3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第1课时（教学设计）化学沪科版选择性必修1

该高中化学教学设计聚焦难溶电解质的沉淀溶解平衡及溶度积常数，通过实验视频展示AgNO₃与NaCl反应生成AgCl沉淀，结合自来水厂净水等生活实例，引发学生对难溶电解质是否完全溶解的思考，衔接化学平衡理论，为沉淀转化等后续学习铺垫。 资料特色在于融合科学思维与科学探究，以实验视频和小组讨论激发兴趣，通过Ksp与离子积Q的关系判断沉淀生成溶解，培养证据推理能力，对应训练巩固离子浓度计算，帮助学生建立动态平衡的化学观念，提升解决实际问题能力，为教师提供结构化教学方案，提高课堂效率。

3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第1课时 难溶电解质的溶度积常数 一、知识目标 1.理解难溶电解质的沉淀溶解平衡概念，能正确书写沉淀溶解平衡表达式。 2.掌握溶度积常数的含义、表达式及影响因素，能根据与离子积的关系判断沉淀的生成、溶解情况。 3.学会运用进行相关计算，如求某一离子的浓度、计算离子的浓度比、判断沉淀某离子时的范围。 二、素养目标 1.理解难溶电解质的沉淀溶解平衡概念，能正确书写沉淀溶解平衡表达式。 2.掌握溶度积常数的含义、表达式及影响因素，能根据与离子积的关系判断沉淀的生成、溶解情况。 3.学会运用进行相关计算，如求某一离子的浓度、计算离子的浓度比、判断沉淀某离子时的范围。 一、教学重点 难溶电解质的沉淀溶解平衡概念、溶度积常数的含义及应用、的相关计算。 二、教学难点 沉淀溶解平衡的建立和移动、运用判断沉淀的生成、溶解情况及相关计算。 本节教学内容源自沪教版2020选择性必修1第3章《水溶液中的离子反应与平衡》中的3.4《难溶电解质的沉淀溶解平衡》课时1《难溶电解质的溶度积常数》。沉淀溶解平衡是化学平衡理论的重要应用，它在整个化学知识体系中起着承上启下的作用，既深化了学生对化学平衡原理的理解，又为后续学习沉淀的转化、离子的分离和检验等知识奠定基础。 教材首先通过将AgNO₃溶液与NaCl溶液混合生成AgCl沉淀的实例引入，引发学生思考溶液中是否还存在Ag⁺和Cl⁻，从而引出难溶电解质的概念。接着，通过展示不同电解质在水中的溶解度数据，引导学生认识到难溶电解质并非绝对不溶，而是存在沉淀溶解平衡。教材详细阐述了沉淀溶解平衡的建立过程、表达式及特点，并介绍了溶度积常数Ksp的含义、表达式、影响因素以及Ksp与离子积Q的关系，最后通过典型范例和计算类型，让学生学会运用Ksp进行相关计算。 教学对象为高二学生，经过之前的化学学习，学生已经掌握了化学平衡、弱电解质的电离平衡等知识，具备了一定的理论基础和分析问题的能力。但沉淀溶解平衡是一个较为抽象的概念，学生理解起来可能存在一定困难。 在思维方面，高中生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，需要借助具体的实例和直观的图像来帮助理解抽象的概念。在学习过程中，学生可能会受到之前所学知识的影响，如认为难溶电解质就是完全不溶的物质，难以理解沉淀溶解平衡的动态本质。 此外，学生在运用Ksp进行相关计算时，可能会出现对公式理解不透彻、计算错误等问题。因此，在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，结合具体实例，引导学生逐步理解沉淀溶解平衡的概念和Ksp的应用，通过适当的练习和反馈，帮助学生掌握相关知识和技能。同时，要注重培养学生的科学思维和探究能力，让学生在学习过程中体会化学学科的魅力。 教学环节一 课堂导入 【展示实验视频】同学们，老师先给大家播放一段实验视频。在视频中，我们可以看到将 AgNO₃ 溶液与 NaCl 溶液混合，瞬间就生成了白色的 AgCl 沉淀。大家都知道，溶液中有沉淀生成是离子反应发生的条件之一。现在老师有一个问题，如果上述两种溶液中 AgNO₃ 和 NaCl 的物质的量相等且充分反应，此时溶液中还有 Ag⁺ 和 Cl⁻ 吗？大家可以先独立思考一下，然后和小组内的同学交流讨论，大胆说出你们的想法。