名称 | 2017年秋高中化学苏教版选修四教案打包28份 | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 2.7MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 苏教版 | ||
科目 | 化学 | ||
更新时间 | 2018-01-18 21:34:29 |
9. (07年佛山二测)右图为化学反应:4NH3 (g)+5O2 (g) 4NO(g)+6H2O (g) ;△H<0 在一密闭容器中反应的v—t图。下列叙述不符合右图所给信息的是 ( )
A.t1时,向容器中通入一定量的NO气体
B.t1时,缩小容器的体积
C.t1时改变外界单一条件时,该反应的平衡常数一定减小
D.从t1开始到新的平衡建立的过程中,平衡向逆反应方向移动
二、填空题
10.温度一定时, 于密闭容器中发生可逆反应: mA(g) + nB(g) pC(g), 达到平衡后, 若将混合气体的体积压缩到原来的 1/2, 当再次达到平衡时, C的浓度为原平衡时C的浓度的 1 .9 倍, 试判断:⑴平衡向_ 方向移动;⑵C气体的体积分数_ (填增大、减少、不变)⑶.气体A的转化率_ (填增大、减少、不变) ⑷ m + n _ p(填“>、<、=” )。
11.如图所示,600K时,在容积可变的透明容器内,反应2HI(g) I2+H2(g)达到平衡状态A。保持温度不变,将容器的容积压缩成为原容积的一半,达到平衡状态B。按图示的观察方向________(填“能”或“不能”)看出两次平衡时容器内颜色深浅的变化,理由是___________ ______ ___________ __________
。
三、计算
12.一定温度下,反应2SO2 + O2 2SO2,达到平衡时,n(SO2):n(O2):n(SO3) = 2:3:4。缩小体积,反应再次达到平衡时,n(O2)=0.8mol,n (SO3)=1.4mol,此时SO2的物质的量应是多少?
参考答案
一、选择题
1.C 2.D 3.D 4.AC 5、C 6.C 7.D 8.BD 9. AC
二、填空题
10.:⑴逆反应;⑵减少;⑶减少 ⑷<
11.
能;由于该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,容积减半,压强增大到2倍时,平衡不移动,此时I2(气)及其它物质的物质的量均不变,但浓度却增大到2倍,故可以看到I2(气)的紫色加深。
三、计算
解:缩小体积平衡向正方向移动,达新平平衡时SO3增加的物质的量为x,并设原平衡中n(SO2)、n(O2)、n(SO3)分别为2a、3a、4a。
2SO2 + O2 2SO2
n(平1) 2a 3a 4a
n(转) x x
n(平2)
据题意有
解得:
故达新平衡时SO2为=
即故达新平衡时SO2为0.4mol
答案:0.4mol
专题2 化学反应速率与化学平衡 2.3 化学平衡的移动
(第3课时)浓度变化对平衡浓度的影响
教学
课题
专题
专题2化学反应速率与化学平衡
单元
第三单元化学平衡的移动
节题
第一课时浓度变化对平衡浓度的影响
教学目标
知识与技能
通过实验探究浓度对化学平衡的影响,并能用相关理论加以解释。
过程与方法
通过实验测定浓度对化学平衡的影响,培养观察、记录实验现象及数据处理能力。
情感态度
与价值观
通过浓度对化学平衡的影响体会化学反应在生活、生活中的实际应用。
教学重点
探究温度对化学平衡的影响
教学难点
相关理论加以解释
教学方法
讨论法、探究法
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[回顾]
什么叫平衡常数?写出其表达式。
2、写出下列反应的平衡常数。
Cr2O72- + H2O 2 CrO42- + 2 H+
K =
[讲解]化学平衡状态只有在一定的投机倒把下才能保持,当外界条件改变时,平衡将发生改变。
[讨论]
1、化学平衡特征:
2、化学平衡移动是指:改变 ,破坏 ,建立 。
[口答]
K =
理解
[阅读课本P49]
动定等变
[归纳]
一、化学平衡移动
改变条件
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[实验探究]P53
Cr2O72- + H2O 2 CrO42- + 2 H+
橙色 黄色
实验现象
结论
加稀硝酸
橙色
逆向移动
加氢氧化钠
黄色
正向移动
[讲解]
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
减少反应物浓度,平衡向逆反应方向移动
增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动
减少生成物浓度,平衡向正反应方向移动
[解释]
[讲解]
改变条件
反应速率变化
平衡移动
C(反应物)增加
V正先变大后变小
正向
C(反应物)减少
V逆先变小后变在
逆向
C(生成物)增加
V逆先变大后变小
逆向
C(生成物)减小
V逆先变小后变大
正向
如:制硫酸工业中, 得到更多的二氧化硫
观察、理解
记忆
讨论后答出
通入过量氧气
[典型例题]
1.羟磷灰石[Ca3(PO4)2 ·Ca(OH)2]是牙齿表面的一层坚硬物质,它可保护牙齿,它在唾液中存在如下平衡:
Ca3(PO4)2 ·Ca(OH)2 4Ca2+ + 2PO43- + 2OH-
进食后,细菌和酶作用于食物产生有机酸,这时牙齿会受到腐蚀,其原因是______________________________________________________________________________________________。
已知氟磷石灰石[Ca3(PO4)2 ·CaF2]的溶解度比上面的羟磷灰石更小,请用离子方程式表示,当牙膏中配有氟化物后,能防止龋齿的原因
。
根据以上原理,请你提出一种其他促进牙齿矿化的方法
(分析)生成的有机酸能中和OH-,使平衡向脱矿方向移动,加速牙齿腐蚀。
5Ca2+ + 3PO43- + 2F-==== Ca3(PO4)2 ·CaF2
增大钙离子浓度,增大氢氧根离子浓度。
[小结]
板书计划
一、浓度对化学平衡的影响
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
减少反应物浓度,平衡向逆反应方向移动
增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动
减少生成物浓度,平衡向正反应方向移动
反馈
对于图像学生难于理解,不可讲得太多。后面要有专题解决。
[直击高考]
1.(06广东)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是 AD
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点 c处反应达到平衡
C.点d (t1时刻) 和点 e (t2时刻) 处n(N2)不一样
D.其他条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比上图中d点的值大
2.(07福建)下图是在恒温密闭容器中进行的某化学反应的反应速率随时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符的是C
A、反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B、该反应达到平衡态I后,增大反应物的浓度,平衡发生移动,达到平衡态II
C、该反应达到平衡态I以后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态II
D、同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等。
3.(08镇江一检)向某密闭容器中加入0 .3 molA 、0 .1 molC 和一定量的 B 三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0~ t1阶段 c ( B)未画出]。附图乙为 t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件并且所用条件均不同。已知,t3 ~t4阶段为使用催化剂。下列说法正确的是 AD
A.若 t1= 15 s,生成物C在 t0~ t1时间段的平均反应速率为0.004mol·L-1·s-1
B.t4 ~t5阶段改变的条件为降低反应温度
C.B 的起始物质的量为 0.02mol
D.t5 ~t6阶段容器内 A 的物质的量减少0 .03 mol ,而此过程中容器与外界的热交换总量为 akJ ,该反应的热化学方程式为3A (g)B(g) + 2C(g);ΔH=+100akJ·mol
4.(06上海)(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示_________________,
K值大小与温度的关系是:温度升高,K值______________(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小)。
(2)在一体积为10L的容器中,通人一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:
CO(g)十H2O(g) CO2(g)十H2 (g) ΔH<0
CO和H2O浓度变化如下图,则 0—4min的平均反应速率v(CO)=______ mol/(L·min)
(3)t℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3min—4min之间反应处于_________状态; C1数值_________0.08 mol/L (填大于、小于或等于)。
②反应在4min—5min问,平衡向逆方向移动,可能的原因是________(单选),表中5min—6min之间数值发生变化,可能的原因是__________(单选)。
a.增加水蒸气 b.降低温度
c.使用催化剂 d.增加氢气浓度
专题3 溶液中的离子反应 3.1 弱电解质的电离平衡
(第1课时)常见的弱电解质
教学时间
教学
课题
专题
专题3 溶液中的离子反应
单元
第一单元弱电解质的电离平衡
节题
第3课时常见的弱电解质
教学目标
知识与技能
了解水的电离和水的离子积常数。
过程与方法
通过联想、比较等培养学生的想象能力和思维能力
情感态度
与价值观
通过学习水是极弱电解质,体会水的用途。
教学重点
水的电离平衡
教学难点
水的离子积常数
教学方法
讨论法
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[知识回顾]
写出醋酸、一水合氨溶于水的电离方程式:
CH3COOHCH3COO-+H+
NH3·H2ONH4++OH—
2、写上述电离平衡常数表达式
[讲解]
(一)水的电离平衡
1、实验证明,纯水微弱的导电性,是极弱的电解质:
25℃1LH2O的物质的量n(H2O)==55.6(mol)共有10—7mol发生电离
H2O H++OH—
起始(mol) 55.6 0 0
电离(mol) 10—7 10—7 10—7
平衡(mol)55.6-10—7 10—7 10—7
25℃ [H+]·[OH—]= 10—7=10—14=Kw的离子积常数。
3.影响Kw的因素
Kw与溶液中[H+]、[OH—]无关,与温度有关。
水的电离为吸热过程,所以当温度升高时,水的电离程度增大,Kw也增大。
练习
口答、检查
[阅读]P62
理解水是极弱电解质、电离度比醋酸小得多。
例如100℃,1LH2O有10—6mol电离,此时水的离子积常数为Kw=10—6·10—6=10—12.
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
4.影响水的电离平衡因素
(1)温度,升湿度促进水的电离,降温则相反
(2)向纯水中引入H+或OH—,会抑制水的电离
(3)向纯水中引入弱酸酸根阴离子或弱碱阳离子,将促进水的电离,此乃为盐类水解的实质。
(二)常见的弱电解质
弱酸:氢氟酸、醋酸、次氯酸、氢氰酸、苯酚、碳酸、乙二酸、磷酸、氢硫酸
弱碱:一水合氨
注意:多元强酸电离一步完成且完全
如 HnA====nH++An—
而多元弱酸的电离是分步进行的,且第二步电离比第一步电离困难,第三步电离比第二步电离更困难,但每步电离都存在相应的电离平衡,因此应分步书写电离方程式。例如磷酸的电离方程式应写三步:
H3PO4 H++H2PO4—,
H2PO4— H++HPO42—
HPO42— H++PO43—,
不能合并成H3PO4 3H++PO43—。
由于磷酸溶液中的[H+]主要由第一步电离决定,因此磷酸的电离方程式有时也可只写第一步。
对HnA弱酸而言,电离方程式可只考虑:
HnA H++HnA—
[思考]1、如何用实验事实说明碳酸是弱酸。
2、从课本表3—4可以看出在常温下醋酸与一水合氨的电离度相同?
3、从课本表3—5可以看出什么?
[思考]如何用实验事实说明碳酸是弱酸
电离过程是吸热反应
识记
写出其化学式
写出碳酸的电方程式
相同
多元弱酸分步电离,电离程度越来越小,甚至可忽略
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[典型例题]
例1.常温下某溶液中,由水电离出的[H+]为1×10—12mol/L,该溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A.K+、Na+、SO42—、NO3—
B.Na+、K+、S2—、CO32—
C.Fe2+、Mg2+、Cl—、SO42—
D.NH4+、Cl—、K+、SO32—
例2.在一定湿度下,冰醋酸加入稀释过程中,溶
液的导电能力如图所示。
(1)a、b、c、d四点的pH值由大到小的顺序是____.
(2)若在C点的溶液中加入Na2CO2固体,则溶液
中[CH3COO—]________,pH值______(填大、减小或不变)
解析 常温、由水电离出的[H+]=×10—11mol/L<1×10—7mol/L说明水的电离受到抑制。此溶液可能是pH=1酸溶液,也可能为pH=13的碱溶液,选项B、D中的S2—、CO32—、SO32—不能存在于强酸性溶液中,C中的Fe2+、Mg2+、D中的NH42+、D中的NH4+与OH—均不能大量存共存,故本题答案A。
(1)d>c=a>b
(2)增大,增大
[小结]理解水中电离平衡,知道水的离子积的应用。
[作业]P65T6
板书计划
二、水的电离平衡
H2O H++OH—
25℃ [H+]·[OH—]= 10—7=10—14=Kw的离子积常数
反馈
多元弱酸的电离有难度,加大理解。
[课后练习]
1.碳酸溶液中存在如下平衡关系:
H2CO3 H++HCO3—,HCO3 H++CO32—,
该溶液的pH值增大时,c(CO32—)将
A.增大 B.减少 C.不变 D.可能增大也可能减少
2.加水稀释纯醋酸时,下列变化曲线正确的是( )
A B C D
3.H2S溶液中存在着H2S H++HS—和HS— H++S2—的平衡,当向H2S溶液中加入CuSO4溶液时,电离平衡________移动,c[S2—]________,c[H+]________;当向H2S溶液中加入固体NaOH,电离平衡_________移动,c[H+]________,c[S2—]__________;若将H2S溶液加热至沸,c[H2S]_________,若要增大H2S溶液中c[S2—]最好加入__________。
向右,减小,增大;向右,减小,增大;减小,NaOH
[直击高考]
4.(07BC北京)在由水电离产生的H+浓度为1×10-13mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是B
① K+、Cl-、NO3-、S2- ② K+、Fe2+、I-、SO42-
③ Na+、Cl-、NO3-、SO42- ④Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-
⑤ K+、Ba2+、Cl-、NO3-
A.①③ B.③⑤ C.③④ D.②⑤
5.以水为溶剂进行中和滴定的原理是:H3O++OH— 2H2O。已知液态SO2和纯水的导电性相近,因为液态SO2也能发生自电离:2SO2 SO+SO2+;△H>0。下列叙述中,错误的是(常州一检)C ( )
A.若以液态SO2为溶剂,用SOCl2滴定Na2SO3,该滴定反应可以表示为:
SO+SO2+ 2SO2
B.在一定温度下,液态SO2中c(SO)与c(SO2+)的乘积是一个常数
C.液态SO2中自电离的存在,说明SO2是离子化合物
D.适当升高温度,液态SO2的导电能力增强
6.(常州一检)已知HBrO比酸性弱,比HBrO难电离,则下列反应不能发生的是(AD )
A.
B.
C.
D.
专题3 溶液中的离子反应 3.1 弱电解质的电离平衡
(第2课时)弱电解质的电离平衡
教学时间
教学
课题
专题
专题3溶液中的离子反应
单元
第一单元弱电解质的电离平衡
节题
第2课时弱电解质的电离平衡
教学目标
知识与技能
了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
过程与方法
通过联想、比较等培养学生的想象能力和思维能力
情感态度
与价值观
通过学习电离平衡,体会化学平衡原理和应用。
教学重点
电离平衡
教学难点
电离平衡
教学方法
讨论法
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[基础知识]
写出醋酸、一水合氨溶于水的电离方程式:
CH3COOHCH3COO-+H+ NH3·H2ONH4++OH—
2、弱电解质分子离解成离子的速率和离子结合成弱电解质分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度不再变化的状态称为电离平衡状态
练习
口答
[讨论后完成下表]
3、25oC,醋酸电离达平衡时各种微粒的的浓度
初始浓度(mol·L-1)
1.00
0.100
结论
平衡时浓度(mol·L-1)
CH3COOH
CH3COO-
4.21×10—3
1.34×10—3
很少
H+
4.21×10—3
1.34×10—3
很少
值相等
值不等,初始浓度越稀,其值越大。
[知识要点]
(1)概念弱电解质的电离平衡是指在一定条件下(温度、浓度),弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等的状态
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
(2)特点
① 动——动态平衡:V(闻子化)=V(分子化)≠0。在电离方程式中用“”表示。
②定——平衡时各组成成分一定,即平衡时溶液中离子浓度和分子浓度保持不变
③变——条件改变,平衡被打破。
(3)电离常数
以AB表示弱电解质,AB在水分子的作用下发生电离,并达到下列平衡:
AB A++B △H>0(吸热)
与化学平衡常数相似,若电解质达到电离平衡时有:
Ki=,这就是电离平衡常数,简称电离常数,电离常数与弱电解质的浓度无关,与温度有关,通常,弱酸的电离常数以Ka表示;弱碱的电离常数以Kb表示。
(4)电离度
已电离的弱电解质浓度
α= ×100%
弱电解质的初始浓度
弱电解质溶液的浓度越大,电离度越小;弱电解质溶液的浓度越小,电离度越大。
回忆化学平衡特点
实例:醋酸、一水合氨
强调
转化率?
