2023高三化學主題教案
世界上很多國家已把“化學的綠色化”作為新世紀化學進展的主要方向之一。下面是小編為大家帶來的2023高三化學主題教案七篇,希望大家能夠喜歡!
2023高三化學主題教案篇1
【設計理念】
英國課程專家斯騰豪斯(LawrenceStenhouse)提出“教師即課程研究者(teachersascurriculumresearchers)”。新課程改革倡導教師參與課程的編制與開發。本著“教師參與課程與教材的開發,創造性地使用教科書”的理念,力圖構建“知識、方法、價值觀”有機融合的化學學習內容,實現化學課堂“知能情”多方面的育人功能。
基于此,本課題的設計主要突出以下幾點:
1、以“化學反應中的自發過程的特征(即焓變與熵變的影響)”為線索,力求在探究過程中將科學本質的“可證偽性”與科學研究中“證明”與“證偽”方法的使用展現給學生,提高學生的科學素養。
2、以“熵增原理”為設計的著力點,從簡單的體驗活動中引出“環境保護與低碳生活”,幫助學生建立正確的人生觀與世界觀,實現化學課堂的育人功能。
【課標分析】
《普通高中化學課程標準》(簡稱“課標”)倡導高中化學課程以進一步提高學生的科學素養為宗旨,內容選擇上力求反映現代化學研究的成果和發展趨勢,積極關注21世紀與化學相關的社會現實問題。使學生在高中化學課程學習中理解基本的化學概念和原理,認識化學現象的本質,學習實驗研究的方法,學習科學探究的基本方法,提高科學探究能力。聯系本課題的內容,課標內容標準要求:“能用焓變和熵變說明化學反應的方向,對生產、生活和自然界中的有關化學變化現象進行合理的解釋”。總體來說,課標對學生學習這部分內容的要求主要著眼于拓展學生對化學反應基本原理的認識,為可能的后續學習以及提高科學素養提供教學上的素材。
【教科書分析】
本課題位于人教版選修4第二章第四節,主要涉及用焓變與熵變作為化學反應進行方向的判據,在科學視野欄目中給出了吉布斯自由能的判定式,其知識屬于化學反應原理范疇。由于焓變和熵變對高中生來說屬于難度較大的內容,因此教科書在知識的深度上進行了適度把握,并在編排順序上做了相應考慮,將本節課題放在本章的最后一節。另外,為了幫助學生將新的知識吸納到原有認知框架中,教科書設計的實例是從學生的實際生活經驗出發。然而教科書在本節中沒有設計編寫相應的實驗,學生難以利用直觀鮮明的實驗現象促進相應概念的理解。
【學情分析】
從本學科縱向維度上看,學生學習本課題時,已經掌握了化學反應的焓變等有關內容,同時也具備了對化學反應從能量、速率、限度等維度研究的思想。本課題聯系以上知識,提出了研究化學反應的另一個維度——方向(自發與非自發)問題,并利用焓變判據和熵變判據綜合對化學反應的自發做出判斷。由于熵及“熵增原理”內容較抽象、陌生度較高,因此在教學中通過引入實際生活中體現“熵增原理”的物理變化和化學變化現象,為學生的學習提供了認知的感性材料,有利于學生在學習時對熵變和熵增做出一般性地常規探討,并且創造了學生充分發揮思維能力和交流能力的空間。
在科學方法的學習上,作為高二理科生,對常見的科學方法有一定程度的認識,對科學探究的一般過程也有一定的體驗。為了延伸學生對科學本質的了解以及科學方法的學習,本課題的科學探究中引入“證明法”與“證偽法”,在交替使用二者的同時讓學生了解科學探究中的“證明”與“證偽”方法及其對結果作出相應合理正確的解釋。
另一方面,當代社會中的環境保護問題與低碳生活也時刻影響著學生,他們已經初步建立起了環境保護與節約資源的意識。本課題通過體驗活動發展學生相關認知與情感,強化了從基本化學原理角度看待社會問題的意識,促進他們形成正確的世界觀與人生觀。
【教學目標分析】
知識與技能:
1.知道有利于化學反應的自發進行,但△H<0不是判斷反應自發的標志。
2.知道△S>0有利于化學反應的自發進行,但不是判斷反應自發的標志。
3.知道化學反應的是否自發同時取決于△H和△S兩個因素的影響。
過程與方法:
1.體驗“化學實驗”與“角色扮演”的活動過程,在活動中觀察、描述、分析、推理和判斷現象與結論。
2.了解科學探究方法中的重要手段——“證偽”和“證明”。
情感態度與價值觀:
1.逐步形成從科學原理的角度認識身邊事物和變化的世界觀。
2.基于“熵增原理”的類比,體驗環境保護與低碳生活的重要性和迫切性。
【學習內容分析】
學習內容是本課題教學實施中的主體部分,結合已經確立的教學目標,以人教版化學選修4教科書為藍本,本著“源于教科書但不拘泥于教科書,用教科書教”的原則,選擇主要學習內容。基于學生對化學反應的方向問題(即化學反應是否自發)認識的缺乏,教學設計中引入一些物理變化的過程來幫助學生聯想和構建關于自發過程的典型特征,結合焓變與熵變從實驗探究中分析影響化學反應是否自發的影響因素。在探究焓變和熵變因素的影響過程中引入“證明”與“證偽”的科學探究方法,豐富科學探究的手段。最后,結合“熵增原理”與“體驗活動”來幫助學生形成正確的世界觀,并結合當下環境保護與低碳生活的重要性與緊迫性實現在化學教學中的環境教育,引導學生建立正確的人生觀。
主要教學內容
(教學重難點)
教法分析
學法分析
焓變對化學反應自發過程的影響
(教學重點)
1、演示法:視頻建立感性認知
2、討論法:分析推理探究假設
3、探究法:實驗證明或證偽
4、討論法:得出探究結論
利用推理和歸納的分析方法,結合自主學習與探究學習,了解焓變對化學反應自發過程的影響。
熵變對化學反應自發過程的影響
(教學難點)
1、演示法:活動建立感性認知
2、講授法:介紹熵變概念
3、討論法:分析推理探究假設
4、探究法:實驗證明或證偽
5、討論法:得出探究結論
利用歸納和演繹的邏輯分析方法,利用常見的化學反應和物理變化,學習熵變對化學反應自發過程的影響。
熵變與環境保護
(教學重點)
1、活動體驗法:角色扮演
2、討論法:環境保護與低碳生活或的必要性
從體驗活動中感受熵增原理的簡單應用,進而樹立正確的世界觀、價值觀、生活觀。
【教法與學法分析】
【教學流程】
1情境體驗、引入課題
由生活常識引入自發與非自發過程(視頻播放:破鏡重圓、覆水難收)
2認識概念、明確任務
自發過程的定義,學習任務:研究化學變化中的自發過程的特征
3體驗活動、引發思考(焓變對化學反應自發進行的影響)
水從高處自發流向低處的過程中什么物理量發生了變化?
4探究一:焓變對化學反應自發過程的影響
4.1引出探究、建立假設
探究一:能量對化學反應自發過程的影響。
假設一:化學變化的自發過程應表現為放出能量,即:△H<0
4.2方法引導、證明證偽
問題:如何驗證這個假設是否成立?