（给学生一些时间进行思考和小组讨论） 【联系生活实例】其实啊，沉淀现象在我们的生活和化工生产中都十分常见。比如在自来水厂净化水的过程中，会加入一些化学药剂使水中的杂质形成沉淀，从而达到净化水质的目的。再比如在矿石的冶炼过程中，也常常会利用沉淀反应来提取有用的金属。这些例子都说明沉淀反应在实际应用中有着重要的作用。那么，对于这些沉淀反应，溶液中的离子到底是怎样的一种存在状态呢？难溶电解质真的就完全不溶解吗？带着这些疑问，让我们一起走进今天的学习——难溶电解质的沉淀溶解平衡。 【设计意图】 1.激发学生兴趣：通过播放实验视频展示直观的化学现象，能迅速抓住学生的眼球，激发他们的好奇心和探索欲望。组织学生进行小组讨论，鼓励他们积极参与交流，提高学生的课堂参与度。 2.联系生活实际：列举自来水厂净化水和矿石冶炼等生活和化工生产中的实例，让学生明白化学知识与实际生活紧密相连，使抽象的化学知识变得具体而有趣，增强学生对化学学科的认同感和学习动力。 3.引发思考，导入新课：从实验现象和生活实例中提出问题，引导学生思考难溶电解质溶液中离子的存在状态，自然地过渡到本节课的主题，让学生带着问题去学习，明确学习目标，提高学习的主动性和积极性。 教学任务一 难溶电解质的沉淀溶解平衡概念及表达式 活动一 引入难溶电解质的沉淀溶解平衡概念 【引入】我们知道，溶液中有沉淀生成是离子反应发生的条件之一。例如，将 溶液与 溶液混合，会生成白色的 沉淀：。那么如果上述两种溶液中 和 的物质的量相等且充分反应，此时溶液中还有 和 吗？ 【设计意图】通过常见的沉淀反应提出问题，引发学生的思考，激发学生的学习兴趣，自然地引入本节课的主题——难溶电解质的沉淀溶解平衡。 【师生活动】 1.教师提出问题，引导学生思考并让学生发表自己的观点。 2.学生积极思考，可能会有不同的观点，有的学生可能认为溶液中没有 和 了，有的学生可能认为还有。 3.教师展示教材 77 页资料卡片中表 3 - 3 几种电解质的溶解度（20 °C），引导学生观察不同电解质在水中的溶解度差别，如 和 ，并提问从表中数据可知不同电解质溶解度差别大的原因是什么。 4.学生观察表格数据，思考教师提出的问题。 5.教师讲解溶解性的分类，指出人们习惯上将溶解度小于 0.01g 的电解质称为难溶电解质，尽管难溶电解质的溶解度很小，但在水中并不是绝对不溶。以 为例，说明即使过量的 也无法完全沉淀溶液中的 ，反应体系中 沉淀、 和 三种粒子共存。 6.教师通过动画或示意图展示 沉淀溶解的过程，讲解固体溶解和沉淀生成的动态过程，当沉淀和溶解的速率相等时，得到 的饱和溶液，即建立动态平衡。 7.学生观看动画或示意图，理解沉淀溶解平衡的建立过程。 【对应训练 1】下列关于难溶电解质的说法正确的是（ ） A. 难溶电解质在水中完全不能溶解 B. 难溶电解质就是溶解度小于 0.01g 的电解质 C. 难溶电解质的饱和溶液中不存在离子 D. 难溶电解质的沉淀溶解平衡是一种动态平衡 【答案】D 【解析】难溶电解质在水中并不是完全不能溶解，只是溶解度很小，A 错误；人们习惯上将溶解度小于 0.01g 的电解质称为难溶电解质，B 表述不准确；难溶电解质的饱和溶液中存在溶解平衡，有相应的离子，C 错误；难溶电解质的沉淀溶解平衡是一种动态平衡，沉淀和溶解的速率相等，D 正确。 【对应训练 2】下列物质属于难溶电解质的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】、 是易溶电解质， 是微溶电解质， 溶解度小于 0.01g，属于难溶电解质，C 正确。 活动二 沉淀溶解平衡表达式的书写 【引入】我们已经了解了难溶电解质的沉淀溶解平衡的概念，那么如何用化学语言准确地表达这种平衡呢？下面我们来学习沉淀溶解平衡表达式的书写。 【设计意图】在学生掌握沉淀溶解平衡概念的基础上，引导学生学习其表达式的书写，加深对概念的理解和应用。 【师生活动】 1.教师以 为例，写出其沉淀溶解平衡表达式：，强调难溶电解质用“s”标明状态，溶液中的离子用“aq”标明状态，并用“”连接。 2.教师讲解反应起始、沉淀增多、充分反应后等不同阶段沉淀和溶解速率的关系，如反应起始时 ，沉淀增多；充分反应后 ，沉淀不再增多，达到沉淀溶解平衡。 