《(2020年)企业管理难溶电解质的溶解平衡教学设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(2020年)企业管理难溶电解质的溶解平衡教学设计（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、教学设计在学生学习了弱电解质的电离平衡、水的电离和溶液的酸碱性、盐类水解平衡之后，教科书接着介绍“难溶电解质的溶解平衡”，可帮助学生更全面的了解水溶液中离子平衡相关的理论，使他们更为透彻地理解在溶液中发生离子反应的原理。本节内容的基本知识框架是：在教学方法上，本节教材以理论分析与实验探究并重，注重学习过程的作用。先后以四个【思考与交流】为主线，辅助以必要的【资料】查询、“废水处理化学沉淀法工艺流程”介绍和“实验”活动，始终强调学生的主动参与。关于学习过程中的思维训练，教科书突出地以辩证思维为特征，以溶解与沉淀这两个互逆的过程作为研究的对象，从“沉淀的生成”“沉淀的溶解”和“沉淀的转化”等不
2、同角度反复地论证物质溶解的绝对性和物质溶解限度大小的相对性，并且在论证物质的“溶”与“不溶”之间更使水溶液中各种微观粒子的相互作用以动态的形式展示出来，最终得出结论：沉淀的生成、溶解和转化实质就是沉淀溶解平衡的建立和移动的过程。教学中应注意的问题：1. 为了便于学生深入理解难溶电解质的溶解平衡，教科书通过【科学视野】提供了有关“溶度积”的阅读材料供学生选学和参考。教学中不要求学生掌握有关“溶度积”的计算。2. 把握住知识的深度和教学语言的科学性，在难电离物质的溶解平衡问题上的讨论宜粗不宜细。需要指出的是，难溶电解质的溶解平衡和难电离物质（弱电解质）的电离平衡不能混为一谈。首先从物质类别方面看，
3、难溶电解质可以是强电解质也可以是弱电解质如BaSO4是强电解质，而Al(OH) 3是弱电解质，而难电离物质只能是弱电解质。再从变化的过程来看，溶解平衡是指已溶解的溶质与未溶解的溶质之间形成的沉淀与溶解的平衡状态；而电离平衡则是指已经溶解在溶液中的弱电解质分子与离子之间的转化达到平衡状态。关于这类问题要让学生了解，但不必深入探讨。本节教学重点：难溶电解质的溶解平衡。本节教学难点：难溶电解质的溶解和转化。教学建议如下：1. 新课引入。通过一组补充实验，帮助学生回顾溶解平衡的相关知识，为后面将“有难溶物生成的离子反应”转化为“难溶电解质溶解的问题”来研究作铺垫。【补充实验3-4-1】展示室温下NaC
4、l的饱和溶液，并明确NaCl的溶解是在水分子的作用下实现的。【讨论】（1）可采用什么方法判断该溶液是否为NaCl的饱和溶液？NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时有何特征？取2 mL NaCl溶液于一支试管中，加入少量NaCl晶体，充分振荡后，晶体没有溶解，表明该溶液是NaCl的饱和溶液，否则就不是。（可同时用实验验证）当NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时，其溶解速率与结晶速率相等；并且只要溶解平衡的条件（如温度、溶剂的量等）不变，该溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定值。（2）欲使该溶液中NaCl析出的方法有哪些？加热浓缩；冷冻降温。【补充实验3-4-2】取4 mLNaCl饱和溶液，滴加12
5、滴浓盐酸（约12 mol/L），即可观察到大量白色沉淀产生。（提示：常温下NaCl饱和溶液的质量分数约为26.5%，密度约为1.20 g/cm3，物质的量浓度约为5.43 mol/L）【讨论】你认为发生上述变化现象的原因是什么？根据溶液中离子的组成，析出的只能是NaCl晶体。由于浓盐酸的加入，使c(Cl-）明显增大,进而使溶液中Na+和Cl-结晶速率加快,所以有NaCl晶体析出。上面的实验和讨论共同证明了一点：溶解在溶液中的Na+和Cl-仍然存在着相互作用，仍然有机会重新结合，甚至形成NaCl“沉淀”析出，这与溶液中有难溶电解质生成的离子反应有极大的相似性。同时，也证明了NaCl的溶解过程是可