根据图象从微观上加强
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
(5)影响电离平衡的因素
与化学平衡一样,外界条件的改变也会引起移动.温度、浓度、同离子效应、反应离子拉动。
1.以0.1mol/1 CH3COOH溶液为例:
项目
变化
项目
加水
升温
加入固体
NaOH
加入无水
CH3COONa
通入气体
HCl
加入等浓度的CH3COOH
加入
冰醋酸
平衡移动
右移
右移
右移
左移
左移
不移动
右移
H+的物质的量(mol)
增大
增大
减小
减小
增大
增大
增大
[H+]浓度(mol)
减小
增大
减小
减小
增大
不变
增大
PH值
增大
减小
增大
增大
减小
不变
增大
导电能力
减弱
增强
增强
增强
增强
不变
增大
[小结]理解醋酸中电离平衡,知道氨水中微粒。
[作业]P70T7
板书计划
二弱电解质的电离平衡
1、概念 2、特征 3、电离平衡常数 4、电离度 5影响因素
反馈
学会电离度的简单计算。
[课后练习]
1.锌粒和醋酸溶液反应时,若向醋酸中加入一定量的固体醋酸钠,则产生氢气的速率会( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.先变大后变小
2.向0.1mol/L的氨水中加入一定量的水,始终保持增大趋势的是( )
A.NH3·H2O浓度 B.OH—浓度
C.NH3+数目 D.NH4—浓度
3.在稀氨水中:(1)国入NH4Cl固体(2)通入NH3 (3)煮沸 (4)加入少量NaOH(D)加入少量NaCl,其中能使碱性增强的是( )
A.(1)(2)(4) B.(2)(3)(4)
C.(2)(4) D.(4)(5)
4.对氨水溶液中存在的电离平衡NH3·H2ONH4++OH—,下列叙述正确的是:
A.加水后,溶液中n(OH—)增大
B.加入少量浓盐酸,溶液中n(OH—)增大
C.加入少量浓NaOH溶液,电离平衡向正反应方向移动
D.加入少量NH4Cl固体,溶液中c(NH4+)减少
[直击高考]
1、(已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+要使溶液中c(H+)/c(CH3COOH)值增大,可以采取的措施是(07上海BD)
A 加少量烧碱溶液 B 升高温度 C 加少量冰醋酸 D 加水
2.有如下说法: ①电解质一定能够导电,能导电的一定是电解质;②强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质强;③弱电解质的电离存在平衡状态,且当达到平衡时便不再电离;④电离平衡常数只与温度有关,且温度升高,电离平衡常数变大;⑤酸越难以电离出质子,其对应的酸根离子就越易水解;⑥溶液的酸性越强,则溶液中的[H+]越大,水的电离程度就越小;⑦在水中完全电离的酸一定是强酸,但强酸的水溶液的酸性不一定强;⑧强电解质都是可溶性化合物,弱电解质都是难溶性化合物。其中正确的有几句
A.3句 B.4句 C.5句 D.6句
专题3 溶液中的离子反应 3.1 弱电解质的电离平衡
(第3课时)强电解质和弱电解质
教学时间
教学
课题
专题
专题3溶液中的离子反应
单元
第一单元弱电解质的电离平衡
节题
第1课时强电解质和弱电解质
教学目标
知识与技能
了解电离、电解质、非电解质、强电解质和弱电解质的概念
过程与方法
通过实验、联想、比较等培养学生的实验能力和思维能力
情感态度
与价值观
通过溶液的导电性,体会化学对生活的作用,提高学生学习化学的学习兴趣。
教学重点
强电解质和弱电解质的概念
教学难点
强电解质和弱电解质的概念
教学方法
讨论法、探究法
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[讲解]酸和碱是生产生活中的广泛应用的物质,但又有弱酸(如醋酸)弱碱(一水合氨),为什么?
[提问]什么叫电离?:
[练习]写出下列反应的离子方程式
盐酸中加入镁粉
醋酸中加入镁粉
[讲解]将化合物分为电解质和非电解质的依据是 熔化或溶于能否导电 。将电解质分为强电解质、弱电解质的依据是 溶于水能否完全电离 。
(一)强电解质、弱电解质
[讲解]1.相互关系
[实验探究]醋酸是弱电解质
P62
[口答]
电解质在溶于水或熔化状态时离解出自由移动离子的过程。
Mg2+ 2H+==Mg2++H 2↑
2CH3COOH==2CH3COO—+Mg2++H 2↑
理解物质的分类方法和依据
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
方法
原理
1、测同浓度的导电性
2、测同浓度的C(H+)
3、同浓度同体积(过量)与等质量的镁反应速率
(二)电解质溶液导电能力的强弱与电解质强弱影响溶液导电能力的因素:
[讲解]①自由移动离子浓度的大小。(主要决定因素)温度一定,离子浓度越大,导电能力越强。
②温度:湿度越高,导电能力越强。(与金属导电相反)
③离子电荷数:电荷数越高,导电能力越强。
由此可知:强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质强。
如 较浓醋酸的导电能力可比极稀HCl溶液强。 CaCO3虽为强电解质,但溶于水所得溶液极稀,导电能力极差。
(思考):若在某溶液中加入一种物质,出现沉淀,则溶液的导电能力一定减弱吗?(温度不变)
如:(1)若在H2SO4溶液中加Ba(OH)2,因生成BaSO4沉淀和极难电离的水,使溶液中离子浓度降低,导电能力降低。
(2)若在H2SO4溶液中加BaCl2,虽有沉淀BaSO4生成,但同时生成了HCl,相当于1molSO42—被2molCl—代替,故导电能力有所增强。
(3)若在HCl溶液中加AgNO3,则导电能力几乎不变。
①自由移动离子浓度的大小。②温度:(与金属导电相反)③离子电荷数
(思考):
1.一种物质的水溶液能导电,原物质一定是电解质吗?
同浓度盐酸作为参照物。
阅读P62
分析:不一定。关键要看溶液中离子浓度有无显著变化。
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
如(1)Cl2 氯水
↓ ↓
即不是电解质 HCl.HclO
又不是非电解质 发生电离
(2)CO2 碳酸溶液
↓ ↓
非电解质 H2CO3电离
(3)Na2O NaOH溶液
↓ ↓
虽不是本身电离 NaOH电离
但可在熔融态电
离,故它属强电
解质
(思考)
2.有机物一定是非电解质?
金属导电和电解质在一定条件下导电原因相同?
[典型例题]
例1.下列属于非电解质的是( ),属于弱电解质的是( )
A盐酸 B二氧化硫 C乙醇 D镁 E碳酸钙 F乙酸
例2.在图(1)所示的装置中,烧杯中盛放的是Ba(OH)2溶液,当从滴定管中逐渐加入某种溶液(A)时,溶液的导电性的变化趋势如图(2)所示。
该根据离子反应的特点分析:A溶液中含有的溶质可能是_________或__________(至少写出两种),并写出相应的离子反应的离子方程式:
_____________、__________________
解析:从图2可分析知,随着A的加入溶液导电能力迅速降低,说明A必定能与Ba(OH)2发生反应,使溶液中离子浓度变得极小,故不仅与Ba2+反应转化为沉淀,还要与OH—反应生成水或其它弱电解质,当反应完全后,过量A的加入,导电能力又显著上升,说明A应为强电解质,故A可能是H2SO4或CuSO4或MgSO4或(NH4)2SO4等。
离子方程式:
2H++SO42—+Ba2++2OH—=BaSO4↓+2H2O
Mg2++SO42—+Ba2++2OH—=BaSO4↓+Mg(OH)2
想一想:A可否为Na2SO4或H2CO3溶液?为什么?
例3:利用所学习知识,试设计实验说明一水合氨是弱电解质。
[小结]学会证明醋酸是弱电解质
[作业]讲义
分析:不一定!关键要分清发生电离是否是原物质本身。有可能溶于水时就发生了化学变化
不一定,羧酸等是弱是解质。
不相同,自由电子和自由移动离子。
解析:C,A是混合物;B溶于水能导电说明亚硫酸是电解质;C大多数有机物是非电解质;D是金属单质;E是强电解质(难溶于水,但能完全电离)。
解析:以同浓度的氨水和氢氧化钠相比较
以同浓度的醋酸相比较导电性。
板书计划
强电解质和强电解质
强电解质、弱电解质(弱酸、弱碱)
电解质溶液导电能力的强弱与电解质强弱影响溶液导电能力的因素:
反馈
实验效果比较差。
[课后练习]
1.下列物质中属于电解质的是( )CD
A.乙醇 B.氯气 C.氯化铝 D.冰醋酸
2.物质的量浓度均为1mol/L的下列溶液,盐酸、硫酸、醋酸,导电能力由强到弱的顺序是( )C
A.盐酸=硫酸>醋酸 B.盐酸>硫酸>醋酸
C.硫酸>盐酸>醋酸 D.硫酸>盐酸=醋酸
3.以下说法正确的是( )A
A.同体积同浓度的盐酸和醋酸和足量锌反应,开始时,盐酸反应速率快。
B.同体积同浓度的盐酸和醋酸与足量锌反应,盐酸放出H2多。
C.同体积浓度的盐酸和醋酸与足量锌反应,盐酸放出的热量多。
D.盐酸和醋酸分别与锌反应的离子方程式均为Zn+2H—=Zn2++H2↑
4.能说明醋酸是弱电解质的是( )BD
A.醋酸能与NaOH发生中和反应。
B.物质的量浓度相同、体积相同的醋酸和盐酸溶液中,H+物质的量浓度盐酸与醋酸溶液中要大的多。
C.醋酸溶液能使紫色石蕊试液变红。
D.含H+数相同的两种体积相同的盐酸和醋酸的溶液,其物质的量浓度醋酸要比盐酸大得多。
5.区别强弱电解质的根本标准是( )A
A.电离程度 B.化学键类型 C.物质的状态 D.溶液的导电能力
6.某固体化合物A不导电,但熔化水都能完全电离。下列关于物质A的说法中,正确的是( )B
A.A为非电解质 B.A是强电解质
C.A是离子晶体 D.A是弱电解质
7.相同温度下,下列物质中导电能力最强的是( )D
A.100mL 0.1mol/L 的KOH溶液
B.2L 0.1mol/L的CH3COOH溶液
C.100mL 0.1mol/L的HF溶液
D.100mL0.1mol/L的K2SO4溶液
8.在KHSO4的极稀溶液和熔融状态都存在的离子是( )D
A.H+ B.HSO4— C.SO4— D.K+
[直击高考]
1.把0.05mol NaOH固体,分别加入下列100mL溶液中,溶液的导电能力变化不大的是( )BD
A.自来水 B.0.05/L mol醋酸
C.0.5mol/L醋酸 D.0.05mol/LNH4Cl溶液
2.甲酸和一合水氨都是__________电解质,其0.1mol/L水溶液导电能力较_________,若将上述两种溶液混和,其导电能力变__________,生成物的电离方程式为___________,两溶液混合时的离子方程式是____________。
弱,弱,大,HCOONH4===HCOO—+NH4+
HCOOH+NH3·H2O===NH4++HCOO—+H2O
专题3 溶液中的离子反应 3.2 溶液的酸碱性
(第1课时)溶液的酸碱性、pH的简单计算
教学
课题
专题
专题4溶液中的离子反应
单元
第二单元溶液的酸碱性
节题
第1、2课时溶液的酸碱性
教学目标
知识与技能
了解溶液pH的定义,能进行pH的简单计算。
过程与方法
通过实验联想、比较等培养学生的想象能力和思维能力
情感态度
与价值观
通过溶液PH的测定,何会化学在生产生活中的应用。。
教学重点
pH的简单计算
教学难点
pH的简单计算
教学方法
讨论法
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[知识回顾]
写出醋酸、一水合氨溶于水和水的电离方程式:
CH3COOHCH3COO-+H+
NH3·H2ONH4++OH—
H2O H++OH—
水的离子积常数
[完成下表]
溶液酸碱性
c(H+)与c(OH—)关系
任意温度
室温(mol/L)
pH值(室温)
酸性
c(H+)>c(OH—)
小于7
中性
c(H+)=c(OH—)
7
碱性
c(H+)
溶液的酸碱性
c(H+)与c(OH—)比较
PH与7
3、PH试纸的使用
练习
口答、检查
25℃ [H+]·[OH—]= 10—7=10—14=Kw
[阅读]P71
本质
对照表3—6
大于7显碱性,
小于7显酸性
等于7显中性
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
取试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取试液少许,点在试纸上观察颜色变化,与比色卡,读出。
[讲解] (二)有关pH的计算
1.溶液简单混合
V1、V2的一元强酸或强碱
.
2.强酸和强碱混合(发生中和反应,忽略体积变化)可能情况有三种:
①若酸和碱恰好中和. 即nH+=nOH—,pH=7.
②若酸过量,求出过量的[H+],再求pH值.
③若碱过量,求出过量的[OH—],求出pOH后求pH值.
特例:若强酸与强碱等体积混合
①若pH酸+pH碱=14,则完全中和pH=7.
②若pH酸+pH碱>14,则碱过量pH≈pH碱-0.3
③若pH酸+pH碱<14,则酸过量pH≈pH酸+0.3
[分析] ①呈中性:即pH=7.
nH+=nOH—
10—a·V1=10—(14-b)·V2
V1 :V2=10—14+a+b
10n=10a+b-14
n=a+b-14
a+b=14+n
②若呈酸性. 即pH<7
nH+>nOH—
10—a·V1>10—(14-b)·V2
V1 :V2>10—14+a+b
10n>10-14+ a+b
a+b<14+n
③若呈碱性,即pH>7,同理可知
a+b>14+n
不湿润
注意:强酸直接由[H+]总求pH值
强碱由[OH—]总求pOH,后再求pH值
(注意)先判断显性离子!
了解即可
[练习]
pH=a的HCl溶液和pH=b的NaOH溶液按体积比V1 :V2混合.当混合液分别呈中性、酸性、碱性时,且V1 :V2=10n时,a+b分别为多少?
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
3.关于酸、碱混合时的定性判断(常温)
酸与碱混合时发生中和反应,但不一定恰好完呈中和。即使恰好完全中和,也不一定溶液呈中性,由生成的盐能否水解及水解情况而定,另外酸碱的强弱不同,提供反应物的量不同也影响着反应后溶液的性质。一般酸或碱过量化生成的盐水解对溶液的酸碱性影响大。
下面把常见的几种情况分列出来.
①等物质的量浓度的一元弱酸一元强碱溶液等体积混合溶液pH>7(由生成的强碱弱酸盐水解决定)
②等物质的量浓度的一元强酸与一元弱碱溶液等体积混合后溶液pH<7(由生成的强酸弱碱盐水解决定)
③等物质的量浓度的一元强酸与强碱溶液等体积混合后溶液pH=7(因生成强酸强碱盐不水解)
想一想:若酸或碱之一是多元,情况又怎样?
④当pH=pOH的强酸与强碱溶液以等体积混合后pH=7(与酸、碱的几元性无关)
⑤当pH=3的某一元酸溶液与pH=11的一元强碱以等体积混合后pH≤7。(考虑酸有强弱之分,若分弱酸,制反应后酸过量)
⑥当pH=3的某一元强酸pH=11的一元碱溶液的以等体积混合后pH≥7(同理⑤,弱碱过量)
⑦将pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液以等体积混合后溶液pH=无法确定.
再想一想:⑤⑥⑦与酸、碱的几元性有无关系?
