化学教与学 2018年第 5
一、设计思想
4
化学反应原理第三 4 容,是在化学
已经
水解等化学问题进行分析初步形成了从化学平衡
的角度分析问题、理解问题的能力。
前我们录制了三个视频,分别介绍了沉淀溶解平衡的
溶度
的基础知识由学生在课前学习掌握。在课堂教学中,
主要通过对自来水中 Cl
-
的检验、自来水中 Cl
-
的测定、
的处 1
学生综合应用多方面知识处理问题的能力。
“难溶电解质的溶解平衡”教学实录与反思
王延广
金陵中学 江苏 南京 210005
摘要:本节课通过对自来水 Cl
-
的检验自来水中 Cl
-
的测定水垢的处理等三个实例中若干问题的讨论引导学生应
难溶电解质的溶解平衡的基本知识分析沉淀的生成、沉淀的转化和沉淀的溶解等问题,并在讨论中培养学生综合应用
识处理实际问题的能力。
关键词:沉淀溶解平衡;沉淀的生成;沉淀的转化;沉淀的溶解;溶度积常数
文章编号:1008-0546201805-0044-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi10.3969/j.issn.1008-0546.2018.05.012
三个化学实例
1. 自来水中Cl
-
的检验
2. 自来水中Cl
-
的测定
3. 水垢的处理
课堂上讨论的问题
1. 如何检验自来水中的Cl
-
2. 自来水中Cl
-
的含量约为1830ppm1ppm 1mg/L。向5mL自来水中滴加
1 0.05mol/L AgNO
3
溶液能产生沉淀吗?
3. 如何测定水中Cl
-
的含量?
4. K
2
CrO
4
溶液为什么能用作为AgNO
3
溶液滴定Cl
-
的指示剂?
5. 在用AgNO
3
溶液滴定Cl
-
的过程中溶液为什么要控制在中性或弱碱性pH=
6.5~10
6. 水垢的主要成分为CaCO
3
Mg(OH)
2
CaSO
4
等,如何处理水垢?
7. 能将更难溶的BaSO
4
转化成难溶的BaCO
3
吗?
问题指向的目标
沉淀的生成
沉淀的转化和沉淀
的先后顺序
沉淀的转化和沉淀
的溶解
二、教学目标
运用平衡移动的观点分析沉淀的生成、转化和溶
解;使用K
sp
Q
c
对沉
淀的转化和沉淀的溶解进行理论分析通过自来水中
Cl
-
的测垢的处理问题的讨会沉溶解
激发化学的热情。
三、教学实录
环节论自 Cl
-
的定验,沉淀
的生成
引课从实验室水龙头中取约 5mL 自来水置于
大试管中,同时讲因为要杀菌消毒我们会向自
Cl
2
Cl
-
。如何检验自来水中的Cl
-
学生使用AgNO
3
溶液。
Cl
-
学生
学生日常生活中常见的物质和熟悉的知识出发,引起
学生的学习动机。
演示实验 1盛有 5mL 自来水的大试管中滴加
·课堂教学研究·
1 实例及问题
44
化学教与学 2018年第 5
1~2AgNO
3
溶液,振荡,观察现象。
学生无明显现象。
中会产生白色 AgCl沉淀。在本实验中,教师通过控制
AgNO
3
使
显,与学生的预期产生冲突,引起学生的学习动机。
教师没有出现沉淀的可能原因是什么?
Cl
-
小。
Cl
-
1830ppm
1ppm1mg/L5mL自来水中10.05mol/L
AgNO
3
AgCl K
sp
(AgCl)
1.8×10
-10
一滴溶液的体积约为0.05mL
Q
c
Q
c
K
sp
Q
c
>K
sp
可以产生AgCl沉淀。
使 K
sp
Q
c
验结果的冲突引出浓度对反应速率的影响,启发学生
综合考虑问题。
演示实验 1再次观察上述演示实验的现象。
察丁达尔效应。
学生看到丁达尔效应。
教师在上述实验中不是不能产生沉淀,而是
Cl
-
Ag
+
的浓度都比较小。
设计的课学习 Cl
-
的检
不考虑 AgNO
3
溶液的浓度的。在选 4第二章中学生
已经系统学习了化学反应速率的知识掌握了反应物
淀反应速率等知识,体会解决实际问题的复杂性。
环节论自 Cl
-
的测解沉
教师如何测定自来水中氯离子的含量?