6、逆的，在NaCl的饱和溶液中确实存在着溶解平衡。【问题】可溶性电解质的溶解既然存在着溶解平衡，那么难溶电解质在水中是否也存在着溶解平衡呢？（可以由此引出新课中的第一个【思考与交流】）2. 教学中，应让学生明白：为什么要将“生成沉淀的离子反应”转化成“固体溶解的问题”来讨论。这是因为“生成沉淀的离子反应”常常给人的印象是一种单向的变化过程，是不可逆的，而“固体溶解”却是一种双向互变的、动态的过程。因此，这种讨论问题方式的改变不仅仅是为了介绍一个知识点，更是对一种思维方式的探讨。当我们需要深入了解事物变化的原因时，常常需要摆脱习惯的定势思维模式，学会变换观察问题的角度来重新认识和思考，并且我们关注
7、的也不应仅仅是发生变化的事物本身，还要关注影响事物变化的环境。以AgNO3溶液与NaCl溶液反应为例。在AgNO3溶液中，Ag+显然是在水分子的作用下成为溶液中自由移动的离子，但是与NaCl溶液混合时立即会出现白色沉淀，这表明Ag+和Cl-之间存在着强烈的相互作用，环境的改变使离子存在的形态也发生了根本性的改变。但是，对于已经形成沉淀的AgCl来说，溶液中的水分子是否可能使其中的部分Ag+和Cl-重新溶解呢？当学生查阅了相关资料后，答案应该是肯定的。至此，对于AgCl沉淀的生成可以有如下几点认识：（1）Ag+和Cl-之间存在着强烈的相互作用；（2）AgCl在水中的溶解度确实很小；（3）在一定条
8、件下，AgCl在水中的溶解可以处于平衡状态。通常，我们习惯认为AgCl是“不溶”性物质，AgNO3溶液与NaCl溶液的反应是“不可逆反应”，现在看来，这些都不是绝对的。当我们将“生成沉淀的离子反应”转化成“固体溶解的问题”来讨论时，我们所研究的对象就自然地处于动态地、变化的状态之中，我们对生成沉淀的离子反应本质就有了更为透彻地理解，这也为后面学习沉淀的溶解与转化奠定了基础。3. 关于沉淀的生成和溶解，实际是分别围绕着难溶电解质溶解平衡中两个不同的方面进行讨论。这部分设计了两个【思考与交流】活动，主要是激发学生的思维，起一个导向作用，至于讨论问题的广度和深度须视学生实际情况而定。但需要使学生明白
9、：生成难溶电解质的沉淀，是工业生产、环保工程和科学研究中除杂质或提纯物质的重要方法之一（并不是唯一方法！）。可以在重点讨论溶液中Fe3+（也可以是其他离子）的沉淀方法的基础上，大概地介绍以下几点：（1）沉淀剂的选择（要求除去溶液中的某种离子，又不能影响其他离子的存在，并且由沉淀剂引入溶液的杂质离子还要便于除去）；（2）形成沉淀和沉淀完全的条件（由于难溶电解质溶解平衡的存在，在合理选用沉淀剂的同时，有时还需要考虑溶液pH和温度的调控）；（3）不同沉淀方法的应用。直接沉淀（为除去指定的溶液中某种离子或获取该难溶电解质）；分步沉淀（为鉴别溶液中含有哪些离子，或是为分别获得不同难溶电解质）；共沉淀（为
10、除去一组某种性质相似的离子，加入合适的沉淀剂）；通过氧化还原反应等方式改变某离子的存在形式，促使其转变为溶解度更小的难溶电解质以便分离出去。另一方面，关于沉淀溶解的讨论，必须以探讨影响溶解平衡移动的条件为中心，了解几种促使沉淀溶解的基本方法，如通过温度的改变、溶液pH的调控、弱电解质的形成等等。根据学生情况，还可以简略介绍配位化合物的形成或氧化还原反应等因素对难溶电解质溶解平衡的影响。4. 关于沉淀的转化，应该理解为难溶电解质溶解平衡移动的一种特殊形式（尽管原有的难溶电解质并没有完全转化为可溶物的形式）。围绕【实验3-4】的讨论，结合卤化银的转化和硫化银的生成，需要从溶解平衡移动的角度具体分析