方法引導一:證明:科學研究中,要證明一個假設成立,就是證明凡符合假設的所有情況都能得出結論。(一般為窮舉法)
證明:例舉大量支持假設的實例(4-5個)
結論:假設一可以成立嗎?(設計之初是希望學生做出肯定的回答,進而通過產生沖突引出“證偽法”,但實際教學中學生能力很強,通過獨立思辯做出了否定回答,認為舉出反例即可_假設,即直接可將“證偽法”引出。)
方法引導二:更能體現科學本質特征的方法:“證偽”
證偽:要證明一個假設不成立,只需舉出一個反例即可。
證偽探究:利用所給試劑Ba(OH)2(s)、NH4Cl(s)設計一個實驗證偽假設一。
4.3匯報結果、得出結論
匯報結果
探究結論
“證偽”實驗說明:化學反應的自發過程并不是必須表現為放出能量,即△H<0不是判斷反應自發的標志。
“證明”實驗說明:雖然很多實例支持了假設,但不能為假設的成立提供的確鑿證據。同時,證明的過程其實是在實踐中積累了經驗,即△H<0有利于化學反應的自發進行。
5體驗活動、引發思考(熵變對化學反應自發進行的影響)
火柴棒的散落
6概念支架、例舉經驗
介紹熵及熵增原理,舉出常見的“熵增原理”的實例
7探究二:熵變對化學反應自發過程的影響
7.1引出探究、建立假設
探究二:混亂程度對化學反應自發過程的影響
假設二:化學變化的自發過程應表現為混亂度增加,即:△S>0
7.2頭腦風暴、自主探究
任選證明實驗或證偽實驗
試劑:CaCl2(aq)、H2SO4(aq)、Na2CO3(aq)
書寫化學反應式并說出證明或證偽的理由。
7.3匯報結果、得出結論
探究結論
“證明”實驗說明:△S>0有利于化學反應的自發進行
“證偽”實驗說明:△S>0不是判斷反應自發的標志
8演示實驗、整合結論
熱冰實驗
整合結論:
化學反應的自發過程同時受△S和△H的影響。
△S>0與△H<0都是有利于化學反應的自發進行。
二者因素影響趨勢相同時:
△S>0、△H<0,反應自發;
△S<0、△H>0,反應非自反;
二者因素影響趨勢不同時:
反應是否自發取決于△S和△H哪種影響更大
9體驗活動、拓展思考
熵與環境保護
體驗活動:混亂的制造者與整理者
拓展思考:墨西哥灣漏油事件所耗費……?
1、 從“熵增原理”的角度思考人類社會的發展道路的選擇。
2、 從“熵增原理”的角度思考二氧化碳的排放和收集比起來,何者難度更大,思考為什么要提倡“低碳生活”。
【板書設計】
化學世界中的自發過程
一、焓變對自發過程的影響
二、熵變對自發過程的影響
結論:
△S>0、△H<0,反應自發;
△S<0、△H>0,反應非自反;
【教學反思】
從實際教學效果來看,本節課較好地實現了教學目標的預期。通過本節課的學習,學生初步形成了對化學反應自發過程的基本認識,能夠了解熵變及焓變對化學反應自發過程的影響。同時,通過一系列的課堂體驗活動,學生深刻感受到熵增原理對實際生產生活的指導意義,進而建立正確的世界觀與價值觀。同時,通過“證明”和“證偽”的科學探究讓學生體會科學探究的豐富內涵,進一步認識科學本質特征。但在具體教學環節中如何掌握教學的深度和廣度,如何在課標的基礎上合理地選擇與組織內容,應根據不同的學情與教學環境做出相應的處理。
2023高三化學主題教案篇2
酸和堿之間會發生什么反應
教學目標
知道酸和堿之間發生的中和反應。
了解酸堿性對生命活動和農作物的影響,以及中和反應在實際中的運用。
重點和難點
重點:知道酸和堿之間發生的中和反應。
難點:了解中和反應的實質。中和反應在生活實踐中的應用。
實驗準備
氫氧化鈉溶液中滴加酚酞試液,再逐滴滴加稀鹽酸至紅色剛好褪色。
蒸發實驗所得溶液結晶。
相關的CAI課件。
課時安排 1課時
教學設計
第一板塊:問題結構
引導性材料
請一名同學朗讀課前準備的有關焦裕祿主要事跡的材料;介紹附近工廠排放的廢水的情況(有條件的可以利用多媒體播放有關的紀錄片)。
問題1:從上面的材料中我們發現了什么?有什么感受?
問題2:能否利用我們所學的化學知識提出解決的辦法?要利用到哪個知識點?該知識點的基本原理是什么?
同學們在討論回答上面的問題后,教師做簡要的評價,然后請學生閱讀課本第60頁中和反應在實際中的應用。
問題3:課文中主要從哪幾個方面介紹了中和反應在實際中的應用?
問題4:你還知道在我們生活的周圍哪些應用了中和反應的實例?它在實際生活中有什么重要意義?
問題5:你能寫出本課題中關于怎樣處理工廠廢水的反應原理嗎?
問題6:通過本課的學習,你有沒有想過對誰提出什么好的建議?或者擬訂一份調查報告給有關部門,其中包括你了解的情況和改進的方案。
點評:問題結構是構成教學思路的基本的材料,是學生進行有效探究活動的智力保證。教師展示問題結構的技巧是,先給學生“焦裕祿事跡”等各方面的材料,為學生建立起感性認識,將學生的思路送進“前沿陣地”,然后再層層深入。問題結構在抓住知識屬性的基礎上,針對中和反應的應用,采用層層遞進的形式不斷深入,不斷變換研究問題的角度實質,這一過程落實了知識技能目標,強化了過程方法目標,點撥了情感、態度與價值觀目標。
第二板塊:教學設計
創設情景 在酸性土壤中加入熟石灰和廁潔精洗廁所里的污垢
引入課題 探究酸和堿之間會發生什么反應
活動與探究 學生分組實驗、探究、匯報、交流
活動與探究 是酸中的什么離子,與堿中的什么離子相互作用。學生猜測、討論、分組實驗、總結
用課件演示氫氧化鈉與鹽酸反應的實質(驗證猜想與結論)
實踐與應用 “酸雨”導致土壤酸化;用洗潔精清洗廚具
實踐與應用 設計實驗:皮蛋有澀味,如何驗證它呈酸性還是堿性,在食用前可如何處理并完成該實驗
第三板塊:教學范例
我們已經知道
①在酸性土壤中加入熟石灰,可以調節土壤的酸堿性。
②硫酸廠的污水中含有硫酸等雜質,可以用熟石灰進行中和處理。
③胃酸過多的病人可以服用含氫氧化鋁的藥物,以中和過多的胃酸。
④被蚊蟲叮咬后,可以涂一些含有堿性物質(如氨水)的藥水,可減輕痛癢。
我們還應知道
提出問題:
酸有哪些性質?堿有哪些性質?它們之間會發生怎樣的反應?