3.学生理解教师讲解的内容，记录沉淀溶解平衡表达式的书写规范和反应不同阶段的速率关系。 4.教师给出 、、、、 等难溶电解质，让学生写出它们的沉淀溶解平衡表达式。 5.学生进行书写，教师巡视指导，纠正学生书写过程中出现的错误。 6.教师选取部分学生的答案进行展示和评价，强调书写时要注意元素守恒、电荷守恒。 【对应训练 3】写出 的沉淀溶解平衡表达式。 【答案】 【解析】根据沉淀溶解平衡表达式的书写规范，难溶电解质 用“s”标明状态，溶液中的 和 用“aq”标明状态，并用“”连接，同时要注意电荷守恒和元素守恒， 电离出 1 个 和 3 个 。 教学任务二 溶度积常数 活动一 溶度积常数 的含义、表达式及影响因素 【引入】在难溶电解质的沉淀溶解平衡中，有一个重要的常数可以反映难溶电解质在水中的溶解能力，这就是溶度积常数 。下面我们来学习 的相关知识。 【设计意图】引入溶度积常数的概念，让学生了解其在研究难溶电解质沉淀溶解平衡中的重要作用。 【师生活动】 1.教师讲解溶度积常数 的含义，指出它是难溶电解质沉淀溶解平衡的平衡常数。以 和 为例，写出它们的溶度积常数表达式：，，强调固体纯物质不列入溶度积常数表达式。 2.学生记录溶度积常数的含义和表达式，理解固体纯物质不列入表达式的原因。 3.教师展示 25 °C 时常见难溶电解质的溶度积常数表格，让学生分析能得到哪些规律。 4.学生观察表格数据，思考并回答问题，可能会得出不同物质的溶度积各不相同，有大有小； 越小，越难溶等结论。 5.教师总结 的特点： 反映了难溶电解质在水中的溶解能力； 与温度有关，其它条件一定时，一般温度越高， 越大。 6.学生理解并记录 的特点。 【对应训练 1】已知 的溶度积常数表达式为 ，则 的沉淀溶解平衡表达式为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】根据溶度积常数表达式与沉淀溶解平衡表达式的关系，由 可知， 沉淀溶解平衡时电离出 2 个 和 1 个 ，所以沉淀溶解平衡表达式为 ，A 正确。 【对应训练 2】下列关于溶度积常数 的说法正确的是（ ） A. 只与难溶电解质本身的性质有关 B. 越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强 C. 升高温度， 一定增大 D. 向难溶电解质的饱和溶液中加入相同离子， 会减小 【答案】B 【解析】 与难溶电解质本身的性质和温度有关，A 错误； 反映了难溶电解质在水中的溶解能力， 越大，难溶电解质在水中的溶解能力越强，B 正确；一般温度越高， 越大，但也有特殊情况，升高温度， 不一定增大，C 错误； 只与温度有关，向难溶电解质的饱和溶液中加入相同离子， 不变，D 错误。 活动二 根据 与离子积 的关系判断沉淀的生成、溶解情况 【引入】在实际应用中，我们常常需要判断难溶电解质的沉淀或溶解情况，这就需要根据某温度下溶度积 与溶液中离子积 的相对大小来进行判断。下面我们来学习这方面的知识。 【设计意图】让学生掌握根据 与 的关系判断沉淀生成、溶解情况的方法，提高学生解决实际问题的能力。 【师生活动】 1.教师讲解离子积 的概念，它是溶液中离子浓度幂之积。给出 与 的关系： 时，溶液中无沉淀析出； 时，沉淀与溶解处于平衡状态； 时，溶液中有沉淀析出。 2.学生理解离子积 的概念和 与 的关系。 3.教师通过具体的例子，如在含有 和 的溶液中，计算不同情况下的 值，并与 比较，判断是否有沉淀生成。 4.学生跟随教师的思路进行计算和判断，理解如何根据 与 的关系判断沉淀情况。 5.教师引导学生归纳总结浓度熵 与溶度积 的关系，考虑溶液中原先是否有沉淀的不同情况。 6.学生进行归纳总结，记录不同情况下 与 关系对应的沉淀变化情况。 【对应训练 3】已知 ，在某溶液中 ，，判断是否有 沉淀生成。 【答案】有沉淀生成。 【解析】首先计算离子积 ，，因为 ，所以溶液中有 沉淀生成。 教学任务三 的相关计算 活动一 求某一离子的浓度 【引入】在难溶电解质的沉淀溶解平衡中，我们可以根据溶度积常数 进行相关计算，首先我们来学习求某一离子的浓度的计算方法。 