溶液的形成教学设计一等奖

溶液的形成教学设计一等奖第 1 篇

第四单元 沉淀溶解平衡

第1课时　沉淀溶解平衡原理

[目标要求]　1.能描述沉淀溶解平衡。2.了解溶度积和离子积的关系，并由此学会判断反应进行的方向。

一、沉淀溶解平衡的建立

1.生成沉淀的离子反应之所以能够发生的原因

生成沉淀的离子反应之所以能够发生，在于生成物的溶解度小。

尽管生成物的溶解度很小，但不会等于0。

2.溶解平衡的建立

以AgCl溶解为例：

从固体溶解平衡的角度，AgCl在溶液中存在下述两个过程：一方面，在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中;另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面正、负离子的吸引，回到AgCl的表面析出——沉淀。

溶解平衡：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，即得到AgCl的饱和溶液，如AgCl沉淀体系中的溶解平衡可表示为AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq)。由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在，决定了Ag+和Cl-的反应不能进行到底。

3.生成难溶电解质的离子反应的限度

不同电解质在水中的溶解度差别很大，例如AgCl和AgNO3;但难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限，习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说，0.01 g是很小的，因此一般情况下，相当量的离子互相反应生成难溶电解质，可以认为反应完全了。

化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时，沉淀就达完全。

二、溶度积

1.表达式

对于下列沉淀溶解平衡：

MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)

Ksp=[c(Mn+)]m•[c(Am-)]n。

2.意义

Ksp表示难溶电解质在溶液中的溶解能力。

3.规则

通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小，可以判断在给定条件下沉淀能否生成或溶解：

Qc>Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出;

Qc=Ksp，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态;

Qc

知识点一　沉淀的溶解平衡

1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是(

　　)

A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行

B.AgCl难溶于水，溶液中没有Ag+和Cl-

C.升高温度，AgCl沉淀的溶解度增大

D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体，AgCl沉淀的溶解度不变

答案　C

解析　难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止，但溶解和生成速率相等;没有绝对不溶的物质;温度越高，一般物质的溶解度越大;向AgCl沉淀中加入NaCl固体，使溶解平衡左移，AgCl的溶解度减小。

2.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是(

　　)

A.反应开始时，溶液中各离子的浓度相等

B.沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率和溶解的速率相等

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，如果再加入难溶性的该沉淀物，将促进溶解

答案　B

3.在一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)，当向此悬浊液中加入少量生石灰时，若温度不变，下列说法正确的是(

　　)

A.溶液中Ca2+数目减少 B.c(Ca2+)增大

C.溶液中c(OH-)减小 D.c(OH-)增大

答案　A

知识点二　溶度积

4.在100 mL 0.01 mol•L-1 KCl溶液中，加入1 mL 0.01 mol•L-1 AgNO3溶液，下列说法正确的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2•L-2)(

　　)

A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀

C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl

答案　A

解析　c(Ag+)=0.01×1101 mol•L-1=9.9×10-5 mol•L-1，c(Cl-)=0.01×100101 mol•L-1=9.9×10-3 mol•L-1，所以Q c=c(Ag+)•c(Cl-)=9.8×10-7 mol2•L-2>1.8×10-10 mol2•L-2=Ksp，故有AgCl沉淀析出。

5.下列说法正确的是(

　　)

A.在一定温度下的AgCl水溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数

B.AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2•L-2，在任何含AgCl固体的溶液中，c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+与Cl-浓度的乘积等于1.8×10-10 mol2•L-2

C.温度一定时，当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp值时，此溶液为AgCl的饱和溶液

D.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp值变大

答案　C

解析　在AgCl的饱和溶液中，Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数，故A错;只有在饱和AgCl溶液中c(Ag+)•c(Cl-)才等于1.8×10-10 mol2•L-2，故B项叙述错误;当Qc=Ksp，则溶液为饱和溶液，故C项叙述正确;在AgCl水溶液中加入HCl只会使溶解平衡发生移动，不会影响Ksp，所以D错。

6.对于难溶盐M_，其饱和溶液中M+和_-的物质的量浓度之间的关系类似于c(H+)•c(OH-)=KW，存在等式c(M+)•c(_-)=Ksp。一定温度下，将足量的AgCl分别加入下列物质中，AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是(

　　)

①20 mL 0.01 mol•L-1 KCl;

②30 mL 0.02 mol•L-1 CaCl2溶液;

③40 mL 0.03 mol•L-1 HCl溶液;

④10 mL蒸馏水;

⑤50 mL 0.05 mol•L-1 AgNO3溶液

A.①>②>③>④>⑤

B.④>①>③>②>⑤

C.⑤>④>②>①>③

D.④>③>⑤>②>①

答案　B

解析　AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，由于c(Ag+)•c(Cl-)=Ksp，溶液中c(Cl-)或c(Ag+)越大，越能抑制AgCl的溶解，AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关，而与溶液的体积无关。①c(Cl-)=0.01 mol•L-1;②c(Cl-)=0.04 mol•L-1;③c(Cl-)=0.03 mol•L-1;④c(Cl-)=0 mol•L-1;⑤c(Ag+)=0.05 mol•L-1。Ag+或Cl-浓度由小到大的排列顺序：④<①<③<②<⑤，故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序：④>①>③>②>⑤。

