3.4肾脏里的化学博弈——沉淀溶解平衡 第1课时 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

肾脏里的化学博弈——沉淀溶解平衡 第1课时 1、通过实验探究“难溶物”的溶解情况，认识难溶物存在微量溶解的事实。 2、通过实验探究，体会难溶物沉淀溶解平衡的建立过程与特征，建立沉淀溶解平衡认知模型（重难点）。 3、应用勒夏特列原理分析总结沉淀溶解平衡的影响因素（重点）。 学习目标 身体的“不速之客” 【问题】：肾结石是怎样形成的？ 肾结石成分大揭秘 肾结石为泌尿系常见病，多发病，人群发病率10%—15%。病因是尿液中成石物质浓度升高或溶解度降低，析出晶体并局部生长聚积形成结石。但通过调整饮食、增加饮水量等措施可有效预防。 【问题】：为什么多喝水能有效缓解肾结石？ 草酸钙关键信息卡 化学式：CaC2O4 摩尔质量：128.10 g·mol-1 密度：2.20 g/cm3 颜色状态：白色晶体粉末 溶解性：不溶于水、醋酸，可溶于强酸 任务一：认识难溶电解质的溶解性 【提出问题】草酸钙CaC2O4在水中是否完全不溶，请联系物质分类和电解质的相关知识，设计实验证明。 【小组实验】 探究草酸钙CaC2O4在水中是否完全不溶 实验用品：试管、试管架、胶头滴管、药匙、玻璃棒、pH试纸、表面皿，蒸馏水、草酸钙、钙红指示剂、EDTA二钠、NaOH溶液（1 mol·L-1） 钙红指示剂，化学名称为钙羧酸，是一种常用于络合滴定法测定钙离子（Ca2+）含量的金属指示剂。 颜色变化：在pH>12的碱性条件下，钙红与Ca²+结合生成酒红色络合物，溶液变红；若不含钙离子，溶液为蓝色。 【作出假设】 假设1：CaC2O4在水中完全不溶解 假设2：CaC2O4在水中不是完全不溶解 方法一：验证Ca2+的存在 方法二：验证导电性 任务一：宏观表征——认识难溶电解质的溶解性 【实验操作】 控制变量法 草酸钙在水中是否完全不溶 任务一：宏观表征——认识难溶电解质的溶解性 【活动探究】：草酸钙在水中是否完全不溶 试管 甲 乙 实验步骤 2mL草酸钙悬浊液 2mL蒸馏水 2 滴1mol/L NaOH溶液调pH至碱性 2 滴1mol/L NaOH溶液调pH至碱性 再加少量EDTA二钠 再加钙红指示剂 再加钙红指示剂 实验现象 溶液呈紫红色 溶液呈蓝色 实验结论 草酸钙在水中并不是完全不溶 任务一：认识难溶电解质的溶解性 10g 1g 0.01g 易溶 可溶 微溶 难溶 AgCl AgBr Ag2S CaC2O4 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Ag2SO4 Ca(OH)2 CaSO4 Ba(OH)2 AgNO3 BaCl2 化学式 溶解度/ g Ag2S 1.3×10-16 Fe(OH)3 3×10-9 AgBr 8.4×10-6 Mg(OH)2 6.9×10-4 CaC2O4 4.75×10-4 BaSO4 3.1×10-4 AgCl 1.5×10-4 Ca(OH)2 0.160 Ag2SO4 0.786 Ba(OH)2 3.89 BaCl2 35.7 AgNO3 211 S/g 习惯上将溶解度小于0.01 g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。 难溶 ≠ 绝对不溶 任务二：图像表征——认识难溶电解质的沉淀溶解平衡 【演示实验】探究CaC2O4在水中的溶解过程数字化实验 电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量，电导率由离子浓度决定，在浓度较小的电解质溶液中，电导率随浓度的增大而增大。 电导率变化 离子浓度变化 溶解情况 实验用品：电导率传感器、烧杯、药匙、蒸馏水、草酸钙粉末 科学∙ 技术 测量溶液的导电能力 电导率传感器 任务二：图像表征——认识难溶电解质的沉淀溶解平衡 【演示实验】探究CaC2O4在水中的溶解过程数字化实验 1.将小烧杯洗净后用蒸馏水润洗 2.在小烧杯中加入约40mL的蒸馏水，放电导率传感器(探头一定要放入水中， 实验结束再取出探头) 3.待读数稳定后，用药匙取半匙CaC2O4固体放入烧杯中，结束后清洗探头 实验操作 任务二：图像表征——认识难溶电解质的沉淀溶解平衡 【演示实验】探究CaC2O4在水中的溶解过程数字化实验 【问题1】将CaC2O4溶于水后，溶液的电导率增大，说明什么？ 