【设计意图】让学生掌握根据 求某一离子浓度的计算方法，提高学生的计算能力和运用知识解决问题的能力。 【师生活动】 1.教师给出示例：25°C， 的 ，若溶液中 ，求溶液中 的浓度。 2.教师引导学生分析解题思路，根据 的沉淀溶解平衡表达式 和溶度积常数表达式 ，可以推导出 $\mathrm{c(Mg^{2 + }) = \frac{K_{sp}}{c^2(OH^-)}$。 3.学生跟随教师的思路进行推导和计算，得出 。 4.教师总结求某一离子浓度的方法，强调要根据沉淀溶解平衡表达式和溶度积常数表达式进行推导计算。 5.学生记录求某一离子浓度的方法。 【对应训练 1】已知 ，在某 的饱和溶液中，，求 。 【答案】 【解析】根据 的沉淀溶解平衡表达式 和溶度积常数表达式 ，可得 。 活动二 计算离子的浓度比 【引入】除了求某一离子的浓度，我们还可以根据 计算离子的浓度比。下面我们通过具体的例子来学习这种计算方法。 【设计意图】拓宽学生的计算类型，让学生掌握根据 计算离子浓度比的方法。 【师生活动】 1.教师给出示例：25°C，反应 达到平衡时，求溶液中 的比值，已知 ，。 2.教师引导学生分析解题思路，根据 和 的沉淀溶解平衡 3.4 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第1课时 难溶电解质的溶度积常数 一、难溶电解质的沉淀溶解平衡 1.难溶电解质 o定义：溶解度小于0.01g的电解质 o溶解情况：并非绝对不溶 2.沉淀溶解平衡 o概念：一定温度下，沉淀和溶解速率相等时的动态平衡 o表达式：如AgCl(s)⇌Ag+(aq) + Cl-(aq) o特征：动态平衡、v(沉淀)=v(溶解) 二、溶度积常数Ksp 1.含义：难溶电解质沉淀溶解平衡的平衡常数 2.表达式：如AgCl(s)⇌Ag+(aq) + Cl-(aq)，Ksp = c(Ag+)·c(Cl-) 3.影响因素：温度（一般温度越高，Ksp越大） 4.与离子积Q的关系 oQ ＜ Ksp：溶液中无沉淀析出 oQ ＝ Ksp：沉淀与溶解处于平衡状态 oQ ＞ Ksp：溶液中有沉淀析出 三、Ksp计算 1.求某一离子的浓度 2.计算离子的浓度比 3.判断沉淀某离子时的pH范围 1.下列关于沉淀溶解平衡的说法正确的是（ ） A. 只有难溶电解质才存在沉淀溶解平衡过程 B. 沉淀溶解平衡过程是可逆的 C. 在平衡状态时，v溶解＝v沉淀＝0 D. 达到沉淀溶解平衡的溶液不一定是饱和溶液 【答案】B 【解析】A. 不仅难溶电解质存在沉淀溶解平衡过程，易溶电解质也可能存在沉淀溶解平衡，如饱和氯化钠溶液中存在氯化钠的沉淀溶解平衡，A选项错误；B. 沉淀溶解平衡过程是可逆的，沉淀和溶解是同时进行的，B选项正确；C. 在平衡状态时，v溶解＝v沉淀≠0，是动态平衡，C选项错误；D. 达到沉淀溶解平衡的溶液一定是饱和溶液，D选项错误。 2.下列有关AgCl的沉淀溶解平衡说法正确的是（ ） A. AgCl沉淀生成和沉淀溶解达到平衡后不再进行 B. AgCl难溶于水，溶液中没有Ag＋和Cl－ C. 升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大 D. 向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变 【答案】C 【解析】A. AgCl沉淀生成和沉淀溶解达到平衡后，沉淀和溶解仍在进行，只是速率相等，A选项错误；B. AgCl难溶于水，但溶液中存在少量的Ag＋和Cl－，B选项错误；C. 一般来说，升高温度，物质的溶解度增大，所以升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大，C选项正确；D. 向AgCl沉淀溶解平衡体系中加入NaCl固体，Cl－浓度增大，平衡逆向移动，AgCl沉淀的溶解度减小，D选项错误。 3.25°C时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s)⇌Pb2＋(aq)＋2I－(aq)，加入KI溶液，下列说法正确的是（ ） A. 溶液中Pb2＋和I－浓度都增大 B. 溶度积常数Ksp增大 C. 