学生考,讨论,总结测定方案用已知浓度
AgNO
3
溶液滴定一定体积的自来水。
计意选修 4 原理二节
中刚刚学习过酸碱中和滴定,同时前面演示实验中定
性检验 Cl
-
时又使用了 AgNO
3
溶液,所以学生比较容易
到滴法。学提 AgCl 的方
法,教师可以就此和学生讨论重量法的不合理之处。
教师在酸碱中和滴定知识的学习中,们知
滴定过程需要指示剂。如果用 AgNO
3
溶液滴定 Cl
-
指示 K
2
CrO
4
液。K
2
CrO
4
液为
作为AgNO
3
溶液滴定Cl
-
的指示剂?
学生思考,讨论。
1
Ag
+
应产有别 Ag
+
Cl
-
应的2
Cl
-
完全沉淀后与Ag
+
反应。
设计意图:在酸碱中和滴定中学生已经学习过酚
使
示剂需要满足的一些要求。
分组实验 11mL 0.1mol/L K
2
CrO
4
溶液置于
管中其中0.05mol/L AgNO
3
液,观察
学生生成红色沉淀。
CrO
4
2-
Ag
+
反应生成砖红色Ag
2
CrO
4
沉淀,
AgCl K
sp
(AgCl)1.8×10
-10
K
sp
(Ag
2
CrO
4
)2.0×10
-12
CrO
4
2-
Cl
-
Ag
+
应?
Ag
2
CrO
4
K
sp
Ag
2
CrO
4
Ag
+
AgCl 计算
已涉及并由此说明沉淀反应的先后顺序。
教师总结:CrO
4
2-
Cl
-
之后和 Ag
+
反应产生砖红
色沉淀,可以用作AgNO
3
溶液滴定Cl
-
的指示剂。
在中性或弱碱性pH=6.5~10为什么?
pH AgOH
沉淀影响测量结果; pH 太小CrO
4
2-
会和 H
+
发生
2CrO
4
2-
+2H
+
Cr
2
O
7
2-
+H
2
O
的浓度。
CrO
4
2-
Cr
2
O
7
2-
之间的转化平衡、溶液的 pH沉淀溶
解平衡等诸多知识通过这个问题的讨论培养学生在
真实情境中综合考虑多方面因素的能力和意识。
Ag
+
Cl
-
反应学计点,想产
Ag
2
CrO
4
沉淀,锥形瓶中CrO
4
2-
的浓度大约为多少?
使 K
sp
算指 CrO
4
2-
浓度
10
-2
mol/L
教师CrO
4
2-
酸碱和反应中示剂的浓大的定过
·课堂教学研究·
45
化学教与学 2018年第 5
中,在局区域Ag
+
度较AgNO
3
溶液
Ag
2
CrO
4
2含有 Ag
2
CrO
4
1
0.1mol/L NaCl
象。
学生砖红色沉淀逐渐变成白色沉淀。
Ag
2
CrO
4
Ag
2
CrO
4
s
2Ag
+
+CrO
4
2-
Cl
-
Ag
+
合生AgCl沉淀推动
Ag
2
CrO
4
的溶解平衡正 Ag
2
CrO
4
s
+2Cl
-
2AgCls+CrO
4
2-
K
sp
(AgCl)1.8×10
-10
K
sp
(Ag
2
CrO
4
)2.0×10
-12
生】 Ag
2
CrO
4
s+ 2Cl
-
2AgCls+
CrO
4
2-
的化学平衡常数大小。
K =
c(CrO
4
2 -
)
c
2
(Cl
-
)
=
c(CrO
4
2 -
)× c
2
(Ag
+
)
c
2
(Cl
-
)× c
2
(Ag
+
)
=
K
sp
(Ag
2
CrO
4
)
K
sp
2
(AgCl)
=6.2×10
7
Ag
2
CrO
4
NaCl
Ag
2
CrO
4
AgCl
Cl
-
CrO
4
2-
的混合溶液滴加AgNO
3
溶液,Cl
-
会优先沉淀。
设计意图:沉淀转化和沉淀反应的先后顺序应该
还原反应中可行性问题、反应先后顺序问题。
2 0.1mol/L NaCl
0.1mol/L K
2
CrO
4
3mL
滴加几滴0.05mol/L AgNO
3
溶液,振荡,观察现象。
设计意图:演示实验的目的是对理论分析过程的
实证。
AgNO
3
溶液会出砖红色沉
荡后转化成白色沉淀。
过上讨论可以出, AgNO
3
溶液
Cl
-
CrO
4
2-
Cl
-
CrO
4
2-
使 Ag
2
CrO
4
Cl
-
Ag
2
CrO
4
沉淀还是会转化成AgCl沉淀。
3 0.05mol/L AgNO
3
0.1mol/L NaCl
滴加0.1mol/L KI溶液,观察实验现象。
学生先产生白色沉淀,加入 KI 溶液后变成黄色
沉淀。
Ag
2
CrO
4
AgCl
AgCl 沉淀 AgI 的实事实使学生解沉
淀转化的普遍性和一般规律。
ZnSK
sp
=2.93×10
- 25
CuS(K
sp
=1.27×
10
- 36
) PbSK
sp
=9.04×10
- 29
CuS(K
sp
=1.27×10
-36
)等。
和沉淀的溶解
教师的水降低的利甚至
传热不均会引发爆炸事故。水垢的主要成分为CaCO
3
Mg(OH)
2
CaSO
4
等,如何处理水垢?
