《沉淀溶解平衡第一课时》教学设计
一．教学目标
1. 通过CuSO4晶体的实验图片和PbI2的实验设计帮助学生认识到难溶电解质也会部分溶于水，溶液中存在溶解和析出两个过程，二者会达到平衡状态，同时培养学生的微观分析和宏观辨识能力；
2. 通过回顾之前学习的平衡知识，帮助学生尽快将沉淀溶解平衡纳入到已有的平衡体系，学会用平衡理论解决问题，进一步培养平衡思想。
3. 掌握溶度积常数的概念，会根据溶度积常数判断难溶电解质在水中的溶解能力；通过Q与Ksp的比较，会从平衡移动的视角对沉淀的溶解和生成进行分析，进一步培养知识迁移能力；
4. 通过小组实验，进一步培养学生的动手操作能力；
5. 通过对实际生产生活中和沉淀溶解平衡相关问题的解决，进一步培养分析问题、解决问题的能力，体会到化学对生产生活的重要作用。
教学重难点
教学重点：沉淀溶解平衡概念的建立、溶度积的相关计算、
教学难点：溶度积的相关计算
教学过程
教学过程（教师活动、学生活动）
设计意图
概念建构
【问题探究】常温下，将不规则的CuSO4晶体投入到CuSO4饱和溶液中，保持温度不变，一段时间后，不规则的CuSO4晶体变成了规则的CuSO4晶体，但是晶体的质量并未改变，为什么？
教师找位学生回答问题，并引导大家分析问题：这说明在CuSO4饱和溶液中，CuSO4的溶解和析出并没有停止，只不过有多少CuSO4溶解，同时就有多少CuSO4析出，二者达到了平衡状态，当溶解速率小于析出速率，表现出的是析出固体，当溶解速率大于析出速率，表现出的是固体溶解。由此引申到沉淀是否存在溶解平衡的问题上，那就要看沉淀能否部分溶于水。
教师以PbI2固体为例，进行PbI2溶解的演示实验，学生观察实验现象，从外观看，PbI2固体好似不溶，但是事实上呢？引发学生思考，设计实验。
【实验探究】学生分组讨论，设计实验方案，检验PbI2固体是否部分溶于水。
教师找位小组代表来汇报小组的实验方案并总结：
PbI2=Pb2+ + 2I-，检验上清液中的Pb2+，可以选用0.1mol/L的KI溶液，检验上清液中的I-，可以选用0.1mol/L的AgNO3溶液。
【小组实验】以小组为单位，进行实验，注意观察实验现象，得出实验结论。
1.用胶头滴管各取1滴管PbI2上层清液于两支试管中；
2.一支试管中滴加几滴0.1mol/L的 AgNO3溶液，观察实验现象；
3.另一支试管中滴加几滴0.1mol/L 的KI溶液，观察实验现象。
找小组代表来展示实验结果：上清液中滴加0.1mol/L的KI溶液，得到PbI2黄色沉淀；上清液中滴加0.1mol/L的AgNO3溶液，得到AgI黄色沉淀。引导学生得出结论：难溶电解质也会部分溶于水，难溶电解质也会存在溶解平衡，得出沉淀溶解平衡的概念：当Pb2+和I-离开固体表面进入溶液的速率和溶液中Pb2+和I-形成固体沉积下来的速率相等时，PbI2固体的量不再减小，得到PbI2饱和溶液。
我们把这种平衡状态叫做沉淀溶解平衡。
教师写出PbI2的沉淀溶解平衡表示方法：PbI2(s) ??Pb2+(aq)+2I-(aq) ，并与其电离方程式相对比，便于学生区分，之后学生类比写出BaSO4和Mg(OH)2的沉淀溶解平衡表达式。
找位学生来黑板上写，教师订正答案。
迁移应用
【框架归属】教师引导学生回顾之前学习的平衡体系：化学反应平衡、弱电解质的电离平衡（包括水、弱酸和弱碱）、盐类的水解平衡。沉淀溶解平衡也属于化学平衡，所以之前学习的平衡知识也可以用来分析沉淀溶解平衡。教师带领学生回顾平衡的主要知识：平衡常数K及其影响因素，化学平衡的特点：逆、等、动、定、变。
之后带领学生运用平衡知识解决以下问题：
1.沉淀溶解平衡的平衡常数表达式如何书写？
