教案提纲 [教学对象] 农科本科一年级 [学 科] 普通化学 [课 型 合班理论讲授 [授课题目] 难溶电解质的沉淀溶解平衡 [授课纲目] 第八章沉淀反应与沉淀平衡/第一节难溶电解质的溶度积 [授课时数] 2学时 [教学目的] 1、了解难溶电解质的溶度积的意义: 2、掌握难溶电解质溶度积与溶解度的换算: 3、掌握沉淀生成与溶解的条件: 4、掌握分步沉淀及其应用: 5、理解沉淀的转化以及酸度、配位反应和氧化还原反应对沉淀一溶解平衡 的影响。 1、溶度积的意义,溶度积与溶解度的换算: 2、沉淀生成与溶解的条件: [教学重点] 3、分步沉淀及其应用: 4、沉淀一溶解平衡的移动 [教学难点] 分步沉淀及其应用:沉淀一溶解平衡的移动 [教学方法] 讲授法 [参考文献] 1、赵士铎主编,普通化学,面向21世纪课程教材,北京,中国农业出版 社,1997.7,43~56 2、 徐伟亮主编,化学知识体系与学习指南,北京,科学出版社,2001.2, 1718 3、张永安编,无机化学,北京,北京师范大学出版社,1998.9,74~81 4、刘晓庚主编,基础化学学习指导,北京,气象出版社,1995.5,43~47 5、翟仁通主编,普通化学,北京,中国农业出版社,1996.12,28~41 6.J.D Lee.A New Concise Inorganic Chemistry (Third edition).New York:Van Nostrand Reinhold Company Ltd.1977
教案提纲 [教学对象] 农科本科一年级 [学 科] 普通化学 [课 型] 合班理论讲授 [授课题目] 难溶电解质的沉淀溶解平衡 [授课纲目] 第八章 沉淀反应与沉淀平衡/第一节 难溶电解质的溶度积 [授课时数] 2 学时 [教学目的] 1、了解难溶电解质的溶度积的意义; 2、掌握难溶电解质溶度积与溶解度的换算; 3、掌握沉淀生成与溶解的条件; 4、掌握分步沉淀及其应用; 5、理解沉淀的转化以及酸度、配位反应和氧化还原反应对沉淀-溶解平衡 的影响。 [教学重点] 1、 溶度积的意义,溶度积与溶解度的换算; 2、 沉淀生成与溶解的条件; 3、 分步沉淀及其应用; 4、 沉淀-溶解平衡的移动 [教学难点] 分步沉淀及其应用;沉淀-溶解平衡的移动 [教学方法] 讲授法 [参考文献] 1、 赵士铎主编,普通化学,面向 21 世纪课程教材,北京,中国农业出版 社,1997.7,43~56 2、 徐伟亮主编,化学知识体系与学习指南,北京,科学出版社,2001.2, 17~18 3、 张永安编,无机化学,北京,北京师范大学出版社,1998.9,74~81 4、 刘晓庚主编,基础化学学习指导,北京,气象出版社,1995.5,43~47 5、 翟仁通主编,普通化学,北京,中国农业出版社,1996.12,28~41 6、J.D Lee. A New Concise Inorganic Chemistry (Third edition). New York: Van Nostrand Reinhold Company Ltd. 1977
教学过程 批注 复习导入新课(5分钟) 总结前几节所学内容,提问:如果反应中有沉淀形成如何计算体系中各组分的浓度 一一设疑引出 而引出所讲新内容。 二讲授新内容 第八章难溶电解质的沉淀溶解平衡 一一板书 8.1难溶电解质的溶度积 所谓难溶电解质只是指溶解度很小而己。在一定温度下,当沉淀速率和溶解速率相 一一叙述内容 等时,就达到了沉淀溶解平衡。H,是难溶电解质沉淀溶解平衡常数,称为溶度积常数, 一一板书 简称溶度积。它表明在一定温度下,不论各有关离子浓度如何变化,其乘积是一个常数。 的大小表示难溶电解质自身的溶解趋势,而与沉淀的量及离子的浓度变化无关。 溶度积也和其它化学平衡常数一样,随温度的升高而增大,但温度的影响并不显著。 溶度积和溶解度s可以互相换算,换算时必须注意浓度单位,要把溶解度的单位换 算成物质的量浓度单位(即mol-dm)。 