练基础落实

1.25℃时，在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq)，加入KI溶液，下列说法正确的是(

　　)

A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大

B.溶度积常数Ksp增大

C.沉淀溶解平衡不移动

D.溶液中Pb2+浓度减小

答案　D

2.CaCO3在下列哪种液体中，溶解度(

　　)

A.H2O B.Na2CO3溶液 C.CaCl2溶液 D.乙醇

答案　A

解析　在B、C选项的溶液中，分别含有CO2-3、Ca2+，会抑制CaCO3的溶解，而CaCO3在乙醇中是不溶的。

3.下列说法正确的是(

　　)

A.溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积

B.溶度积常数是不受任何条件影响的常数，简称溶度积

C.可用离子积Qc判断沉淀溶解平衡进行的方向

D.所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的

答案　C

解析　溶度积不是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的简单乘积，还与平衡式中化学计量数的幂指数有关，溶度积受温度的影响，不受离子浓度的影响。

4.AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10-10 mol2•L-2和2.0×10-12 mol3•L-3，若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度，则下面的叙述中正确的是(

　　)

A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等

B.AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度

C.两者类型不同，不能由Ksp的大小直接判断溶解能力的大小

D.都是难溶盐，溶解度无意义

答案　C

解析　AgCl和Ag2CrO4阴、阳离子比类型不同，不能直接利用Ksp来比较二者溶解能力的大小，所以只有C对;其余三项叙述均错误。比较溶解度大小，若用溶度积必须是同类型，否则不能比较。

5.已知HF的Ka=3.6×10-4 mol•L-1，CaF2的Ksp=1.46×10-10 mol2•L-2。向1 L 0.1 mol•L-1的HF溶液中加入11.1 g CaCl2，下列有关说法正确的是(

　　)

A.通过计算得知，HF与CaCl2反应生成白色沉淀

B.通过计算得知，HF与CaCl2不反应

C.因为HF是弱酸，HF与CaCl2不反应

D.如果升高温度，HF的Ka、CaF2的Ksp可能增大，也可能减小

答案　A

解析　该题可采用估算法。0.1 mol•L-1的HF溶液中c(HF)=0.1 mol•L-1，因此，c2(F-)=c(H+)•c(F-)≈3.6×10-4 mol•L-1×0.1 mol•L-1=3.6×10-5 mol2•L-2，又c(Ca2+)=11.1 g÷111 g/mol÷1 L=0.1 mol•L-1，c2(F-)×c(Ca2+)=3.6×10-6>Ksp，显然，A是正确的;D项，由于HF的电离是吸热的，升高温度，Ka一定增大，D错误。

练方法技巧

6.

已知Ag2SO4的Ksp为2.0×10-5 mol3•L-3，将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO2-4浓度随时间变化关系如图所示[饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol•L-1]。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 mol•L-1 Na2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和SO2-4浓度随时间变化关系的是(

　　)

答案　B

解析　已知Ag2SO4的Ksp=2.0×10-5 mol3•L-3=[c(Ag+)]2•c(SO2-4)，则饱和溶液中c(SO2-4)=Ksp[c(Ag+)]2=2.0×10-5(0.034)2 mol•L-1=0.017 mol•L-1，当加入100 mL 0.020 mol•L-1 Na2SO4溶液时，c(SO2-4)=0.017 mol•L-1+0.020 mol•L-12=0.018 5 mol•L-1，c(Ag+)=0.017 mol•L-1(此时Q c

7.已知：25℃时，Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12 mol3•L-3，Ksp[MgF2]=7.42×10-11 mol3•L-3。下列说法正确的是(

　　)

A.25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大

B.25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2+)增大

C.25℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol•L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol•L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小

D.25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后， Mg(OH)2不可能转化为MgF2

答案　B

解析　Mg(OH)2与MgF2均为AB2型难溶电解质，故Ksp越小，其溶解度越小，前者c(Mg2+)小，A错误;因为NH+4+OH-===NH3•H2O，所以加入NH4Cl后促进Mg(OH)2的溶解平衡向右移动，c(Mg2+)增大，B正确;Ksp只受温度的影响，25℃时，Mg(OH)2的溶度积Ksp为常数，C错误;加入NaF溶液后，若Qc=c(Mg2+)•[c(F-)]2>Ksp(MgF2)，则会产生MgF2沉淀，D错误。

8.Mg(OH)2难溶于水，但它溶解的部分全部电离。室温下时，饱和Mg(OH)2溶液的pH=11，若不考虑KW的变化，则该温度下Mg(OH)2的溶解度是多少?(溶液密度为1.0 g•cm-3)

