第四单元 沉淀溶解平衡 第1课时（教学设计） 化学苏教版2019选择性必修1

该高中化学教学设计聚焦沉淀溶解平衡原理及溶度积常数应用，通过溶洞奇观视频导入，联系生活实例引发兴趣，衔接化学平衡等前序知识，搭建学习支架。 特色在于实验探究与核心素养融合，以PbI₂溶解实验让学生直观感受平衡建立，结合Ksp数据推理沉淀生成，培养宏观辨识、证据推理与科学探究能力。对应训练巩固知识，提升学生抽象思维，为教师提供结构化教学参考。

第四单元 沉淀溶解平衡 第1课时 沉淀溶解平衡原理 一、知识目标 1. 通过实验探究，认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡。 1. 能够根据化学平衡原理分析沉淀溶解平衡的影响因素。 1. 掌握溶度积常数的概念、表达式、影响因素及意义，能够利用离子积与溶度积常数的关系判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观上观察难溶电解质的溶解和沉淀现象，从微观上理解沉淀溶解平衡的建立和移动，能运用平衡移动原理分析外界条件对沉淀溶解平衡的影响。 1. 证据推理与模型认知：通过对实验现象的分析和数据的处理，建立沉淀溶解平衡的模型，依据溶度积规则进行推理判断难溶电解质的沉淀和溶解情况。 1. 科学探究与创新意识：通过实验探究的溶解情况，培养科学探究能力和创新思维，体会实验探究在化学研究中的重要作用。 一、教学重点 沉淀溶解平衡的建立、特征及影响因素，溶度积常数的概念、表达式及应用。 二、教学难点 沉淀溶解平衡的移动及利用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解，不同类型难溶电解质溶解能力的比较。 本节教学内容源于苏教版（2019年版）高中化学选择性必修1专题3《水溶液中的离子反应》第四单元《沉淀溶解平衡》第1课时《沉淀溶解平衡原理》。沉淀溶解平衡是化学平衡理论应用的延续和深化，是在学生学习了化学平衡、弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡之后的又一个平衡体系。它不仅为学生后续学习物质的分离、提纯等知识奠定基础，而且对于培养学生的化学思维和解决实际问题的能力具有重要作用。 按照课标要求和知识的逻辑性，本课时内容主要包括沉淀溶解平衡原理和溶度积常数及其应用两部分。教材通过“溶洞的形成”这一生活实例引入新课，引发学生的学习兴趣和探究欲望。在讲解沉淀溶解平衡原理时，以PbI₂的溶解实验为载体，引导学生观察实验现象，分析实验结论，从而建立沉淀溶解平衡的概念，并总结其特征和影响因素。在介绍溶度积常数及其应用时，通过具体的实例和数据，让学生理解溶度积常数的表达式、影响因素和意义，并学会运用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解情况。 教学对象是高二学生，他们在之前的学习中已经掌握了化学平衡、弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡等知识，具备了一定的化学平衡理论基础和分析问题、解决问题的能力。但沉淀溶解平衡是一种特殊的化学平衡，学生对于难溶电解质在水溶液中存在的动态平衡可能理解起来有一定难度。 在思维方面，高二学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们需要通过具体的实验和实例来理解抽象的概念和理论。因此，在教学过程中，应充分利用实验探究和生活实例，帮助学生直观地感受沉淀溶解平衡的存在和影响因素。 此外，学生在学习过程中可能会将沉淀溶解平衡与其他平衡体系混淆，不能准确判断沉淀的生成和溶解情况。在教学中，要引导学生对比不同平衡体系的特点和区别，通过针对性的练习和案例分析，帮助学生掌握溶度积规则的应用，提高他们运用化学平衡理论解决实际问题的能力。