例1.将0.5L0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液与1L0.6mol/L氨水溶液完全混合并过滤,溶液总体积不变,则所得滤液的pH值与下列选项符合的是__________
A.等于0.3mol/L氨水的溶液的pH值
B.等于0.2mol/L氨水溶液的pH值
C.大于0.3mol/L氨水溶液的pH值
D.小于0.2mol/L氨水溶液的pH值
[解析]:先考虑反应,写出反应的离子方程式
Fe3+ + 3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+
1mol 3mol
0.1mol 0.3mol
由此可知氨水过量0.3mol,但体积已为1.5L,此时氨水浓度为C==0.2mol/L
请注意,上反应还生成了0.3ml NH4+,但NH3·H2O的电离会产生抑制作用,故后成性没有0.2ml/L的纯氨水强,本题应选D.
例2.求下列混合溶液的pH:(1)pH=3和pH=5的两强酸等体积混合;(2)pH=8和pH=10的两强碱等体积混合。
分析 酸溶液混合后,H+的物质的量等于原来两酸溶液H+的物质的量之和,从而求出[H+]及溶液的pH,碱溶液混合后,OH—的物质的量等于原来两碱溶液OH—的物质的量之和,从而求出[OH—],根据Kw换算出[H+],最后求出溶液的pH。在第(2)题中,切不可直接将两碱溶液中的H+的物质的量相加,不能认为这是混合溶液的H+的总量,否则就会造成很大错误。
解:(1)[H+]=
=5×10—4mol/L
pH=-lg(5×10—4)=3.3
(2)[OH—]=
=5×10—5mol/L
[H+]==2×10—10mol/L
pH=-lg(2×10—10)
=9.7
总结:两种强酸等体积混合的pH等于混合前pH数值小的加上0.3;两种强碱等体积混合的pH等于混合前pH数值大的减去0.3。(2)必须按显性离子计算。
例3.常温下有体积为V1L,pH值为m的稀硫酸和体积为V2L、pH值为n的NaOH溶液混合后. (1)如果V1=V2时.
①当m+n=13时,则混合后溶液呈______________性.
②当m+n=15时,则混合后溶液呈______________性.
(2)如果混合后pH=7时;
①当m+n=14时,则V1 :V2=____________.
②当m+n=13时,则V1 :V2=____________.
③当m+n>14时,则V1 :V2=___________.(填表达表),且V1________V2(填>、<、或==
解析 H2SO4尽管为二元强酸,但当用pH值表示时,与几元则无关.
(1)根据上文提及的特例,可知
当m+n=13<14,即混合液呈酸性.
当m+n=15>14,即混合液呈碱性,pH>7.
(2)若混合后溶液pH=7,即中性.
根据上文提到,a+b=14+n,可推知
当m+n=14时,则V1 :V2=1
当m+n=13时,则V1 :V2=
当m+n>14时,则nH+=nOH—
10—m·V1=10—(14—n)·V2
V1 :V2=10—14+n+m=10m+n—14
∵m+n>14,∴V1 :V2>1 即V1>V2
例4.Ba(OH)2和NaOH混合溶液的pH=14,取该溶液100mL,持续通入CO2,当CO2通入0.56L时生成沉淀最多(体积指标准状况,设溶液体积不发生改变),试通过计算回答:
(1)Ba(OH)2和NaOH的物质的量浓度各为多少?
(2)当通入CO2的体积为2.24L时,溶液中各种离子(除H+、OH—)物质的量浓度各为多少?
解析:(1)混合液中总[OH—]=1mol/L, n(OH)—=0.1mol当CO2道入0.56L时沉淀最多,此时发生如下反应:
Ba(OH)2 + CO2===BaCO3↓+H2O
1mol 1mol
0.025mol 0.025mol
C[Ba(OH)2]==0.25mol/L
n(NaOH)= n(OH—)总-2 n[Ba(OH)2]
=0.1-2×0.025=0.05(mol)
C(NaOH)==0.5mol/L
(2)当n(CO2)=0.1mol时,发生下列反应
CO2 + OH— = HCO3—
0.1mol 0.1mol 0.1mol
此时溶液中无沉淀,故[Na+]=0.5mol/L [Ba2+]=0.25mol/L
[HCO3—]=1mol/L
小结:溶液中发生多种反应时常用关系式法、电得失守恒、电荷守恒。
[小结]能定性判断溶液的酸碱性,会进行PH的简单计算。
[作业]讲义
板书计划
一、溶液的酸碱性
二、溶液PH计算
反馈
PH试纸的使用要讲,PH计算只讲简单的。
[课后练习]
1.下列溶液中,pH最大的是( )
A.pH=4的盐酸和pH=10的烧碱溶液等体积混合
B.pH=5的盐酸稀释1000倍
C.pH=11的烧碱溶液稀释1000倍
D.pH=11的氨水溶液稀释1000倍
2.有pH值都等于4的硝酸和醋酸,均取1mL加水稀释至amL和bmL,测得稀释后溶液的pH均为5,则稀释后溶液的体积( )
A.a=b=100mL B.a=b=1000mL C.a<b D.a>b
3.中和相同体积,相同pH值的H2SO4、HCl、CH3COOH三种稀溶液时,用去同种浓度的NaOH溶液的体积依次为V1、V2、V3,则V1、V2、V3的大小关系正确的是( )
A.V1=V2=V3 B.V1=V2<V3 C.V1=V2>V3 D.V1<V2<V3
4.等体积混合0.1mol/L盐酸和0.06mol/LBa(OH)2溶液后,溶液的pH等于( )
A.2.0 B.12.3 C.1.7 D.12.0
5.有pH值相等的A、B、C、D四种一元酸的溶液各20ml,与过量镁充分反应后,产生氢气质量是D>C>B=A.这说明:①D的酸性最强. ②A与B的酸性最强且彼此相当.③原D反应后溶液的pH值最大. ④反应后原A和B的溶液的pH值最大;⑤反应前D的电离程度最大,⑥反应前四种酸的电离程度相同,其中正确的是( )
A.①③⑤ B.②④⑥ C.①⑥ D.②③
6.pH值相同、体积相同的盐酸和醋酸分别与等体积、等浓度的NaOH溶液混合,若醋酸与氢氧化钠混合后溶液的pH值的7,则盐酸与氢氧化钠的混合后溶液的pH值( )
A.>7 B.<7 C.=7 D.无法判断
7.相同条件下pH=3的盐酸和pH=3的醋酸:
(1)取等体积两溶液,分别稀释pH=4时,两者加水量的关系是:
前者________后者(填>、<或=,下同=);
(2)取等体积的两溶液,分别加入等物质的量的相应钠盐固体少量,两溶液的pH大小关系是:前者_________后者;
(3)各取两溶液VL,分别加入VLpH=11的NaOH,充分反应后,两溶液pH大小关系是:前者__________后者。
8.某工业废水,经化验含游离氯的浓度为0.001mol/L,且此废水的pH=4,为除去10L此废水中的游离氯,需加入浓度为0.025mol/L的Na2SO3溶液多少毫升?除氯后溶液的pH约为多少?
[直击高考]
1.室温下,下列溶液等体积混合后,所得溶液的pH一定大于7的是(06上海)
A.0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液
B.0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钡溶液
C.pH=4的醋酸溶液和pH=10的氢氧化钠溶液
D.pH=4的盐酸和pH=l0的氨水
2.室温时,将x mL pH=a 的稀NaOH溶液与ymL pH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是(06广东)
A.若x=y,且a+b=14,则pH>7 B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7
C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7 D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7
参考答案
课后作业
1.[讲解] pH最大,即溶液碱性最强,氢氧根离子浓度最大,D
2.[讲解] pH相等强酸与弱酸,加水稀释相同倍数,强酸溶液PH变化大。C
3.[讲解] 相同pH值的H2SO4、HCl、CH3COOH三种稀溶液中,硫酸、盐酸氢离了子浓度相同,酸强浓度较大。
4.[讲解] 氢氧化钡是二元碱,且过量。B
5.[讲解] D,采用排除法。
6.[讲解] B
专题3 溶液中的离子反应 3.2 溶液的酸碱性
(第2课时)酸碱中和滴定
教学
课题
专题
专题3溶液中的离子反应
单元
第二单元溶液的酸碱性
节题
第2课时酸碱中和滴定
教学目标
知识与技能
初步掌握中和滴定的原理和方法
学会使用滴定管,能进行酸碱滴定,并能绘制滴定过程中的pH变化曲线,了解酸碱中和过程中pH的变化规律。
过程与方法
通过实验、联想、比较等培养学生的想象能力和思维能力
情感态度
与价值观
通过溶液PH的测定,何会化学在生产生活中的应用。。
教学重点
中和滴定的原理和方法
教学难点
绘制滴定过程中的pH变化曲线
教学方法
讨论法
教
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学生主体活动
[知识回顾]
1、写出下列反应的化学方程式、离子方程式。
氢氧化钠溶液中滴入盐酸
氢氧化钠溶液中加入硫酸
盐酸中滴入碳酸氢钠溶液
[指导自学]
哪些家作物生长需要酸性、碱性?
滴定管如何使用?
步骤
操作
目的
(1)
装入少量水,扭转活塞
(2)
从上口加入少量对应盛装液,转动放下
(3)
装入酸、碱液,超过“0”刻度,用滴定夹固定滴定管。
(4)
滴定时左手控制开关,小心扭动活塞或挤压玻璃球
[讲解]
H++OH—=H2O
阅读P71
检查是否漏气
洗涤滴定管
调节溶液面,排出空气
控制速度,使之反应完全
教
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教师主导活动
学生主体活动
一、中和反应:酸+碱 == 正盐+水
[提问]什么叫中和反应?反应后有什么特征?(能量、溶液的酸碱性?
[讲解]
如:①HCl+NaOH===NaCl+H2O
②H2SO4+2NaOH====Na2SO4+2H2O
H++OH—==H2O 中性
二、中和滴定原理
[讲解]由于酸、碱发生中和反应时,反应物间按一定的物质的量之比进行,基于此,可用滴定的方法确定未知酸或碱的浓度。
对于反应: HA + BOH====BA+H2O
1mol 1mol
C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH)
即可得 C(HA).V(HA)=== C(BOH).V(BOH)
若取一定量的HA溶液(V足),用标准液BOH[已知准确浓度C(标)]来滴定,至终点时消耗标准液的体积可读出(V读)代入上式即可计算得C(HA)
若酸滴定碱,与此同理
若酸为多元酸, HnA + nBOH===BnA+nH2O
1mol nmol
C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH)
则有关系:
(提问)中和反应一般无明显现象,怎么办?
3、滴定方法的关键
(1)准确测定两种反应物的溶液体积
(2)确保标准液、待测液浓度的准确
(3)滴定终点的准确判定(包括指示剂的合理选用
放热、中性
理解
用酸碱提示剂
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4、滴定实验所用的仪器和操作要点
(1)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶(或烧杯+玻棒)、量筒(或移液管)。
(2)操作:①滴定前的准备:查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)调液面、读数。②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数。③计算。
(3)滴定管“0”刻度在上。
[典型例题]
例1:图示为10mL一定物质的量浓度的盐酸x,用一定浓度的NaOH溶液y滴定。根据图示推出x和y的物质的量浓度是( )
A
B
C
D
X浓度(mol/L)
0.12
0.04
0.03
0.09
Y浓度(mol/L)
0.04
0.12
0.09
0.03
解析:(1)x 10ml、y 30ml时恰好中。
30y-10x . A、B合适
(2)加入y 20ml时,PH=2 代
PH=2
∴选 D。
例2.用0.01 mol/L H2SO4滴定0.01mol/L NaOH溶液,中和后加水至100ml,若滴定时终点判断有误差:①多加1滴H2SO4;②少加1滴H2SO4;(设1滴为0.05ml)则①和②[H+]的比值是( )
A、10 B、50 C、5×103 D、104
解析:①多一滴H2SO4[H+]=
②少一滴即OH过量,[OH-]=10-5 mol/L.[H+]=10-9 mol/L
与②[H+]比值。故选D。
(练习)训练P78T1、2、3、4
[小结]结合量器的使用,同时巩固溶液PH计算。
[作业]
板书计划
一、中和反应:酸+碱 == 正盐+水
H++OH—==H2O 中性
二、中和滴定原理
反馈
滴定管与量筒比较
[课后练习]
1、下列是实验操作中,能达到实验目的是( )
用100mL量筒量取5.2mL盐酸
用托盘天平称取25.20g氯化钠
用100mL容量瓶配制50mL 0.1mol·L-1盐酸
用25.00mL碱式滴定管量取14.80mL NaOH溶液
2、有已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是( )
酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用未知浓度的NaOH待测液荡洗2~3次
滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡
D、读数时视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
4、用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定0.1mol·L-1盐酸,如达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH(1滴溶液的体积约为0.05mL),继续加水至50mL,所得溶液的PH是( )
A、4 B、7.2 C、10 D、11.3
5、准确量取25.00mL高锰酸钾溶液,可选用的仪器是( )
A、50mL量筒 B、10mL量筒
C、50mL酸式滴定管 D、50mL碱式滴定管
6、下列仪器中,没有“0”刻度线的是( )
A、温度计 B、量筒 C、酸式滴定管 D、托盘天平游码刻度尺
7、用移液管取10ml烧碱溶液注入25ml洁净的碱式滴定管中,则液面读数应( )
A、在10mL——15mL之间 B、恰好在15mL处
C、小于15mL D、大于15mL
[直击高考]
1、(1)图I表示10mL量筒中液面的位置,A与B,B与C刻度间相差1mL,如果刻度A为4,量筒中液体的体积是___________________mL。(2)图II表示50mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积(填代号)______________。
是amL
是(50-a)mL
一定大于amL
D、一定大于(50-a)mL
2.某同学进行中和滴定实验,并绘制出如图所示的滴定曲线。下列有关该实验的说法正确的是(08南通三检)
A.锥形瓶中盛有NaOH溶液,指示剂为酚酞
B.滴定管使用前先用待测液润洗,再用蒸馏水润洗
C.滴定时,应时刻注视滴定管中液面的变化
D.滴定终点附近,测试和记录pH的间隔要小
教学
课题
专题
专题3溶液中的离子反应
单元
第二单元溶液的酸碱性
节题
第3课时酸碱中和滴定
教学目标
知识与技能
1.初步掌握中和滴定的原理和方法
2.学会使用滴定管,能进行酸碱滴定,并能绘制滴定过程中的pH变化曲线,了解酸碱中和过程中pH的变化规律。
过程与方法
通过实验、联想、比较等培养学生的想象能力和思维能力
情感态度
与价值观
通过溶液PH的测定,何会化学在生产生活中的应用。。
教学重点
中和滴定的原理和方法
教学难点
绘制滴定过程中的pH变化曲线
教学方法
讨论法
教
学
过
程
教师主导活动
主体活动
[知识回顾]
1、测定NaOH溶液的物质的量浓度。
步骤
操作
记录
(1)
向 注入0.10mol·L-1盐酸,调节液面至
记录读数
(2)
取 瓶,从 放出25ml盐酸
注入 ,
记录读数
(3)
向 注入未知浓度氢氧化钠溶液,调节
液面至
记录读数
(4)
向 滴入2滴 ,轻轻挤压玻璃球,眼睛观察 边滴边振荡,至溶液出现 且 ,
记录读数
(5)
重复上述实验2—3次,取其平均值。
计算V酸平均计算V碱平均=
2、酸碱提示剂的作用是
依据颜色变化,提示中和是否完全。
边做实验
边完成表
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
二、中和滴定
1、原理
由于酸、碱发生中和反应时,反应物间按一定的物质的量之比进行,基于此,可用滴定的方法确定未知酸或碱的浓度。
对于反应: HA + BOH====BA+H2O
1mol 1mol
C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH)
即可得 C(HA).V(HA)=== C(BOH).V(BOH)
3、滴定实验所用的仪器和操作要点
(1)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶(或烧杯+玻棒)、量筒(或移液管)。
(2)操作:①滴定前的准备:查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)调液面、读数。②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数。③计算。
(3)滴定管“0”刻度在上。
4、指示剂的选择:
1、滴定曲线
请看两个实例
实例1:用0.10mol/L NaOH溶液滴定0.10mol/L HCl溶液20.00mL
加入的VNaOH
(mL)
余VHCl
(mL)
过量VNaOH
(mL)
PH
0.00
20.00
1.0
18.00
2.00
2.3
19.80
0.20
3.3
19.98
0.02
4.3
20.00
0.00
7.0 突跃范围
20.02
0.02
9.7
20.20
0.20
10.7
22.00
2.00
11.7
40.00
20.00
12.5
实例2:用0.01mol/L NaOH滴定20mL 0.10mol/L CH3COOH溶液
加入的VNaOH
(mL)
余VHCl
(mL)
过量VNaOH
(mL)
PH
0.00
20.00
2.9
18.00
2.00
5.7
19.80
0.20
6.7
19.98
0.02
7.7
20.00
0.00
8.7 突跃范围
20.02
0.02
9.7
20.20
0.20
10.7
22.00
2.00
11.7
40.00
20.00
12.6
由上表数据可看出:在滴定接近终点时,少加或多加0.02mL NaOH溶液,即一滴之差造成的误差在允许范围内,但pH值出现突变,因此选择指示剂时,应选择变色范围与滴定时pH值突跃范围相吻合的指示剂。
现将几种典型的滴定曲线画出如下图。
(由滴定曲线可知)
①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。
②若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙);若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)
③石蕊试液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不作滴定指示剂。
