1、1第三章 水溶液中的离子平衡 教材分析和教学策略一、教材地位和功能本章是化学反应原理模块的重要内容之一，是中学化学基础理论的一个重要部分，也是学生整个中学阶段的难点。它的学习有助于学生深入理解元素化合物知识，促进学生的化学反应知识系统化、结构化，能帮助学生发展逻辑推理能力，提高学生的科学素养，同时通过探究活动和专题研究等丰富的学习活动，培养学生科学探究能力。在教学功能上，这一章有关水溶液中离子平衡的学习起着延伸、拓展和巩固前一章所学的化学平衡知识的作用。二、教材结构和教材内容本章教材结构注：阴影为新增知识点，楷体为选学内容本章学习的主要内容是水溶液中离子的平衡。通过初中和高中必修化学课程的学习
2、，学生已经掌握了元素化合物的知识，认识了许多离子反应的实例和离子反应发生的条件；通过前一章的学习，初步掌握了化学平衡理论。离子平衡知识与化学平衡知识密切相关，弱电解质的电离：电解质的强弱弱电解质的电离电离平衡电离常数水的电离和溶液酸碱性：水是极弱电解质水(稀溶液) 离子积 KW稀溶液酸碱性及 pHpH 简单计算调控 pH 的应用盐类的水解：盐溶液酸碱性盐类的水解影响盐类的水解的因素盐类的水解应用实践活动：测定中和反应曲线滴定实验操作 pH 计测量 pH绘制滴定曲线难溶电解质的溶解平衡：难溶不溶溶解平衡溶度积应用：沉淀的生成、溶解、转化化学平衡理论解释溶液中的离子反应深入综合运用2本章内容实际上
3、是应用化学平衡理论探讨水溶液中离子间的相互作用，应用化学平衡的建立和平衡移动原理等知识直接指导对离子平衡等知识的学习。本章教材内容丰富，理论与实际、知识与技能兼而有之。电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡的过程分析，体现了化学理论的指导作用；pH 的应用、盐类水解反应的应用、沉淀反应的应用等，展示了相关知识在生产、生活中的应用价值；测定酸碱反应曲线的实验则训练了实验操作技能。 三、教学策略1、注意与已学知识的衔接，重视两条知识链的落实 教学中充分利用初中和高中必修、选修已学的知识，采用理论推理与实验探究相结合的方法，逐步分析并推出一系列新知识点（新概念） 。全章 4 节内容可分为两条知识链：一是与
4、弱电解质相关的电离平衡，包括 l3 节。它们在知识的认识水平上是渐进的前一节是后一节的基础和铺垫；二是沉淀溶解平衡安排在第 4 节。它的知识基础是溶解度和化学平衡理论。2、控制教学内容的深广度，重视知识呈现的选择性在运用已学知识分析、推导新知识的过程中，可以通过搭设小台阶减小理论学习的坡度（如上面各节框图所示） ，降低学习难度，给学生留出自主学习的时间和空间。在保证达到课程标准规定的基本要求的前提下，要注意教学内容的深广度。如对于沉淀溶解平衡，课标仅仅要求定性地描述，知道沉淀转化的本质，在教学中就不宜定量分析和计算；教材在科学视野栏目中提供的与正文内容紧密相连的更深入些的知识如电离常数、溶度积
5、等为学生选择性学习提供内容，应根据学生实际情况决定教学策略；对于溶液 pH 计算，只要求计算强酸溶液、强碱溶液以及涉及这两者反应后混合液的 PH；教材以资料的形式提供的某些相关数据、事例等内容，在教学中能达到帮助学生更好理解正文内容的目的便可。以上这些内容都有赖于教师在教学中注意呈现知识的选择性，准确把握好教学内容的深广度。3、 落实教材活动、探究栏目内容，激发学生的学习兴趣理论性比较强是本章的特点，在教学中应注意不可忽视理论与实际的联系，陷入到从理论到理论的教学误区中，导致学生逐渐丧失学习化学的兴趣。根据化学学科的特点及学生的心理生理特点，本章教材在理论分析中穿插了一定量的实验、科学探究、思