同时，要鼓励学生积极参与课堂讨论和实验探究，培养他们的科学思维和创新能力。 教学环节一 新课导入 【播放溶洞奇观视频】同学们，现在让我们一起欣赏一段大自然的壮丽景观。（播放一段溶洞的视频，视频中展示出溶洞内各种奇形怪状的钟乳石、石笋等景观）大家看，这些溶洞就像是大自然精心雕琢的地下宫殿，是不是非常神奇？相信大家在惊叹于这些美景的同时，也会好奇它们是如何形成的。 【提出问题引导思考】其实啊，溶洞的形成和我们今天要学习的化学知识密切相关。大家想一想，石灰岩的主要成分是碳酸钙，碳酸钙是难溶于水的，可为什么经过漫长的时间，它会形成如此壮观的溶洞呢？这背后究竟隐藏着怎样的化学奥秘呢？这就和我们接下来要学习的沉淀溶解平衡原理有关啦。 【设计意图】 1. 激发学生兴趣：通过播放精彩的溶洞奇观视频，直观地展示大自然的神奇景象，能瞬间抓住学生的眼球，激发他们对未知知识的好奇心和探索欲望，使学生快速融入课堂氛围。 1. 联系生活实际：以溶洞的形成为实例，将抽象的化学知识与生活中常见的自然现象相联系，让学生感受到化学就在我们身边，增强学生对化学学科的亲切感和认同感，提高学生的课堂参与度。 1. 引发思考，导入新课：提出关于溶洞形成原因的问题，引发学生的思考，自然地引出本节课的主题——沉淀溶解平衡原理，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。 教学环节二 沉淀溶解平衡原理 活动一 引入沉淀溶解平衡概念 【情景引入】当我们外出旅游、沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰岩岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞，大家知道它是如何形成的吗？这与化学平衡又有什么关系呢？带着这些疑问，我们进入今天的学习。 【师生活动】 教师：提出问题，展示溶洞的图片，引导学生思考溶洞形成与化学平衡的联系。 学生：观察图片，思考教师提出的问题，激发学习兴趣。 设计意图：通过展示溶洞的奇妙景观和提出问题，引发学生的好奇心和求知欲，自然地引入本节课的主题——沉淀溶解平衡。 【对应训练 1】关于沉淀溶解平衡，下列说法错误的是（ ） A. 沉淀溶解平衡是一种动态平衡 B. 达到平衡时，沉淀和溶解的速率都为 0 C. 外界条件改变时，沉淀溶解平衡可能会发生移动 D. 沉淀溶解平衡遵循化学平衡移动原理 【答案】B 【解析】沉淀溶解平衡是一种动态平衡，达到平衡时，沉淀的生成和溶解速率相等，但不为 0，故 B 错误；沉淀溶解平衡是动态平衡，外界条件改变时，平衡可能会发生移动，且遵循化学平衡移动原理，A、C、D 正确。 活动二 探究沉淀溶解平衡的建立 【师生活动】 教师：进行的溶解实验，（1）将少量碘化铅（，难溶于水）固体加入到盛有一定量水的 50 mL 烧杯中，用玻璃棒充分搅拌，静置。（2）从烧杯中取 2 mL 上层清液于试管中，逐滴加入溶液，充分振荡，静置。引导学生观察实验现象，并提问通过这个实验能得出什么结论。 学生：仔细观察实验现象，记录试管中有黄色沉淀生成。思考教师的问题，回答的溶解度很小，但仍有极少量的溶解，溶于水的过程中，同时存在着溶解过程和沉淀过程：。 教师：评价学生的回答，总结实验结论，进一步讲解沉淀溶解平衡的建立过程。 设计意图：通过实验探究，让学生直观地感受难溶电解质在水溶液中存在溶解和沉淀的过程，从而理解沉淀溶解平衡的建立，培养学生的观察能力和思维能力。 【对应训练 2】在一定温度下，把少量固体加入到一定量水中，充分搅拌后，有固体剩余。下列说法正确的是（ ） A. 溶液中不存在和 B. 再加入少量固体，溶解速率加快 C. 此时，溶解和沉淀的速率相等 D. 升高温度，的溶解速率不变 【答案】C 【解析】存在沉淀溶解平衡：，溶液中存在和，A 错误；再加入少量固体，溶解速率和沉淀速率都不变，B 错误；有固体剩余，说明达到了沉淀溶解平衡，此时溶解和沉淀的速率相等，C 正确；升高温度，溶解速率加快，D 错误。 