(2)终点判断:(滴入最后一滴,溶液变色后,半分钟内不复原)
指示剂
操 作
酚酞
甲基橙
强碱滴定强酸
无色变为浅红色
橙色变为黄色
强酸滴定强碱
浅红色变为无色
黄色变为橙色
5、误差分析
以一元酸和一元碱的中的滴定为例
因C标、V定分别代表标准液浓度、所取待测液体积,均为定值,代入上式计算。
但是实际中C标、V定都可能引起误差,一般可把各因素引起的误差转嫁到V读上,若
V读偏大,则测定结果偏大;若V读偏小,则测定结果偏小,故通过分析V读的变化情况,可分析滴定的误差。
引起误差可能因素有以下几种:
(1)视(读数)
10
(刻度直视)
注意:①滴定管中液体读数时精确到0.01mL
②一般需滴定2-3次,取其平均值
(2)洗(仪器洗涤)
正确洗法:
二管二洗——滴定管和移液管先用蒸馏水清洗多次,再用待装液润洗几次。
一瓶一洗——锥形瓶只能用蒸馏水洗。
注意:一般滴定管装标准液,锥形瓶里装待测液。
错误洗法导致结果:
①滴定管仅用水洗,使标准液变稀,故消耗标准液体积一定变大,V读变大,结果偏大。
②移液管仅用水洗,则待测液变稀,所取待测液溶质物质的量变少,V读变小,结果偏小。
③锥形瓶用待测液洗过,则瓶内待测液的溶质量偏多,V读偏大,结果偏大。
④第一次滴定完后,锥形瓶内液体倒去后,尚未清洗,接着第二次滴定,滴定结果如何,取决于上次滴定情况如何。
(3)漏(液体溅漏)
①滴定过程中锥形瓶内液体溅出,则结果偏小。
②终点已到,滴定管下端尖中级有液滴,则V读偏大,测定结果偏大。
(4)泡(滴定管尖嘴气泡)
正确操作应在滴定前把尖嘴管中的气泡赶尽,最后也不能出现气泡。如滴定开始有气泡,后气泡消失,则结果偏大。若先无气泡,后有气泡,则结果偏小。
(5)色(指示剂变色控制与选择)
滴定时,眼睛应紧盯着锥形瓶内溶液的颜色变化。指示剂变色后应半分钟内不复原。如变色后立即复原,则结果偏小。另外,同一种滴定,选择的指示剂不同,测定结果不同。
(6)杂(标准物含杂)
用于配制标准液的固体应该是纯净物。但其中有可能混有杂质,称量时又按需标准物固体质量来称取的,帮一般均会产生误差,在此杂质又分两种情况:
①杂质与待测液不反应
如NaOH中含NaCl,所配的NaOH溶液浓度变小,滴定盐酸时,NaCl不参与反应,所需标准液的体积偏大,故测定结果偏大。
②若杂质与待测液反应,则应作具体分析。关键:比较与等物质的量的待测物反应消耗的杂质质量和标准物的质量。若消耗杂质的质量较大,则相当于削弱了原标准液的作用能力,故与一定量待测物反应时,消耗的标准体积变大,测定结果偏大。
或者可用等质量的杂质、标准物分别与待测物反应,根据消耗的待测物质量的多少来判断。如杂质作用待测物质量越多,说明作用能力被增强,故测定结果偏小。
[典型例题]
1、草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示,为了测定x值,进行如下实验:
称取Wg草酸晶体,配成100.00mL水溶液
(1)称25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amol·L-1的KMnO4溶液滴定到KMnO4不再褪色为止,所发生的反应
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
试回答:(1)实验中不需要的仪器有(填序号)___________,还缺少的仪器有(填名称)____________________________________________。
a.托盘天平(带砝码,镊子)b.滴定管 c.100mL量筒 d.100mL容量瓶 e.烧杯 f.漏斗 g.锥形瓶 h.玻璃棒球 i.药匙 j.烧瓶
(2)实验中,标准液KMnO4溶液应装在_____________________式滴定管中,因为__________________________________________________。
(3)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,则所测得的x值会_________________(偏大、偏小、无影响)
(4)在滴定过程中若用amol·L-1的KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为________________________mol·L-1,由此可计算x的值是____________。
(5)本实验中操作滴定管的以下图示,正确的是______________(填编号)。
(6)滴定是在一定温度下进行的,操作过程中发现前一阶段溶液褪色较慢,中间阶段褪色明显变快,最后阶段褪色又变慢。试根据影响化学反应速率的条件分析,溶液褪色明显变快的原因可能是 _________ 。
解析:该题涉及到气化还原滴定,虽然基于反应原理与中和滴定不同,但实验原理及操作和所用仪器等类似。由于该反应有明显的颜色变化,故可不可用指示剂。
(1)c , f , j
还缺少铁架台(带滴定管夹),胶头滴管(定容时用)
(2)用酸式滴定管,因KMnO4溶液有强氧化性,能腐蚀橡皮管。
(3)无影响。因当初所取的待测液的物质的量一定。
(4) 2KMnO4 ~ 5H2C2O4
2mol 5mol
aV×10-3mol 0.025×Cmol
H2C2O4·xH2O ~ H2C2O4 ~ xH2O
1mol 18xg
(5) A (2分)
(6)生成的Mn2+为催化剂,使反应速率变大(2分)
(小结)本题高起点,低落点。氧化还原反应滴定未学过,但从中和滴定引入,操作上有相似之处,利用思维有比较和发散,归纳回答。本题综合性大。
[课堂练习]
1、用盐酸滴定NaOH溶液的实验中,以甲基橙为指示剂,滴定到终点时,溶液颜色的变化是( B )
由黄色变为红色
由黄色变为橙色
由橙色变为红色
由红色变为橙色
2、对于锥形瓶在中和滴定中的作用和使用方法的有关说法正确的是( A )
可有来盛装被滴定的溶液
可蒸馏水洗净后还应用被滴定的溶液润洗
滴定中不能向锥形瓶中加入蒸馏水
滴定时应用左手顺时针方向旋摇
3、有①、②、③三瓶体积相等,浓度都是1mol·L-1的HCl溶液,将①加热蒸发体积至体积减少一半,在②中加入少量CH3COONa固体,加入后溶液仍呈强酸性,③不作改变。然后以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定上述三种溶液,可观察到所消耗的NaOH溶液体积是( C )
A、①=③>② B、③>②>① C、③=②>① D、①=②=③
4、有甲、乙、丙三种等体积等物质的量浓度的NaOH溶液。若将甲蒸发一半水,在乙中通入少量CO2,丙不变,然后用等浓度的H2SO4溶液滴定,用甲基橙作指示剂。完全反应后,所需溶液体积是( D )
A、甲=丙>乙 B、丙>乙>甲 C、乙>丙>甲 D、甲=乙=丙
5、两位学生用一瓶标准盐酸滴定同一瓶NaOH溶液,甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后,使用水洗过的移液管取碱液于刚用蒸馏水洗过尚存较多水的锥形瓶中,其它操作及读数方法全部正确。则对滴定结果的判断正确的是( AD )
A、甲操作有错误 B、乙操作有错误
C、甲测定数值一定比乙小 D、乙实际测得的数值准确
6、用NaOH溶液滴定盐酸时,由于滴定速率太快,当混合溶液变红时,不知NaOH是否过量,判断它是否过量的方法是( B )
加入5mL盐酸进行滴定
返滴一滴待测盐酸
重新进行滴定
以上方法均不适用
7、用中和滴定的方法测定NaOH和Na2CO3的混含液中的NaOH含量时,可先在混合液中加过量BaCl2溶液,使Na2CO3完全变成BaCO3沉淀,然后用标准盐酸滴定(用酚酞作指示剂)。
(1)向混有BaCO3沉淀的NaOH和NaOH溶液中滴入盐酸,___________(填“会”或“不会”)使BaCO3溶解而影响测定NaOH的含量,理由是________________。
(2)确定终点时溶液的颜色由___________变为_____________。
(3)滴定时,若滴定这中滴定液一直下降到活塞处才到达滴定终点,_________(填“能”或“不能”)由此得出准确的测定结果。
(4)___________(填“能”或“不能”)改用甲基橙作指示剂。若使用甲基橙作指示剂,则测定结果_____________(填“偏高”、“偏低”或“正确”)。
答案:(1)不会,当酚酞变色时的PH值条件下,HCl是与NaOh发生反应,不会与BaCO3作用。
(2)浅红色 无色
(3)不能。因滴定管下方刻度线距活塞处有一定空间,不能测出其所用的滴定液体积
(4)不能 偏高
8、某学生有0.1000mol/L KOH溶液滴定未知尝试的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
(A)移取20.00mL待测的盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2-3滴酚酞
(B)用标准溶液润洗滴定管2-3次
(C)把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
(D)取标准KOH溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2-3cm
(E)调节液面至0或0刻度以下,记下读数
(F)把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点,并记下滴定管液面的刻度
完成以下填空:
(1)正确操作的顺序是(用序号字母填写)______________________.
(2)上述(B)操作的目的是___________________________________。
(3)上述(A)操作之前,如先用待测液润洗锥形瓶,则对测定结果的影响是(填偏大、偏小、不变,下同)_________________________。
(4)实验中用左手控制____________(填仪器及部位),眼睛注视____________________,直至滴定终点。判断到达终点的现象是________________________________________。
(5)若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并有来滴定上述盐酸,则对测定结果的影响是________________________________。
(6)滴定结束后如仰视观察滴定管中液面刻度,则对滴定结果的影响是______________。
答案:(1)BDCEAF
(2)防止将标准液稀释
(3)偏大
(4)滴定管活塞;锥形瓶中溶液的颜色变化;锥形瓶中溶液的颜色由无色变浅红且保持30秒内不褪色。
(5)偏小 (6)偏大
9、称取NaOH、Na2CO3的混合物Wg,溶于水中,加入酚酞作指示剂,以Mmol/L的盐酸滴定,耗用V1L时变为粉红色,此时发生的化学反应方程式是_____________________________________________________________;若最初以甲基橙作指示剂,当耗用V2L盐酸时变橙色,此时发生的化学反应方程___________________________________________由此计算混合物中NaOH和Na2CO3的质量分数分别为多少?
答案:NaOH+HCl====NaCl+H2O
Na2CO3+HCl====NaHCO3+NaCl
NaOH+HCl====NaCl+H2O
Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O;
[直击高考]
(8分06江苏)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.50%。工业上常通过下列反应制备CuCl
2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3===2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑
⑵准确称取所配置的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L-1 FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60mLCe(SO4)2溶液。有关反化学反应为
Fe3++CuCl===Fe2++Cu2++Cl-
Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+
通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。
2.(10分07江苏高考)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:
4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+
[滴定时,1 mol(CH2)6N4H+与 l mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸,某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤I 称取样品1.500g。
步骤II 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ 移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积
(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由 色变成 色。
(2)滴定结果如下表所示:
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol·L-1则该样品中氮的质量分数为
答案:(1)①偏高 ②无影响 ③B ④ 无 粉红(浅红)
(2)18.85%
3.(08盐城二检6分)实验桌上有六瓶试剂,只知其可能为醋酸、盐酸、硫酸、氢氧化钾、氢氧化钙以及氨水。该同学取出其中两瓶,进行简易分析实验以辨识二者成分。
实验记录以下:
实验I 从第一瓶溶液中取出25.00 mL,以标准NaOH溶液滴定,滴定结果列于表1中。
体积(NaOH)/mL
pH
5.0
2.2
10.0
2.4
20.0
3.0
24.0
3.8
24.8
4.5
25.0
7.0
25.2
9.5
26.0
10.0
30.0
10.7
实验Ⅱ 从第一瓶溶液中取25.00 mL后,加入10.00 mL、0.01000 mol/L 的硫酸,再以同一标准NaOH溶液滴定,滴定结果绘于图2中。
实验Ⅲ 从第一瓶与第二瓶溶液中分别取出25.00 mL与10.00 mL,相互混合之后,再以标NaOH溶液滴定。滴定结果也绘于图2中。
实验IV 完成实验III后,再加入数滴BaCl2,溶液并无沉淀出现,但若改加草酸钠,则溶液出现白色沉淀。
(1)进行实验I时,若用酚酞作指示剂,判断达滴定终点对的依据是:________________。
(2)计算标准NaOH溶液的浓度______________mol/L。
(3)第二瓶溶液成分及其物质的量浓度_______________________、_______________mol/L。
【答案】
4、(08连云港一检)现用物质的量的浓度为a mol / L的标准盐酸去测定V mL NaOH溶液的物质的量浓度,请填写下列空白:
①酸式滴定管用蒸馏水洗净后,还应该进行的操作是 ;
②下图是酸式滴定管中液面在滴定前后的读数:
c(NaOH)= ;
③若在滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后滴定管尖嘴部分气泡消失,则测定的NaOH物质的量浓度会偏 。
【答案】① 用标准盐酸润洗滴定管2-3次 ,
② a(V2-V1)/V mol / L
③ 大
5、(08杨州一检)扬州有个韩国菜馆,电视剧《大长今》让我们了解了韩国的的饮食文化,而泡菜是韩国料理的代表。制成的泡菜中含有亚硝酸盐。一般情况下,当人体一次性摄取300mg~500mg亚硝酸钠时,就会引起中毒。某研究性学习小组用碘量法测定泡菜中亚硝酸盐的含量。反应如下:
2NaNO2 + 2H2SO4 + 2KI = 2NO + I2 + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O
2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
取1kg泡菜榨汁,将榨出的液体收集后,加入提取剂和氢氧化钠,使得到的泡菜汁中的亚硝酸盐都成为亚硝酸钠。在过滤后的滤液中加入氢氧化铝乳液,以除去色素。再次过滤后得到滤液,将该滤液稀释至1L,取25.00mL菜汁与过量的稀硫酸和碘化钾溶液的混合液反应,再选用合适的指示剂,用较稀的硫代硫酸钠溶液进行滴定。共消耗0.050mol/L Na2S2O3溶液20.00mL。请回答下列问题:
(1)该实验中可选用的指示剂是__________________。
(2)通过计算判断某人一次食入0.125kg这种泡菜,是否会引起中毒?(需要计算过程加以说明)
(3)有经验的厨师在泡菜时往往加入适量的橙汁,以减轻亚硝酸盐的危害。主要是因为橙汁中含有丰富的维生素C。说明维生素C具有___________性。
【答案】.(1)淀粉
(2)345mg>300mg,会引起中毒
(3)还原
第三单元 盐类的水解
第2课时 影响盐类水解的因素
(1)三维目标
知识与技能目标
1.理解温度等外界条件对盐类水解反应的影响、水解平衡移动的分析。
2.了解水解原理的应用。
过程与方法目标
1.通过各类盐的水解规律分析、各类盐水解后对溶液酸碱性的影响的分析,掌握判断盐类溶液酸碱性的规律和方法。
2.通过对盐类水解的微观分析,提高用微观规律分析宏观现象的能力。
3.通过盐类水解原理的应用,提高运用弱酸和弱碱的电离、水的电离和盐类水解等基本原理解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标
1.通过对盐类水解的规律的总结,体会事物变化的那种丰富多彩的内在美。
2.通过盐类水解中丰富多样的实验现象、多姿多彩的变化规律,培养学生学习化学的兴趣。
(2)教学重点
影响盐类水解因素。
(3)教学难点
盐类水解规律的应用。
(4)教学建议
盐类的水解涉及的知识面广,综合性较强,是前面已学过的电解质的电离、水的电离平衡和水的离子积,以及平衡移动原理等知识的综合应用。盐类的水解是本章教材的教学重点和难点。盐类水解的应用,是在学习盐类水解的本质及规律的基础上,研究盐类水解达到平衡后,如何改变温度、浓度等外界条件,克服盐类水解的不利影响,使盐类水解向有利的方向移动。
本节是盐类水解理论知识的迁移应用,培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。本节重点是盐类水解的几点应用,关键是应用盐类水解平衡解决问题。通过学习,使学生加深对盐类水解理论知识的认识,同时提高学生的动手实验能力,培养科学的探究方法,培养一丝不苟的科学态度。
经过化学平衡,电离平衡,水解平衡的学习,学生对应用理论分析问题已经有了一定的基础。高中学生学习踏实,天性活泼,有强烈的求知欲望,非常喜欢动手做实验。只要教师引导得当,让学生亲身体验学习过程,充分实现学生的主体地位,那么学生的知识迁移运用能力、发散思维能力、实验操作能力,综合分析问题的能力一定会进一步提高。
运用“诱思探究”思想的教学规律:善诱则通,善思则得;诱思交融,众志成城。盐类水解的应用是盐类水解知识的迁移运用。在设计这节课的时候,以问题为主线,以思维为主攻,以实验探究为手段,课前分好探究小组,每四人为一组,把本节课用到的实验仪器及药品按组准备好,课堂上综合调动学生动手做、动脑思、动笔写、动口议、动耳听、动眼看、动情读,组织学生分组讨论,分组实验,充分实现学生的主体地位,整节课让学生动起来,在轻松、愉快、合作、探究的氛围中自主获得知识,锻炼能力。
新课导入设计
导入一
一、(课件投影)创设情境,回忆规律
请回答下列问题:
1、影响盐类水解的因素有哪些?