答案　0.002 9 g

解析　根据Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)，c(OH-)=10-3 mol•L-1，则1 L Mg(OH)2溶液中，溶解的n[Mg(OH)2]=1 L×12×10-3 mol•L-1=5×10-4 mol，其质量为58 g•mol-1×5×10-4 mol=0.029 g，再根据S100 g=0.029 g1 000 mL×1.0 g•cm-3可求出S=0.002 9 g。

凡是此类题都是设溶液的体积为1 L，根据1 L溶液中溶解溶质的质量，计算溶解度。

练综合拓展

9.金属氢氧化物在酸中溶解度不同，因此可以利用这一性质，控制溶液的pH，以达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol•L-1)如下图。

(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是______。

(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+，应该控制溶液的pH为______。

A.<1

　　

　　B.4左右

　　

　　C.>6

(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2+杂质，______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去，理由是

________________________________________________________________________。

(4)要使氢氧化铜沉淀溶解，除了加入酸之外，还可以加入氨水，生成[Cu(NH3)4]2+，写出反应的离子方程式_________________________________________________________。

(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表：

物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS

Ksp 6.3×10-18 2.5×

10-13 1.3×10-36 3.4×10-28 6.4×10-53 1.6×10-24

某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+，最适宜向此工业废水中加入过量的______除去它们。(选填序号)

A.NaOH

　　　B.FeS

　　

　　C.Na2S

答案　(1)Cu2+　(2)B

(3)不能　Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小

(4)Cu(OH)2+4NH3•H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O

(5)B

解析　(1)据图知pH=4～5时，Cu2+开始沉淀为Cu(OH)2，因此pH=3时，铜元素主要以Cu2+形式存在。

(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3+，以保证Fe3+完全沉淀，而Cu2+还未沉淀，据图知pH应为4左右。

(3)据图知，Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小，无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2+。

(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式：

Cu(OH)2+4NH3•H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。

(5)因为在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中只有FeS的溶度积，且与其他三种物质的溶度积差别较大，因此应用沉淀的转化可除去废水中的Cu2+、Pb2+、Hg2+，且因FeS也难溶，不会引入新的杂质。

第2课时　沉淀溶解平衡原理的应用

[目标要求]　1.了解沉淀溶解平衡的应用。2.知道沉淀转化的本质。

一、沉淀的生成

1.沉淀生成的应用

在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中，常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。

2.沉淀的方法

(1)调节pH法：如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：

Fe3++3NH3•H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4。

(2)加沉淀剂法：如以Na2S、H2S等作沉淀剂，使某些金属离子，如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀，也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下：

Cu2++S2-===CuS↓，

Cu2++H2S===CuS↓+2H+，

Hg2++S2-===HgS↓，

Hg2++H2S===HgS↓+2H+。

二、沉淀的转化

1.实验探究

(1)Ag+的沉淀物的转化

实验步骤

实验现象 有白色沉淀生成 白色沉淀变为黄色 黄色沉淀变为黑色

化学方程式 AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3 AgCl+KI===AgI+KCl 2AgI+Na2S===Ag2S+2NaI

实验结论 溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀

(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化

实验步骤

实验现象 产生白色沉淀 产生红褐色沉淀

化学方程式 MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2

实验结论 Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小

2.沉淀转化的方法

对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀，可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。

3.沉淀转化的实质

沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。

两种沉淀的溶解度差别越大，沉淀转化越容易。

4.沉淀转化的应用

沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。

(1)锅炉除水垢

水垢[CaSO4(s)――→Na2CO3溶液CaCO3――→盐酸Ca2+(aq)]

其反应方程式是CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4，CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。

(2)对一些自然现象的解释

在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如，各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时，便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。

其反应如下：

CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4，

CuSO4+PbS===CuS+PbSO4。

知识点一　沉淀的生成

1.在含有浓度均为0.01 mol•L-1的Cl-、Br-、I-的溶液中，缓慢且少量的加入AgNO3稀溶液，结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是(

　　)

A.AgCl、AgBr、AgI B.AgI、AgBr、AgCl

C.AgBr、AgCl、AgI D.三种沉淀同时析出

答案　B

解析　AgI比AgBr、AgCl更难溶于水，故Ag+不足时先生成AgI，析出沉淀的先后顺序是AgI、AgBr、AgCl，答案为B。

2.为除去MgCl2溶液中的FeCl3，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是(

　　)

A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgO

答案　D

解析　要除FeCl3实际上是除去Fe3+，由于pH≥3.7时，Fe3+完全生成Fe(OH)3，而pH≥11.1时，Mg2+完全生成Mg(OH)2，所以应加碱性物质调节pH使Fe3+形成Fe(OH)3;又由于除杂不能引进新的杂质，所以选择MgO。

3.要使工业废水中的重金属Pb2+沉淀，可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂，已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下：

化合物 PbSO4 PbCO3 PbS

溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14

由上述数据可知，选用沉淀剂为(

　　)