猜想:
我猜想酸和堿之間會發生的反應有:
2023高三化學主題教案篇3
質量守恒定律
一、教學目標
1、知識與技能
①認識質量守恒定律,能說明常見化學反應中的質量關系。
②能運用質量守恒定律解決一些相關問題。
③通過實驗探究,培養學生動手實驗能力和觀察分析能力。
2、過程和方法
①通過定量實驗,探究化學反應中的質量關系,體會科學探究的方法
②通過學生之間的討論交流,對質量守恒定律的實質作出解釋,培養學生分析及推理能力
3、情感態度與價值觀
①從合作學習中培養學生互助的精神,在合作中激發學生的學習興趣
②培養學生勤于思考、實事求是的科學探究精神
二、教材分析:
質量守恒定律是初中化學的一個重要化學規律,是分析物質在化學反應中的質量關系的理論依據,它的應用貫穿于整個中學化學。本課題安排在學生學習定性認識化學反應之后,是對化學反應的后續學習,又是化學方程式等內容學習的基礎,在書中起到“承上啟下”作用,具有相當重要的地位,不僅是本單元的重點,也是中學化學的重點之一。
教學重點:
通過實驗探究認識質量守恒定律,學會運用質量守恒定律解釋生活中的一些常見現象。
教學難點:
從微觀的角度理解質量守恒定律 。
三、教學設計思路
(一)課前準備
1、在課前就進行實驗分組,將實驗能力強和實驗能力弱的同學混合搭配,分成四人為一實驗小組。
2、布置每個實驗小組先對學案中的四個實驗方案進行探討,對實驗內容和如何進行實驗操作有個大致了解。
(二)教法選擇
直觀性教學、 小組合作式教學 、實驗探究教學法、練習法等。
(三)過程設計
教學過程設計思路:學生觀看實驗創設情境、設疑激趣 實驗探究、
教師引導發現 學生驗證實驗、探究交流 動手畫水分子分解圖、
突破難點 知識活用、小結反饋。
以實驗為主,讓學生在實驗探索中體驗,在發現中學習,引導學生采用“觀察、 實驗探究 、小組合作學習、 討論 、分析、練習 、小結反思”等學習方法,使學生逐步掌握“提出問題→作出假設→實驗探究→搜集證據→得出結論→解釋反思”的科學實驗探究的研究方法。
四、組織教學設計:
教學過程
教師活動設計學生活動設計設計意圖
(第1步創設情境、設疑激趣)
[課時引入]演示實驗1、火柴燃燒2、酒精燃燒
[設問] 火柴燃燒后留下灰燼而酒精燃燒后什么也沒留下,難道物質從世界上消失了?化學反應前后物質的質量總和有沒有變化呢?
傾聽學生的見解
(第2步實驗探究、引導發現)
[實驗探究]演示白磷燃燒前后質量的測定的實驗
[引導]1。稱量時天平應注意調平;2。白磷燃燒時,錐形瓶底部應預先裝一部分沙子;3。玻璃棒燒紅后往錐形瓶中塞時動作要快,塞子要塞緊,不能漏氣。4、注意觀察實驗現象和天平的變化。
[歸納]質量守恒定律:參加化學反應的各物質的質量總和,等于反應后生成的各物質的質量總和
[講述]法國化學家拉瓦錫將天平用于實驗,用定量的實驗法研究_分解與合成中各物質質量之間的關系,質量守恒定律的發現簡史。
(第3步驗證實驗、探究交流)
[提問] 物質發生化學變化后其總質量到底是增加?不變?還是減小呢?如果你們按照學案上的四個實驗設計方案中任選其中兩個再進行實驗,所得到的結論又會是怎樣呢?與老師剛才所演示實驗的結論是否相同?
教師巡視指導
[提問]每一小組獲得的結論相同嗎?哪種結論是正確的?有個別小組的實驗不成功的原因在哪里?
[設問]天平不平衡是否意味著質量不守恒?實驗結果與質量守恒定律是否相矛盾?
[追問]請同學們討論可采取什么措施使天平平衡?
(第4步建立模型、突破難點)
[設問]為什么物質在發生化學反應前后,各物質的質量總和相等呢?讓同學們用圖畫方式展示出電解水的微觀變化過程,并思考化學反應前后元素種類、原子種類、原子數目的變化情況
(第5步知識活用、小結反饋)
[練習] 讓學生做學案中的練習,在學生做完后進行練習講解。
[小結]談談本課題學習后你有什么收獲與啟示?
[教師評價]1、通過本課題,體會科學探究的方法:提出問題→作出假設→實驗探究→搜集證據→得出結論→解釋反思。
2、質量守恒定律是初中化學的一個重要化學規律,是分析物質在化學反應中的質量關系的理論依據。
[布置作業]設計一個實驗方案驗證質量守恒定律。
觀察實驗
分組交流、討論,學生代表發言。
學生的猜想有:
①參加反應的各物質的質量總和>生成的各物質的質量總和。
②參加反應的各物質的質量總和=生成的各物質的質量總和。
③參加反應的各物質的質量總和<生成的各物質的質量總和。
[觀察、聽講、思考]
[小結]天平最終還是保持平衡,參加反應的各物質的質量總和=生成的各物質的質量總和。
傾聽。
[實驗與探究]方案一:鐵釘與硫酸銅溶液反應前后質量的測定;方案二:氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液的反應;方案三:鹽酸與碳酸鈉粉末反應前后質量的測定;方案四:向澄清石灰水吹氣前后質量的測定。
學生分成四人為一實驗小組任選兩個進行實驗探究。實驗前,小組內討論學案上的實驗步驟后進行實驗。小組成員分工合作,記錄實驗現象及實驗數據。并根據所做實驗完成學案中的表格。
實驗后小組內交流討論
[分析與交流]針對實驗中出現的問題和所得結論,組內分析原因,組外交流實驗體會。
[學生交流]學生思考、討論后提出各種不同的解釋與措施。
[教師與學生共同小結]
1、方案三中的天平不平衡是因為鹽酸與碳酸鈉粉末反應生成的二氧化碳逸到空氣中了,方案四中的天平向左偏轉是因為增加了二氧化碳的質量,即反應前并沒稱量二氧化碳的質量。
2、如果設計在密閉容器中進行實驗,杜絕反應系統與環境之間的物質交換,天平指針就不會偏轉了。
3、無論是密閉還是敞口系統,質量守恒的規律都客觀存在,也就是說質量守恒定律適用于任何化學反應。
學生欣賞動畫
[學生分析、交流、發言]
[歸納]化學反應中:元素種類不變;原子種類、數目、質量不變,所以反應前后各物質的質量總和必然相等。
[練習] 做學案中的基礎題及提高題
[學生交流]
激發學生興趣,設疑引入
幫助學生對質量守恒定律形成初步意識,為后面分組驗證實驗打下基礎。
使學生了解一些化學史,引導學生樹立自己也能夠像化學家一樣學好化學的信心。
讓學生親自動手,象科學家一樣去研究發現,從而感覺科學探究的神圣,同時培養學生的動手實驗能力,促進同學間的合作與交流,讓學生在實驗中學習,激發興趣,享受成功的喜悅。