2、盐类水解的规律有哪些?
3、写出下列物质水解反应的离子方程式,并指出溶液的酸碱性。
CH3COONa、Na2CO3、AlCl3
(设计意图:以复习的形式提出问题,唤起学生对以往知识的回忆,为顺利完成学习任务而奠定理论基础。)
(简要实录:学生以小组为单位踊跃发言,并派代表上讲台把第3题的答案写在黑板上。)
二、运用理论,归纳应用
(一)(课件投影)判断下列盐溶液的酸碱性
1、NaHCO3?? 2、KCl? 3、Cu(NO3)2?? 4、KClO? 5、NaF
(设计意图:通过简单实例判断盐溶液的酸碱性,使学生理解盐类水解的实质,实现知识从感性认识到理性认识的螺旋式上升。)
(简要实录:学生热烈讨论,相互表达,运用盐类水解规律顺利得出结论。)
导入二
【引言】我们已经知道盐溶液不一定是中性溶液,其原因是由于盐类的水解。本节课的内容是复习水解实质、规律及相关知识在解决实际问题中的应用。
【学生活动】回忆思考有关盐类水解的概念及其规律。
【投影演示】(1)少量CH3COONa固体投入盛有无水乙醇的培养皿,滴加几滴酚酞,然后再加入少量水。(2)少量镁粉投入盛有NH4Cl水溶液的培养皿。
【提问】请结合两个实验现象,分析、解释其本质原因,并写出有关离子方程式。
【学生活动】观察实验,记录现象:
(1)开始酚酞不变色,加水后变红色;
(2)有气泡产生。
【学生活动】讨论分析现象得出:
实验(1)CH3COO-与水电离出的H+结合生成CH3COOH,而使水的电离平衡向右移动,溶液显碱性。因此盐类水解,水也是必要的反应物之一。CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-实验(2)NH4+水解,使溶液显酸性,镁与水解产生的氢离子发生置换反应生成氢气。
NH4+ + H2ONH3·H2O + H+
Mg+2H+ = Mg2+ + H2↑
由于水解平衡的正向移动,产生的气体中除氢气可能也有氨气。
【教师】归纳小结:【板书】一、盐类水解的实质
教学过程:
【复习】师生共同复习巩固第一课时相关知识。
(1)根据盐类水解规律分析
醋酸钾溶液呈_______性,原因_______________;
氯化铝溶液呈_______性,原因_______________;
碱性,醋酸根离子水解呈碱性,酸性,铝离子水解呈酸性
(2)下列盐溶于水,水中的OH-浓度增大的是:
A. ??? B. ??? C. ??? D.
【设疑】影响盐类水解的内在因素有哪些?
【讲解】主要因素是盐本身的性质。
组成盐的酸根对应的酸越弱,水解程度也越大,碱性就越强, 越高。
组成盐的阳离子对应的碱越弱,水解程度也越大,酸性就越强, 越低。
【设疑】影响盐类水解的外界因素主要有哪些?
【讲解】
(1)温度:盐的水解是吸热反应,因此升高温度水解程度增大。
(2)浓度:盐浓度越小,水解程度越大;盐浓度越大,水解程度越小。
(3)外加酸碱能促进或抑制盐的水解。例如水解呈酸性的盐溶液加入碱,就会中和溶液中的 ,使平衡向水解方向移动而促使水解,若加酸则抑制水解。
【设疑】如何判断盐溶液的酸碱性?
【讲解】根据盐的组成及水解规律分析。“谁弱谁水解,谁强显谁性”作为常规判断依据。
分析: 溶液是显酸性?还是显碱性?为什么? 溶液是显酸性?还是显碱性?为什么?
【设疑】如何比较溶液中酸碱性的相对强弱?
【讲解】“越弱越水解”
例题:分析 溶液与 溶液的碱性强弱?
∵ 的酸性比 酸性强。
∴ 水解程度大于 水解程度。
∴ 溶液碱性强于 溶液碱性。
【设疑】如何比较溶液中离子浓度的大小?
【讲解】电解质水溶液K存在着离子和分子,它们之间存在着一些定量关系,也存在量的大小关系。
(1)大小比较:
①多元弱酸溶液,根据多元酸分步电离,且越来越难电离分析。如:在 溶液中,
;
②多元弱酸正盐溶液,根据弱酸根分步水解分析。如:在 溶液中,
;
③不同溶液中同一离子浓度的比较要看溶液中其他离子对其影响因素。
④混合溶液中各离子浓度比较,要进行综合分析,要考虑电离、水解等因素。
(2)定量关系(恒等式关系)
①应用“电荷守恒”分析:
电解质溶液呈电中性,即溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。如 溶液中,阳离子有 和 ,阴离子有 , , ,根据电荷守恒原理有:
②应用“物料守恒”方法分析。
电解质溶液中某一组份的原始浓度(起始浓度) 应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。如:
晶体 中,
在 溶液中:
【例题】在 溶液中存在的下列关系中不正确的是:
A.
B.
C.
D.
【讲解】溶液中存在二个守恒关系
a.电荷守恒,即
…………………………(1)
b.物料守恒,即晶体中:
在溶液中S元素存在形式有三种: , 及
∴ …………………………(2)
将(2)-(1)得
综上分析,关系正确的有A.C.D。答案:[B]
随堂练习
1.在 溶液中存在的下列关系不正确的是(?? )
A.
B.
C.
D.
2.为了除去 酸性溶液中的 ,可在加热搅拌下加入一种试剂过滤后,再加入适量盐酸,这种试剂是(?? )
A. ??? B. ??? C. ??? D.
3.下列各物质中,指定微粒的物质的量为1:1的是(?? )
A. 中的 和 ??????? B. 的纯水中 和
C. 中电子和中子???????? D.明矾溶液中 与
4.下列溶液加热蒸干后,不能析出溶质固体的是(?? )
A. ??? B. ??? C. ??? D.
总结、扩展
1.影响盐类水解的因素及其影响原理。
2.盐类水解知识的应用:
(1)配制某些盐溶液,如配制澄清 溶液。
(2)除去溶液中某些杂质离子。如除去 溶液中混有的 。
3.扩展
泡沫灭火剂包括 溶液(约1mol/L), 溶液(约1mol/L)及起泡剂。使用时发生的化学反应方程式是________。 溶液和 溶液的体积比约是________。若用等体积、等浓度的 溶液代替 溶液,在使用时喷不出泡沫,这是因为________;若用固体 代替 溶液,在使用时也喷不出泡沫,这是因为________。泡沫灭火器内的玻璃筒里盛硫酸铝溶液,铁筒里盛碳酸氢钠溶液,不能把硫酸铝溶液盛在铁筒里的原因是________。
Al3+ + 3HCO3- =Al(OH)3↓ + 3CO3↑,1:3,碳酸钠与硫酸铝反应的速率比碳酸氢钠与硫酸铝反应的速率慢,硫酸铝溶液呈酸性,会腐蚀铁筒
板书设计:
1.水解的一般规律
(1)谁弱谁“水解”,谁强显谁“性”,可作为盐溶液性质(酸性或碱性)的常规分析方法。
(2)越弱越水解。
①碱越弱,对应阳离子水解程度越大,溶液酸性越强,对应弱碱阳离子浓度越小。
②酸越弱,酸根阴离子水解程度越大,溶液碱性越强,对应酸根离子浓度越小。
(3)水解是微弱的。
(4)都强不水解。
2.外界条件对盐水解的影响
(1)温度(实验1)
(2)溶液的酸、碱性(实验2)
3.盐类水解利用
(1)应用水解知识,配制某些盐溶液。如配制澄清 溶液。方法:加酸( ),抑制 水解。
(2)除去溶液中某些杂质离子:如 溶液中混有杂质 。方法:加热,促使 水解,使生成 除去。
4.典型例题
5.扩展
教案点评:
本教案在巩固、提高第一课时盐类水解规律的同时,又扩展了盐类水解的规律的应用范围,在本课时增加了有关离子浓度大小的比较问题。此类问题在很多高考试题中都出现过。
在本教案的最后,又介绍了盐类水解在生产、生活中的具体应用。体现了生活离不开化学的这一特点。从而增加了学生学习化学的兴趣。
专题3 溶液中的离子反应 3.3 盐类的水解
(第2课时)盐类水解的应用
教学
课题
专题
专题3溶液中的离子反应
单元
第三单元盐类水解
节题
第3课时:盐类的水解的应用
教学目标
知识与技能
认识盐类水解的原理,归纳影响盐类水解程度的主要因素,能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。
过程与方法
通过实验培养学生的实验能力。
情感态度
与价值观
通过盐溶液的酸碱性,体会化学对生活的作用于。
教学重点
盐类水解的原理
教学难点
盐类的水解规律
教学方法
讨论法、探究法
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[基础知识]
②相同条件下,测得①NaHCO3 ②CH3COONa ③NaAlO2三种溶液的pH值相同。那实验么它们的物质的量浓度由大到小的顺序是_______________.
[解析]因为电离程度CH3COOH>HAlO2所以水解程度NaAlO2>NaHCO3>CH3COON2在相同条件下,要使三种溶液pH值相同,只有浓度②>①>③
2、Na2S和NaHS溶液溶液含有的微粒种类相同吗?
[解析]它们是Na+、S2—、HS—、H2S、OH—、H+、H2O,但微粒浓度大小关系不同.
(三)盐类水解原理的应用
1.判断或解释盐溶液的酸碱性
例如:①正盐KX、KY、KZ的溶液物质的量浓度相同,其pH值分别为7、8、9,则HX、HY、HZ的酸性强弱的顺序是________________
②相同条件下,测得①NaHCO3 ②CH3COONa ③NaAlO2三种溶液的pH值相同。那实验么它们的物质的量浓度由大到小的顺序是_______________.
因为电离程度CH3COOH>HAlO2所以水解程度NaAlO2>NaHCO3>CH3COON2在相同条件下,要使三种溶液pH值相同,只有浓度②>①>③
2.分析盐溶液中微粒种类.
例如 Na2S和NaHS溶液溶液含有的微粒种类相同,它们是Na+、S2—、HS—、H2S、OH—、H+、H2O,但微粒浓度大小关系不同.
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
3.比较盐溶液中离子浓度间的大小关系.
(1)一种盐溶液中各种离子浓度相对大小
①当盐中阴、阳离子等价时
[不水解离子] >[水解的离子] >[水解后呈某性的离子(如H+或OH—)] >[显性对应离子如OH—或H+]
实例:aCH3COONa. bNH4Cl
a.[Na+]>[CH3COO—] >[OH—] >[H+]
b.[Cl—] >[NH4+]>[OH—]
②当盐中阴、阳离子不等价时。
要考虑是否水解,水解分几步,如多元弱酸根的水解,则是“几价分几步,为主第一步”,实例Na2S水解分二步
S2—+H2O HS—+OH—(主要)
HS—+H2O H2S+OH—(次要)
各种离子浓度大小顺序为:
[Na+]>[S2—] >[OH—] >[HS—] >[H+]
(2)两种电解质溶液混合后各种离子浓度的相对大小.
①若酸与碱恰好完全以应,则相当于一种盐溶液.
②若酸与碱反应后尚有弱酸或弱碱剩余,则一般弱电解质的电离程度>盐的水解程度.
4.溶液中各种微粒浓度之间的关系
以Na2S水溶液为例来研究
(1)写出溶液中的各种微粒
阳离子:Na+、H+
阴离子:S2—、HS—、OH—
(2)利用守恒原理列出相关方程.
10电荷守恒: [Na+]+[H+]=2[S2—]+[HS—]+[OH—]
20物料守恒: Na2S=2Na++S2—
若S2—已发生部分水解,S原子以三种微粒存在于溶液中。[S2—]、[HS—],根据S原子守恒及Na+的关系可得.
[Na+]=2[S2—]+2[HS—]+2[H2S]
30质子守恒
H2O H++OH—
由H2O电离出的[H+]=[OH—],水电离出的H+部分被S2—结合成为HS—、H2S,根据H+(质子)守恒,可得方程:
[OH—]=[H+]+[HS—]+2[H2S]
想一想:若将Na2S改为NaHS溶液,三大守恒的关系式与Na2S对应的是否相同?为什么?
提示:由于两种溶液中微粒种类相同,所以阴、阳离子间的电荷守恒方程及质子守恒是一致的。但物料守恒方程不同,这与其盐的组成有关,若NaHS只考虑盐本身的电离而不考虑HS—的进一步电离和水解,则[Na+]=[HS—],但不考虑是不合理的。正确的关系为[Na+]=[HS—]+[S2—]+[H2S]
小结:溶液中的几个守恒关系
(1)电荷守恒:电解质溶液呈电中性,即所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数代数和为零。
(2)物料守恒(原子守恒):即某种原子在变化过程(水解、电离)中数目不变。
(3)质子守恒:即在纯水中加入电解质,最后溶液中[H+]与其它微粒浓度之间的关系式(由电荷守恒及质子守恒推出)
练一练!
