3.4沉淀溶解平衡及影響因素的探究課件高二上學期化學人教版選擇性必修1

基于手持技術(shù)的沉淀溶解平衡及影響因素的探究高中化學實驗基本信息01實驗基本信息實驗選自人教版選擇性必修一，第三章第四節(jié)《沉淀溶解平衡》。課本以試管實驗為主，難以直觀描述沉淀溶解平衡的微觀過程。本實驗應用傳感器將微觀過程直觀化，圖表化。實驗設計思路02實驗教學設計思路運用沉淀溶解模型解決實際問題沉淀溶解平衡的建立沉淀溶解平衡表達式和溶度積沉淀溶解平衡影響因素沉淀溶解平衡模型建構(gòu)1.碳酸鈣懸濁液電導率實驗（電導率傳感器）2.飽和食鹽水加鹽酸實驗傳感器實驗：1.碳酸鈣懸濁液加水電導率實驗2.碳酸鈣懸濁液加熱電導率實驗3.碳酸鈣懸濁液加熱改進實驗4.氫氧化鈣上清液加熱電導率實驗。實驗原理03實驗原理【電導率】物理學概念，也可以稱為導電率。是以數(shù)字表示的溶液傳導電流的能力。單位以西門子每米（S/m）表示。溶液的導電能力與離子濃度和離子移動速度有關(guān)。當其他條件不變，電導率越大可以表示離子濃度越大。近而可以通過電導率探討不同條件下沉淀的溶解情況。磁力攪拌器電導率傳感器溫度傳感器實驗教學目標04實驗教學目標010302證據(jù)推理與模型認知根據(jù)實驗現(xiàn)象推理微觀過程。建立沉淀溶解平衡模型，了解沉淀溶解平衡的影響因素?？茖W態(tài)度與社會責任通過珊瑚礁退化的情境引入新課，在建構(gòu)沉淀溶解平衡模型后，設想珊瑚保護措施。深刻體會“碳達峰、碳中和”目標對全球生態(tài)的意義，提升民族自信。核心素養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識通過傳感器實驗將微觀過程可視化，提供科學探究工具.對實驗結(jié)論提出質(zhì)疑-設計方案-動手實驗。經(jīng)歷較完整的科學探究過程，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。實驗教學過程05情境導入【資料卡片】珊瑚是很多海洋生物的家園，但由于全球變暖和溫室氣體含量升高，地球上有1/5的珊瑚礁消亡了?！驹O計意圖】引發(fā)同學們對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注。【問題引導】珊瑚的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣絕對不溶于水嗎？如何用實驗驗證？問題引導如何用實驗驗證有部分碳酸鈣溶解？同學們的方案：1.溶于水后再過濾烘干測質(zhì)量差2.向上層清液加鹽酸，看有無氣泡3.測上層清液是否顯微弱的堿性【設計意圖】讓學生意識到濃度對實驗效果的影響，引導學生設計實驗從“定性”向“定量”提升傳感器實驗實驗1：測定碳酸鈣加水后的電導率變化【設計意圖】感受科技魅力，證明難溶電解質(zhì)也可以溶解。試管實驗實驗2：向飽和NaCl溶液中加入9mol/L的鹽酸【設計意圖】通過實驗體會溶解和沉淀過程同時存在。“宏微結(jié)合”建構(gòu)沉淀溶解平衡的認知模型。傳感器實驗--探究沉淀溶解平衡影響因素實驗3：測定碳酸鈣懸濁液加水后的電導率。加水稀釋1.0版加水稀釋2.0版缺點：無法攪拌，分散系不均勻，電導率回升不明顯優(yōu)點：磁力攪拌器能快速使分散系稀釋均勻，并使沉淀快速溶解實驗3：測定碳酸鈣懸濁液加水后的電導率。加入10ml蒸餾水傳感器實驗--探究沉淀溶解平衡影響因素【設計意圖】通過電導率的變化證明：稀釋促進沉淀向溶解方向移動實驗4-1：測定碳酸鈣懸濁液加熱的電導率。【同學質(zhì)疑】加熱會使水的電離程度增大，另外離子移動速率也會增大。實驗現(xiàn)象不能說明加熱使碳酸鈣溶解平衡正向移動。【實驗改進】引入對照組：碳酸鈣上清液電導率隨溫度的變化。傳感器實驗--探究沉淀溶解平衡影響因素實驗4-2：測定碳酸鈣上清液加熱的電導率。傳感器實驗--探究沉淀溶解平衡影響因素優(yōu)點：磁力攪拌器及時攪拌使分散系迅速均勻。此外攪拌器還自帶加熱功能，使操作更簡單。實驗4-2：測定碳酸鈣上清液加熱的電導率。加熱碳酸鈣懸濁液，電導率溫度圖加熱碳酸鈣上清液，電導率溫度圖【分析猜想】懸濁液中的固體顆粒阻礙離子的移動?！緦嶒灨倪M】用底部有沉淀的上清液做實驗。傳感器實驗--探究沉淀溶解平衡影響因素實驗4-3：測定底部有碳酸鈣沉淀的上清液加熱的電導率。加熱靜置后底部有碳酸鈣沉淀的上清液，電導率-溫度圖加熱底部沒有碳酸鈣沉淀的上清液，電導率--溫度圖【實驗結(jié)論】溫度升高底部有沉淀的碳酸鈣上清液比底部無沉淀的碳酸鈣上清液電導率增大的快。說明升高溫度，使碳酸鈣的沉淀溶解平衡正向移動。傳感器實驗--探究沉淀溶解平衡影響因素實驗5：測定氫氧化鈣電導率隨溫度的變化。【問題引導】所有難溶電解質(zhì)都是越熱越溶解嗎？加熱Ca(OH)2上清液，電導率圖像加熱蒸餾水，電導率圖像【猜想解釋】加熱離子運動更快，平衡逆向移動變成了次要矛盾?！靖倪M實驗】同時檢驗PH變化，若PH減小則說明平衡向生成沉淀的方向移動了。傳感器實驗--探究沉淀溶解平衡影響因素試管實驗實驗6：吹入CO2，碳酸鈣懸濁液會溶解嗎？【實驗現(xiàn)象】吹入二氧化碳一段時間后沉淀消失，溶液澄清?！締栴}引導】請你從沉淀溶解平衡的角度解釋上述現(xiàn)象。模型應用--微觀探析實驗6：向澄清石灰水吹如CO2【設計意圖】運用沉淀溶解平衡模型分析宏觀現(xiàn)象。提升宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)。思政教育中國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值、2060年前實現(xiàn)碳中和。實現(xiàn)“雙碳”目標，不是別人讓我們做，而是我們自己必須要做。我國已進入新發(fā)展階段，推進“雙碳”工作是破解資源環(huán)境約束突出問題、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，是順應技術(shù)進步趨勢、推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的迫切需要，是滿足人民群眾日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需求、促進人與自然和諧共生的迫切需要，是主動擔當大國責任、推動構(gòu)建人類命運共同體的迫切需要?！?022年1月24日，習近平在十九屆中央政治局第三十六次集體學習時的講話【設計意圖】結(jié)合珊瑚礁危機認識“雙碳”目標的生態(tài)意義，提升“四個自信”。技術(shù)前沿--如何靠科技實現(xiàn)碳中和【設計意圖】了解科技前沿，激發(fā)創(chuàng)新熱情，提升民族自豪感。實驗效果評價06實驗效果1.傳感器數(shù)