追求一個開放的、自主的探究氛圍。
利用實驗中出現的問題情境,及時進行分析,在質疑、爭論、思想火花的碰撞中,加深學生對實驗原理和正確操作重要性的認識,發展和提高學生分析、思辯等多種能力,并加深學生對質量守恒定律的理解。
通過用圖畫方式展示出水分子分解的微觀變化過程,讓學生產生豐富的聯想,能更容易的理解質量守恒的原因,從微觀的角度理解質量守恒定律。
讓學生進一步理解質量守恒定律,運用質量守恒定律解決遇到的問題,努力做到學以致用。
學習的反思。一個知識內化、認識提高、情感升華的過程。
2023高三化學主題教案篇4
分子和原子
一、教材
本節內容屬于人教版九年級上冊第三單元課題1的內容。本節課從學生熟悉的典型生活經驗出發,運用宏觀現象幫助理解微觀的原理,反過來,微觀的原理也可用于解釋這些宏觀現象。將探究活動聚焦于“物質由微觀粒子構成”這一核心問題。本節課對于培養學生的抽象思維、分析解決問題的能力有著極其重要的作用。
二、學情
學生根據已有的生活經驗已經認識了物質發生的不少奇妙變化,并且有了“物質之間為什么會發生變化”“物質到底由什么構成”等疑問。這些問題正是本課題的切入點,也是學生學習的動力。對初學化學的中學生來說,分子、原子這些肉眼看不到、手摸不著的微觀粒子的確非常抽象,因此在本節課的授課中應該注意形象直觀,幫助學生建立微粒的觀點。
三、教學目標
【知識與技能】
1.知道物質是由微觀粒子構成的;能說出分子的三條性質。
2.能夠運用微粒的觀點解釋生活中某些常見的現象。
【過程與方法】
通過運用微粒的觀點解釋日常現象,學習日常現象與課本理論相結合的方法。
【情感態度與價值觀】
通過數據、音像資料等分析分子的性質,提高對奇妙的化學世界的探索興趣,認識到化學與生活的密切聯系。
四、教學重難點
【重點】分子的性質。
【難點】運用分子的性質特點,解決生活中常見的現象。
五、說教學方法
實驗探究法、情境創設法、講授法
六、教學過程
教學過程包括了四個環節:導入新課、新課講授、鞏固提升、小結作業。我將會這樣展開我的教學:
環節一:新課導入
在這一環節中,我會結合實際創設問題情景:在學習氧氣的性質時,做過硫在氧氣中燃燒的實驗,雖然實驗是在實驗臺上完成的,但是很多人都聞到了二氧化硫的刺激性氣味。不僅如此,生活中還存在很多類似的現象,由此引導學生思考為什么會出現這樣的現象,提起學習本節課內容的興致。
環節二:新課講授
1.物質由微觀粒子構成
在這里我會向學生演示品紅在水中擴散的實驗,他們通過觀察品紅分子在水中運動的現象和特點,會得出物質是由看不見的微小粒子構成的猜想。接著我會肯定他們的猜想,提出物質是由分子或者原子等微觀粒子構成的,并且會通過出示苯分子、硅原子圖片,說明肉眼不能直接觀察到分子和原子,但是目前人類已經能利用現代科學技術直接觀察到分子、原子,使學生感受到科學進步可以推動人類文明的發展。
接下來我將幫助學生進一步認識和理解微觀粒子及其運動特點。
2.分子的性質
(1)分子的質量和體積都很小
首先通過1滴水中分子數目的介紹讓學生意識到分子的質量和體積都很小。
(2)分子間有間隔
接著提出水、酒精都是由分子構成的物質,那么50ml水和50ml酒精混合,總體積是否等于100ml,請學生觀看視頻并解釋原因。之后通過分析實驗現象可知酒精分子和水分子之間是存在空隙的。我會通過具體的實例讓學生來分析固體、液體、氣體分子之間的空隙大小關系,通過物質熱脹冷縮的現象判斷物質分子間的間隔與溫度有關。
接下來是分子的第三個性質,我會通過演示實驗來引導學生。
(3)分子總是在不斷運動著,運動的快慢與溫度有關。
首先根據生活中衣服曬干、酒精蒸發等現象提問學生“分子還具有什么性質”引發學生猜想,接下來我會通過氨分子擴散現象來檢驗學生的猜想。
由于氨分子擴散現象需要的時間較長,所以我會采用視頻播放的形式來進行。通過實驗現象的分析可以得到結論:分子在不斷運動。并且利用這一結論解釋品紅在水中擴散、水蒸發、桂花飄香等現象。在這一過程中學生透過現象看本質,認識生活中的化學,感受化學的奇妙。
接下來補充事例:炒菜只需要幾分鐘菜就可以變咸,腌蘿卜需要很多天,引發學生思考:分子運動的快慢與哪些因素有關,最終得到分子運動快慢與溫度有關,溫度越高,分子運動越快的結論。
環節三:鞏固提升
提出一些生活中的實例讓學生用本節課學過的知識來解釋,讓學生在熟悉的生活情景和社會實踐中感受化學的重要性。了解化學與日常生活的密切關系,逐步學會分析和解決與化學相關的一些簡單的實際問題。
環節四:小結作業
化學學習不僅要關注學生學習的結果,還要關心學生學習的過程。課程最后,我會請學生回答本堂課的收獲有哪些,可以回答學到了哪些知識,也可以回答學習的感受。
最后布置作業:預習下一節內容并思考,從分子的角度來說,水的蒸發和水的分解兩種變化有什么不同。為下節課的知識做好鋪墊。
七、說板書設計
最后說一下我的板書,根據我的板書設計學生很明顯能看出來本節課的知識內容有哪些,并且我將其提綱挈領地反映在板書里,便于學生抓住要領。
2023高三化學主題教案篇5
一、知識與技能
1、理解電解質的概念;
2、理解電離的概念,會書寫電離方程式。
二、過程與方法
1、引導學生自主學習,從電離的角度得出酸、堿、鹽的定義;
2、通過獨立思考探究堿和鹽的定義。
三、情感、態度與價值觀
發展學習化學的興趣,樂于探究離子反應及其發生的條件,體驗科學探究的艱辛和喜
悅,感受化學世界的奇妙與和諧。
【教學重點】
電解質的概念
【教學難點】
探究堿與鹽的定義
【教學過程】
〖導入新課〗
在初中化學中,我們已經做過溶液的導電性實驗,通過觀察與思考,我們可以得出電解質的概念。
〖板書〗
第二節 離子反應
一、電解質
在水溶液里或熔融狀態下能夠導電的化合物叫做電解質。
〖推進新課〗
老師提問:“酸、堿、鹽的水溶液為什么能夠導電?”
學生思考、討論。 〖小結〗
酸、堿、鹽的水溶液能夠導電是因為在水溶液中發生了電離,產生了自由移動的離子。
金屬導電是因為自由移動的電子,而電解質溶液導電則是因為自由移動的離子。
而電解質離解成自由移動的離子的過程,就叫做電離。
〖板書〗
1、電離:電解質離解成自由移動離子的過程。
〖例題剖析〗
【例題一】下列物質哪些屬于電解質?