写出0.1mol/L Na2CO3溶液中微粒向后三天守恒关系式。
参考答案:
①[Na+]+[H+]=[OH—]+[HCO3—]+2[CO32—]
②[HCO3—]+[CO32—]+[H2CO3]=0.1
③[OH—]=[H+]+[HCO3—]+2[H2CO3]
5.判断加热浓缩至盐干溶液能否得到同溶质固体。
AlCl3+3H2O Al(OH)3+HCl △H>0(吸热)
①升温,平衡右移
②升温,促成HCl挥发,使水解完全
AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl↑
↓灼烧
Al2O3
例2.Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3+3H2SO4 △H>0(吸热)
①升温,平衡右移
②H2SO4难挥发,随C(H2SO4)增大,将抑制水解
综合①②结果,最后得到Al2SO4
从例1例2可小结出,加热浓缩或蒸干盐溶液,是否得到同溶质固体,由对应酸的挥发性而定.
结论:
①弱碱易挥发性酸盐 氢氧化物固体(除铵盐)
② 弱碱难挥发性酸盐同溶质固体
6.某些盐溶液的配制、保存
在配制FeCl3、AlCl3、CuCl2、SnCl2等溶液时为防止水解,常先将盐溶于少量相应的酸中,再加蒸馏水稀释到所需浓度.
Na2SiO3、Na2CO3、NH4F等不能贮存磨口玻璃塞的试剂瓶中,因Na2SiO3、Na2CO3水解呈碱性,产生较多OH—,NH4F水解产生HF,OH—、HF均能腐蚀玻璃.
7.某些离子间因发生又水解而在溶液中不大量共存,如
①Al3+与S2—、HS—、CO32—、HCO3—、AlO2,SiO32—、ClO—、C6H5O—等不共存
②Fe3与CO32—、HCO3—、AlO2—、ClO—等不共存
③NH4+与ClO—、SiO32—、AlO2—等不共存
想一想:Al2S3为何只能用干法制取?(2Al+2S Al2S3)
小结:能发生双水解反应,首先是因为阴、阳离子本身单一水解程度相对较大,其次水解一方产生较多,H+,另一方产生较多OH—,两者相互促进,使水解进行到底。
例如:
3HCO3— + 3H2O 3H2CO3 + 3OH—
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
促进水解进行到底
总方程式: 3H2O
3HCO3—+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑
8.泡沫灭火器内反应原理.
NaHCO3和Al2(SO4)3混合可发生双水解反应:
2HCO3—+Al3+==Al(OH3)↓+3CO2↑
生成的CO2将胶状Al(OH)3吹出可形成泡沫
9.制备胶体或解释某些盐有净水作用
FeCl3、Kal2(SO4)2·12H2O等可作净水剂.
原因:Fe3+、Al3+水解产生少量胶状的Fe(OH)3、Al(OH)3,结构疏松、表面积大、吸附能力强,故它们能吸附水中悬浮的小颗粒而沉降,从而起到净水的作用.
10.某些化学肥料不能混合使用
如铵态(NH4+)氮肥、过磷酸钙[含Ca(HPO4)2]均不能与草木灰(主要成分K2CO3)混合使用.2NH4++CO32—==2NH3↑+CO2↑+H2O
↑
损失氮的肥效
Ca2++2H2PO4—+2CO32—== CaHPO4↓+2HCO3—+HPO42—
难溶物,不能被值物吸收
11.热的纯碱液去油污效果好.
加热能促进纯碱Na2CO3水解,产生的[OH—]较大,而油污中的油脂在碱性较强的条件下,水解受到促进,故热的比不冷的效果好.
12.在NH4Cl溶液中加入Mg粉,为何有H2放出?
NH4++H2O NH3·H2O+H+
Mg+2H+===Mg2++H2↑
13.除杂
例:除去MgCl2溶液中的Fe3+可在加热搅拌条件下,加入足量MgO或MgCO3或Mg(OH)2,搅拌充分反应,后过滤除去。
想一想:为何不能用NaOH或Na2CO3等溶液?
[典型例题]
例1.明矾溶于水所得溶液中离子浓度关系正确的是( )
A.c[SO42—]=c[K+]=c[Al3+]>c[H+]>c[OH—]
B.c[SO42—]>2c[K+]>c[Al3+]>c[OH—] >c[H+]
C.c[SO42—]>2c[K+]>c[Al3+]>c[OH—] >c[H+]
D.c[SO42—]+c[OH—]=c[K+]+c[Al3+]+c[H+]
解析:明矾为KAl(SO4)2·12H2O,溶于水店,K+,SO42—均不水解,但Al3+要水解,故[K+]>[Al3+],溶液呈酸性,结合该盐的组成,可知C正确,溶液中阴、阳离子电荷守恒的方程式为:2[SO42—]+[OH—]=[K+]+3[Al3+]+[H+]故D错误。
例2.普通泡沫灭火器的换铜里装着一只小玻璃筒,玻璃筒内盛装硫酸铝溶液,铁铜里盛装碳酸氢钠饱和溶液。使用时,倒置灭火器,两种药液相混合就会喷出含二氧化碳的白色泡沫。
(1)产生此现象的离子方程式是________.
(2)不能把硫酸铝溶液装在铁铜里的主要原因是_________________
(3)一般不用碳酸钠代替碳酸氢钠,是因为__________________。
解析:(1)Al3+与HCO3—发生双水解反应。
Al3+3HCO3—===Al(OH)3↓+3CO2↑
(2)Al2(SO4)3溶液因水解呈酸性,含腐蚀铁铜,Al3++3H2O Al(OH)3+3H+
2H +Fe=Fe2++H2↑
(3)与酸反应返率NaHCO3>Na2CO3;产生等量CO2时,消耗Al3+量:Na2CO3>NaHCO3;等质量的NaCO3、Na2HCO3分别与足量Al3+反应,生成CO2量NaHCO3>Na2CO3
例3.①碳酸钾与水溶液蒸干得到固体物质是__________原因是_________。
②KAl(SO4)2溶液蒸干得到的固体物质是__________,原因是____________。
③碳酸钠溶液蒸干得到的固体物质是__________,原因是_______________。
④亚硫酸钠溶液蒸干得到的固体物质是___________,原因是____________。
⑤氯化铝溶液蒸干得到的固体物质是____________,原因是___________。
⑥盐酸与硫酸各1mol/L的混合酸10mL,加热浓缩至1mL,最后的溶液为_________,原因是____________。
解析:本题涉及的知识范围较广,除了盐的水解外,还应考虑到盐的热稳定性,还原性等。
①K2CO3,原因是尽管加热过程促进水解,但生成的KHCO3和KOH反应后又生成K2CO3。
②KAl(SO4)2·2H2O,原因是尽管Al3+水解,但由于H2SO4为难挥发酸,最后仍然为结晶水合物。注意湿度过度,会脱去结晶水。
③BaCO3 Ba2(HCO3)2 BaCO3↓+CO2↑+H2O
④Na2SO4,2Na2SO3+O2===2Na2SO4
⑤Al(OH)3, 加热,使HCl挥发,促进水解进行到底
⑥H2SO4溶液,HCl挥发.
[课堂练习]
1.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌条件下加入一种试剂,过滤后,再加入适量盐酸,这种试剂是( )
(A)NH3·H2O (B)NaOH
(C)Na2CO3 (D)MgCO3
2.表示0.1mol/L NaHCO3溶液中有关微粒浓度的关系式中正确的是( )
(A)c[Na+]=c[HCO3—] (B)c[H+]>c[OH—]
(C)c[Na+]>c[HCO3—] (D)c[OH—]>c[H+]
3.在常温下,将等体积的盐酸和氨水混水后,所得溶液的pH=7,则下列说法正确的是
(A)原来盐酸的物质的量浓度等于氨不的物质的量浓度
(B)所得溶液中c[NH4+]=c[Cl—]
(C)所得溶液中c[NH4+]+c[H+]=c[Cl—]
(D)所得溶液中c[NH4+]+c[NH3·H2O]=c[Cl—]
4.为了配制[NH4+]:[Cl—]=1 :1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入①适量的HCl ②适量的NaCl ③适量的氨水 ④适量的NaOH,正确的是( )
(A)①② (B)③ (C)③④ (D)④
5.下列叙述中错误的是( )
(A)配制FeCl3溶液,为了抑制水解,常加入盐酸
(B)盐类都能水解
(C)盐类的水解反应,通常是吸热反应
(D)盐类水解是指组成盐的离子跟水电离出来的H+或OH—生成弱电解质的的反应
6.0.1mol/L NaHCO3溶液中有关微粒微度的关系式,正确的是( )
(A)[Na+]>[HCO3—]>[CO32—]>[H+]>[OH—]
(B)[Na+]=[H+] =[HCO3—]+[CO32—]+[OH—]
(C)[Na+]+[H+]= [HCO3—]+2[CO32—]+[OH—]
(D)[Na+]= [HCO3—]+[CO32—]+>[H2CO3]
[直击高考]
(06江苏13)下列叙述正确的是
A.0.1mol·L-1氨水中,c(OH-)=c(NH4+)
B.10 mL 0.02mol·L-1HCl溶液与10 mL 0.02mol·L-1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL,则溶液的pH=12
C.在0.1mol·L-1CH3COONa溶液中,c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
D.0.1mol·L-1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中,c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
2.(07江苏)下列溶液中各微粒的浓度关系不正确的是
A.0.1 mol·L-1 HCOOH溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(H+)
B.1 L 0.l mol·L-1CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O的溶液中:
c(SO42-)>c(NH4+)>c(Cu2+)>c(H+)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中: c(Na+)+c(H+)+c(H2CO3)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)
D.等体积、等物质的量浓度的NaX和弱酸HX混合后的溶液中:
c(Na+)>c(HX)>c(X-)>c(H+)>(OH-)
3. (07广东15)下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系正确的是
A 1.0mol/L Na2CO3溶液:c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+2c(H2CO3)
B 1.0mol/LNH4Cl溶液:c(NH4+)=c(Cl-)
C 向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D 向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH=5的混合溶液:c(Na+)=c(NO3-)
4. (08徐州二检)下列情况下,可以大量共存的离子组是
A. 使pH试纸呈红色的溶液中:Fe2+、NO3-、SO42-、Na+
B. 由水电离的c(H+) = 1×10-14 mol·L-1的溶液中:Ba2+、K+、Cl-、HCO3-
C. 与铝反应放出大量氢气的溶液中:NH4+、SO42-、CO32-、Na+
D. 在c(H+)/ c(OH-)=1012的溶液中:NH4+ 、Al3+、Ca2+、Cl-
5.(08徐州二检)草酸是二元中强酸,测得0.01 mol·L-1的草酸氢钠溶液显酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 NaHC2O4溶液中滴加0.01 mol·L-1 NaOH溶液,随着NaOH溶液体积的增加,下列说法正确的是
A.V(NaOH) = 0时, c(Na+)> c(H+)> c(HC2O4- )> c(C2O42 -)> c(OH-)
B.V(NaOH) = 5时, c(Na+)=c(C2O42 -)+c(HC2O4- ) +c(H2C2O4)
C.V(NaOH) = 10 mL时, c(Na+) = c(HC2O4- )+2c(C2O42 -)
D.V(NaOH)>10 mL时,c(Na+)>c(C2O42 -)>c(HC2O4- )
6.(08苏锡常一检)醋酸钡晶体[(CH3COO)2Ba·H2O]是一种媒染剂,下列有关0.1mol·L-1醋酸钡溶液中粒子浓度的比较中错误的是
A.c(Ba2+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH)
D.2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
7.(08盐城一检)下列说法不正确的是
A.配制FeCl2溶液时,可将FeCl2晶体先溶于浓盐酸,再加水稀释和少量铁屑保存
B.输油管道,为防止其表面被腐蚀应涂上隔水材料并与外电源负极相连
C.pH值均为9的NaOH溶液和Na2CO3溶液,两溶液中水的电离程度相同
D.0.1mol/L 弱酸HA溶液与0.05mol/L NaOH溶液等体积混合后所得溶液微粒浓度间有: 2c(H+)+c(HA) = c(A-)+2 c(OH-)
8.(08盐城三检)常温下,下列有关叙述不正确的是
A.足量铁屑溶于稀硝酸所得溶液中:c(NO3-)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)
B.pH相同的CH3COONa溶液、C6H5ONa溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液:c(CH3COONa)>c(NaHCO3) >c(C6H5ONa ) >c(Na2CO3 )
C.已知酸性HF>CH3COOH,物质的量浓度相等的NaF与CH3COOK溶液中,[c(Na+)-c(F-)] > [c(K+)-c(CH3COO-)]
D.10mLpH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA溶液至pH刚好等于7,所得溶液体积V(总)≥20 mL
9.(08南通一检)下列有关二元弱酸H2A的盐溶液的说法中,正确的是
A.在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中,阴离子总数相等
B.在等物质的量浓度的Na2A、NaHA两溶液中,前者pH大于后者
C.在NaHA溶液中一定有:c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)
D.在Na2A溶液中一定有:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)
专题3 溶液中的离子反应 3.3 盐类的水解
(第3课时)盐类的水解反应
教学
课题
专题
专题3溶液中离子反应
单元
第三单元盐类水解
节题
第1课时:盐类的水解规律
教学目标
知识与技能
了解盐类水解的原理,能说明影响盐类水解程度的主要因素,认识盐类水解在生产、生活中的应用(弱酸弱碱盐的水解不作要求)
过程与方法
通过实验培养学生的实验能力。
情感态度
与价值观
通过盐溶液的酸碱性,体会化学对生活的作用于。
教学重点
盐类水解的原理
教学难点
盐类的水解规律
教学方法
讨论法、探究法
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[回顾]
1、使用PH试纸测定溶液PH的的操作方法是:
2、写出下列物质电离方程式:
水、醋酸 一水合氨 氯化氨
[活动与探]几种盐溶液的酸碱性
1、盐的类型及溶液的酸碱性
盐溶液
NaCl
CH3COONa
NH4Cl
溶液酸碱性
中性
碱性
酸性
盐的类型
强酸强碱盐
强碱弱酸盐
强酸弱碱盐
[讲解]
2、水解原理
H2O H+ + OH— (水是极弱电解质)
AB== Bn— + An+ (盐类是强电解质)
HB(n—1)— A(OH)n (形成弱电解
实质:弱离子与水电离出的氢离子或氢氧根离子结合成弱电解质分子。促进水的电离。
3、与中和反应的关系:
盐+水 酸+碱(两者至少有一为弱)
[理解]
蘸、点
练习
讨论后
理解
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
的水解为中和反应的逆反应,但一般认为中和反应程度大,大多认为是完全反应,但盐类的水解程度小得多,故为可逆反应,真正发生水解的离子仅占极小比例。
4、水解规律
有弱才水解,无弱不水解
越弱越水解,弱弱都水解
谁强显谁性,等强显中性
(讨论1)
(1)醋酸与醋酸钠的混合液,其溶液的PH值可能怎么样?
(讲解)酸性、中性、碱性都在可能,若同浓度,电离占主导,即显酸性。
(讨论2)
(2)酸式盐溶液的PH值可能怎么样?
(讲解)
①若只有电离而无水解,则呈酸性(如NaHSO4)
②若既有电离又有水解,取决于两者相对大小
电离程度>水解程度,呈酸性
电离程度<水解程度,呈碱性
③常见酸式盐溶液的酸碱性
碱性:NaHCO3、NaHS、Na2HPO4、NaHS.
酸性:NaHSO3、NaH2PO4、NaHSO4
[典型例题]
【例1】浓度为0.1mol/L的8种溶液:①HNO3 ②H2SO4③HCOOH ④Ba(OH)2 ⑤NaOH ⑥CH3COONa ⑦KCl ⑧NH4Cl溶液pH值由小到大的顺序是(填写编号)____________.
【解析】相同的物质的量浓度的各种电解溶液的pH值大小比较有以下一般规律:
(1)同物质的量浓度的酸及水解呈酸性的盐溶液,其pH值的关系一般是:二元强酸<一元强酸<弱酸<水解显酸性的盐溶液.