11、，例如：尽管课程标准并不要求学生掌握“溶度积相关的计算”，但为了便于学生在【思考与交流】活动中能真正理解难溶电解质转化的原理，可以考虑把相关溶度积常数作为信息提供给学生，通过教师的辅助，使学生大致了解：虽然AgCl饱和溶液中c(Ag+）很小，但AgI的溶解度更小，所以能使溶液中c(Ag+）降到更低，致使AgCl的溶解平衡发生移动，最终会全部转化为AgI。在完成上述分析之后，应引导学生写出相关反应的离子方程式：I- + AgCl(s) AgI(s)+ Cl-这有助于学生对难溶电解质的转化有一个比较完整的理解。二、活动建议【实验3-3】实验中的Mg(OH) 2沉淀可以通过MgCl2溶液与NaOH溶
12、液反应生成，然后通过过滤或离心机分离获得沉淀物。实验中应使用过量的NH4Cl浓溶液，并要注意充分振荡，以加速Mg(OH) 2的溶解。实际上，Mg(OH) 2沉淀溶于NH4Cl溶液具有较大的可逆性。Mg(OH) 2可以溶于NH4Cl溶液转化成MgCl2和NH3H2O，而MgCl2溶液也能与氨水作用生成Mg(OH) 2沉淀。原因是：Mg2+在溶液中开始沉淀的pH为9.5，完全沉淀时的pH为11.0。虽然Mg(OH)2属于难溶电解质，但其溶解于水的部分足以使酚酞溶液变红。如果在该实验中补充这个内容，也可以帮助学生直观认识到物质的“不溶性”是相对的。实验现象如下表所示：【实验3-4】实验中，先后滴加N
13、aCl溶液、KI溶液、Na2S溶液，最好均为10滴。若滴入量太少（如各23滴），虽可能先后观察到AgCl、AgI、Ag2S的沉淀形成，但只是形成几种难溶电解质的混合物，并不是难溶电解质间的转化，以致不能真正达到实验的预期目的。【实验3-5】为加速Mg(OH)2转化成Fe(OH)3，可在滴加FeCl3溶液之后充分振荡，再静置观察。三、问题交流【思考与交流1】此交流的作用在于让学生应用已学知识积极思考，有利于其对沉淀溶解平衡的理解。1.溶解度可以很小很小，但仍有度。溶与不溶，是相对的，没有绝对不溶的物质。2.生成沉淀的离子反应不能真正进行到底。说生成沉淀的离子反应能够完全也是相对的。【 思考与交流
14、2】该交流具有对沉淀生成反应应用进行小结的性质。1. 在无需考虑其他因素的情况下，从溶解度大小考虑，应选择钡盐。2. 从溶解度是否足够小考虑。选择合适的沉淀剂或不断破坏溶解平衡使平衡向生成沉淀的反应方向移动。在溶液中，不能通过沉淀的方法除去要除去的全部离子。但一般认为，当欲除去的离子浓度小于1105 mol/L时，沉淀基本完全。【思考与交流3】1. 溶于盐酸：Mg(OH)2+2HCl = MgCl2+H2O溶于氯化铵：Mg(OH)2+2NH4Cl = MgCl2+2NH3H2O2. 上面两个反应中，Mg(OH) 2在水中少量溶解、电离出的OH分别与酸和盐电离出的H、NH4作用，生成弱电解质H2
15、O和NH3H2O，它们的电离程度小，在水中比Mg(OH) 2更难释放出OH，H2O和NH3H2O的生成使Mg(OH) 2的溶解沉淀平衡向溶解方向移动，直至完全溶解。设法从沉淀溶解平衡体系中不断移去沉淀溶解、电离出的离子，如使生成弱电解质，可达到使沉淀溶解的目的。【思考与交流4】1. 如教科书下文中所述。2. 颠倒操作步骤，转化不会发生。沉淀只能从溶解度小的转化为溶解度更小的。解释略。四、习题参考(一) 参考答案1. 文字描述略。2. C；3. D；4. C。5. (1) S2与H作用生成的H2S气体会逸出反应体系，使FeS的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。(2) 硫酸钙也难溶于水，因此向碳酸钙中加硫酸是沉淀转化的问题，但硫酸钙的溶解度大于碳酸钙，转化不能实现。醋酸钙溶于水，且醋酸提供的H与碳酸钙沉淀溶解平衡中的CO32-作用，可生成CO2逸出反应体系，使其沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。(3) 硫酸溶液中的SO42-对BaSO4的沉淀溶解平衡有促进平衡向生成沉淀的方向移动的作用。6. 略。(二) 补充习题1. 要除去MgCl2酸性溶液里少量的FeCl3，不宜选用的试剂是（）。（A）MgO （B）MgCO3 （C）NaOH （D）Mg(OH)22. 已知25 ，AgI的饱和溶液中c(Ag+）为1.2210-8 mol/L，