以PbI2(s) ??Pb2+(aq)+2I-(aq)为例：
Ksp=[Pb2+][I-]2，Ksp为溶度积常数，简称溶度积。
2.溶度积常数Ksp有什么意义？
教师提示：平衡常数K反映了可逆反应进行的限度。
学生类比回答：Ksp反映了物质的溶解能力。
教师提出问题：是否Ksp越大，难溶电解质的溶解能力就越大。
展示表格：
教师引导学生根据之前写的BaSO4的沉淀溶解平衡方程式分析如何根据BaSO4的Ksp计算BaSO4的溶质浓度，之后学生类比计算Mg(OH)2的溶质溶度，找位同学来黑板上计算，之后教师带领同学订正答案。
表格补充完整：
学生观察表格，小组讨论，解决问题。
教师找位小组代表回答问题：并不是Ksp越大，难溶电解质的溶解能力越大，例如BaSO4和Mg(OH)2。
教师进一步追问：那满足什么条件，Ksp越大，难溶电解质的溶解能力就越大呢？
学生回答：同种类型的盐。例如BaSO4和BaCO3，Mg(OH)2和Cu(OH)2。
教师展示结论：当化学式中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。
3. 溶度积常数Ksp的影响因素？
学生回答：温度。
教师总结：温度是外因，内因是难溶电解质本身的性质，所以对于确定的难溶电解质，Ksp只与温度有关。
教师进一步提问：那温度改变，Ksp怎么变呢？
教师提示：大多数沉淀溶解平衡是吸热的。学生判断出：温度升高，Ksp增大。
4. 以ZnS的沉淀溶解平衡为例，分析温度和浓度对沉淀溶解平衡的影响。
教师展示表格，学生先自己填写表格信息。
之后，教师带领学生订正答案，完善表格，并总结出如何根据Q与Ksp的相对大小判断沉淀溶解平衡的移动方向。
Q>Ksp，逆向移动，生成沉淀
QQ=Ksp，达到沉淀溶解平衡状态
之后，教师进一步提出问题，加0.1mol/LCuSO4溶液平衡向哪移动，学生判断，正向移动，因为生成了CuS沉淀，这是定性分析，这节课我们已经学习了沉淀溶解平衡，一定可以生成CuS沉淀吗？
学生实验，展示实验结果，生成了黑色的CuS沉淀。
之后，教师引导学生通过定量计算判断为什么可以生成CuS沉淀，找位学生来黑板上写详细的计算过程。
教师引导学生进行分析，能否生成CuS沉淀，就要比较CuS的Q和Ksp，若Q>Ksp，则可生成沉淀，对于ZnS饱和溶液，c(S2-)=1.26×10-12 mol/L，Q(CuS)= 1.26×10-13 mol2·L-2 >Ksp(CuS)，因此，可以析出CuS沉淀。然后，教师带领学生将剩余表格补充完整，如下图。
之后，教师引导学生用同样的方法，自己计算分析课堂的第一个实验：向1滴管PbI2上清液中滴加几滴0.1 mol/L的KI溶液(假设溶液混合后I-浓度为0.01mol/L)，请通过计算说明为什么又生成了PbI2沉淀？
教师带领学生订正答案：Q= 8.5×10-8 mol3·L-3 > Ksp(PbI2) 因此，有PbI2沉淀析出。
学以致用
我们学习理论知识是为了解决实际问题，下面，大家以小组为单位，解决学案上的三个问题：珊瑚虫问题、龋齿问题和钡餐透视。
1.珊瑚虫可以从海水中获取Ca2+和HCO3-，经反应形成石灰石外壳： Ca2+ +2HCO3- ? CaCO3+CO2+H2O，珊瑚周围藻类植物的生长会促进CaCO3的产生，对珊瑚的形成贡献很大。人口增长、人类大规模砍伐森林、燃烧大量化石燃料等因素，都会干扰珊瑚虫的生长，甚至造成珊瑚虫的死亡。为什么这些因素会影响珊瑚的生长？
2.牙齿表面覆盖的牙釉质是人体中最坚硬的部分，起着保护牙齿的作用。其主要成分是羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]，在牙齿表面存在如下平衡：Ca5(PO4)3OH(s) ? 5Ca2+(aq)+3PO43-(aq)+OH-(ag)