活动三 理解沉淀溶解平衡的概念、特征和影响因素 【师生活动】 教师：讲解沉淀溶解平衡的概念：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，体系中形成了饱和溶液，即建立了动态平衡，叫做沉淀溶解平衡。并给出难溶电解质的沉淀溶解平衡的一般表达式为。接着分析沉淀溶解平衡的特征：逆（可逆过程）、等（动态平衡，）、动、定（达到平衡状态时，固体质量、溶液中的离子浓度保持不变）、变（当改变外界条件时，沉淀溶解平衡发生移动）。然后引导学生从内因和外因两方面分析影响沉淀溶解平衡的因素。 学生：认真听讲，理解沉淀溶解平衡的概念、特征和影响因素。思考教师提出的问题，分析自然界中溶洞形成的原理，即当溶有的水流经石灰岩时，发生平衡，尝试分析当外界条件（如浓度、温度等）改变时，上述平衡的移动情况。 教师：巡视学生的思考情况，给予指导和纠正。请学生代表回答问题，评价并总结影响沉淀溶解平衡的因素，强调注意事项：①沉淀溶解平衡遵循化学平衡移动原理；②沉淀溶解平衡表达式中难溶电解质用“s”标明状态。 设计意图：通过教师的讲解和引导，让学生系统地掌握沉淀溶解平衡的概念、特征和影响因素，培养学生的分析和归纳能力。结合溶洞形成的实例，让学生将所学知识应用到实际中，加深对知识的理解。 【对应训练 3】将足量氢氧化镁溶于水，悬浊液中存在沉淀溶解平衡：，当向其中加入少量水时，下列说法正确的是（ ） A. 平衡逆向移动 B. 减小 C. 溶解度增大 D. 不变 【答案】D 【解析】加水稀释，浓度减小，平衡向溶解的方向移动，A 错误；加水稀释，溶液仍为饱和溶液，不变，B 错误；溶解度只与温度有关，温度不变，溶解度不变，C 错误；加水稀释，溶液仍为饱和溶液，不变，不变，D 正确。 教学环节三 溶度积常数及其应用 活动一 学习溶度积常数的概念、表达式和影响因素 【师生活动】 教师：提出问题：与其他平衡体系一样，当难溶电解质在水中建立沉淀溶解平衡后，各离子浓度保持不变，也有对应的平衡常数，这个平衡常数叫什么呢？它的表达式如何书写呢？引导学生根据、、等沉淀溶解平衡，写出溶度积常数的表达式。展示不同难溶盐在不同温度下的溶度积常数数据，引导学生分析溶度积常数的影响因素。 学生：思考教师提出的问题，写出、、。分析数据，总结溶度积常数与难溶电解质本身的性质及温度有关，一般温度越高，越大。 教师：评价学生的回答，总结溶度积常数的表达式和影响因素。讲解溶度积常数反映了难溶电解质在水中的溶解能力，强调对于同类型的难溶电解质（如、、）而言，越小，难溶电解质在水中的溶解能力越小，即溶解度越小，但对于不同类型的难溶性电解质，不能直接根据的大小判断溶解能力的强弱。 设计意图：通过问题引导，让学生自主推导溶度积常数的表达式，培养学生的逻辑推理能力。结合数据让学生分析溶度积常数的影响因素，增强学生的数据处理和分析能力。强调不同类型难溶电解质溶解能力判断的注意事项，加深学生的理解和记忆。 【对应训练 1】已知的，则在时，饱和溶液中的物质的量浓度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】，设的物质的量浓度为，则的物质的量浓度为，，解得，故选 C。 活动二 掌握溶度积常数的应用 【师生活动】 教师：讲解溶度积规则——通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解：(1)，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；(2)，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；(3)，溶液不饱和，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。强调离子积与溶度积的表达式相同，但意义不同。的表达式中离子浓度可以是任意时刻的，所以其数值不定；但的表达式中离子浓度是指平衡时的离子浓度，在一定温度下为定值。 