【问题2】一段时间后，电导率为什么保持不变？ 时间(s) 电导率(μS/cm) 时间(s) 电导率(μS/cm) 0 0 160 7 20 0 200 8 60 1 300 9 70 2 400 10 80 3 500 10 90 4 800 11 100 5 1000 11 110 6 2000 11 130 7 3000 11 数形结合 任务三：微观表征——认识难溶电解质的沉淀溶解平衡 CaC2O4 (S)　　 Ca2＋(aq) + C2O42－(aq) 溶解 沉淀 溶解过程：在水分子作用下少量Ca2+和 C2O42-脱离CaC2O4的表面进入水中。 沉淀过程：溶液中的Ca2+和C2O42-受CaC2O4表面阴、阳离子的吸引，回到CaC2O4的表面。 当v溶解＝v沉淀时，得到饱和CaC2O4溶液，建立沉淀溶解平衡。 2+ 2- 2+ 2- 2+ 2- 2+ 2- 2+ 2- 2+ 2- 2+ 2- H2O 2+ 2- Ca2+ 符号表达： C2O42- 【动画演示】CaC2O4在水中的沉淀溶解平衡 速率 v(沉淀) v(溶解) v(溶解)=v(沉淀) 得到饱和CaC2O4溶液，建立沉淀溶解平衡 t 任务四：符号表征——形成科学概念 难溶电解质的沉淀溶解平衡 定义:一定温度下，难溶电解质的溶解速率与沉淀生成速率相等时，体系中固体的量保持不变，溶液中各离子的浓度也不再改变，此时难溶电解质的溶解达到最大限度，形成其饱和水溶液，这种动态平衡状态称为沉淀溶解平衡。 CaC2O4 (S) ⇌ Ca2＋(aq)+ C2O42－(aq) 须标明状态 AmBn (s) mAn+(aq) + nBm- (aq) 表示方法： 逆 等 动 定 变 沉淀溶解平衡的特征: ⇌ 任务五：探究影响沉淀溶解平衡的因素 CaC2O4 (S)　　 Ca2＋(aq) + C2O42－(aq) 溶解 沉淀 肾结石形成的主要原因：1. 水质因素：饮用硬水（含晶体、钙高）会导致尿钙增高。2. 饮食习惯：饮水不足、高草酸/钙饮食（如动物内脏、菠菜、豆制品）、高蛋白低纤维饮食。3. 生活方式：缺乏运动、活动量少。 资料 问题：经常饮用硬水和食用高草酸、高钙食品容易形成肾结石，为什么呢？ ？ 任务五：探究影响沉淀溶解平衡的因素 【小组实验】探究加草酸对草酸钙的沉淀溶解的影响 肾结石患者要少吃菠菜 试管 甲 乙 实验步骤 2 mL草酸钙悬浊液 2 mL草酸钙悬浊液和1滴草酸溶液 滴加1mol/L NaOH溶液调pH至碱性 滴加1mol/L NaOH溶液调pH至碱性 再加钙红指示剂 再加钙红指示剂 实验现象 加草酸的试管中溶液，红色变浅 实验结论 加草酸会使草酸钙沉淀溶解平衡朝沉淀方向进行 任务五：理论分析——影响沉淀溶解平衡的因素 【问题】：回忆影响平衡移动的因素，分析影响沉淀溶解平衡的因素？ 内因：难溶电解质本身的性质 外因：温度和浓度 加水， 加入与难溶电解质构成微粒相同的物质， 加入与体系中某些离子反应的物质, 升高温度, 浓度 温度： 相当于增大生成物浓度，沉淀溶解平衡逆移 相当于减小生成物浓度，沉淀溶解平衡正移 同离子效应 多数沉淀溶解平衡正移 相当于降低了离子的浓度，沉淀溶解平衡正移 【Ca(OH)2除外，溶解度随温度升高降低】 勒夏特列原理 任务五：探究影响沉淀溶解平衡的因素 25℃下，CaC2O4固体存在的饱和溶液中有： ΔH>0，沉淀溶解平衡当改变条件，完成下列空格: 体系变化 条件 移动方向 c(Ca2+) c(C2O42-) m(草酸钙) 升温 加Na2CO3 加CaCl2 加Na2C2O4 加少量水 正向 减小 增大 减小 正向 增大 增大 减小 逆向 逆向 增大 减小 增大 减小 增大 增大 CaC2O4 (S)　　 Ca2＋(aq)+ C2O42－(aq) 不变 不变 正向 减小 ⇌ CaC2O4 (S)　　Ca2＋(aq)+ C2O42－(aq) 如果你是医生，你能给肾结石患者哪些建议： 建议1：多喝水，多排尿 建议2：控制每日钙元素的摄入量不超标 建议3：少吃含草酸高的食物如菠菜、芹菜 占结石中80%～84% 任务五：探究影响沉淀溶解平衡的因素 课堂小结 难溶电解质的沉淀溶解平衡 沉淀溶解平衡 溶度积Ksp（专题突破） 建立 影响因素 难溶电解质在水中的溶解性 定性 定量 沉淀溶解平衡的应用（联系实际） 内因 外因 应用 (第1课时) (第2课时) (第3课时) 定义 表达 特征 请你谈谈 本节课学习的收获与体会 $