一一板书 AB型难溶电解质 s/c= 一一板书 AB型或AB2型难溶电解质 一一同理,让学 AB型或AB型难溶电解质 生自己推出 AB2型或AB型难溶电解质 108 一一举例说明 注意:这些关系式只适合于难溶电解质溶于水后的阴、阳离子在水中不发生任何副反应。 用应用条件 根据有关热力学公式,沉淀溶解反应的标准自由能变与标准溶度积常数的关系可表示 为 一一板书 △.68=-RmnM。=-2.3031gM 一一板书 8.2沉淀的生成 根据化学反应等温式 一一板书,引导 △.G=RTln Q 同学们应用该 式判断方程进 行的方向,进而 式中:[c(A)/c][c(B)/c],Q表示难溶电解质溶液中离子浓度以其计量 总结出溶度积 系数为乘幂的乘积,也称离子积。 规则 利用离子积Q与平衡常数。的相互关系,就能够判断反应进行的方向。 当Q=。△,G=0,沉淀溶解处于平衡状态,体系为饱和溶液, 一板书
教 学 过 程 批 注 一 复习导入新课(5 分钟) 总结前几节所学内容,提问:如果反应中有沉淀形成如何计算体系中各组分的浓度 而引出所讲新内容。 二 讲授新内容 第八章 难溶电解质的沉淀溶解平衡 8.1 难溶电解质的溶度积 所谓难溶电解质只是指溶解度很小而已。在一定温度下,当沉淀速率和溶解速率相 等时,就达到了沉淀溶解平衡。K θ sp 是难溶电解质沉淀溶解平衡常数,称为溶度积常数, 简称溶度积。它表明在一定温度下,不论各有关离子浓度如何变化,其乘积是一个常数。 K θ sp 的大小表示难溶电解质自身的溶解趋势,而与沉淀的量及离子的浓度变化无关。 溶度积也和其它化学平衡常数一样,随温度的升高而增大,但温度的影响并不显著。 溶度积和溶解度 s 可以互相换算,换算时必须注意浓度单位,要把溶解度的单位换 算成物质的量浓度单位(即 mol∙dm-3 )。 AB 型难溶电解质 s/ c Ө = θ Ksp A2B 型或 AB2 型难溶电解质 s/ c Ө = 3 4 θ Ksp A3B 型或 AB3 型难溶电解质 s/ c Ө = 4 27 θ Ksp A3B2 型或 A2B3 型难溶电解质 s/ c Ө = 5 108 θ Ksp 注意:这些关系式只适合于难溶电解质溶于水后的阴、阳离子在水中不发生任何副反应。 根据有关热力学公式,沉淀溶解反应的标准自由能变与标准溶度积常数的关系可表示 为: △rG θ m = -RTln K θ sp =-2.303lg K θ sp 8.2 沉淀的生成 根据化学反应等温式 △rGm = θ sp ln K Q RT 式中: Q= [c (An+)/ c Ө ] m [c (Bn- ) / c Ө ] n ,Q 表示难溶电解质溶液中离子浓度以其计量 系数为乘幂的乘积,也称离子积。 利用离子积 Q 与平衡常数 K θ sp 的相互关系,就能够判断反应进行的方向。 当 Q=K θ sp △rGm=0,沉淀溶解处于平衡状态,体系为饱和溶液, ――设疑引出 ――板书 ――叙述内容 ――板书 ――板书 ――板书 ――同理,让学 生自己推出 ― ― 举例 说 明 用应用条件 ――板书 ――板书 ――板书,引导 同 学 们应 用 该 式 判 断方 程 进 行的方向,进而 总 结 出溶 度 积 规则 ――板书
教学过程 批注 K0,过饱和溶液,反应向生成沉淀的方向进行,直至达到饱和状态。 以上结论称为溶度积规则,掌握和应用这个规则,就可以判断沉淀的生成和溶解的 一一通过举例, 可能性,从而创造条件,控制反应的方向,达到预期的目的。 要求熟练掌握 如果加入与难溶电解质有相同离子的强电解质时,则难溶电解质的溶解度降低,这 种现象也称为同离子效应。应用同离子效应,适当地增加沉淀剂的用量,可以有效降低 被沉淀离子的残留浓度,使被沉淀离子沉淀“完全”。所谓沉淀“完全”是指沉淀反应 一一根据平衡 的特点启发同 完成之后,被沉淀离子的浓度≤1.0×10-5 mol-dm。 学正确理解“完 在实际应用中,为了使沉淀尽可能完全,都要加入过量的沉淀剂。一般沉淀剂过量 全”沉淀的意义 10%~20%为宜,沉淀剂过量太多,会由于盐效应或配位效应(形成络离子而溶解)而 使沉淀的溶解度增大。 