学生：认真听讲，理解溶度积规则，区分离子积与溶度积的概念。 教师：给出典型例题，如“已知的，现将浓度为的溶液与溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用溶液的浓度至少应为多少？”引导学生运用溶度积规则进行计算。 学生：思考并解答例题，写出计算过程。 教师：巡视学生的解答情况，给予指导和纠正。请学生代表展示解答过程，评价并总结解题思路和方法。 设计意图：通过讲解溶度积规则，让学生掌握判断难溶电解质沉淀和溶解的方法。通过典型例题的训练，让学生学会运用溶度积规则进行计算，提高学生的解题能力和知识应用能力。 【对应训练 2】在的溶液中加入的溶液，已知的，下列说法正确的是（ ） A. 有沉淀生成 B. 无沉淀生成 C. 无法确定是否有沉淀生成 D. 以上说法都不正确 【答案】A 【解析】混合后，，，溶液过饱和，有沉淀析出，故选 A。 【对应训练 3】某溶液中含有、和，浓度均为，向该溶液中逐滴加入的溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为（已知，，）（ ） A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、 【答案】C 【解析】生成沉淀所需的浓度；生成沉淀所需的浓度；生成沉淀所需的浓度。，所以三种阴离子产生沉淀的先后顺序为、、，故选 C。 沉淀溶解平衡原理 一、沉淀溶解平衡原理 （一）沉淀溶解平衡的建立 PbI₂(s)⇌Pb²⁺＋2I⁻ （二）沉淀溶解平衡 1. 概念 1. 表示：AₘBₙ(s)⇌mAⁿ⁺＋nBᵐ⁺ 1. 特征：逆、等、动、变、定 （三）影响沉淀溶解平衡的因素 1. 内因：物质本身性质 1. 外因 · 温度 · 浓度 · 同离子效应 · 化学反应 二、溶度积常数及其应用 （一）溶度积常数 1. 表达式：Ksp 1. 影响因素：性质、温度 1. 意义 （二）溶度积常数的应用 1. 溶度积规则 · Q > Ksp，有沉淀析出 · Q = Ksp，沉淀与溶解平衡 · Q < Ksp，无沉淀析出 1. 注意事项 1. 下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( ) A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成和溶解的速率相等 C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度相等，且保持不变 D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，将促进溶解 【答案】B 【解析】A．反应开始时，各离子的浓度没有必然的关系，故A错误；B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的生成和溶解的速率相等，各离子浓度保持不变，是动态平衡，故B正确；C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中溶质的离子浓度保持不变，但不一定相等，与难溶电解质的化学式组成有关，故C错误；D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入难溶的该沉淀物，由于固体的浓度为常数，故平衡不移动，故D错误；答案选B。 1. 