①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④H2O ⑤鹽酸溶液 ⑥小蘇打 ⑦Fe ⑧Ca(OH)2
〖學生回答〗略
〖教師精講〗
電解質是一個重要的概念,在判斷時,一定要嚴格按照定義來分析,作出正確的結論。
首先,電解質是化合物,不是單質,所以⑦錯誤;電解質也不是混合物,所以⑤也是錯
誤的,小蘇打是俗名,是純凈物,小蘇打(NaHCO3)是電解質,因此,最后的正確答案為:①②③④⑥⑧。
〖小結〗我們接觸的物質中,哪些屬于電解質?
〖結論〗酸、堿、鹽和水都是電解質
〖板書〗
2、類型:酸、堿、鹽和水
〖推進新課〗
我們還可以用化學符號來表示電解質在水溶液中產生自由移動的離子的過程。用化學符號來表示電解質在水溶液中或熔融狀態下產生了自由移動的離子的過程的式子,叫做電離方程式。
〖板書〗
3、電離方程式
〖老師提問〗
請同學寫出硫酸、氫氧化鈉和硫酸鈉的電離方程式。
〖學生書寫〗
H2SO4=2H++SO42-
NaOH=Na++OH-
Na2SO4=2Na++SO42-
〖合作探究〗
請同學們閱讀P27第一段。
〖學生回答〗
課本介紹了酸的定義,即在水中電離出的陽離子全部都是氫離子的化合物,叫做酸。
〖教師提問〗
請同學們討論得出堿和鹽的定義。
〖答案〗
堿:在水中電離出的陰離子全部都是氫氧根離子的化合物。
鹽:電離時,生成金屬陽離子(或銨根離子)和酸根離子的化合物。
〖板書〗
4、酸、堿、鹽的定義
【布置作業】
P29 1、2、3、6 做在書上。
2023高三化學主題教案篇6
教學目標
知識目標:初步學會配制一定物質的量濃度溶液的方法和技能
能力目標:在實驗中培養學生的觀察能力和動手操作能力
德育目標:培養學生實事求是的嚴謹科學態度
教學重點與難點
重點:初步學會配制一定物質的量濃度溶液的方法和技能
難點:正確配制一定物質的量濃度的溶液及誤差分析
教學過程
一、投影: 溶質的質量分數 物質的量濃度
異:1. 溶質: 以質量表示 以物質的量表示
溶液: 以質量表示 以體積表示
2. 單位: 1 摩/升
同: 都表示溶質和溶液的相對比值
提問:如何配制一定物質的量濃度的溶液?
講解:以配制0.05mol/L的溶液250mL為例,講解有關儀器和步驟以及注
意事項。
二.配制一定物質的量濃度的溶液
1. 儀器:容量瓶、天平、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管
2. 過程:
(1) 準備工作:檢漏
(2)操作步驟: 計算-稱量-溶解-轉移-洗滌-定容-搖勻
(3)結束工作:存放,整理清洗
三、誤差分析
依據公式 C=n/V 造成濃度誤差的原因可由n或V引起。造成n的誤差可由⑴稱量⑵轉移洗滌造成V的誤差可由⑴俯視或仰視造成,⑵未冷卻等
例如:
稱量時,砝碼有油污或生銹
稱量時,藥品與砝碼顛倒
量取液體時,量筒內壁上有水
稱 NaOH固體時,把 NaOH放在紙上
量取濃鹽酸、動作太慢
溶解或稀釋溶質的小燒杯未用蒸餾水洗滌
容量瓶未干燥
攪拌或移液時,有溶液飛濺出來
定容時,俯視刻度線
搖勻后,液面低于刻度線
四、討論
國外教材配制一定物質的量濃度溶液的方法,請評價。
例題:
1、溶液配制:
欲配制 1000 mL 濃度為 0.12 mol·L-1 的 NaOH 溶液,需要的儀器是 ( )
請選擇配制過程所必須的操作,按操作先后順序編號,為( )
1)用適量蒸餾水洗滌燒杯2~3次,洗滌液也注入容量瓶,使混合均勻。
2)用膠頭滴管滴加蒸餾水使溶液凹液面與刻度相切。
3)在托盤天平上先稱取潔凈干燥燒杯的質量后稱取( )g NaOH
4)將容量瓶瓶塞蓋緊,反復搖勻。
5)向燒杯中加適量蒸餾水,用玻璃棒攪拌,使其溶解,并使其恢復室溫。
6)將溶液沿玻璃棒注入( )mL 容量瓶。
2、要配制濃度約為2mol·L-1 NaOH溶液100mL,下面的操作正確的是 (填代號)。
A 稱取8g NaOH固體,放入250mL燒杯中,用100mL量筒量 100mL蒸餾水,加入燒杯中,同時不斷攪拌至固體溶解
B 稱取8g NaOH固體,放入100mL量筒中,邊攪拌,邊慢慢加入蒸餾水,待固體完全溶解后用蒸餾水稀釋100mL
C 稱取8g NaOH固體,放入100mL容量瓶中,加入適量蒸餾水,振蕩容量瓶使固體溶解,再加入水到刻度,蓋好瓶塞,反復搖勻
D 用100mL量筒量取 40mL 5mol·L-1NaOH溶液,倒入250mL燒杯中,再用同一量筒取60mL蒸餾水,不斷攪拌,慢慢倒入燒杯中
練習:略
2023高三化學主題教案篇7
本文題目:高二化學教案:沉淀溶解平衡教學案
第四單元 沉淀溶解平衡
第1課時 沉淀溶解平衡原理
[目標要求] 1.能描述沉淀溶解平衡。2.了解溶度積和離子積的關系,并由此學會判斷反應進行的方向。
一、沉淀溶解平衡的建立
1.生成沉淀的離子反應之所以能夠發生的原因
生成沉淀的離子反應之所以能夠發生,在于生成物的溶解度小。
盡管生成物的溶解度很小,但不會等于0。
2.溶解平衡的建立
以AgCl溶解為例:
從固體溶解平衡的角度,AgCl在溶液中存在下述兩個過程:一方面,在水分子作用下,少量Ag+和Cl-脫離AgCl的表面溶于水中;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面正、負離子的吸引,回到AgCl的表面析出——沉淀。
溶解平衡:在一定溫度下,當沉淀溶解和生成的速率相等時,即得到AgCl的飽和溶液,如AgCl沉淀體系中的溶解平衡可表示為AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq)。由于沉淀、溶解之間的這種動態平衡的存在,決定了Ag+和Cl-的反應不能進行到底。
3.生成難溶電解質的離子反應的限度
不同電解質在水中的溶解度差別很大,例如AgCl和AgNO3;但難溶電解質與易溶電解質之間并無嚴格的界限,習慣上將溶解度小于0.01 g的電解質稱為難溶電解質。對于常量的化學反應來說,0.01 g是很小的,因此一般情況下,相當量的離子互相反應生成難溶電解質,可以認為反應完全了。
化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol?L-1時,沉淀就達完全。
二、溶度積
1.表達式
對于下列沉淀溶解平衡:
MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)
Ksp=[c(Mn+)]m?[c(Am-)]n。
2.意義
Ksp表示難溶電解質在溶液中的溶解能力。
3.規則
通過比較溶度積與溶液中有關離子濃度冪的乘積——離子積Qc的相對大小,可以判斷在給定條件下沉淀能否生成或溶解:
Qc>Ksp,溶液過飽和,有沉淀析出;