(2)同物质的量浓度的碱及水解呈碱性的盐溶液,其pH值的关系一般是:二元强碱>一元强碱>弱碱>水解呈碱性的盐溶液。
(3)强酸弱碱盐,碱越丝状,水溶液酸性越强;弱酸强碱盐,酸越弱,溶液碱性越强。
识忆
理解
(4)同物质的量浓度的多元弱酸及其盐水溶液的pH关系是:以H2PO4为例:<H3PO4<NaH2PO4<NaHPO4<Na3PO4. 答案:②①③⑧⑦⑥⑤④。
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
[课堂练习]
1.下列式子属于水解反应,且溶液呈酸性是( )
(A)HCO3—+H2O H3O++CO32—
(B)Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
(C)HS—+H2O H2S+OH—
(D)NH4++H2O NH3·H2O+H+
2.等体积的下列溶液,阴离子浓度最大的是( )
(A)0.2mol·L—1K2S
(B)0.2mol·L—1Ba(OH)2
(C)0.2mol·L—1NaCl
(D)0.2mol·L—1CH3COOH
3.表示0.1mol/L NaHCO3溶液中有关微粒浓度的关系式中正确的是( )
(A)c(Na+)= c(HCO3—)
(B)c(H+)>c(OH—)
(C)c([Na+])>c(HCO3—)
(D)c(OH—)>c(H+)
4.物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3、 ②NaHCO3、③H2CO3、④(NH4)2CO3、⑤NH4HCO3按c(CO32—)由小到大排列的顺序是( )
(A)⑤<④<③<②<① (B)③<⑤<②<④<①
(C)③<②<⑤<④<① (D)③<⑤<④<②<①
5.某造纸厂排出的废水,经取样分析其中除了含有游离汞、纤维素以及其它的有机物外,其它成分为c(Na+)=1.5×10—3mol/L,c(SO42—)=2.5×10—4mol/L,c(Cl—)=1.6×10—5 mol/L,c(NO3—)=1.4×10—5 mol/L,c(Ca2+)=1.5×10—5 mol/L,则该废水的pH为__________。
11
2.(00上海).等物质的量浓度的下列溶液中,N离子的浓度最大的是C
A.NH4Cl B.NH4HCO3 C.NH4HSO4 D.NH4NO3
3. (06重庆)温度相同、浓度均为0.2 mol/L的 ①(NH4)2SO4、 ②NaNO3、③NH4HSO4、 ④NH4NO3、⑤、⑥CH3COONa溶液,它们的pH值由小到大的排列顺序是A
A.③①④②⑥⑤ B.①③⑥④②⑤
C.③②①⑥④⑤ D.⑤⑥②④①③
4. (06江苏10)一定能在下列溶液中大量共存的离子组是
A.含有大量Al3+的溶液:Na+、NH4+、SO42-、Cl-
B.c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液:Na+、Ca2+、SO42-、CO32-
C.含有大量Fe3+的溶液:Na+、Mg2+、NO3-、SCN-
D.含有大量NO3-的溶液:H+、Fe2+、SO42-、Cl-
[小结]理解水解规律。
[作业]P76
板书计划
一、盐溶液的类型和溶液酸碱性
二、水解原理
三、水解规律
四、影响因素
反馈
由于实验条件差,实验效果不明显。对理论说明作用不太好。
第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡
第二课时沉淀溶解平衡原理的应用教学设计
(1)三维目标
知识与技能目标
使学生能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析。
知道沉淀转化的本质并能够对相关实验的现象以及生活中的一些相关问题进行解释。
过程与方法目标
初步建立解决沉淀溶解平衡问题的一般思路,尝试运用微粒观、动态观、定量观分析沉淀溶解平衡的相关问题。
情感态度价值观目标
通过对生产、生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论,使学生体会到化学对于提高人类生活质量、促进社会发展的作用,激发学生学习化学的热情。
(2)教学重点
1.沉淀的转化的基本原理;
2.解决沉淀溶解平衡相关问题的基本思路;
(3)教学难点
用微粒观、动态观、定量观分析水溶液中的平衡问题。
(4)教学建议
沉淀溶解平衡的主要的研究对象是难溶性的电解质。难溶性意味着溶液的浓度很低,电解质表明溶液中存在的主要微粒是离子。沉淀溶解平衡,指的是难溶性的电解质与其溶解后生成的离子之间的平衡。达到平衡时,沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等,此时溶液达到饱和状态,沉淀质量不再发生改变,溶液中离子浓度也不再发生变化。对于沉淀溶解平衡的应用,主要是利用沉淀平衡是一种动态平衡,同样适用平衡原理。因此,在生产生活中可以通过选择适当的条件,使平衡向着需要的方向移动。
本节课是沉淀溶解平衡的第二节内容。此前,学生已经学习了沉淀溶解平衡的建立。对照课标,学生应已了解难溶物在水中的溶解情况,并初步认识沉淀溶解平衡的建立过程,并能描述沉淀溶解平衡;本节课的重点应该是通过探究实验和引导分析,认识沉淀转化的本质。
在准备教材材料时,教师应充分挖掘教材的可用材料,并进行有效地整合梳理。教材中给出了关于沉淀溶解平衡的应用的多个详细例子,在课堂教学中应有效地采用并加以引导。教学重点是巩固认识沉淀溶解平衡的建立过程和认识沉淀的转化的实质。其中,认识沉淀转化的实质是本单元的难点。因此,我们设计实验让学生通过亲身实验感受沉淀的转化,获取感性认识,通过帮助学生分析、推导的过程让学生逐步理解沉淀转化的本质,并进行实验的预测以强化知识点的认识。以数据和拓展阅读材料让学生明确沉淀转化的条件和在实际中的应用。由于本单元涉及的知识点较多,内容较丰富抽象,因此,要很好地组织教学需要较多的知识储备。而此前,在必修部分学生已经掌握溶解度、电解质、分散系等基础化学概念,同时在本单元前已经学习了化学平衡移动的基础知识。这些对于学习和掌握沉淀溶解平衡是很重要的知识支撑。
在教学设计中,教师可对实验进行了精心设计。第一个设计是对原教材中学生实验AgCl、AgI、Ag2S沉淀的转化中药品添加顺序和用量进行调整。教材中该实验是先取2mLAgNO3溶液,后逐步滴加NaCl溶液,形成AgCl沉淀后,再滴加KI溶液;由于学生实验技能不一,部分学生在滴加NaCl溶液后并未振荡,再次滴加KI溶液后,发现存在上下两层沉淀,他们并不认可是AgCl沉淀转化为AgI沉淀,而是前面过量AgNO3与新滴加的KI溶液直接形成了AgI沉淀,这不利于学生对沉淀转化实质的认识;对此,我们采用如下设计,即先取2mLNaCl溶液,再向溶液滴加几滴AgNO3溶液,这样Ag+相对较少,能保证滴加的Ag+全部被用于形成AgCl沉淀,而之后滴加的KI溶液只有通过沉淀溶解平衡的移动才能实现由AgCl沉淀向AgI沉淀的转化,实验现象明显。第二个设计出现在教材P85页,教材列举了溶解能力较弱的BaCO3也能转化为溶解能力相对较强的BaSO4,但仅仅文字分析,缺乏说服力;因此,我们引导学生从量的角度分析,在BaSO4悬浊液中,SO离子的浓度相对较低,甚至用低浓度的BaCl2溶液也检测不出,但是采用饱和Na2CO3溶液对BaSO4处理后,SO离子的浓度增大,并能被低浓度的BaCl2溶液检测出来,但并非BaSO4一次性地全部转化为BaCO3,而只是部分转化,需要重复处理多次,才能使大部分BaSO4转化为BaCO3,突出体现化学实验中量的变化和影响。之后,指出只有当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质,并引导学生通过改造第一个设计来验证当溶解能力差别较大时,溶解能力相对较弱的物质不易转化为溶解能力相对较强的物质。通过上述设计,使得学生对沉淀转化的本质有了清晰的认识,并能从量的高度理解沉淀转化的规律。
学生已经完成化学必修课程的学习,对于高中化学基础知识有了一定的了解,并已具备一定的化学思维基础和基础实验技能,能对实验现象及结果作初步分析和处理,如果通过教师不失时机的引导,便能更为有效地认知抽象的化学理论知识。
对于《沉淀溶解平衡的应用》的主要知识点中,沉淀溶解平衡的建立过程及沉淀的转化本质涉及到较多需要想象的抽象思维概念,学生理解起来较为费力。因此,采用理论推导结合实验验证的教学形式有利于学生更快更深刻地理解相关概念。
导入设计
导入一
【教师】(演示实验)
向PbI2上层清液中滴加KI溶液
【教师】(提问)
请利用你所学的知识分析,黄色沉淀是什么物质?它是怎样产生的?
【教师】(小结)
1.沉淀溶解平衡的建立与Ksp;
2.如何根据Q与Ksp的关系判断沉淀的生成。
导入二
【教师】上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡,我们要求大家要学会描述沉淀溶解平衡的建立,这里我们以AgCl悬浊液为例,请一位同学来描述一下在这个体系中,沉淀溶解平衡是如何建立的?我们希望一位同学起来描述一下,是大家勇敢地站“起来,不愿做奴隶的人们”,还是让老师“被迫着发出最后的点名”?
【学生】[描述淀溶解平衡的建立,教师让其他学生作评委,询问第一位学生的描述是否完整准确,直至达成统一而完备的描述] 微观上说,在AgCl悬浊液体系,一方面,在水分子的作用下,少量的Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中,这是沉淀溶解过程;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl表面析出,这是沉淀生成过程。在一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,达到平衡状态,形成AgCl饱和溶液,这种平衡就是沉淀溶解平衡。
【教师】 我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。
【教师】
【教师】 为了便于分析,我们省略相关标注。
【教师】 沉淀溶解平衡是一个动态平衡,也会因影响因素的变化而发生移动。影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等。根据平衡移动原理,如果改变影响平衡的条件,平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。例如,当AgCl悬浊液体系达到沉淀溶解平衡时,增大体系中Cl-的浓度,平衡就会向生成AgCl沉淀的方向移动;反之,如果减小体系中Cl-的浓度,那么平衡就会向AgCl沉淀溶解的方向移动。因此,根据平衡移动原理,选择适当的条件,使平衡向着需要的方向移动。这就是沉淀溶解平衡的应用。
【板书】 第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用
[复习] 上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡,我们要求大家要学会描述沉淀溶解平衡的建立,这里我们以AgCl悬浊液为例,请一位同学来描述一下在这个体系中,沉淀溶解平衡是如何建立的?我们希望一位同学起来描述一下,是大家勇敢地站“起来,不愿做奴隶的人们”,还是让老师“被迫着发出最后的点名”?
[学生描述淀溶解平衡的建立,教师让其他学生作评委,询问第一位学生的描述是否完整准确,直至达成统一而完备的描述] 微观上说,在AgCl悬浊液体系,一方面,在水分子的作用下,少量的Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中,这是沉淀溶解过程;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引,回到AgCl表面析出,这是沉淀生成过程。在一定温度下,当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时,达到平衡状态,形成AgCl饱和溶液,这种平衡就是沉淀溶解平衡。
[讲述] 我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。
[板书]
[讲述] 为了便于分析,我们省略相关标注。
[讲述] 沉淀溶解平衡是一个动态平衡,也会因影响因素的变化而发生移动。影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等。根据平衡移动原理,如果改变影响平衡的条件,平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。例如,当AgCl悬浊液体系达到沉淀溶解平衡时,增大体系中Cl-的浓度,平衡就会向生成AgCl沉淀的方向移动;反之,如果减小体系中Cl-的浓度,那么平衡就会向AgCl沉淀溶解的方向移动。因此,根据平衡移动原理,选择适当的条件,使平衡向着需要的方向移动。这就是沉淀溶解平衡的应用。
[板书] §3.4.2 沉淀溶解平衡的应用
[讲述] 那么现在我们就通过实验来初步体会沉淀溶解平衡的应用。
[实验要求] 请同学们先取2mLNaCl溶液置于试管中,然后滴加数滴AgNO3溶液,振荡,观察现象并进行记录;然后,请同学们继续向该试管中加入数滴KI溶液,同样进行振荡,观察现象并进行记录;最后,请同学们继续向该试管中加入数滴Na2S溶液,振荡,观察现象并进行记录。做完实验以后,请同学描述观察到的实验现象。现在开始实验!
[学生操作实验,教师参与指导]
[提问] 停止实验!把手上的试管仪器先放到指定位置。请一位同学来描述自己观察到的现象。
[学生] 滴加AgNO3溶液后出现白色沉淀,滴加KI溶液后,变成黄色沉淀,滴加Na2S溶液,变成黑色沉淀。
[讲述] 大家的现象跟他一样吗?
[引导思考] 应该都是相同的。那么,如何解释这种现象呢?这里我们提供给同学们关于难溶物颜色的资料。刚才看到的不同颜色的沉淀应该分别是哪些呢?发生了什么样的变化。
[PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的颜色
[引导学生表述] 根据所给数据结合已学知识,白色沉淀应该是AgCl,黄色沉淀是AgI,黑色沉淀是Ag2S沉淀。刚才的现象说明了向AgCl溶液中滴加KI溶液,AgCl会转化为AgI;而继续滴加Na2S溶液,则沉淀转化为Ag2S黑色沉淀。
[讲述] 这就是沉淀溶解平衡的一个重要应用——沉淀的转化。
[板书] 一、沉淀的转化
[设疑] 为什么会发生上述沉淀的转化?沉淀转化有什么一般性的规律呢?我在上面给大家上述沉淀的溶解度数据,大家可以参考这些数据,然后和小组的同学一起讨论。
[组织] 请同学以前后两桌4~6个人为一组进行讨论,然后请各组同学派代表来回答问题。开始讨论!
[PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的溶解度(25℃)
[学生讨论,老师参与讨论,并适当引导学生得出较为准确的结论]
[提问] 安静下来!请一位同学代表所在的小组来汇报一下你们的讨论结果。
[学生汇报讨论结果,教师及时给予引导] 向NaCl溶液加AgNO3溶液,生成白色的AgCl沉淀生成。由于AgCl是难溶电解质,在溶液中存在沉淀溶解平衡。(利用已写板书,不再进行书写) 。
[讲述] 那么,这个过程中,Ag+的浓度是由大到小。
[学生继续汇报] 继续滴加KI溶液后,AgCl转化为更难溶的AgI沉淀。
[设疑] 如何实现这个转化的?
[学生表述,教师及时引导] 在原AgCl的沉淀溶解平衡中存在的Ag+与滴加的I-结合生成更难溶的AgI沉淀,从而减少原平衡中Ag+的浓度,使AgCl的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动,由AgCl溶解的Ag+又被I-沉淀成更难溶的AgI沉淀。从而使AgCl全部转化为AgI。我们可以看到整个过程中,原有的沉淀溶解平衡被破坏,新的沉淀溶解平衡建立。那么,这个反应的总的化学方程式和离子方程式可以这么书写。
[板书]
??
[引导并板书] 化学方程式: AgCl+KI=AgI+KCl
离子方程式: AgCl+I-=AgI+Cl-
[提问] 通过上述分析,你觉得沉淀为什么发生转化?上述沉淀的转化有什么规律?
[学生回答,教师引导] 通过上述的分析,我们可以知道沉淀之所以发生转化是由于添加的离子破坏了原有的沉淀溶解平衡,从而导致沉淀溶解平衡的移动。因此,沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说,溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。
[PPT演示] 一、沉淀的转化
1. 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。
2. 沉淀转化的规律
a.一般来说,溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。
[讲述] AgI沉淀转化为Ag2S沉淀的过程,也是符合上述规律的,我请一位同学象我在板书上分析的方式写出这个沉淀溶解平衡的移动过程,以及沉淀转化的化学方程式和离子方程式。有没有自告奋勇的同学举手到讲台上写板书。其他同学在下面把相关式子写下来。
[学生上台书写板书,教师在旁提示指导,共同完成板书] 提示Ag+和S2-的物质的量比值为2:1
[板书]
?化学方程式: 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI
离子方程式: 2AgI+S2-=Ag2S+2I-
[提问] 写好以后,请上来的同学来描述一下AgI转化为Ag2S沉淀的过程是怎样进行的?在这个过程中体系发生了哪些变化?