6、考与交流，运用验证推理、探究和分析等方法，使理论分析丰富、生动起来，本章提供了三项科学探究和实践活动：实践活动：用 pH 计测定中和反应过程中溶液 pH 的变化，绘制滴定曲线。科学探究：测定不同盐溶液的 PH，寻找这些盐溶液呈酸性、中性或碱性的原因。科学探究：探究促进或抑制氯化铁的水解的条件。3这些活动与探究建议内容丰富、形式多样，探究性较强。其中是在教学中多年使用的探究活动，是新的活动内容。做好这些探究活动有利于激发学生的学习兴趣，促使学生主动参与其中，使之在学习科学知识的同时，培养学习化学的浓厚兴趣。4、运用逻辑推理，展示化学原理的形成过程水溶液中的离子平衡是重要的化学原理部分，它具有较严
7、密的逻辑性，是适用于几乎所有在溶液中的化学反应的普遍规律。这些原理的形成是由特殊到一般、由具体到抽象、由现象到本质的认识过程，是在这种由感性认识到理性认识的不断循环所进行的归纳、演绎等逻辑推理过程中逐渐产生的。因此在教学中应抓住本章内容的基本特征充分运用逻用推理，重视创设、归纳电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等化学原理的过程分析，以及运用相关原理解决问题的演绎过程。5、注意理论联系实际，体现化学知识的社会价值本章内容涉及的应用知识较丰富覆盖面也较大，呈现形式多样。不仅在 2 一 4 节的正文中均有 PH 的应用、盐类水解反应的应用、沉淀反应的应用等一定篇幅的应用内容，在家庭小实验、资料等栏目及
8、问题的引出中，教材多处以不同方式涉及了相关知识的应用、由于其中相当部分的内容不仅仅是简单的事实介绍，而是于实际问题中应用所学进行理论分析或技能实践，因此在教学中落实这些理论联系实际的内容，有助于学生巩固、加深对相关知识的理解。三、课时建议第一节 1 课时第二节 3 课时第三节 2 课时第四节 2 课时复习机动 2 课时小计 10 课时第一节 弱电解质的电离教学目标： 1、了解强电解质和弱电解质与结构的关系。2、能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，了解酸碱电离理论。43、认识浓度等条件对电离平衡的影响。 教学过程：一铺垫：教师生活情景题：1） 盐酸与醋酸是生活中经常用到的酸，是用哪一种酸除铁钉的
9、铁锈？2） 如果上述两种酸用于卫生洁具的清洁或除水垢，常用盐酸还是醋酸？设计意图 从感性知识的认识中，提高学生对强、弱电解质结构的认识与区别，减少学生的陌生感，做好知识的铺垫。二引入教师实验情景题：等体积、等浓度的盐酸和醋酸与等量镁条的反应，并测这两种酸的 pH。（课本实验）教师实验改进：1）实验中先测反应前溶液的 pH 值，再进行与镁条的反应。2）用锥形瓶进行实验，瓶中先放酸液，后同时投放等量镁片，然后迅速套上汽球，观察现象。3）分两部分讨论，从定性角度分析强弱电解质的区别与表现。项 目 1mol/L HCl 1mol/L HAc溶液的 pH与足量镁条反应产生气泡的速度比较与足量镁条反应产生
10、氢气的物质的量的比较设计意图 让学生在实验中体验同浓度的盐酸与醋酸氢离子的电离程度不同，初步了解弱电解质的电离特点。三弱电解质的电离学生探究性实验 1：稀释实验项 目 1mol/L HCl 1mol/L HAc溶液的 pH稀释 1000 倍后，溶液的 pH 值教师分析上述反应实验现象学生盐酸的 pH 值上升三个单位，即氢离子浓度为原来的 1/1000，而醋酸的 pH 值增大不足 2 个单位，表明，氢离子的浓度降低要少得多。学生探究性实验 2：酸液中加对应的盐51mol/L HCl 1mol/L HAc溶液的 pH1mol/L HCl 中加入少量的 NaCl1mol/L HAc 中加入少量的 N