沉淀溶解平衡向右移动 D. 溶液中Pb2＋浓度减小 【答案】D 【解析】A. 加入KI溶液，I－浓度增大，沉淀溶解平衡逆向移动，Pb2＋浓度减小，A选项错误；B. 溶度积常数Ksp只与温度有关，温度不变，Ksp不变，B选项错误；C. 加入KI溶液，I－浓度增大，沉淀溶解平衡逆向移动，C选项错误；D. 加入KI溶液，I－浓度增大，沉淀溶解平衡逆向移动，溶液中Pb2＋浓度减小，D选项正确。 4.一定温度下，将足量的AgCl分别放入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的顺序是（ ） ①20mL0.01mol·L－1KCl溶液②30mL0.02mol·L－1CaCl2溶液③40mL0.03mol·L－1HCl溶液④10mL蒸馏水 ⑤50mL0.05mol·L－1AgNO3溶液 A. ①>②>③>④>⑤ B. ④>①>③>②>⑤ C. ⑤>④>②>①>③ D. ④>③>⑤>②>① 【答案】B 【解析】AgCl存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag＋(aq)＋Cl－(aq)。①0.01mol·L－1KCl溶液中，Cl－浓度为0.01mol·L－1；②0.02mol·L－1CaCl2溶液中，Cl－浓度为0.04mol·L－1；③0.03mol·L－1HCl溶液中，Cl－浓度为0.03mol·L－1；④蒸馏水中不存在影响AgCl溶解平衡的离子；⑤0.05mol·L－1AgNO3溶液中，Ag＋浓度为0.05mol·L－1。根据同离子效应，溶液中存在与AgCl溶解产生的离子相同的离子时，会抑制AgCl的溶解，且离子浓度越大，抑制作用越强，溶解度越小。所以AgCl的溶解度由大到小的顺序是④>①>③>②>⑤，B选项正确。 5.已知：pAg＝－lgc(Ag＋)，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)。如图是向10mLAgNO3溶液中逐滴加入0.1mol·L－1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积变化的图像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是（ ） A. 原AgNO3溶液的物质的量浓度为0.1mol·L－1 B. 图中x点的坐标为(100,6) C. 图中x点表示溶液中Ag＋被恰好完全沉淀(浓度为0) D. 若把0.1mol·L－1NaCl溶液换成0.1mol·L－1NaI溶液，则图像在终点后变为虚线部分 【答案】B 【解析】A. 加入NaCl溶液前，pAg = 1，即c(Ag＋) = 0.1mol·L－1，但原AgNO3溶液的体积为10mL，不能确定其物质的量浓度为0.1mol·L－1，A选项错误；B. x点时，Ag＋与Cl－恰好完全反应，此时消耗NaCl溶液的体积为100mL，c(Ag＋) = c(Cl－)≈ 10－5mol·L－1，pAg = 5，B选项正确；C. 一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5mol/L时，沉淀反应达到完全，但溶液中Ag＋浓度不为0，C选项错误；D. 因为Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，若把0.1mol·L－1NaCl溶液换成0.1mol·L－1NaI溶液，生成AgI沉淀，pAg会更小，图像在终点后应在虚线下方，D选项错误。 在本节课的教学中，通过实验和实例引入难溶电解质的沉淀溶解平衡概念，学生较易理解。但在讲解溶度积常数及相关计算时，部分学生理解存在困难，尤其是根据Ksp判断沉淀某离子时的pH范围这一类型的计算。在今后的教学中，应加强对抽象概念的形象化讲解，多结合实际例子帮助学生理解。同时，增加课堂练习的时间，让学生及时巩固所学知识，提高解题能力。此外，要关注学生的反馈，针对学生的问题进行有针对性的辅导。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $