高中化学《3化学中的平衡31溶解平衡溶解过程中的动态平衡》271沪科课标教案教学设计文档格式.docx
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①难溶物完全不溶于水。
②难溶物的饱和溶液中不存在溶质的微粒(分子或离子)。
③对难溶物形成饱和溶液的微观过程过于抽象,难于理解。
任何物质只要达到饱和状态,就会存在溶解平衡,而本节课的标题为难溶电解质的沉淀溶解平衡,学生会误以为只有难溶电解质才存在溶解平衡,对于饱和溶液中存在溶解和结晶两个互逆过程,学生只有宏观的认识,并不能从微观进行深入的理解,这是本节的难点内容--沉淀溶解平衡模型的建立。
二、
教学目标
1、
认识难溶电解质在水溶液中存在的沉淀溶解平衡,并能结合实例说明,构建沉
淀溶解平衡模型,初步掌握沉淀溶解平衡和溶度积的概念。
2、通过对“难溶物是否溶解”和“难溶电解质在水中是否存在着沉淀溶解的可逆过程”的探究,能描述沉淀溶解平衡,发展学生证据推理与模型认知素养,让学生体会探究
2
难溶的
Mg(OH)2如何使海水保持一定的碱性?
确定Mg(OH)2为研究的沉淀溶解平衡体系
Mg(OH)2加水后上层清液成分探究
根据已有知识设计实验方案
联系生活、激发学生探究兴趣
以Mg(OH)2为例构建溶解平衡体系
观察实验现象,分析原因
设计与学生已有认知冲突的实验,从微观分析原因
根据数据计算上层清液中的pH值,解释为何起抑菌作用
Mg(OH)2沉淀溶解平衡的定量研究
利用Ksp进行简单的计算
引导学生利用Ksp解决实际问题
中思维灵活和深刻。
3、能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成、转化进行分析,通过平衡移动的实验设计,完成实验操作,观察记录的实验信息进行加工并获得溶解平衡移动的结论,突显科学本质的探究活动,
提高学生对科学本质的认识,培养学生的科学素养。
4、链接生活和工业中难溶物质的溶解平衡的应用以及相关的计算,体会沉淀溶解平衡对生产、生活的指导作用,激发学习化学的兴趣。
三、
教学重点、难点
教学重点:
“沉淀溶解平衡模型”的建立、溶度积常数的涵义;
沉淀的溶解、生成、转化的本质
教学难点:
“沉淀溶解平衡模型”的建立
四、
教学方法设计
本节课采用“化学实验科学探究模板”引导学生进行实验探究,通过情景创设,微观分析得出结论,将科学探究的方法设计成框架,以化学实验为切入点进行实践,使学生体验由提出问题——猜想与假设——收集证据——验证假设——得出结论的科学研究过程。
同时联系生活实际,采用问题教学法,用层层递进的问题来启发学生的思维,驱动学生的学习进程。
学法上强调学生有意义的自主建构。
用到了实验探究、讨论合作、类比学习、情境创设等方法。
教师在整节课中要起到引导帮助的作用,
并在适当时候给予鼓励性评价以帮助学生建立学会新知的信心。
教学设计思路
情境素材线索
问题线索
核心内容线索
学生活动线索
设计意图
海水中投加Mg(OH)2固体改善水体pH
值
3
可以如何促进Mg(OH)2沉淀的溶解
沉淀的溶解
NH4Cl溶液使Mg(OH)2沉淀溶解原理分析
分析思考问题,并实验验证
引导学生用沉淀溶解平衡理论解决实际问题
结合前面所学的盐类水解相关知识分析,产生冲突
微观分析溶液离子体系影响,并实验验证
引导学生从已有知识体系分析,突破思维,辩证看待问题
Mg(OH)2沉淀如何转化为Fe(OH)3沉淀?
沉淀的转化
引导学生总结规律并学会应用分析
五、
教学过程
学习任务一:
认识和建立难溶电解质沉淀溶解平衡模型
【文献资料】近年,沿海地区水产养殖业发展迅速,由于内湾海区海水循环交换能力较弱,黑臭底泥的长期堆积,导致养殖水体水质进一步恶化。
经研究,在海水中投加Mg(OH)2固体使水体pH
值得到改善并达到弱碱性(
pH为8.
5
~
9.
0),可活化好氧性细菌,促进底泥的分解,且能保持较长时间,从而抑制细菌的滋生,有效改善水质。
提出问题1:
猜想与假设:
你能模拟海水保持碱性的实验验证猜想吗?
实验设计1:
试剂:
Mg(OH)2固体、蒸馏水、酚酞、氢氧化钠、紫色石蕊试剂
固体加蒸馏水后:
固体无明显变化
解释:
Mg(OH)2是难溶电解质
上层清液:
滴加酚酞:
变红
c(OH-
)>c(H+)
滴加浓NaOH溶液,有沉淀生成。
提出问题2:
上层清液加入酚酞变红,氢氧根主要来源于哪里?
滴加浓NaOH溶液后,有沉淀生成说明什么?
学生回答:
上层清液加入酚酞变红,说明上层清液应该是氢氧化镁的饱和溶液,氢氧根来源于氢氧化镁固体部分溶解产生了氢氧根浓度增大。
根据电荷守恒,体系中有OH-,那应该也有一定量的Mg2+匹配,这两种离子在一定的浓度下可以共存,而滴加浓的氢氧化钠溶液后,OH-浓度增大与已有的Mg2+达到生成沉淀的要求,就有Mg(OH)2沉淀析出。
以Mg(OH)2沉淀溶解平衡为例
探究沉淀溶解平衡的应用
4
追问:
如果对原沉淀体系中滴加更多的蒸馏水,固体会溶解得更多吗?
学生答:
会,沉淀会继续溶解。
提出问题3:
在同一体系中,改变条件后沉淀可以生成也可以溶解。
能用化学用语描述一下这个体系吗?
没有外界条件干扰时,原先的体系中沉淀生成和溶解的速度相同,达到了一种平衡状态。
改变外界条件时,如增加OH-的浓度或加水稀释,平衡向生成沉淀或沉淀溶解的方向移动。
老师总结:
(1)Mg(OH)2难溶解并非不溶解。
当溶液中沉淀的生成和溶解的速率相同,达到了平衡状态,这就是沉淀溶解平衡。
这也是为什么难溶的
Mg(OH)2如何使海水保持一定的碱性,起到抑菌的作用。
(2)沉淀的生成是有条件的。
在一定的外界条件下,生成沉淀的条件是可以定量衡量的。
(3)类比前面所学的化学平衡的特征和平衡常数的表达,描述沉淀溶解平衡的特征,书写Ksp的表达式。
回顾已有的平衡知识,同学们不难写出沉淀溶解平衡方程式:
Mg(OH)2
(s)
Mg2+
(aq)
+
2OH-(aq)
建构起沉淀溶解平衡的特征:
逆、等、动、定、变。
像电离、水解平衡一样,沉淀溶解平衡也有平衡常数,同学们不难写出表达式:
Ksp=
c(Mg2+)×
c2(OH-),称为溶度积常数
结合课本P61资料表3-4,进一步理解溶解性表中的“溶与不溶”。
不溶是相对的,我们把溶解度小于0.01g的称为难溶。
学习评价一:
饱和氢氧化镁溶液滴加酚酞会变红,你能用数据说明吗?
(定量分析)
已知25
℃,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×
10-11,Mg(OH)2饱和溶液中,
c(Mg2+)=1.8×
10-5mol/L,求该溶液的pH。
(从实验现象,到用具体数据计算微观离子浓度的大小解释实验现象,能运用化学符号和定量计算说明物质的组成及变化。
)
由真实的问题情境提出探究性问题:
如何构建沉淀溶解平衡体系?
通过演示实验巧妙设计认知冲突,引导学生通过猜想假设、分析论证、类比推理的方式主动建构沉淀溶解平衡的模型,以培养学生的批判质疑思维和在陌生情境中解决冲突的能力。
结合实际情境,引导学生对沉淀溶解平衡的认识由定性上升到定量,对于培养学生的变量控制和精细思维能力具有重要价值。
学习任务二:
探究沉淀溶解平衡的应用--沉淀的溶解
海水酸化后,Mg(OH)2还能使海水保持一定的碱性吗?
实验室可以采取什么方法促进氢氧化镁沉淀的溶解?
学生能很快答出:
加酸后,破坏平衡体系,海水就不能保持一定的碱性了,另外加热也会会促进氢氧化镁沉淀的溶解。
是不是加热一定能使所以沉淀往溶解方向进行?
要注意什么问题?
还要考虑溶解度随温度变化是如何的。
加某些盐能不能促进氢氧化镁沉淀的溶解?
氯化铵、氯化铁溶液。
提供试剂,让同学们做实验验证猜想。
实验设计2:
结合化学平衡移动的原理,分别加入以下试剂能使氢氧化镁溶解平衡发生移动吗?
描述实验现象,并用勒夏特列原理解释。
四支试管分别制备好Mg(OH)2悬浊液后,
试管编号
①
②
③
④
滴加试剂
加热
2mol/LHCl
浓NH4Cl溶液
0.1mol/LFeCl3
现象
离子方程式解释
学习评价二:
1、某同学在往Mg(OH)2悬浊液先滴加酚酞变红,再逐滴滴加盐酸溶液出现以下现象,你能分析原因吗?
2、加入NH4Cl溶液,Mg(OH)2沉淀溶解,溶解的原理是什么呢?
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