Qc=Ksp,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態;
Qc
知識點一 沉淀的溶解平衡
1.下列有關AgCl沉淀的溶解平衡說法正確的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解達平衡后不再進行
B.AgCl難溶于水,溶液中沒有Ag+和Cl-
C.升高溫度,AgCl沉淀的溶解度增大
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固體,AgCl沉淀的溶解度不變
答案 C
解析 難溶物達到溶解平衡時沉淀的生成和溶解都不停止,但溶解和生成速率相等;沒有絕對不溶的物質;溫度越高,一般物質的溶解度越大;向AgCl沉淀中加入NaCl固體,使溶解平衡左移,AgCl的溶解度減小。
2.下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是( )
A.反應開始時,溶液中各離子的濃度相等
B.沉淀溶解達到平衡時,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解達到平衡時,溶液中溶質的離子濃度相等且保持不變
D.沉淀溶解達到平衡時,如果再加入難溶性的該沉淀物,將促進溶解
答案 B
3.在一定溫度下,一定量的水中,石灰乳懸濁液存在下列溶解平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),當向此懸濁液中加入少量生石灰時,若溫度不變,下列說法正確的是( )
A.溶液中Ca2+數目減少 B.c(Ca2+)增大
C.溶液中c(OH-)減小 D.c(OH-)增大
答案 A
知識點二 溶度積
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,下列說法正確的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2?L-2)( )
A.有AgCl沉淀析出 B.無AgCl沉淀
C.無法確定 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.下列說法正確的是( )
A.在一定溫度下的AgCl水溶液中,Ag+和Cl-濃度的乘積是一個常數
B.AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2?L-2,在任何含AgCl固體的溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+與Cl-濃度的乘積等于1.8×10-10 mol2?L-2
C.溫度一定時,當溶液中Ag+和Cl-濃度的乘積等于Ksp值時,此溶液為AgCl的飽和溶液
D.向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸,Ksp值變大
答案 C
解析 在AgCl的飽和溶液中,Ag+和Cl-濃度的乘積是一個常數,故A錯;只有在飽和AgCl溶液中c(Ag+)?c(Cl-)才等于1.8×10-10 mol2?L-2,故B項敘述錯誤;當Qc=Ksp,則溶液為飽和溶液,故C項敘述正確;在AgCl水溶液中加入HCl只會使溶解平衡發生移動,不會影響Ksp,所以D錯。
6.對于難溶鹽MX,其飽和溶液中M+和X-的物質的量濃度之間的關系類似于c(H+)?c(OH-)=KW,存在等式c(M+)?c(X-)=Ksp。一定溫度下,將足量的AgCl分別加入下列物質中,AgCl的溶解度由大到小的排列順序是( )
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蒸餾水;
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的溶解度大小只與溶液中Ag+或Cl-的濃度有關,而與溶液的體積無關。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-濃度由小到大的排列順序:④<①<③<②<⑤,故AgCl的溶解度由大到小的排列順序:④>①>③>②>⑤。
練基礎落實
1.25℃時,在含有大量PbI2的飽和溶液中存在著平衡PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列說法正確的是( )
A.溶液中Pb2+和I-濃度都增大
B.溶度積常數Ksp增大
C.沉淀溶解平衡不移動
D.溶液中Pb2+濃度減小
答案 D
2.CaCO3在下列哪種液體中,溶解度( )
A.H2O B.Na2CO3溶液 C.CaCl2溶液 D.乙醇
答案 A
解析 在B、C選項的溶液中,分別含有CO2-3、Ca2+,會抑制CaCO3的溶解,而CaCO3在乙醇中是不溶的。
3.下列說法正確的是( )
A.溶度積就是溶解平衡時難溶電解質在溶液中的各離子濃度的乘積
B.溶度積常數是不受任何條件影響的常數,簡稱溶度積
C.可用離子積Qc判斷沉淀溶解平衡進行的方向
D.所有物質的溶度積都是隨溫度的升高而增大的
答案 C
解析 溶度積不是溶解平衡時難溶電解質在溶液中的各離子濃度的簡單乘積,還與平衡式中化學計量數的冪指數有關,溶度積受溫度的影響,不受離子濃度的影響。
4.AgCl和Ag2CrO4的溶度積分別為1.8×10-10 mol2?L-2和2.0×10-12 mol3?L-3,若用難溶鹽在溶液中的濃度來表示其溶解度,則下面的敘述中正確的是( )
A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等
B.AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度
C.兩者類型不同,不能由Ksp的大小直接判斷溶解能力的大小
D.都是難溶鹽,溶解度無意義
答案 C
解析 AgCl和Ag2CrO4陰、陽離子比類型不同,不能直接利用Ksp來比較二者溶解能力的大小,所以只有C對;其余三項敘述均錯誤。比較溶解度大小,若用溶度積必須是同類型,否則不能比較。
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,下列有關說法正確的是( )
A.通過計算得知,HF與CaCl2反應生成白色沉淀
B.通過計算得知,HF與CaCl2不反應
C.因為HF是弱酸,HF與CaCl2不反應
D.如果升高溫度,HF的Ka、CaF2的Ksp可能增大,也可能減小
答案 A
解析 該題可采用估算法。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,顯然,A是正確的;D項,由于HF的電離是吸熱的,升高溫度,Ka一定增大,D錯誤。
練方法技巧
6.