A.硫化物 B.硫酸盐

C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可

答案　A

解析　PbS的溶解度最小，沉淀最彻底，故选A。

知识点二　沉淀的转化

4.向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液，出现白色沉淀，继续滴加一滴KI溶液并振荡，沉淀变为黄色，再滴入一滴Na2S溶液并振荡，沉淀又变成黑色，根据上述变化过程，分析此三种沉淀物的溶解度关系为(

　　)

A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgCl

C.AgCl>AgI>Ag2S D.AgI>AgCl>Ag2S

答案　C

解析　沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化，由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgCl>AgI>Ag2S。

5.已知如下物质的溶度积常数：FeS：Ksp=6.3×10-18 mol2•L-2;CuS：Ksp=6.3×10-36 mol2•L-2。下列说法正确的是(

　　)

A.同温度下，CuS的溶解度大于FeS的溶解度

B.同温度下，向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后，Ksp(FeS)变小

C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液，最先出现的沉淀是FeS

D.除去工业废水中的Cu2+，可以选用FeS作沉淀剂

答案　D

解析　A项由于FeS的Ksp大，且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的，因此FeS的溶解度比CuS大;D项向含有Cu2+的工业废水中加入FeS，FeS会转化为更难溶的CuS，可以用FeS作沉淀剂;B项Ksp不随浓度变化而变化，它只与温度有关;C项先达到CuS的Ksp，先出现CuS沉淀。

练基础落实

1.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀而除去。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相关性质是(

　　)

A.具有吸附性

B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同

C.溶解度大于CuS、PbS、CdS

D.溶解度小于CuS、PbS、CdS

答案　C

2.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)时，为使Mg(OH)2固体的量减少，须加入少量的(

　　)

A.MgCl2 B.NaOH C.MgSO4 D.NaHSO4

答案　D

解析　若使Mg(OH)2固体的量减小，应使Mg(OH)2的溶解平衡右移，应减小c(Mg2+)或c(OH-)。答案为D。

3.已知常温下：Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11 mol3•L-3，Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2•L-2，Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12 mol3•L-3，Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3 mol•L-2。下列叙述正确的是(

　　)

A.等体积混合浓度均为0.2 mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液一定产生CH3COOAg沉淀

B.将0.001 mol/L的AgNO3溶液滴入0.001 mol/L的KCl和0.001 mol/L的K2CrO4溶液中先产生Ag2CrO4沉淀

C.在Mg2+为0.121 mol/L的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀，溶液的pH至少要控制在9以上

D.向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液，Ksp(AgCl)变大

答案　C

4.已知下表数据：

物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3

Ksp/25 ℃ 8.0×10-16 mol3•L-3 2.2×10-20 mol3•L-3 4.0×10-38 mol4•L-4

完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3～4

对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法，不正确的是(

　　)

①向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀　②向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到白色沉淀　③向该混合溶液中加入适量氯水，并调节pH到3～4后过滤，可获得纯净的CuSO4溶液　④在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在

A.①② B.①③ C.②③ D.②④

答案　C

练方法技巧

5.含有较多Ca2+、Mg2+和HCO-3的水称为暂时硬水，加热可除去Ca2+、Mg2+，使水变为软水。现有一锅炉厂使用这种水，试判断其水垢的主要成分为(

　　)

(已知Ksp(MgCO3)=6.8×10-6 mol2•L-2，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12 mol3•L-3)

A.CaO、MgO B.CaCO3、MgCO3

C.CaCO3、Mg(OH)2 D.CaCO3、MgO

答案　C

解析　考查沉淀转化的原理，加热暂时硬水，发生分解反应：Ca(HCO3)2=====△CaCO3↓+CO2↑+H2O，Mg(HCO3)2=====△MgCO3↓+CO2↑+H2O，生成的MgCO3在水中建立起平衡：MgCO3(s) Mg2+(aq)+CO2-3(aq)，而CO2-3发生水解反应：CO2-3+H2O HCO-3+OH-，使水中的OH-浓度增大，由于Ksp[Mg(OH)2]

6.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。提示：BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)•c(SO2-4)，称为溶度积常数，下列说法正确的是(

　　)

提示：BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)•c(SO2-4)，称为溶度积常数。

A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点

B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点

C.d点无BaSO4沉淀生成

D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp

答案　C

解析　由溶度积公式可知，在溶液中当c(SO2-4)升高时，c(Ba2+)要降低，而由a点变到b点c(Ba2+)没有变化，A错;蒸发浓缩溶液时，离子浓度都升高，而由d点变到c点时，c(SO2-4)却没变化，B错;d点落在平衡图象的下方，说明Ksp>c(Ba2+)•c(SO2-4)，此时是未饱和溶液，无沉淀析出，C正确;该图象是BaSO4在某一确定温度下的平衡曲线，温度不变，溶度积不变，a点和c点的Ksp相等，D错。

练综合拓展

7.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡：

MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)

Ksp=[c(Mn+)]m•[c(Am-)]n，称为溶度积。

某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性，查得如下资料：(25℃)