11、H4Ac溶液的 pH教师分析上述反应实验现象学生由于醋酸溶液中，醋酸根离子浓度的增大，导致醋酸溶液的 pH 值上升，而盐酸中，加入 NaCl，溶液的 pH 值无明显变化。学生探究性实验 3速度实验1mol/L HCl 1mol/L HCl+少量的 NH4Ac与镁反应速度的比较教师分析上述反应实验现象学生由于盐酸中，醋酸要离子浓度增大，结合了部分氢离子，使溶液中氢离子浓度下降，与镁反应产生气泡的速度下降，剧烈程度减缓。设计意图 让学生逐步掌握让弱电解质在水溶液中的电离平衡，体验弱电解质的电离与分子化两个可逆过程，巩固弱电解质的电离平衡的理解。 四、弱电解质的电离过程是可逆的应用 教师利用化学平衡
12、的 v-t 图描述 CH3COOH 在水中的电离情况 学生教师上述 v-t 图体现了 CH3COOH 在水中的电离有什么特点？学生电离平衡时：v（离子化）=v（分子化）0；溶液中的分子浓度和离子浓度保持不变。 讨论在 CH3COOH 溶液中分别加入下列物质，对 CH3COOH 的电离平衡各有什么影响？ CH3COOH CH3COO+H+加入物质或方法 盐酸 NaOH 固体 加热 CH3COOH 氨气 对电离平衡的影响 教师影响平衡移动的因素有哪些？vt电离分子化平衡6学生温度与浓度教师弱电解质的强弱分析情景 1：向两支分别盛有 0.1mol/L 醋酸和饱和硼酸溶液的试管中滴加等浓度碳酸钠溶液，
13、观察现象。实验现象酸性比较（pH 值） _c(OH-)溶液显酸性 c(H +)c(NH4+)c(H+)c(OH-) c(NH 4+)c(Cl-) c(H+)c(OH-)c(NH 4+)=c(Cl-) c(H+)c(OH-) c(NH 4+)=c(Cl-) c(OH-)c(H+)过渡上节课我们知道碳酸钠与醋酸钠虽然都是强酸弱碱盐，但它们的水溶液的 PH 是不同的，说明它们的水解程度不同，那盐类水解程度与什么有关呢？这节课我们就来我们来研究这个问题。投影二、盐类水解的影响因素过渡影响因素有内因与外因之分，内因是主要的决定因素，如碳酸钠与醋酸钠的 PH 值不同的主要原因是发生水解的离子不同，表现为水
14、解程度不同，故 PH 就有区别，即盐类水解影响因素的内因是发生水解离子的性质。那影响盐类水解的外界因素有哪些呢？科学探究1、从反应物性质考虑，FeCl 3能否水解，若可以，请写出水解反应的离子方程式。2、据反应平衡移动原理，设计实验探究外界条件对盐类水解程度的影响。影响条件 实验操作 现象 解释或结论加入 FeCl3晶体加水稀释盐的浓度加入 Fe 粉温度 升温加盐酸溶液酸碱性加 NaHCO3总结归纳投影 2、外界因素的影响温度升高，水解程度增大浓度:盐的浓度越小，水解程度越大PH 值：通过控制溶液的酸碱性可以促进或抑制盐的水解练习1、为了出去 MgCl2酸性溶液中的 Fe3 ，可在加热搅拌的条
15、件下加入一种试剂，过滤后，燥加入适量的 HCl，这种试剂是（ ）A、NH 3.H2O B、NaOH C、Na 2CO3 D、MgCO 32、讨论在下列情况下 CH3COONa 溶液和 NH4Cl 溶液中的水解平衡将如何移动，水解程度有何15变化？（1）增加溶液中溶质的量，使盐的浓度加倍（2）将盐的浓度稀释为原来的一半（3）微微加热溶液（4）向溶液中滴加少量浓盐酸（5）向溶液中滴加少量浓 NaOH 溶液过渡 根据盐类水解的影响因素，在实际生产和生活中常通过改变溶液中相关物质的浓度或溶液温度来调节盐的水解程度。总结归纳投影3、盐类水解的应用思考与交流1、人们常用硫酸铝钾或硫酸铝做净水剂，你能解释其