已知Ag2SO4的Ksp為2.0×10-5 mol3?L-3,將適量Ag2SO4固體溶于100 mL水中至剛好飽和,該過程中Ag+和SO2-4濃度隨時間變化關系如圖所示[飽和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol?L-1]。若t1時刻在上述體系中加入100 mL 0.020 mol?L-1 Na2SO4溶液,下列示意圖中,能正確表示t1時刻后Ag+和SO2-4濃度隨時間變化關系的是( )
答案 B
解析 已知Ag2SO4的Ksp=2.0×10-5 mol3?L-3=[c(Ag+)]2?c(SO2-4),則飽和溶液中c(SO2-4)=Ksp[c?Ag+?]2=2.0×10-5?0.034?2 mol?L-1=0.017 mol?L-1,當加入100 mL 0.020 mol?L-1 Na2SO4溶液時,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(此時Q c
7.已知:25℃時,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12 mol3?L-3,Ksp[MgF2]=7.42×10-11 mol3?L-3。下列說法正確的是( )
A.25℃時,飽和Mg(OH)2溶液與飽和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25℃時,在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體,c(Mg2+)增大
C.25℃時,Mg(OH)2固體在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℃時,在Mg(OH)2的懸濁液中加入NaF溶液后, Mg(OH)2不可能轉化為MgF2
答案 B
解析 Mg(OH)2與MgF2均為AB2型難溶電解質,故Ksp越小,其溶解度越小,前者c(Mg2+)小,A錯誤;因為NH+4+OH-===NH3?H2O,所以加入NH4Cl后促進Mg(OH)2的溶解平衡向右移動,c(Mg2+)增大,B正確;Ksp只受溫度的影響,25℃時,Mg(OH)2的溶度積Ksp為常數,C錯誤;加入NaF溶液后,若Qc=c(Mg2+)?[c(F-)]2>Ksp(MgF2),則會產生MgF2沉淀,D錯誤。
8.Mg(OH)2難溶于水,但它溶解的部分全部電離。室溫下時,飽和Mg(OH)2溶液的pH=11,若不考慮KW的變化,則該溫度下Mg(OH)2的溶解度是多少?(溶液密度為1.0 g?cm-3)
答案 0.002 9 g
解析 根據Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),c(OH-)=10-3 mol?L-1,則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,其質量為58 g?mol-1×5×10-4 mol=0.029 g,再根據S100 g=0.029 g1 000 mL×1.0 g?cm-3可求出S=0.002 9 g。
凡是此類題都是設溶液的體積為1 L,根據1 L溶液中溶解溶質的質量,計算溶解度。
練綜合拓展
9.金屬氫氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用這一性質,控制溶液的pH,以達到分離金屬離子的目的。難溶金屬的氫氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol?L-1)如下圖。
(1)pH=3時溶液中銅元素的主要存在形式是______。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,應該控制溶液的pH為______。
A.<1 B.4左右 C.>6
(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2+雜質,______(填“能”或“不能”)通過調節溶液pH的方法來除去,理由是
________________________________________________________________________。
(4)要使氫氧化銅沉淀溶解,除了加入酸之外,還可以加入氨水,生成[Cu(NH3)4]2+,寫出反應的離子方程式_________________________________________________________。
(5)已知一些難溶物的溶度積常數如下表:
物質 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
某工業廢水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最適宜向此工業廢水中加入過量的______除去它們。(選填序號)
A.NaOH B.FeS C.Na2S
答案 (1)Cu2+ (2)B
(3)不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小
(4)Cu(OH)2+4NH3?H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
(5)B
解析 (1)據圖知pH=4~5時,Cu2+開始沉淀為Cu(OH)2,因此pH=3時,銅元素主要以Cu2+形式存在。
(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3+,以保證Fe3+完全沉淀,而Cu2+還未沉淀,據圖知pH應為4左右。
(3)據圖知,Co2+和Ni2+沉淀的pH范圍相差太小,無法通過調節溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2+。
(4)據已知條件結合原子守恒即可寫出離子方程式:
Cu(OH)2+4NH3?H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
(5)因為在FeS、CuS、PbS、HgS四種硫化物中只有FeS的溶度積,且與其他三種物質的溶度積差別較大,因此應用沉淀的轉化可除去廢水中的Cu2+、Pb2+、Hg2+,且因FeS也難溶,不會引入新的雜質。
第2課時 沉淀溶解平衡原理的應用
[目標要求] 1.了解沉淀溶解平衡的應用。2.知道沉淀轉化的本質。
一、沉淀的生成
1.沉淀生成的應用
在涉及無機制備、提純工藝的生產、科研、廢水處理等領域中,常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。
2.沉淀的方法
(1)調節pH法:如工業原料氯化銨中含雜質氯化鐵,使其溶解于水,再加入氨水調節pH至7~8,可使Fe3+轉變為Fe(OH)3沉淀而除去。反應如下:
Fe3++3NH3?H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4。
(2)加沉淀劑法:如以Na2S、H2S等作沉淀劑,使某些金屬離子,如Cu2+、Hg2+等生成極難溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分離、除去雜質常用的方法。反應如下:
Cu2++S2-===CuS↓,
Cu2++H2S===CuS↓+2H+,
Hg2++S2-===HgS↓,
Hg2++H2S===HgS↓+2H+。
二、沉淀的轉化
1.實驗探究
(1)Ag+的沉淀物的轉化
實驗步驟
實驗現象 有白色沉淀生成 白色沉淀變為黃色 黃色沉淀變為黑色
化學方程式 AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3 AgCl+KI===AgI+KCl 2AgI+Na2S===Ag2S+2NaI
實驗結論 溶解度小的沉淀可以轉化成溶解度更小的沉淀
(2)Mg(OH)2與Fe(OH)3的轉化
實驗步驟
實驗現象 產生白色沉淀 產生紅褐色沉淀
化學方程式 MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2
實驗結論 Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小
2.沉淀轉化的方法
對于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先將其轉化為另一種用酸或其他方法能溶解的沉淀。
3.沉淀轉化的實質
沉淀轉化的實質就是沉淀溶解平衡的移動。一般說來,溶解度小的沉淀轉化成溶解度更小的沉淀容易實現。
兩種沉淀的溶解度差別越大,沉淀轉化越容易。
4.沉淀轉化的應用
沉淀的轉化在科研和生產中具有重要的應用價值。
(1)鍋爐除水垢
水垢[CaSO4(s)――→Na2CO3溶液CaCO3――→鹽酸Ca2+(aq)]
其反應方程式是CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)對一些自然現象的解釋
在自然界也發生著溶解度小的礦物轉化為溶解度更小的礦物的現象。例如,各種原生銅的硫化物經氧化、淋濾作用后可變成CuSO4溶液,并向深部滲透,遇到深層的閃鋅礦(ZnS)和方鉛礦(PbS)時,便慢慢地使之轉變為銅藍(CuS)。
其反應如下:
CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4,
CuSO4+PbS===CuS+PbSO4。
知識點一 沉淀的生成
1.在含有濃度均為0.01 mol?L-1的Cl-、Br-、I-的溶液中,緩慢且少量的加入AgNO3稀溶液,結合溶解度判斷析出三種沉淀的先后順序是( )
A.AgCl、AgBr、AgI B.AgI、AgBr、AgCl
C.AgBr、AgCl、AgI D.三種沉淀同時析出
答案 B
解析 AgI比AgBr、AgCl更難溶于水,故Ag+不足時先生成AgI,析出沉淀的先后順序是AgI、AgBr、AgCl,答案為B。
2.為除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加熱攪拌的條件下加入的一種試劑是( )
A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgO
答案 D
解析 要除FeCl3實際上是除去Fe3+,由于pH≥3.7時,Fe3+完全生成Fe(OH)3,而pH≥11.1時,Mg2+完全生成Mg(OH)2,所以應加堿性物質調節pH使Fe3+形成Fe(OH)3;又由于除雜不能引進新的雜質,所以選擇MgO。
3.要使工業廢水中的重金屬Pb2+沉淀,可用硫酸鹽、碳酸鹽、硫化物等作沉淀劑,已知Pb2+與這些離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
由上述數據可知,選用沉淀劑為( )