难溶电

解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg(OH)2

Ksp 2.8×10-9

mol2•L-2 9.1×10-6

mol2•L-2 6.8×10-6

mol2•L-2 1.8×10-12

mol3•L-3

实验步骤如下：

①往100 mL 0.1 mol•L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol•L-1的Na2SO4溶液，立即有白色沉淀生成。

②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g，搅拌，静置，沉淀后弃去上层清液。

③再加入蒸馏水搅拌，静置，沉淀后再弃去上层清液。

④________________________________________________________________________。

(1)由题中信息知Ksp越大，表示电解质的溶解度越______(填“大”或“小”)。

(2)写出第②步发生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)设计第③步的目的是

________________________________________________________________________。

(4)请补充第④步操作及发生的现象：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　(1)大

(2)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3↓

(3)洗去沉淀中附着的SO2-4

(4)向沉淀中加入足量的盐酸，沉淀完全溶解并放出无色无味气体

解析　本题考查的知识点为教材新增加的内容，题目在设计方式上为探究性实验，既注重基础知识，基本技能的考查，又注重了探究能力的考查。由Ksp表达式不难看出其与溶解度的关系，在硫酸钙的悬浊液中存在着：CaSO4(aq)===SO2-4(aq)+Ca2+(aq)，而加入Na2CO3后，溶液中CO2-3浓度较大，而CaCO3的Ksp较小，故CO2-3与Ca2+结合生成沉淀，即CO2-3+Ca2+===CaCO3↓。既然是探究性实验，必须验证所推测结果的正确性，故设计了③④步操作，即验证所得固体是否为碳酸钙。

8.(1)在粗制CuSO4•5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。

①在提纯时为了除去Fe2+，常加入合适的氧化剂，使Fe2+转化为Fe3+，下列物质可采用的是______。

A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3

②然后再加入适当物质调整溶液pH至4，使Fe3+转化为Fe(OH)3，调整溶液pH可选用下列中的______。

A.NaOH B.NH3•H2O C.CuO D.Cu(OH)2

(2)甲同学怀疑调整溶液pH至4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的，乙同学认为可以通过计算确定，他查阅有关资料得到如下数据，常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38，Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20，通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时就认定沉淀完全，设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol•L-1，则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为______，Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol•L-1]时溶液的pH为______，通过计算确定上述方案______(填“可行”或“不可行”)。

答案　(1)①B　②CD　(2)4　3　可行

(2)Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)•c2(OH-)，则c(OH-)=3.0×10-203.0=1.0×10-10(mol•L-1)，则c(H+)=1.0×10-4 mol•L-1，pH=4。

Fe3+完全沉淀时：Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c3(OH-)，则c(OH-)=31.0×10-381.0×10-5=1.0×10-11 mol•L-1。此时c(H+)=1×10-3 mol•L-1，pH=3，因此上述方案可行。

溶液的形成教学设计一等奖第 2 篇

知识与技能：

1.掌握甲烷的性质，理解取代反应的含义，了解甲烷的用途。

2.培养学生的观察、动手、思维能力。

3.通过联系生产生活实际，增强安全意识、环保意识、能源利用的观点。

过程与方法：

1、通过实践活动、探究实验、模型、图片等，培养学生关心科学、研究科学和探究科学的精神

2、通过讲授、讨论、小组合作等教学方法和实验条件控制、比较、类比等科学方法，教给学生科学的方法

情感态度价值观：

使学生初步掌握研究物质的方法――结构解析、推测可能的性质、设计实验、解析现象，得出结论。

教学重点：掌握甲烷的性质

教学难点：理解取代反应的含义

教学方法：实验探索法

媒体选用：实验、投影、电脑动画、录像

教学过程：

[引言]初中的时候我们已学过甲烷，那么大家一起回忆下甲烷是一种什么样的物质呢?

[学生回忆回答]

[教师讲解]由初中我们可以知道甲烷的分子式是CH4

[板书]一、甲烷的结构

1、甲烷的分子式：CH4

[提问]那么甲烷的电子式是怎样的呢?

[学生思考回答]

[板书]2、甲烷的电子式：

[模型展示]展示甲烷的球棍模型

[过渡]我们知道了甲烷是最简单的一种有机物，甲烷是正四面体结构，接下来我们一起通过实验来研究甲烷的性质，认识甲烷的用途。

[板书]二、甲烷的性质

[实验]引导学生观察甲烷的色态、水溶性，小心地闻气味，动手演示甲烷与空气密度的比较实验器。

[归纳、板书]

1、物理性质：无色无味气体，比空气轻，难溶于水。

[演示]将甲烷分别通入加了酸碱指示剂的盐酸、氢氧化钠、高猛酸钾溶液中。

[学生观察描述]溶液颜色均无变化

[归纳、板书]