残留在牙齿上的糖分或淀粉会发生化学作用，产生酸性物质， 这对牙釉质会产生什么影响？可采取什么措施保护牙齿？
3.已知：BaCO3(s) ? Ba2+(aq)+CO32-(aq) Ksp=5.1×10-9 mol2·L-2BaSO4(s) ? Ba2+(aq)+SO42-(aq) Ksp=1.1×10-10 mol2·L-2
BaCO3和BaSO4都是难溶，为什么BaCO3不能用来钡餐透视？
教师分别找三位小组代表回答这三个问题，并总结答案：
1.藻类植物进行光合作用，吸收CO2，c(CO2)减小，平衡正向移动，有利于珊瑚形成CaCO3外壳。砍伐森林、燃烧化石燃料，c(CO2)增大，平衡逆向移动，珊瑚虫的CaCO3外壳溶解，造成珊瑚虫死亡。因此，我们可以通过植树造林，保护环境，开发新能源等措施保护珊瑚虫。
2.酸性物质会消耗OH-，使平衡正向移动，牙釉质的主要成分Ca5(PO4)3OH溶解，损伤牙釉质，形成龋齿。可以通过少吃糖、吃完糖及时漱口等措施保护牙齿。
3.胃酸的主要成分是盐酸，盐酸会消耗CO32-，使BaCO3的沉淀溶解平衡正向移动，c(Ba2+)增大，造成重金属盐中毒。可以服用牛奶、鸡蛋清或Na2SO4溶液解毒。
归纳总结
教师带领学生一块回顾本节课的所学知识，形成框架体系：
【结束语】在我们课堂的第二个实验中，向ZnS沉淀中滴加0.1mol/L的CuSO4沉淀，生成了黑色的CuS沉淀，原来白色的ZnS沉淀还有没有，如果没有的话，白色的ZnS去哪了？我们下节课再来探讨。
通过CuSO4饱和溶液中溶解平衡的分析，学生先建立起溶解平衡的概念，这将有助于学生对沉淀溶解平衡的理解。
通过学生自己设计实验，帮助学生认识到难溶电解质也会存在部分溶解，有助于之后沉淀溶解平衡概念的建立。
学生实验，培养学生的探究意识和动手操作能力。
对比分析，强化记忆，及时的练习有助于学生快速掌握新知识。
通过回顾已有的平衡知识，有助于学生将沉淀溶解平衡尽快纳入到已有的平衡体系中去，有助于接下来对沉淀溶解平衡移动的分析。
通过小组讨论，培养学生的合作意识和探究精神。
通过具体数据，学生自己发现规律，当化学式中阴、阳离子个数比相同时，Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力越强。有助于培养学生分析数据的能力。
以ZnS为例，探究温度和浓度对平衡的影响。
学生实验，有助于培养学生的动手操作能力，同时，这个环节的设置，将定性分析自然而然转化到定量计算，将所学知识又推上一个台阶。并且为下节课沉淀转化的学习埋下伏笔，有助于学生对沉淀转化本质的理解。
通过生产生活实际中这三个简单小问题的分析，让学生认识到生活中的沉淀溶解平衡现象，有助于让学生意识到化学来源于生活，并且培养学生运用所学知识解决实际生活问题的能力。
归纳总结，帮助学生梳理本节课的知识体系。
四．板书设计
（一）主板书：
沉淀溶解平衡
1.表示方法：PbI2(s) ??Pb2+(aq)+2I-(aq)
2.Ksp=[Pb2+][I-]2
3.影响因素：温度、浓度
（二）副板书：
（第一次）BaSO4(s) ??Ba2+(aq)+SO42-(aq) 设[Ba2+]=c，则[SO42-]=c。
Ksp=[Ba2+][SO42-]= 1.0×10-10 ，所以[Ba2+]=1.0×10-5
Mg(OH)2(s) ??Mg2+(aq)+2OH-(aq) 设[?Mg2+]=c，则[OH-]=2c。
Ksp=4c3= 5.6×10-12 ，c= 1.1×10-4
（第二次）学生书写定量计算过程判断为什么可以生成CuS沉淀。
