一、核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)
1.了解影響鹽類(lèi)水解平衡的因素,能多角度、動(dòng)態(tài)地分析外界條件對(duì)鹽類(lèi)水解平衡的影響。
2.了解鹽類(lèi)水解在生產(chǎn)生活、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)研究中的應(yīng)用。能發(fā)現(xiàn)和提出有關(guān)鹽類(lèi)水解的問(wèn)題,并設(shè)計(jì)探究方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):影響鹽類(lèi)水解平衡的因素。
難點(diǎn):影響鹽類(lèi)水解平衡的因素。
三、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)探究法、總結(jié)歸納法、分組討論法等
四、教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】問(wèn)題導(dǎo)入:影響鹽類(lèi)水解的因素有哪些?
【生】?jī)?nèi)因:鹽自身的組成和性質(zhì);
外因:濃度、溫度……
【展示】
已知常溫下HClO、CH3COOH、HNO2的電離平衡常數(shù)Ka分別為 4.0×10-8、1.8×10-5、5.6×
10-4。
用pH計(jì)測(cè)量下列三種鹽溶液的pH如下表:
【講解】實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在鹽水解過(guò)程中,若生成的弱電解質(zhì)越難電離,則生成弱電解質(zhì)的傾向越大,鹽水解程度就越大,溶液中c(H+)和c(OH-)的差別越大。
【展示】CH3COO- + H2O ? CH3COOH+ OH-
25 ℃時(shí), K = 5.71×10-8
Kh=eq \f(Kw,Ka)。
【講解】鹽類(lèi)水解程度的大小,主要由鹽的性質(zhì)所決定。
(1)鹽的離子對(duì)應(yīng)的酸或堿越弱,則水解程度越大,即越弱越水解。
(2)正鹽離子比其對(duì)應(yīng)酸式鹽離子的水解程度大。
如,物質(zhì)的量濃度相同時(shí),pH: Na2CO3 > NaHCO3。
探究實(shí)驗(yàn):
已知0.1 ml·L-1 Fe(NO3)3發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式:Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+。
分別對(duì)FeCl3溶液冷水浴和熱水浴,比較顏色深淺。
【生】觀察,熱水浴的試管顏色較深。
結(jié)論:升溫,水解平衡正向移動(dòng),鹽的水解程度增大。
【講解】溫度對(duì)鹽類(lèi)水解的理論解釋
鹽類(lèi)水解是酸堿中和反應(yīng)的逆反應(yīng),中和反應(yīng)放熱,鹽類(lèi)水解反應(yīng)吸熱。
探究活動(dòng):驗(yàn)證反應(yīng)物濃度對(duì)水解平衡的影響
【講解】論證方法-數(shù)據(jù)論證
比較濃度商與平衡常數(shù)的大小關(guān)系,進(jìn)行論證。
在同一溫度下:
Q = K ,處于化學(xué)平衡狀態(tài)
Q < K ,向正反應(yīng)方向進(jìn)行
Q > K ,向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
【數(shù)據(jù)論證】用平衡常數(shù)分析反應(yīng)條件的影響
改變反應(yīng)物濃度
【生】向右 增大 減小
越稀越水解
探究實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證溶液酸堿性對(duì)水解平衡的影響
【展示】分別對(duì)FeCl3溶液加入少量濃酸或濃堿,比較顏色深淺。
【講解】溶液的酸堿性對(duì)鹽類(lèi)水解的影響與鹽的類(lèi)型有關(guān)
酸性溶液能抑制強(qiáng)酸弱堿鹽的水解
堿性溶液能抑制強(qiáng)堿弱酸鹽的水解
【講解】鹽類(lèi)水解的應(yīng)用
化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面:
1、配制氯化鐵溶液。先將氯化鐵溶于鹽酸,再加水稀釋。
【生】分析:增大c(H+),可抑制Fe3+的水解。
2、制備氫氧化鐵膠體。向沸水中滴加氯化鐵溶液,持續(xù)加熱保持沸騰以促進(jìn)鐵離子的水解。
【生】分析:加熱可使水解平衡右移。
3、清洗油污。將純堿溶于熱水中清洗油污,通過(guò)升高溫度促進(jìn)純堿水解以增強(qiáng)溶液的堿性,增強(qiáng)去污效果。
【生】分析:去油污的是OH-。Na2CO3水解可以生成OH- ,水解反應(yīng)是吸熱的,升溫促進(jìn)Na2CO3水解,使溶液中的c(OH-)增大,去污效果更好。
鹽類(lèi)的水解反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。
凈水劑、泡沫滅火器等的使用都運(yùn)用了鹽類(lèi)水解的原理。
【展示】泡沫滅火器的原理模擬實(shí)驗(yàn)。
【生】泡沫滅火器中藥品成分為NaHCO3與Al2(SO4)3,發(fā)生的反應(yīng)為Al3++3HCOeq \\al(-,3)===Al(OH)3↓+3CO2↑
【講解】泡沫滅火器的使用
利用水解的原理,人們生產(chǎn)出泡沫滅火器。泡沫滅火器的結(jié)構(gòu)下圖所示,內(nèi)筒盛有硫酸鋁溶液,外筒、內(nèi)筒之間裝有碳酸氫鈉溶液,使用時(shí)將滅火器倒置,兩種溶液立即混合并劇烈反應(yīng),產(chǎn)生的大量二氧化碳和氫氧化鋁等一起以泡沫的形式噴出,覆蓋在可燃物表面,從而達(dá)到滅火的效果。
FeCl3可用作凈水劑