2、化学性质：

a、一般情况下，性质稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂等不起反应。

[讲述]甲烷的稳定性是相对的，在特定的条件下，也会发生某些反应。

[板书]

b、特定条件下的反应。

[演示]氯气和甲烷的混合气体在光照条件下的反应，用一只配双孔塞的大试管，把试管的体积划分成五等份并做上标记。试管内装满饱和食盐水，塞上双孔塞，两导管用止水夹夹住，倒放大试管，让导管A与盛有饱和食盐水的水槽相通。将装置放在化学投影仪前，从导管B通人氯气，收集氯气到标记四的地方，再通入甲烷，使试管内的食盐水排到标记五的地方。这样试管内甲烷和氯的比是1∶4。打开投影仪开关，使强光照射试管并投影到银幕上。

[讲述]注意观察反应现象，用化学投影仪光源代替自然光源的好处是反应易控制且不受天气影响。

[观察]盐水面上升。黄绿色消失，油状物出现(请学生讲述实验现象)

[讲述]实验现象说明甲烷跟氯气在光照下直接起反应生成了新物质，这一反应发生的过程是怎样的呢?生成物又是什么呢?这个反应是什么类型的反应呢?为了形象、直观地说明这些问题，我们用电脑动画模拟反应过程表示如下。

[演示]电脑动画模拟一氯甲烷的生成过程。

[讲述]从模拟过程可以看出，在光照的条件下甲烷分子中的氢原子可被氯气中的氯原子所取代而生成一氯甲烷和氯化氢，但是反应并没有终止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷，请看反应模拟过程：

[演示]电脑动画模拟二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的生成过程。

[讲述]根据反应过程，这个反应生成一氯甲烷、二氯甲烷的化学方程式。

[设问]这两个化学方程式和我们以前学过的方程式比较有何不同?

(1)用结构式代替分子式;

(2)用箭号(→)代替等号(=)。

[讲述]为了明显起见，用结构式代替分子式，注意化学方程式箭号(→)表示。这是因为有机化合物参加的化学反应往往比较复杂，常有副反应发生等。因此，这类反应的化学方程式通常不用等号，而是用箭号(→)表示，且常常用结构式代替分子式。

[设问]同学们能否将生成三氯甲烷和四氯甲烷的化学方程式表示出来?

[投影]四个反应的方程式。

[讲述]在这些反应里，甲烷分子里的氢原子逐步被氯原子所代替而生成了四种取代产物，有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应叫取代反应。

[演示](1)取代反应：

[演示]电脑动画重复模拟取代反应的全过程，进一步理解取代反应的含义。

[讲述]纯净的甲烷能在空气里安静地燃烧，发生氧化反应。

[演示]点燃纯净的甲烷，注意观察火焰。然后在火焰上方罩一个干燥的烧杯，把烧杯倒转过来，向杯内注入少量澄清石灰水振荡。

[观察]淡蓝色火焰，烧杯内壁很快变模糊有水生成，生成物使澄清石灰水变浑浊。

[讲述]纯净的甲烷能在空气里安静地燃烧，同时放出大量的热。

[板书](2)氧化反应：

CH4+2O2CO2+2H2O+Q

[讲述]甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意，如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物，会立即发生爆炸。在煤矿的矿井里，如果空气中甲烷的含量达到一定比例时，遇到火花就会发生爆炸，所以必须采取安全措施，如严禁烟火、注意通风等，以防止爆炸事故发生。此例说明，对一个化学反应有充分、全面的认识，才能利用它、控制它，防止其有害的一面。

[讲述]在隔绝空气的条件下加热到1000℃左右，甲烷就开始分解;当温度再升高时，分解比较完全，生成炭和氢气。

[板书](3)热解反应：

CH4C+2H2↑

[小结]甲烷的性质与结构的关系。

[讲述]由于甲烷在特定条件下的这些性质决定了甲烷在生活生产实际中的广泛用途。

[板书]

三、甲烷的用途

[讲述]性质决定用途。甲烷取代反应的产物(CH3Cl、CH2Cl、CHCl3、CCl4)都是很好的有机溶剂，热解反应的产物氢是合成氨和汽油的重要原料，热解反应的产物炭黑是橡胶工业的重要原料，也可用于制造颜料、油墨和油漆等。甲烷燃烧时放出很多的热量，所以甲烷可用做气体燃料。简介天然气的应用和农村沼气制取的原料、发酵过程、使用和发酵废物利用。着重强调指出沼气的应用对合理开发农村能源、肥料，改善环境卫生，防止疾病的传染所起的作用。

[总结]这节课我们学习了甲烷的性质和用途，要求重点掌握甲烷的性质、特别是化学性质，理解有机物取代反应含义，注意将所学知识运用于生产生活实际。

[思考]1.甲烷的性质与氢气的性质有何区别?

2.取代反应与置换反应有何区别?