将足量氢氧化镁溶于水，悬浊液中存在沉淀溶解平衡：Mg(OH)₂(s) ⇌Mg²⁺＋2OH⁻，请分析当改变下列条件时，对该沉淀溶解平衡的影响，填写下表： 条件改变 移动方向 c(Mg²⁺) c(OH⁻) pH 溶解度 加少量水 正向 不变 不变 不变 不变 升温 正向 增大 增大 增大 增大 加MgCl₂(s) 逆向 增大 减小 减小 减小 加浓盐酸 正向 增大 减小 减小 增大 加NaOH(s) 逆向 减小 增大 增大 减小 【答案】 条件改变 移动方向 c(Mg²⁺) c(OH⁻) pH 溶解度 加少量水 正向 不变 不变 不变 不变 升温 正向 增大 增大 增大 增大 加MgCl₂(s) 逆向 增大 减小 减小 减小 加浓盐酸 正向 增大 减小 减小 增大 加NaOH(s) 逆向 减小 增大 增大 减小 【解析】（1）加少量水，根据勒夏特列原理，加水稀释，离子浓度减小，平衡向溶解的方向移动，但由于温度不变，溶度积常数不变，各离子浓度不变，溶液的pH不变，溶解度不变；（2）升温，多数沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，所以Mg(OH)₂的沉淀溶解平衡正向移动，c(Mg²⁺)、c(OH⁻)增大，pH增大，溶解度增大；（3）加MgCl₂(s)，增大了Mg²⁺的浓度，平衡逆向移动，c(Mg²⁺)增大，c(OH⁻)减小，pH减小，溶解度减小；（4）加浓盐酸，H⁺与OH⁻反应，减小了OH⁻的浓度，平衡正向移动，c(Mg²⁺)增大，c(OH⁻)减小，pH减小，溶解度增大；（5）加NaOH(s)，增大了OH⁻的浓度，平衡逆向移动，c(Mg²⁺)减小，c(OH⁻)增大，pH增大，溶解度减小。 1. 下列关于沉淀溶解平衡的说法中，不正确的是( ) A．难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，且是一种动态平衡 B．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关 C．Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，可直接根据Ksp的数值大小比较难溶电解质在水中溶解能力的大小 D．Ksp改变，可使沉淀溶解平衡移动 【答案】C 【解析】A．难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，沉淀溶解和生成的速率相等，但不为0，是一种动态平衡，故A正确；B．Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关，故B正确；C．对于不同类型的难溶性电解质，不能直接根据Ksp的大小判断溶解能力的强弱，故C错误；D．Ksp改变，说明温度等条件改变，可使沉淀溶解平衡移动，故D正确；答案选C。 1. 已知CaCO₃的Ksp＝2.8×10⁻⁹，现将浓度为2×10⁻⁴ mol·L⁻¹的Na₂CO₃溶液与CaCl₂溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所用CaCl₂溶液的浓度至少应为( ) A．2.8×10⁻² mol·L⁻¹ B．1.4×10⁻⁵ mol·L⁻¹ C．2.8×10⁻⁵ mol·L⁻¹ D．5.6×10⁻⁵ mol·L⁻¹ 【答案】D 【解析】等体积混合后，c(CO₃²⁻) = ()×2×10⁻⁴ mol·L⁻¹ = 1×10⁻⁴ mol·L⁻¹，根据Ksp = c(Ca²⁺)·c(CO₃²⁻)，若要产生沉淀，则Q = c(Ca²⁺)·c(CO₃²⁻) > Ksp，即c(Ca²⁺) > () = () mol·L⁻¹ = 2.8×10⁻⁵ mol·L⁻¹，由于是等体积混合，所以混合前CaCl₂溶液的浓度至少为2×2.8×10⁻⁵ mol·L⁻¹ = 5.6×10⁻⁵ mol·L⁻¹，答案选D。 1. 下列有关AgCl沉淀的溶解平衡状态的说法中，正确的是( ) A．AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等 B．AgCl难溶于水，溶液中没有Ag⁺和Cl⁻ C．升高温度，AgCl的溶解度不变 D．向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，AgCl的溶解度不变 【答案】A 【解析】A．