A.硫化物 B.硫酸鹽
C.碳酸鹽 D.以上沉淀劑均可
答案 A
解析 PbS的溶解度最小,沉淀最徹底,故選A。
知識點二 沉淀的轉化
4.向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出現白色沉淀,繼續滴加一滴KI溶液并振蕩,沉淀變為黃色,再滴入一滴Na2S溶液并振蕩,沉淀又變成黑色,根據上述變化過程,分析此三種沉淀物的溶解度關系為( )
A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgCl
C.AgCl>AgI>Ag2S D.AgI>AgCl>Ag2S
答案 C
解析 沉淀溶解平衡總是向更難溶的方向轉化,由轉化現象可知三種沉淀物的溶解度關系為AgCl>AgI>Ag2S。
5.已知如下物質的溶度積常數:FeS:Ksp=6.3×10-18 mol2?L-2;CuS:Ksp=6.3×10-36 mol2?L-2。下列說法正確的是( )
A.同溫度下,CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B.同溫度下,向飽和FeS溶液中加入少量Na2S固體后,Ksp(FeS)變小
C.向含有等物質的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,最先出現的沉淀是FeS
D.除去工業廢水中的Cu2+,可以選用FeS作沉淀劑
答案 D
解析 A項由于FeS的Ksp大,且FeS與CuS的Ksp表達式是相同類型的,因此FeS的溶解度比CuS大;D項向含有Cu2+的工業廢水中加入FeS,FeS會轉化為更難溶的CuS,可以用FeS作沉淀劑;B項Ksp不隨濃度變化而變化,它只與溫度有關;C項先達到CuS的Ksp,先出現CuS沉淀。
練基礎落實
1.以MnO2為原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金屬離子,通過添加過量難溶電解質MnS,可使這些金屬離子形成硫化物沉淀而除去。根據上述實驗事實,可推知MnS具有的相關性質是( )
A.具有吸附性
B.溶解度與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.當氫氧化鎂固體在水中達到溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)時,為使Mg(OH)2固體的量減少,須加入少量的( )
A.MgCl2 B.NaOH C.MgSO4 D.NaHSO4
答案 D
解析 若使Mg(OH)2固體的量減小,應使Mg(OH)2的溶解平衡右移,應減小c(Mg2+)或c(OH-)。答案為D。
3.已知常溫下: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。下列敘述正確的是( )
A.等體積混合濃度均為0.2 mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液一定產生CH3COOAg沉淀
B.將0.001 mol/L的AgNO3溶液滴入0.001 mol/L的KCl和0.001 mol/L的K2CrO4溶液中先產生Ag2CrO4沉淀
C.在Mg2+為0.121 mol/L的溶液中要產生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH至少要控制在9以上
D.向飽和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)變大
答案 C
4.已知下表數據:
物質 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
完全沉淀時的pH范圍 ≥9.6 ≥6.4 3~4
對含等物質的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的說法,不正確的是( )
①向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到紅褐色沉淀 ②向該混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到白色沉淀 ③向該混合溶液中加入適量氯水,并調節pH到3~4后過濾,可獲得純凈的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
練方法技巧
5.含有較多Ca2+、Mg2+和HCO-3的水稱為暫時硬水,加熱可除去Ca2+、Mg2+,使水變為軟水。現有一鍋爐廠使用這種水,試判斷其水垢的主要成分為( )
(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 考查沉淀轉化的原理,加熱暫時硬水,發生分解反應: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發生水解反應:CO2-3+H2O HCO-3+OH-,使水中的OH-濃度增大,由于Ksp[Mg(OH)2]
6.某溫度時,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。提示:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常數Ksp=c(Ba2+)?c(SO2-4),稱為溶度積常數,下列說法正確的是( )
提示:BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常數Ksp=c(Ba2+)?c(SO2-4),稱為溶度積常數。
A.加入Na2SO4可以使溶液由a點變到b點
B.通過蒸發可以使溶液由d點變到c點
C.d點無BaSO4沉淀生成
D.a點對應的Ksp大于c點對應的Ksp
答案 C
解析 由溶度積公式可知,在溶液中當c(SO2-4)升高時,c(Ba2+)要降低,而由a點變到b點c(Ba2+)沒有變化,A錯;蒸發濃縮溶液時,離子濃度都升高,而由d點變到c點時,c(SO2-4)卻沒變化,B錯;d點落在平衡圖象的下方,說明Ksp>c(Ba2+)?c(SO2-4),此時是未飽和溶液,無沉淀析出,C正確;該圖象是BaSO4在某一確定溫度下的平衡曲線,溫度不變,溶度積不變,a點和c點的Ksp相等,D錯。
練綜合拓展
7.已知難溶電解質在水溶液中存在溶解平衡:
MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)
Ksp=[c(Mn+)]m?[c(Am-)]n,稱為溶度積。
某學習小組欲探究CaSO4沉淀轉化為CaCO3沉淀的可能性,查得如下資料:(25℃)
難溶電
解質 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
實驗步驟如下:
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向上述懸濁液中加入固體Na2CO3 3 g,攪拌,靜置,沉淀后棄去上層清液。
③再加入蒸餾水攪拌,靜置,沉淀后再棄去上層清液。
④________________________________________________________________________。
(1)由題中信息知Ksp越大,表示電解質的溶解度越______(填“大”或“小”)。
(2)寫出第②步發生反應的化學方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)設計第③步的目的是
________________________________________________________________________。
(4)請補充第④步操作及發生的現象:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)大
(2)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3↓
(3)洗去沉淀中附著的SO2-4
(4)向沉淀中加入足量的鹽酸,沉淀完全溶解并放出無色無味氣體
解析 本題考查的知識點為教材新增加的內容,題目在設計方式上為探究性實驗,既注重基礎知識,基本技能的考查,又注重了探究能力的考查。由Ksp表達式不難看出其與溶解度的關系,在硫酸鈣的懸濁液中存在著:CaSO4(aq)===SO2-4(aq)+Ca2+(aq),而加入Na2CO3后,溶液中CO2-3濃度較大,而CaCO3的Ksp較小,故CO2-3與Ca2+結合生成沉淀,即CO2-3+Ca2+===CaCO3↓。既然是探究性實驗,必須驗證所推測結果的正確性,故設計了③④步操作,即驗證所得固體是否為碳酸鈣。
8.(1)在粗制CuSO4?5H2O晶體中常含有雜質Fe2+。
①在提純時為了除去Fe2+,常加入合適的氧化劑,使Fe2+轉化為Fe3+,下列物質可采用的是______。
A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3
②然后再加入適當物質調整溶液pH至4,使Fe3+轉化為Fe(OH)3,調整溶液pH可選用下列中的______。
A.NaOH B.NH3?H2O C.CuO D.Cu(OH)2
(2)甲同學懷疑調整溶液pH至4是否能達到除去Fe3+而不損失Cu2+的目的,乙同學認為可以通過計算確定,他查閱有關資料得到如下數據,常溫下Fe(OH)3的溶度積Ksp=1.0×10-38,Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20,通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于1.0×10-5 mol?L-1時就認定沉淀完全,設溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol?L-1,則Cu(OH)2開始沉淀時溶液的pH為______,Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol?L-1]時溶液的pH為______,通過計算確定上述方案______(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-),則c(OH-)=3.0×10-203.0=1.0×10-10(mol?L-1),則c(H+)=1.0×10-4 mol?L-1,pH=4。
Fe3+完全沉淀時:Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)?c3(OH-),則c(OH-)=31.0×10-381.0×10-5=1.0×10-11 mol?L-1。此時c(H+)=1×10-3 mol?L-1,pH=3,因此上述方案可行。