[作业]书本课后练习

溶液的形成教学设计一等奖第 3 篇

知识目标

在理解化学方程式的基础上，使学生掌握有关反应物、生成物质量的计算;

通过有关化学反应的计算，使学生从定量角度理解化学反应，并掌握解题格式。

能力目标

通过化学方程式的计算，培养学生的审题能力、分析问题和解决问题的能力。

情感目标

通过有关化学方程式的计算，培养学生学以致用、联系实际的学风，同时培养学生认识到定性和定量研究物质及其变化规律是相辅相成、质和量是辨证统一的观点。

教材分析

根据化学方程式进行计算，对初学者来说应严格按照课本中的五个步骤方法和书写格式来进行计算。即①设未知量;②根据题意写出配平的化学方程式;③写出有关物质的式量，已知量和未知量;④列比例，求解;⑤答题。这样做可以养成良好的学习习惯。

解这种题要求对化学计算题里有关化学知识有一个清晰的理解，那就是依题意能正确书写化学方程式，如果化学方程式中某个物质的化学式写错了，或者没有配平，尽管数学计算得很准确，也不会得到正确的结果。可见正确书写并配平化学方程式是顺利解答化学方程式计算题的关键要素。

化学计算题是以化学知识为基础，数学为工具多学科知识的综合运用。它不仅要有化学学科的思维方法，还应有扎实的数学功底。

解有关化学方程式的计算题，首先要认真审题，明确要求什么，设未知量才不至于盲目。第二是将题目中给出的化学变化用化学方程式表示出来。依题意找出已知量。然后按解题步骤进行。同时要克服心理上的不良因素，不要惧怕化学计算，要相信自己。基础不好的同学要先做些简单的有关化学方程式的计算题，逐渐体会将数学的计算方法与化学知识有机结合的过程。然后再做较难的题目。基础好的同学应具有解一定难度题目的能力。在初中阶段有关化学方程式计算题，较易的题目是运用数学的列比例式，解一元一次方程的知识，即设一个未知量，一个等式关系。中等偏难的题，往往要用到解二元一次方程，解三元一次方程的知识。计算过程难度并未增加多少，只是步骤多，稍微麻烦些。难度主要体现在如何设好多个未知数以及找出这些未知数之间"量"的关系式。总之，要根据自己的化学知识和数学知识水平，加强化学计算的训练，以求达到熟练掌握解化学计算题的思路和方法。

教法建议

本节只要求学生学习有关纯物质的计算，且不涉及到单位的换算。计算是建立在学生理解化学方程式含义的基础上的，包括用一定量的反应物最多可得到多少生成物;以及含义的基础上的，要制取一定量生成物最少需要多少反应物。所以在教学中要将化学方程式的含义与计算结合起来。

化学计算包括化学和数学两个因素，其中化学知识是化学计算的基础，数学是化学计算的工具。要求学生对涉及的有关化学方程式一定要掌握，如：化学方程式的正确书写及配平问题，在教学中教师要给学生作解题格式的示范，通过化学方程式的计算，加深理解化学方程式的含义，培养学生按照化学特点进行思维的良好习惯,进一步培养学生的审题能力、分析能力和计算能力，同时使学生认识到定量和定性研究物质及变化规律是相辅相成的，质和量是统一的辨证观点。本节课可采用讲练结合、以练为主的方法，调动学生的积极性，通过由易到难的题组和一题多解的训练，开阔思路，提高解题技巧，培养思维能力，加深对化学知识的认识和理解。

教学设计方案

重、难点：由一种反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量

教学过程：

引入：化学方程式可以表示为化学反应前后物质的变化和质量关系。那么，化工,农业生产和实际生活中，如何通过质量关系来计算产品和原料的质量,充分利用，节约能源呢?本节课将要学习根据化学方程式的计算，就是从量的方面来研究物质变化的一种方法。

投影：例一 写出硫在氧气中完全燃烧的化学方程式______________________。写出各物质之间的质量比_________________________，叙述出各物质之间质量比的意义______________________。32g硫足量氧气中完全燃烧可生成__________克二氧化硫。1.6克硫在足量的氧气中完全燃烧可生成__________________克二氧化硫，同时消耗氧气的质量是__________克。

讨论完成：

S + O2 点燃 SO2

32 32 64

每32份硫与32 份氧气完全反应,必生成64份二氧化硫。

32克 64克

1.6克 3.2克

学生练习1：写出磷完全燃烧的化学方程式__________________________。计算出各物质之间的质量关系_____________。现有31克白磷完全燃烧,需要氧气__________ 克，生成五氧化二磷 _________ 克。

小结：根据化学方程式，可以求出各物质间的质量比;根据各物质之间的质量比，又可由已知物质的质量，计算求出未知物质的质量,此过程就为化学方程式的计算。板书：第三节 根据化学方程式的计算

投影：例2 加热分解11.6克氯酸钾,可以得到多少克氧气?

板书：解：(1)根据题意设未知量;设可得到氧气质量为_

(2)写出化学方程式; 2KClO3Δ2KCl+3O2↑

(3)列出有关物质的式量和已知量;未知量 245 96

11.6 克 _

(4)列比例式,求未知量 245/11.6克=96/_

_=96 ×11.6克/245=4.6克

(5)答： 答:可以得到4.6克氧气.