16、中的原理吗？2、在必修 I 学习胶体性质时，我们知道制取氢氧化铁胶体时是在沸水中滴入 FeCl3溶液，你现在知道其中的原理了吗？3、家里常用纯碱来清洁厨房用具，用加热过的纯碱液效果更好，为什么？4、泡沫灭火器是常用的灭火器，其结构有两个筒，内筒为塑料筒，盛有硫酸铝溶液，外筒和内筒之间装有碳酸氢钠溶液，使用时将灭火器倒置，两种溶液混合即发生剧烈反应，产生大量泡沫而达到灭火效果，你能试着解释其中的原因吗？小结学生总结小结盐类水解的主要知识点第三章 第四节 难溶电解质的溶解平衡一、教学目标知识与技能：1.知道难溶电解质在水溶液中也存在溶解平衡2.运用平衡移动原理分析、解决沉淀的形成、溶解和沉淀的转化
17、问题。过程与方法：能够根据实验现象，得出结论。情感态度与价值观：在活动中增强团结、协作的合作意识，培养学生学习化学的兴趣，以及对立统一的辨证唯物主义观点。二、课时安排：第一课时：难溶电解质的溶解平衡与沉淀的转化第二课时： 沉淀的形成和溶解三、教学重点、难点：难溶电解质的溶解平衡，沉淀的形成、溶解和转化四、教学方法：实验法、自主学习、合作探究、多媒体展示六、教学过程第一课时【引入】展示一瓶饱和 NaCl 溶液16【演示实验】向饱和溶液中滴加几滴浓盐酸溶液，观察现象【学生回答】有大量晶体析出【问】你认为发生上述变化现象的原因是什么？【学生思考并回答】由于浓盐酸的加入，使得溶液中 C(Cl-)增大，
18、加快了 Cl-与 Na+的结晶速率，使溶液达到过饱和状态而析出晶体。【追问】说明了什么问题呢？如果继续向饱和溶液中加入 NaCl 晶体，溶液中 Na ，Cl 的量是否会增加?【学生思考并回答】说明 Cl-与 Na+的结晶与 NaCl 晶体的溶解是一个平衡过程，溶液中C(Cl-)增大，平衡向结晶方向移动，故有晶体析出。在饱和溶液中加入 NaCl 晶体，平衡不发生移动，溶液中 Na ，Cl 的量不会增加。【教师板书】NaCl（s） Cl -（aq） Na+（aq）【过渡】NaCl 是一种可溶性的强电解质，晶体与溶液中的离子存在溶解平衡，那么难溶电解质在水溶液中是否也存在溶解平衡呢？【板书】第四节
19、难溶电解质的溶解平衡【思考与交流】 指导学生阅读 P59-60，思考：1、难溶电解质的定义是什么？难溶物的溶解度是否为 0？你如何理解溶解性表中的“溶”与“不溶”？2、以 AgNO3与 NaCl 反应生成难溶 AgCl 为例，根据你对溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识，说明生成沉淀的离子反应是否能真正进行到底？溶液中是否含有 Ag+和 Cl-？3、难溶电解质是否存在溶解平衡？若有，请写出 AgCl 的溶解平衡的表达式，与电离方程式有何区别？并解释之。4、怎样判断难溶电解质已经达到溶解平衡？【板书】一、难溶电解质在溶液中存在溶解平衡1、难溶电解质的溶解度很小，但不会等于 0，溶解度小于 0.0
20、01g，则视为难溶。2、少量已溶解的沉淀在溶液中存在沉淀，溶解平衡。改变外界条件，平衡会发生移动。AgCl（s） Cl -（aq） Ag+（aq）【设问】 当向 AgNO3和 NaCl 恰好完全反应的平衡体系中加入 I-，若再加入 S2-，有何现象？【学生思考】Ag+与 I-反应可以生成 AgI 沉淀，Ag+与 S2-反应可以生成 Ag2S 沉淀，会不会产生这种沉淀呢？由什么来决定？17【实验】完成课本实验 3-4，并填写下表步骤 AgNO3和 NaCl 混合溶液 向所得固液混合物中滴加 KI 溶液 向新得固液混合物中滴加溶液现象【思考与交流】1、你能运用你学过的知识或查找相关数据解释原因吗？
21、可以得出什么结论？（当学生无法独立分析问题时，引导：1、溶液中的 Ag+有没有变化？2、体系中的溶解平衡有没有发生移动？3、沉淀的转化和溶解度的大小有什么联系？）2、如果将上述两个实验中的沉淀生成和转化的操作步骤颠倒顺序，会产生什么结果？3、如果向 MgCl2溶液中滴加 NaOH 溶液后，在滴加 FeCl3溶液，会有什么现象？为什么？请用实验验证你的想法。【总结板书】3、实验说明，往溶解平衡体系中加入某种离子结合原沉淀电离出的某种离子形成更难溶的沉淀，即将原有沉淀通过加入其他离子转化为溶解度更小的沉淀。这个过程我们称为沉淀的转化。AgCl（s） Cl -（aq） Ag +（aq）AgI （比