原理為Fe3++3H2O?Fe(OH)3(膠體)+3H+
膠體可以使水中細(xì)小的懸浮顆粒聚集成較大的顆粒而沉降,從而除去水中的懸浮物,起到凈水的作用。
其他應(yīng)用:
【講解】 鹽溶液蒸干灼燒后所得產(chǎn)物的判斷
(1)強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽溶液和水解生成難揮發(fā)性酸的鹽溶液,蒸干后一般得到原物質(zhì),如NaCl溶液蒸干得NaCl固體,CuSO4溶液蒸干得CuSO4固體。
(2)鹽溶液水解生成易揮發(fā)性酸時(shí),蒸干后一般得到對(duì)應(yīng)的弱堿,如AlCl3、FeCl3溶液蒸干后一般得到Al(OH)3、Fe(OH)3,若灼燒則會(huì)生成Al2O3、Fe2O3。
(3)酸根陰離子易水解的強(qiáng)堿鹽,蒸干后可得到原物質(zhì),如Na2CO3溶液蒸干得Na2CO3固體。
(4)考慮鹽受熱時(shí)是否分解。因?yàn)镃a(HCO3)2、NaHCO3、NH4Cl固體受熱易分解,因此蒸干灼燒后分別為Ca(HCO3)2→CaCO3;NaHCO3→Na2CO3;NH4Cl→NH3↑+HCl↑。
(5)還原性鹽在蒸干時(shí)會(huì)被O2氧化,如Na2SO3溶液蒸干得到Na2SO4;FeSO4溶液蒸干得到Fe2(SO4)3。
【課堂小結(jié)】師生共同完成。
鹽類(lèi)水解平衡的影響因素和應(yīng)用
一、影響因素:內(nèi)因:鹽的性質(zhì);外因:溫度、濃度;
二、水解應(yīng)用:溶液配制、制備膠體、制備化合物、作凈水劑……
【課堂練習(xí)】
1.向三份0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液中分別加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固體(忽略溶液體積變化),則CH3COO-濃度的變化依次為_(kāi)__________________________________。
答案 減小、增大、減小
2、下列應(yīng)用與鹽類(lèi)水解有關(guān)的是________(填序號(hào))。
①NH4Cl溶液與ZnCl2溶液可作焊接金屬時(shí)的除銹劑
②用NaHCO3與Al2(SO4)3兩種溶液可作泡沫滅火劑
③草木灰與銨態(tài)氮肥不能混合使用
④實(shí)驗(yàn)室盛放碳酸鈉溶液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞
⑤實(shí)驗(yàn)室保存FeCl2溶液時(shí),常加入少量的鐵粉
⑥加熱蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固體
答案 ①②③④⑥
鹽溶液/ (0.1 ml·L-1)
pH
解釋與結(jié)論
NaClO
10.3
HClO的Ka最小,水解程度最大
CH3COONa
9.0
CH3COOH的Ka較大,水解程度較小
NaNO2
8.2
HNO2的Ka最大,水解程度最小
操作
平衡移動(dòng)方向
Fe3+水解程度
c(Fe3+)
加水稀釋10倍
可能影響因素
實(shí)驗(yàn)操作
現(xiàn)象
解釋與結(jié)論
溶液的酸堿性
加硝酸后,測(cè)溶液的pH
溶液顏色變淺,溶液的pH變小
加入硝酸,c(H+)增大,水解平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),但c(H+)仍比原平衡中c(H+)大
加入少量NaOH溶液
產(chǎn)生紅褐色沉淀,溶液的pH變大
加入氫氧化鈉,OH-消耗H+,c(H+)減小,水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
應(yīng)用
舉例
判斷溶液的酸堿性
FeCl3溶液顯酸性,原因是Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
判斷酸性強(qiáng)弱
相同濃度的NaX、NaY、NaZ溶液的pH分別為8、9、10,則酸性:HX>HY>HZ
配制或貯存易水解的鹽溶液
配制CuSO4溶液時(shí),加入少量H2SO4,抑制Cu2+水解;貯存Na2CO3溶液不能用磨口玻璃塞
制備無(wú)水鹽
將揮發(fā)性酸的弱堿鹽如AlCl3、FeCl3溶液蒸干時(shí),在通HCl的氣流中加熱蒸干
判斷離子是否共存
Al3+與COeq \\al(2-,3)、HCOeq \\al(-,3)、S2-、HS-、AlOeq \\al(-,2);Fe3+與HCOeq \\al(-,3)、COeq \\al(2-,3)、AlOeq \\al(-,2);NHeq \\al(+,4)與AlOeq \\al(-,2)、SiOeq \\al(2-,3)因相互促進(jìn)水解強(qiáng)烈而不能大量共存
判斷中和反應(yīng)至中性的試劑用量
如NH3·H2O與HCl反應(yīng)至中性,NH3·H2O過(guò)量,CH3COOH與NaOH反應(yīng)至中性時(shí)CH3COOH過(guò)量
制備無(wú)機(jī)化合物
如用TiCl4制備TiO2,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為
TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4HCl
加入大量的水,同時(shí)加熱,促使水解趨于完全
除銹劑
NH4Cl溶液與ZnCl2溶液可作焊接時(shí)的除銹劑,原理為NHeq \\al(+,4)+H2O
NH3·H2O+H+、Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+
熱純堿去污能力強(qiáng)
加熱,促進(jìn)Na2CO3的水解,使c(OH-)增大,去污能力增強(qiáng)

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