学生练习，一名同学到黑板上板演

投影：

学生练习2：实验室要得到3.2克氧气需高锰酸钾多少克?同时生成二氧化锰多少克?

练习3 用氢气还原氧化铜，要得到铜1.6克，需氧化铜多少克?

分析讨论、归纳总结：

讨论：1.化学方程式不配平,对计算结果是否会产生影响?

2.化学方程式计算中,不纯的已知量能带进化学方程式中计算吗?

投影：例三 12.25克氯酸钾和3克二氧化锰混合加热完全反应后生成多少克氧气?反应后剩余固体是多少克?

学生练习：同桌互相出题,交换解答，讨论，教师检查。

出题类型(1)已知反应物的质量求生成物的质量

(2)已知生成物的质量求反应物的质量

小结：根据化学方程式计算要求

化学方程式要配平

需将纯量代方程

关系式对关系量

计算单位不能忘

关系量间成比例

解设比答要牢记

板书设计：

第三节 根据化学方程式的计算

例2.加热分解11.6克氯酸钾,可以得到多少克氧气?

解:(1)根据题意设未知量;设可得到氧气质量为_

(2)写出化学方程式;

　　

　　

　　2KClO3Δ2KCl+3O2↑

(3)列出有关物质的式量和已知量;未知量

　　245

　　96

11.6 克　_

(4)列比例式，求未知量

　　　245/11.6克=96/_

_=96 ×11.6克/245=4.6克

(5)答：可以得到4.6克氧气.

小结：根据化学方程式计算要求

化学方程式要配平

需将纯量代方程

关系式对关系量

计算单位不能忘

关系量间成比例

解设比答要牢记

溶液的形成教学设计一等奖第 4 篇

教材分析：

物质结构和元素周期律是化学的重要理论知识，也是中学化学教学的重要内容。通过学习这部分知识，可以使学生对所学元素化合物等知识进行综合、归纳，从理论进一步加深理解。同时，作为理论指导，也为学生继续学习化学打下基础。这部分知识既是化学必修2的内容，也是选修化学的基础。本章内容虽然是理论性知识，但教材结合元素化合物知识和化学史实来引入和解释，使理论知识与元素化合物知识相互融合，以利于学生理解和掌握。

学情分析：

在初中化学的基础上，学生对电子层的概念已经有了不同程度的认识和理解，再进一步介绍原子核外电子排布。教材没有具体介绍原子核外电子排布的规律，而是直接给出了1～18号元素原子核外电子的排布，让学生从中发现一些简单规律，学生有能力自主完成次部分内容。学生能够比较熟练的绘制数学中的坐标系图像，本节课讲数学思想融入进来，更加直观和形象。对于原子半径的查找作为课下小组探究的内容，增加学生小组合作意识，课堂上学生愿意代表小组成员展示，符合高一学生的心理要求。

高一学生的大脑里的知识结构仍比较简单，同化新概念的能力不强，这就要求教师努力调动学生已有的知识，调整学生头脑中的认知结构，帮助学生加强新旧概念间的联系，同化理解新概念。

教学目标：

知识与技能：掌握原子核外电子排布规律;元素的原子半径、化合价随原子序数的递增而呈现出的周期性变化规律;微粒半径及大小的比较。

过程与方法：1、归纳法、比较法。2、培养学生抽象思维能力。

情感、态度与价值观：培养学生勤于思考、勇于探究的科学品质。

教学重点：元素化合价随原子序数的递增而变化的规律，微粒半径及大小的比较。

教学难点：元素周期律的探索与发现过程。

教学策略和方法：本课在设计上主要以发现教学方式进行，以学生的自主发现探究为主，利用教材提供的数据，指导学生进行理论探究，同时在教学过程中，辅助以讲授法，发现法，读书指导法，任务驱动法等教学方法，调动学生积极性，形成“全员参与，学生为本”的课堂氛围，程度的利用各方资源为课堂教学服务。

课堂类型：新授课

教学手段：多媒体、学案辅助教学

教学设计理念：

化学概念是将化学现象、化学事实经过比较、综合、分析、归纳、类比等方法抽象出来的理性知识，它是已经剥离了现象的一种更高级的思维形态，反映着化学现象及事实的本质，是化学学科知识体系的基础。因此化学概念学习与教学的理论研究受到广泛的重视，注重教学的阶段性就是要根据学生的特点，依据课程标准的要求，掌握好知识处理的分寸，准确把握知识的深广度，在不同阶段给学生提出不同的要求。教学中不能不顾学生实际能力，过分追求科学性和完整性，将概念随意扩展和深化。

对原子最外层电子数，元素化合价变化规律，以学生动手绘图为主，引导学生将表格数据转化为图像，实现学生的自主探究学习。这样的设计，一方面可以锻炼学生数形转化能力，也会使学生对知识有更深入的理解，另一方面利用图像的直观性，也能大大降低学生对规律性的理解难度，实现课堂的高效开展。