22、AgCl 更难溶）【思考与交流】1、在工业废水处理过程中，通常会将 FeS 固体投入 Cu2+，Ag +，Pb 2+等重金属离子的废水中，你认为可能的原因是什么？运用了什么原理？2、加热可以使硬水中 Ca(HCO3)2与 Ca(HCO3)2分解为 CaCO3与 MgCO3沉淀，但实际上锅垢的主要成分是 CaCO3和 Mg(OH)2,而不是 CaCO3与 MgCO3，Mg(OH) 2,的溶解度比 MgCO3的溶解度小，试分析其中的原因？【小结】学生总结难溶电解质溶解平衡的本质以及沉淀转换的原理第二课时【引入】展示美丽溶洞的图片【过渡】溶洞里美丽的石笋、钟乳石和石柱是大自然创造的奇迹，到底美丽的溶
23、洞是怎么形成呢？其实它与我们学过的难溶电解质的溶解平衡有着密切关系，是沉淀的溶解和形成过程。沉淀的溶解和形成与难溶电解质的溶解平衡有什么关系呢？今天我们来学习相关内容。【思考与交流】1、在生活中，水资源是很宝贵的，如果工业废水中含有 Ag+，理论上，你会选择什么试剂来除去 Ag+？I182.粗盐提纯时，NaCl 溶液中含有 SO42-离子，你会选择 Ca2+还是 Ba2+的试剂？为什么？3.家里的暖水瓶总用久了会产生水垢，其主要成分是 Mg(OH)2和 CaCO3如何出去其中的水垢呢？【学生】思考、讨论并回答【过渡】实际上上述的几个实例提示我们沉淀的形成和沉淀的溶解我们并不陌生，那么他们与我们
24、学过的难溶电解质的溶解平衡有关系吗？利用了什么原理呢？【学生思考并回答】1、离子的除杂，在相同条件下，选择一种溶解度小的沉淀，可使除杂更彻底，利用的是反应物本身的性质对难溶电解质平衡的决定性影响。2、沉淀的溶解以 CaCO3为例，体系存在溶解平衡 CaCO3(s)Ca 2+(aq) + CO32-(aq),加入盐酸，可使 CO32-离子浓度降低，平衡相右移动，则沉淀不断溶解，利用了改变离子浓度的方法使溶解平衡发生移动而达到沉淀溶解的效果。【评价】同学们分析得很对，实际上沉淀的溶解和形成在我们设计生成和生活中应用非产广泛。如无机盐制备、提纯工艺设计、科研、废水处理等领域中，通常用沉淀法（不是唯一
25、方法）来达到分析或除去离子得目的。也常常通过利用难溶电解质的溶解平衡来解决难溶物质溶解的问题。【思考与交流】1、NH 4Cl 中含有 FeCl3，如何出去 Fe3+?请总结出沉淀剂选择的条件以及沉淀形成和沉淀完全的条件。2以 Mg(OH)2为例，分析可使难溶电解质溶解的方法，并设计实验验证，总结使沉淀溶解的本质所在.3用平衡移动原理解释 CaCO3为何溶于碳酸？氢氧化铝为何既可容在强碱溶液中又可溶在强酸中？【教师板书】二、沉淀反应的应用2沉淀的形成：加入沉淀剂与溶液中的某些离子生成沉淀，达到分离或除去某些离子的目的。3、沉淀的溶解：根据平衡移动原理，减少溶解平衡体系中的某种离子，会使平衡向沉淀溶解方向移动，沉淀逐渐溶解。 Mg(OH) 2（s） Mg 2+（aq） OH -（aq）+H +H2O 【回应】石灰岩的主要成分是碳酸钙，碳酸岩在有水的条件下可以与二氧化碳反应生成可19溶性的碳酸氢盐，碳酸氢盐也可分解为碳酸盐，请你根据提供的条件结合沉淀形成和溶解的知识分析美丽的石笋、石钟乳和石柱是怎么形成的？【学生思考分析】【学生阅读】学生阅读课本 P64【科学视野】有关溶度积的内容并思考。1、溶度积常数的表达式是什么？它表达的意义是什么？2、溶度积常数与沉淀的析出和溶解有何关系？它受哪些因素的影响？有哪些应用？【小结】学生讨论并总结本节书的主要内容
