质的认识；对此，我们采用如下设计，即先取2mLNaCl溶液，再向溶液滴加几滴AgNO3溶液，这样Ag+相对较少，能保证滴加的Ag+全部被用于形成AgCl沉淀，而之后滴加的KI溶液只有通过沉淀溶解平衡的移动才能实现由AgCl沉淀向AgI沉淀的转化，实验现象明显。第二个设计出现在教材P85页，教材列举了溶解能力较弱的BaCO3也能转化为溶解能力相对较强的BaSO4，但仅仅文字分析，缺乏说服力；因此，我们引导学生从量的角度分析，在BaSO4悬浊液中，SO离子的浓度相对较低，甚至用低浓度的BaCl2溶液也检测不出，但是采用饱和Na2CO3溶液对BaSO4处理后，SO离子的浓度增大，并能被低浓度的BaCl2溶液检测出来，但并非BaSO4 一次性地全部转化为BaCO3，而只是部分转化，需要重复处理多次，才能使大部分BaSO4 转化为BaCO3，突出体现化学实验中量的变化和影响。之后，指出只有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，并引导学生通过改造第一个设计来验证当溶解能力差别较大时，溶解能力相对较弱的物质不易转化为溶解能力相对较强的物质。通过上述设计，使得学生对沉淀转化的本质有了清晰的认识，并能从量的高度理解沉淀转化的规律。
学习者分析
根据各地选修课程开设的方案不同，可能存在差异。但一般情况下，《化学反应原理》课程开设时间均为高二或高三上学期。学习者为高二或高三学生。他们已经完成化学必修课程的学习，对于高中化学基础知识有了一定的了解，并已具备一定的化学思维基础和基础实验技能，能对实验现象及结果作初步分析和处理，如果通过教师不失时机的引导，便能更为有效地认知抽象的化学理论知识。
对于《沉淀溶解平衡的应用》的主要知识点中，沉淀溶解平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，学生理解起来较为费力。因此，采用理论推导结合实验验证的教学形式有利于学生更快更深刻地理解相关概念。
教学过程
[复习] 上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡，我们要求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。
[讲述] 我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。
[板书] AgClAg+ + Cl
[讲述] 为了便于分析，我们省略相关标注。
[讲述] 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2mL 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] 停止实验！把手上的试管仪器先放到指定位置。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
[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？我在上面给大家上述沉淀的溶解度数据，大家可以参考这些数据，然后和小组的同学一起讨论。
[组织] 请同学以前后两桌4~6个人为一组进行讨论，然后请各组同学派代表来回答问题。开始讨论！
[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。(利用已写板书，不再进行书写) 。
[讲述] 那么，这个过程中，Ag+的浓度是由大到小。
[学生继续汇报] 继续滴加KI溶液后，AgCl转化为更难溶的AgI沉淀。
[设疑] 如何实现这个转化的？
[学生表述，教师及时引导] 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，这个反应的总的化学方程式和离子方程式可以这么书写。
[板书]
[引导并板书] 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？
[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，我请一位同学象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S2-的物质的量比值为2:1
[板书]
化学方程式: 2AgI + Na2S = Ag2S + 2NaI
离子方程式: 2AgI + S2- = 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S2-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S2-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] 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？
[学生通过讨论，感到困惑] BaSO4能或不能转化为BaCO3。如果能，可以通过添加Na2CO3溶液。
[引发思考和质疑] 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？
[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。
[引导分析] 增大CO的浓度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动。而采用饱和Na2CO3能最大程度地增大CO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，CO与Ba2+结合生成BaCO3沉淀，将降低体系中Ba2+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？
[引导] BaSO4悬浊液体系中，SO的浓度很小。甚至用稀的BaCl2溶液也检测不出来。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)。
[学生回答，老师引导] 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。
[演示实验并讲解] 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(1~2mL)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] BaSO4 + Na2CO3 BaCO3 +Na2SO4
BaSO4 + CO BaCO3 + SO
[讲述] 但是，这里需要注意的是，这是由溶解性能相对弱较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弱较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弱较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。
[评价] 结合所学知识，完成材料阅读和思考题，考察学生的学习情况。
[阅读材料] P83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] Ca5(PO4)3(OH) 5Ca2+ + 3PO+ OH-
[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Ca2+和PO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。
[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。
附：板书设计和实验用品清单
附1：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。
化学方程式: AgCl + KI = AgI + KCl 2AgI + Na2S = Ag2S + 2NaI
离子方程式: AgCl + I- = AgI + Cl- 2AgI + S2- = Ag2S + 2I-
附2：教学用品(所需实验用品列表)
演示实验
实验仪器 数量 备注
试管(规格20×200) 4支
烧杯(100mL) 2个
胶头滴管 2支 长/短各1支
玻璃棒 2
漏斗(小) 2
滤纸(中速) 若干 与漏斗配套
洗瓶 1只 内盛蒸馏水
铁架台 1 含十字夹、铁圈
试剂名称 数量 浓度
硫酸钡(BaSO4)粉末 1瓶 － 分析纯
碳酸钠(Na2CO3)饱和溶液 1瓶 －
氯化钡(BaCl2)稀溶液 1瓶 0.1mol/L
氯化钡(BaCl2)饱和溶液 1瓶 －
硝酸(HNO3)溶液 1瓶 1 : 2
学生实验(2人/组)
实验仪器 数量 备注
试管(规格13×150) 4支
胶头滴管 2支
洗瓶 1只 内盛蒸馏水
试剂名称 数量 浓度 备注
硝酸银(AgNO3)溶液 1瓶 0.1mol/L
氯化钠(NaCl)溶液 1瓶 0.1mol/L
碘化钾(KI)溶液 1瓶 0.1mol/L
硫化钠(Na2S)溶液 1瓶 0.1mol/L
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