[学生表述,教师引导补充] 在原AgI的沉淀溶解平衡中存在的Ag+与滴加的S2-结合生成更难溶的Ag2S沉淀,从而减少原平衡中Ag+的浓度,使AgI的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动,溶解的Ag+又被S2-沉淀成更难溶的Ag2S沉淀。从而使AgI转化为Ag2S。原有AgI的沉淀平衡被破坏,新的Ag2S沉淀平衡建立。
[设疑] 很好。那么利用沉淀的转化,我们来了解其在实际中的一些应用实例。请同学们结合我们所给的数据和刚才所学的知识来完成下面的这个问题,可以进行小组讨论,然后给出你们组的统一意见。
[PPT演示] 锅炉水垢中含有CaSO4, 可用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,再用酸除去。
1. 分析将CaSO4转化为CaCO3的原理;
2. 写出除去CaSO4的化学方程式和离子方程式。
[提问学生] 学生回答,Na2CO3引导其他学生评价,组织讨论,达成共识。
[板书] CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4
[设疑] 那么,BaSO4沉淀能否转化为BaCO3沉淀?如果能,需要添加什么试剂?大家分组讨论一下,然后给出你们的答案。
[PPT演示] BaSO4沉淀能否转化为BaCO3沉淀?
[学生通过讨论,感到困惑] BaSO4能或不能转化为BaCO3。如果能,可以通过添加Na2CO3溶液。
[引发思考和质疑] 我们不是说,一般来说,溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质吗?那么,你们说能转化不是和刚才的结论有矛盾吗?
[引导分析] 关键还是在于沉淀溶解平衡的移动。要使溶解能力相对较弱的BaSO4转化为溶解能力相对较强的BaCO3,要想办法促进BaSO4向沉淀溶解的方向移动,同时想办法促进BaCO3的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动。
[引导分析] 增大CO的浓度,使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动。而采用饱和Na2CO3能最大程度地增大CO的浓度,使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动。如果这种设想是正确的,CO与Ba2+结合生成BaCO3沉淀,将降低体系中Ba2+的浓度,使BaSO4向沉淀溶解的方向移动,而这个过程中SO离子的浓度应该增大。那么,我们可否设计一个实验来验证我们的结论呢?
[引导] BaSO4悬浊液体系中,SO的浓度很小。甚至用稀的BaCl2溶液也检测不出来。我们可以用实验证明。
[演示实验] 取BaSO4粉末置于试管中,加入适量水,振荡静置,后过滤取滤液滴加稀BaCl2溶液。引导学生观察现象(考虑到该实验现象需要近距离观察,所以可以请一、两位个同学上台来观察并回答)。
[学生回答,老师引导] 无明显反应现象,说明溶液中SO离子浓度很小,低于我们的检测范围。
[演示实验并讲解] 取BaSO4粉末置于试管中加入饱和Na2CO3溶液,充分搅拌。过滤上述混合物,取滤液(1~2mL)滴加稀HNO3溶液至无气泡产生,再滴加BaCl2溶液,引导学生观察现象。并与前面的试管进行参照比较(选取黑纸板作为背景)。
[提问] 两支试管中澄清程度是否一样?哪个相对更为浑浊些?说明什么问题?
[学生] 不一样。经过Na2CO3溶液处理的BaSO4滤液更为浑浊,说明经过饱和Na2CO3溶液处理,确实能使BaSO4转化为BaCO3。
[讲述] 很好。我们证实了自己的设想。我们可以把相关的化学方程式和离子方程式写出来。
[讲述] 但是,这里需要注意的是,这是由溶解性能相对弱较的物质转化为相对较强的物质,因此这个转化不是一步到位的,需要用饱和碳酸钠溶液反复处理多次。另一方面,要实现这一转化,还需要考虑两者的溶解性能差异,不能太大。因此,沉淀转化的第二个规律是当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。
[PPT演示] 2.沉淀转化规律
b. 当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。
[讲述] 而对于溶解能力相差较大的,就较难实现溶解性能相对弱较的物质向溶解能力相对较强的物质的转化。同学们可以想想能否用我们桌面上的试剂来进行检验,想到的同学请举手提出自己的方案。
[学生] 表述自己的观点,应该能写出相关的实验设想,即先形成Ag2S沉淀,再滴加KI或NaCl溶液。
[PPT演示] 取2mLNa2S溶液,加数滴AgNO3溶液,振荡,再滴加KI溶液或NaCl溶液。
[学生] 黑色沉淀难以转化为黄色。
[讲述] 从溶解度大小比较,不难发现Ag2S、AgI、AgCl三者的溶解能力差别较大,溶解能力差别较大,故难以实现溶解性能相对弱较的物质向溶解能力相对较强的物质的转化。
[小结] 通过上述例子,我们可以发现利用根据平衡移动原理,通过改变溶液中离子浓度就能使平衡向着需要的方向移动。需要再次强调的是,影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等,因此对于沉淀溶解平衡而言,除了改变离子浓度以外,改变反应温度或溶液的pH等因素也能使平衡向着需要的方向移动。
[评价] 结合所学知识,完成材料阅读和思考题,考察学生的学习情况。
[阅读材料] P89氟化物防治龋齿的化学原理
[讲述] 人体牙齿主要的无机成分是羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)],是一种难溶的磷酸钙类沉积物。在口腔中,牙齿表面的羟基磷灰石存在着这样的沉淀溶解平衡。
[PPT演示]
[讲述] 如果我们在饭后没有及时漱口或刷牙,口腔中残留的食物在酶的作用下,会分解产生有机酸——乳酸。乳酸是酸性物质,能与氢氧根反应,使羟基磷灰石的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,从而导致龋齿的发生。但如果饮用水或者牙膏中含有氟离子,氟离子能与牙齿表面Ca2+和PO43-反应生成更难溶的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F],沉积在牙齿表面。氟磷灰石比羟基磷灰石更能抵抗酸的侵蚀,并能抑制口腔细菌产生酸。因而能有效保护我们的牙齿,降低龋齿的发生率。这是通过添加F-使难溶的羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石,实质就是发生了沉淀的转化。应该说添加F-对于防治龋齿有正面影响。但在我国部分地区,由于水中含有过量的F-导致地区性氟斑牙,因此在牙膏添加F-并非医疗手段。养成良好的卫生习惯才是预防龋齿的关键。
[小结] 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。利用沉淀溶解平衡的移动可以帮助我们认识和解决生产生活中的问题。
[思考题] 请同学们回去回顾本节课内容,并思考以下问题,添加何种试剂能使MgCO3转化为Mg(OH)2? 还有其他途径吗?
[提示] 从弱酸根水解的角度去分析,加热有利于促进水解进行。持续加热MgCO3悬浊液体系,也能转化为Mg(OH)2。
附:板书设计和实验用品清单
附1:板书设计
§3.4.2 沉淀溶解平衡的应用
一、沉淀的转化
1. 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。
2. 沉淀转化的规律
a.一般来说,溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。
b. 当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。
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化学方程式: AgCl+KI=AgI+KCl 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI
离子方程式: AgCl+I-=AgI+Cl- 2AgI+S2-=Ag2S+2I-
附2:教学用品(所需实验用品列表)
演示实验
实验仪器 数量 备注
试管(规格20×200) 4支
烧杯(100mL) 2个
胶头滴管 2支 长/短各1支
玻璃棒 2
漏斗(小) 2
滤纸(中速) 若干 与漏斗配套
洗瓶 1只 内盛蒸馏水
铁架台 1 含十字夹、铁圈
试剂名称 数量 浓度
硫酸钡(BaSO4)粉末 1瓶 - 分析纯
碳酸钠(Na2CO3)饱和溶液 1瓶 -
氯化钡(BaCl2)稀溶液 1瓶 0.1mol/L
氯化钡(BaCl2)饱和溶液 1瓶 -
硝酸(HNO3)溶液 1瓶 1 : 2
学生实验(2人/组)
实验仪器 数量 备注
试管(规格13×150) 4支
胶头滴管 2支
洗瓶 1只 内盛蒸馏水
试剂名称 数量 浓度 备注
硝酸银(AgNO3)溶液 1瓶 0.1mol/L
氯化钠(NaCl)溶液 1瓶 0.1mol/L
碘化钾(KI)溶液 1瓶 0.1mol/L
硫化钠(Na2S)溶液 1瓶 0.1mol/L
第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡
第一课时沉淀溶解平衡原理
一、教材及学情分析
本节内容是《化学反应原理》专题三第四单元。它包含沉淀溶解平衡原理(含溶度积)(第一课时)及沉淀溶解平衡原理的应用(第二课时)两部分内容,是无机化学电离理论中的一部分。此部分在《化学反应原理》模块中的内容标准为:能描述沉淀溶解平衡,知道沉淀转化的本质;考纲要求为:了解难溶电解质的溶解平衡(不要求计算)。所以,总的看来,总体难度不大,在教学中,首先应注意与初中和高中必修内容的衔接,适当控制内容的深广度和份量。
由于该知识点在生产、生活中的应用实例较多,加上学生已经学习了复分解反应、化学平衡、弱电解质的电离平衡、水的电离平衡、盐类的水解平衡等相关知识,并具备应用其解决简单实际问题的能力。在本节中,学生将继续应用化学平衡的观点研究新的一类平衡——沉淀溶解平衡。此前,学生已学习了沉淀生成和溶解的初步知识,通过本节课的学习,完善学生对与沉淀相关的生成、溶解、转化过程的认识,深刻理解复分解反应的本质。?
二、指导思想与设计思路
理论研究的作用是发展认识和指导应用,体现科学本质和科学价值。电解质在溶液中的变化过程涉及的原理较多,只有揭示其过程的本质,掌握变化的规律,才能形成较好的研究方法和策略,学生才能基于一般原理,解决多样化的具体问题。理论分析与实验探究并重。重视学习过程的作用,本节课首先运用实验创设情境,提高学生学习热情。然后采用类比思想,形成沉淀溶解平衡的模型,帮助学生从微观角度理解沉淀溶解平衡的动态过程,让学生掌握沉淀溶解平衡的建立,利用K与Q的关系顺利过渡到沉淀的溶解与生成。
三、教学目标和重难点
1.基本目标
(1)知识与技能:关注难溶电解质在水溶液中的化学行为,初步认识难溶电解质存在的溶解平衡及其特征,理解KSP的含义及初步应用。
(2)过程与方法:通过常见实例引课,结合实验探究,认识难溶电解质在水溶液中的化学行为。通过沉淀的生成、溶解的教学,培养学生分析问题、解决问题的能力。
(3)情感态度与价值观:通过探究活动,让学生体验难溶电解质溶解平衡状态的存在,树立对立统一的思想,激发求知的兴趣和求真求是的科学态度。培养学生学会探究、思考、合作、交流创新的品质。
2.教学重、难点及突破方法
(1)重点:难溶电解质在水溶液中存在着“沉淀溶解”的平衡。
(2)难点:通过探究认识难溶电解质的化学行为以及在水溶液中存在着沉淀溶解平衡,并能运用平衡移动原理进行分析。
(3)突破方法:演示实验探究与理论分析相结合。
四、教学过程
[幻灯片][知识回顾]
1、什么是溶解度?你如何理解溶解度?
2、请应用平衡移动原理分析以下问题,并说明溶解的可逆性。
(1)NaCl在水溶液里达到溶液平衡状态时有何特征?(溶解与结晶平衡:“逆、等、定、动、变”)
(2)已知:NaCl的溶解度随温度升高而升高,但变化不大。则要使NaCl饱和溶液中析出NaCl固体,可以采取什么措施?(加热浓缩或降温结晶等)
(3)在饱和NaCl溶液中加入浓盐酸或通入HCl气体有何现象?(有晶体析出)
3、根据上述[交流与讨论]回答:什么是溶解平衡?再举出生活中的一些溶解平衡的实例。(气体的溶解与挥发平衡:如汽水、啤酒、氨水、氯水;易溶物质的结晶与溶解平衡等)
[幻灯片][问题1]易溶物质形成饱和溶液时,存在着溶解平衡,那么难溶物质是否也存在着溶解平衡呢?
[幻灯片][探究实验]向0.1mol·L-1 AgNO3 溶液中逐滴加入略过量的0.1mol·L-1NaCl溶液,即不再观察到产生沉淀为止。学生观察现象,写出反应的离子方程式。
(白色沉淀 Ag++ Cl- = AgCl↓)
[幻灯片][问题2]此实验后的溶液中还有Ag+吗?用什么方法来证明呢?
(学生讨论,老师指导)
[幻灯片][信息提示]已知Ag2S是一种比AgCl更加难溶的黑色沉淀物,如溶液中c(Ag+)=10-17mol·L-1时,只要加入含c(S2-)=10-16mol·L-1的溶液,即可出现Ag2S黑色沉淀。
[幻灯片][探究实验]取上述实验的上层澄清溶液,加入1.0mol·L-1Na2S溶液。观察现象。(出现了黑色沉淀!)
[学生归纳]黑色Ag2S沉淀的生成,说明了实验后的上层澄清溶液中还有Ag+。
[教师总结]实验结论:Ag+和Cl-的反应并没有进行到底,即该反应存在着限度,说明反应具有可逆性。因此,严格来讲, 两者反应的离子方程式应写作: Ag++ Cl- AgCl 更为科学的表示为: Ag+(aq) + Cl-(aq)AgCl(s)
[幻灯片][学生活动1]阅读P87—88(第一段),并依据模仿化学平衡、弱电解质电离平衡、水解平衡等原理,讨论Ag+和Cl-的反应没有进行到底的理论依据,归纳总结溶解沉淀平衡的特征。
[幻灯片][学生活动2]阅读P88第二段和以下材料,进一步认识难溶电解质溶解平衡的存在。
[材料]物质的溶解性
不同电解质在水中的溶解度差别很大,但难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限。一般来说,20℃时,溶解度大于10g的为易溶,介于1g-10g之间的为可溶,介于0.01g- 1g的为微溶,小于0.01g的为难溶。
溶解度表中的“不溶”就是指难溶。难溶电解质的溶解度尽管很小,但不可能为0。
所谓沉淀完全,在化学上通常指残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1。
[幻灯片][学生活动3]完成以下习题,并归纳定量判断沉淀溶解是否平衡的方法。
1.写出Ag2S、Fe(OH)3溶度积表达式。
2.若取10mL 0.01mol·L-1NaCl溶液,加入0.1mL 0.01mol·L-1AgNO3溶液,是否有AgCl沉淀?若有沉淀,Ag+沉淀是否完全?(已知KSP(AgCl)=1.8×10-10,又已知离子浓度小于10-5mol·L-1时,认为沉淀完全。)
[幻灯片][归纳总结]
[板书]沉淀溶解平衡原理
溶解度:一定温度下,100g水中所能溶解的溶质最大的质量。
常见的溶解平衡:气体溶解平衡、易溶物的溶解结晶平衡等
沉淀溶解平衡
定义:
特征:“逆、等、定、动、变”
实验1:Ag++Cl- = AgCl↓ Ag+(aq) + Cl-(aq)AgCl(s)
实验2:2Ag++S2- = Ag2S↓ 2Ag+(aq) + S2-(aq)Ag2S(s)
实验结论:沉淀的反应存在着限度,反应具有可逆性,即存在着沉淀溶解平衡。
三、溶度积KSP
1.表达式
2.沉淀溶解平衡的定量判别:浓度积Qc
Qc=KSP 饱和,即达沉淀溶解平衡
Qc>KSP 过饱和,析出固体
Qc
五、教学小结
本节课实验探究与理论分析并重,关注学生探究能力的培养,注重学生的个性体验,注意调动学生的主动性和积极性。在教学过程中,以化学知识为载体,积极创设问题情景,提高学生学习热情。重视学习过程的作用,引导学生思考、设计,多让学生或引导学生书写或表达,强化思维加工和知识获取的过程,让学生在探究和问题驱动下感悟知识、形成方法,使知识结构化。帮助学生从微观角度理解沉淀溶解平衡的动态过程,让学生掌握沉淀溶解平衡的建立,利用K与Q的关系顺利过渡到沉淀的溶解与生成。