水垢的处理方法中学生容易想到的是用酸溶解水垢,
处理 CaSO
4
沉淀的酸溶解问题。
学生用醋酸溶解。
教师日常生活中我们可以选择醋酸溶解水垢
工业上我们可能会选择更强的酸,盐酸。如果加入
CaCO
3
Mg(OH)
2
CaSO
4
酸,该怎么处理CaSO
4
Na
2
CO
3
CaSO
4
CaCO
3
CaCO
3
可以溶于盐酸。
Na
2
CO
3
CaSO
4
CaSO
4
s+CO
3
2-
CaCO
3
s+SO
4
2-
K =
K
sp
(CaSO
4
)
K
sp
(CaCO
3
)
=3.3×10
3
CaSO
4
CaCO
3
CaCO
3
Mg(OH)
2
CaCO
3
s
Ca
2+
+CO
3
2-
CO
3
2-
H
+
CO
2
气体,降低了溶液中 CO
3
2-
的浓度推动了 CaCO
3
CaCO
3
我们方程 CaCO
3
+2HCl
= ===
CaCl
2
+CO
2
+
H
2
O Mg(OH)
2
Mg(OH)
2
+
2HCl
= ===
MgCl
2
+2H
2
O表示。
教师难溶电解质可以转化成更难溶的电解质
K
sp
(BaSO
4
)1.1×10
-10
K
sp
(BaCO
3
)5.1×10
-9
能将BaSO
4
转化成BaCO
3
吗?
设计意图:BaSO
4
不溶于酸,这一点类似 CaSO
4
CaSO
4
K
sp
CaCO
3
BaSO
4
K
sp
·课堂教学研究·
46
化学教与学 2018年第 5
BaCO
3
BaSO
4
转化 BaCO
3
的过程不易发生。所
以在该沉淀转化过程中要综合考虑平衡移动的问题。
学生计算 BaSO
4
s+CO
3
2-
BaCO
3
s+SO
4
2-
2.2×10
-2
易进行。
教师能想办法使平衡正向移动吗?
使 Na
2
CO
3
c(SO
4
2-
)使平衡正向移动。
使 Na
2
CO
3
BaSO
4
SO
4
2-
浓度变大后更换饱和 Na
2
CO
3
溶液可以促使平衡
正向使 BaSO
4
转化 BaCO
3
。在情况
们可以通过反应条件的改变促使平衡正向移动,使难
溶电解质转化成相对易溶的电解质。
四、实施反思
的要求。在本节课的教学中,前主要是学生
自主学习基础知识课堂上师生就一些问题共同展开
讨论,在讨论过程中形成知识体系、化认识。在课堂
讨论中主要注重知识体系的构建,知识的综合利用,
AgNO
3
液的反应合应用多个平衡理解莫尔法中溶
pH 值的选择等。这些都要求学生课前对基础的知
识的学习达到较好的掌握程度对学生的自主学习能
识掌握不到位,课堂讨论中可能会遇到较大困难。
先进行的是知识的传授,这是要花费一定的课堂时间
率更高。而当学生的能力形成以后,课后处理问题则
事半功倍,所以我们对翻转课堂的讨论不应只关注于
课前学习会不会占据学生更多的学习时间,作业是不
得到培养、能力有没有得到提升等。
参考文献
1 武汉大学主.分析化学上册M.北京:等教育出版
社,2006269-275
三、教学思考与体会
科学风险的教育在国内尚处在起步阶段且本
质上属于隐形教育范畴,因此在教学模式上要尽量避
5
4
4
1了风效果知、
的群体性冲动”
物,前在诸多方面还存在不足值得探讨和争鸣
具,望我们的这种努力和尝试能收到“抛砖引玉
效果。
参考文献
1 .育阶核心其确
学学
心素J.研究201627-9
2 陆军.化学教学中学生科学风险认知及其能力的培养J.
课程·教材·教法,20161104
3 核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养J.国教
育学刊,2016101-2
4 严西平等.基于培养科学风险素养的主题式教学J.中学
化学教学参考,20175
5 .论主教学内涵延与J.
·教材·教法,20061219
1 风险预估等级
风险种类
风险程度
健康
认知
较高
生态
生存
中或低
上接第 39
􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂􀤂
·课堂教学研究·
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