一板书 8.3分步沉淀 一通过举例, 如果溶液中含有两种或两种以上的离子,加入某种沉淀剂后,这些离子都能和沉淀 采用对比的方 剂反应生成沉淀,这些离子并非同时沉淀,而是按一定的顺序分先后依次析出沉淀。这 学 种先后析出沉淀的现象叫分步沉淀。开始沉淀时需要的沉淀剂的量小,先沉淀。 8.4沉淀的溶解 一一溶度积规 根据溶度积规则,要使沉淀溶解,就必须使Q<。,因此,只要创造一定的条件, 则的应用 降低难溶电解质饱和溶液中离子的浓度,就能够达到沉淀溶解的目的。通常采用以下几 一一举例说明 种方法。 并反复强调,总 1生成弱电解质或气体使沉淀溶解 结出解该类题 2.通过发生氧化还原反应使沉淀溶解 的方法 3.生成络合物使沉淀溶解 一一板书 8.5沉淀的转化 这种由一种沉淀转化成另一种沉淀的过程称为沉淀的转化。沉淀转化的难易程度取 -一举例 决于这两种沉淀的溶解度,一般情况下,溶解度大的比较容易转化成溶解度小的,而且 两者的溶解度相差越大,转化过程越容易。 三. 小结:(3分钟) (1)溶度积的意义,溶度积与溶解度的换算: (2)沉淀生成与溶解的条件: (3)分步沉淀及其应用: (4)酸碱质子理论。 四.布置作业: 板书设计 主板 副板 第六节难溶电解质的沉淀溶解平衡 8.1难溶电解质的溶度积 方程 8.2沉淀的生成 例题 8.3分步沉淀 例题 8.4沉淀的溶解 例题 8.5沉淀的转化
教 学 过 程 批 注 Q<K θ sp △rGm<0,未饱和溶液,反应向沉淀溶解的方向进行,直至达到饱和状态。 Q>K θ sp △rGm>0,过饱和溶液,反应向生成沉淀的方向进行,直至达到饱和状态。 以上结论称为溶度积规则,掌握和应用这个规则,就可以判断沉淀的生成和溶解的 可能性,从而创造条件,控制反应的方向,达到预期的目的。 如果加入与难溶电解质有相同离子的强电解质时,则难溶电解质的溶解度降低,这 种现象也称为同离子效应。应用同离子效应,适当地增加沉淀剂的用量,可以有效降低 被沉淀离子的残留浓度,使被沉淀离子沉淀“完全”。所谓沉淀“完全”是指沉淀反应 完成之后,被沉淀离子的浓度≤1.0×10-5 mol∙dm-3。 在实际应用中,为了使沉淀尽可能完全,都要加入过量的沉淀剂。一般沉淀剂过量 10%~20%为宜,沉淀剂过量太多,会由于盐效应或配位效应(形成络离子而溶解)而 使沉淀的溶解度增大。 8.3 分步沉淀 如果溶液中含有两种或两种以上的离子,加入某种沉淀剂后,这些离子都能和沉淀 剂反应生成沉淀,这些离子并非同时沉淀,而是按一定的顺序分先后依次析出沉淀。这 种先后析出沉淀的现象叫分步沉淀。开始沉淀时需要的沉淀剂的量小,先沉淀。 8.4 沉淀的溶解 根据溶度积规则,要使沉淀溶解,就必须使 Q<K θ sp ,因此,只要创造一定的条件, 降低难溶电解质饱和溶液中离子的浓度,就能够达到沉淀溶解的目的。通常采用以下几 种方法。 1 生成弱电解质或气体使沉淀溶解 2.通过发生氧化还原反应使沉淀溶解 3.生成络合物使沉淀溶解 8.5 沉淀的转化 这种由一种沉淀转化成另一种沉淀的过程称为沉淀的转化。沉淀转化的难易程度取 决于这两种沉淀的溶解度,一般情况下,溶解度大的比较容易转化成溶解度小的,而且 两者的溶解度相差越大,转化过程越容易。 三.小结:(3 分钟) (1)溶度积的意义,溶度积与溶解度的换算; (2)沉淀生成与溶解的条件; (3)分步沉淀及其应用; (4)酸碱质子理论。 四.布置作业: 板书设计 主板 副板 第六节 难溶电解质的沉淀溶解平衡 8.1 难溶电解质的溶度积 方程 8.2 沉淀的生成 例题 8.3 分步沉淀 例题 8.4 沉淀的溶解 例题 8.5 沉淀的转化 ――通过举例, 要求熟练掌握 ― ― 根据 平 衡 的 特 点启 发 同 学正确理解“完 全”沉淀的意义 ――板书 ――通过举例, 采 用 对比 的 方 法 ― ― 溶度 积 规 则的应用 - - 举例 说 明 并反复强调,总 结 出 解该 类 题 的方法 ――板书 ――举例