沉淀溶解平衡是动态平衡，AgCl沉淀的生成和溶解不断进行，但速率相等，故A正确；B．AgCl难溶于水，但不是绝对不溶，溶液中有极少量的Ag⁺和Cl⁻，故B错误；C．升高温度，多数沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，AgCl的溶解度增大，故C错误；D．向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体，增大了Cl⁻的浓度，平衡逆向移动，AgCl的溶解度减小，故D错误；答案选A。 1. 一定温度下，在Ba(OH)₂的悬浊液中，存在Ba(OH)₂固体与其电离的离子间的溶解平衡关系：Ba(OH)₂(s)⇌Ba²⁺＋2OH⁻，向此体系中再加入少量的BaO粉末，如果保持温度不变，则下列说法正确的是( ) A．c(Ba²⁺)增大 B．溶液中Ba²⁺数目减少 C．溶液pH减小 D．溶液pH增大 【答案】B 【解析】向Ba(OH)₂的悬浊液中加入少量的BaO粉末，BaO与水反应生成Ba(OH)₂，消耗了水，使溶液中溶剂减少，有Ba(OH)₂固体析出，由于温度不变，Ksp不变，c(Ba²⁺)、c(OH⁻)不变，溶液的pH不变，但溶液中Ba²⁺数目减少，答案选B。 1. 100 mL 0.001 mol·L⁻¹ KCl溶液中加入1 mL 0.001 mol·L⁻¹ AgNO₃溶液(已知AgCl的Ksp＝1.8×10⁻¹⁰) ，下列判断正确的是( ) A．有AgCl沉淀析出 B．无AgCl沉淀析出 C．无法确定 D．有沉淀但不是AgCl 【答案】A 【解析】混合后溶液总体积约为101 mL，c(Cl⁻) = () ≈ 9.9×10⁻⁴ mol·L⁻¹，c(Ag⁺) = () ≈ 9.9×10⁻⁶ mol·L⁻¹，Q = c(Ag⁺)·c(Cl⁻) = 9.9×10⁻⁶×9.9×10⁻⁴ ≈ 9.8×10⁻⁹ > Ksp = 1.8×10⁻¹⁰，所以有AgCl沉淀析出，答案选A。 1. 已知Ksp(AgCl)＝1.56×10⁻¹⁰，Ksp(AgBr)＝7.7×10⁻¹³，Ksp(Ag₂CrO₄)＝9×10⁻¹¹。某溶液中含有Cl⁻、Br⁻和CrO₄²⁻，浓度均为0.010 mol·L⁻¹，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L⁻¹的AgNO₃溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( ) A．Cl⁻、Br⁻、CrO₄²⁻ B．CrO₄²⁻、Br⁻、Cl⁻ C．Br⁻、Cl⁻、CrO₄²⁻ D．Br⁻、CrO₄²⁻、Cl⁻ 【答案】C 【解析】根据Ksp计算生成沉淀所需Ag⁺的最小浓度：c(Ag⁺)₁(Cl⁻) = () = () mol·L⁻¹ = 1.56×10⁻⁸ mol·L⁻¹；c(Ag⁺)₂(Br⁻) = () = () mol·L⁻¹ = 7.7×10⁻¹¹ mol·L⁻¹；对于Ag₂CrO₄，Ksp = c²(Ag⁺)·c(CrO₄²⁻)，则c(Ag⁺)₃(CrO₄²⁻) = () = () mol·L⁻¹ ≈ 3×10⁻⁴.⁵ mol·L⁻¹，所需Ag⁺浓度越小，越先沉淀，所以沉淀的先后顺序为Br⁻、Cl⁻、CrO₄²⁻，答案选C。 在本次教学中，通过实验探究和实例分析，学生较好地理解了沉淀溶解平衡原理和溶度积常数及其应用。利用PbI₂溶解实验引入沉淀溶解平衡的建立，能让学生更直观地感受这一抽象概念。但在讲解溶度积常数与溶解度关系时，部分学生对不同类型难溶电解质的比较理解存在困难，后续应结合更多具体数据和实例深入剖析。此外，在课堂练习中，一些学生对影响沉淀溶解平衡因素的综合应用不够熟练，今后要加强相关题型的训练，提高学生运用知识解决实际问题的能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $