《鹽類水解的應用》導學案

鹽類水解的應用導學案教學基本信息課題鹽類水解的應用所屬模塊及章節(jié)人教版高中化學選修 4 第三章第三節(jié)一、指導思想與理論依據(jù)本節(jié)內(nèi)容將化學平衡理論和微粒觀作為指導思想和理論依據(jù)，主要表現(xiàn)為：物質(zhì)在水溶液中是以分子、離子等微粒的形式存在的；這些微粒之間存在相互作用，這些相互作用有強弱、主次之分；當微粒間的這些相互作用過程可逆時會達到平衡狀態(tài)，這時微粒的數(shù)目保持不變；外界條件改變會引起平衡的移動，使微粒種類、微粒數(shù)量及宏觀性質(zhì)或現(xiàn)象發(fā)生改變。鹽類水解的應用使學生能夠真正意識到化學平衡移動原理對反應的調(diào)控功能，真切感受到原理對實際生產(chǎn)生活的指導作用?；诖?，本節(jié)課的核心目標是促進學生借助“從微觀視角分析水溶液”思維方法，應用鹽類水解的知識解決物質(zhì)制備、保存、溶液配制等實際問題的能力。設(shè)置核心問題是“通過改變影響因素，如何達到促進或抑制鹽類水解的目的？”二、教學背景分析學習內(nèi)容分析本節(jié)課是鹽類水解第三課時，在此之前已經(jīng)學習了鹽類水解的實質(zhì)、規(guī)律和影響鹽類水解的因素。根據(jù)平衡移動原理，溶液中反應物和生成物濃度的大小及溫度的變化都會引起水解平衡的移動。通過本節(jié)課的學習，能夠?qū)崿F(xiàn)對鹽類水解程度的調(diào)控，從而達到生產(chǎn)生活及化學實驗中的需要，即實現(xiàn)物質(zhì)的制備、物質(zhì)保存及物質(zhì)配制。具體地說，通過改變影響因素來抑制鹽類的水解，實現(xiàn)物質(zhì)保存、配制和無水氯化物的制備；通過促進鹽類水解，實現(xiàn)膠體和Tio2 的制備。同時鹽類水解的應用為第四節(jié)“沉淀反應”的應用提供了思路和方法，因此，本小節(jié)內(nèi)容在選修起到了承上啟下的作用。4 教材中學生情況分析已有基礎(chǔ)通過“鹽類水解前兩課時的學習，初步掌握了鹽類水解的實質(zhì)和規(guī)律及影響鹽類水解的因素，能夠書寫簡單的鹽類水解離子反應方程式；從已有方法上看，顯性方法：初步掌握了“從微觀視角分析水溶液”思路和方法；隱性方法：解決化學平衡移動問題的思路和方法。發(fā)展點能夠根據(jù)需要，通過實驗條件或操作的調(diào)控，抑制或促進水解；通過膠體的制備，深化對微粒間相互作用程度的認識，即反應主要，水解次要；能夠依據(jù)性質(zhì)或宏觀現(xiàn)象，診斷微粒間相互作用的主次或強弱。達成目標借助“從微觀視角分析水溶液”思維方法，應用鹽類水解的知識解決物質(zhì)制備、保存、溶液配制等實際問題。教學方式及教學手段說明本節(jié)課采用“分析解釋、簡單設(shè)計”的任務方式，通過控制探究環(huán)節(jié)的難度和開放度，層層遞進，力爭讓不同層次的學生都能夠參與到探究活動中，重在突出課堂教學的實效性。三、教學目標設(shè)計教學目標知識與技能掌握強酸弱堿鹽的配制和保存、制備膠體、無水氯化物和二氧化鈦的基本原理和具體操作；會尋找不同水解反應之間的聯(lián)系，掌握泡沫滅火器的基本原理；能夠依據(jù)宏觀現(xiàn)象或性質(zhì)，診斷微粒間相互作用的主次或強弱。過程與方法鞏固“從微觀視角分析水溶液”的思路和方法；建立強酸弱堿鹽配制和保存、無水氯化物的制備方法。情感態(tài)度與價值觀用化學知識分析生產(chǎn)生活中見到的現(xiàn)象，有學以致用的成就感，激發(fā)學習的興趣；讓學生自己進行簡單的設(shè)計，培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學品質(zhì)；通過對實驗現(xiàn)象的分析解釋，加強學生對現(xiàn)象與本質(zhì)的辯證關(guān)系的理解，使學生學會用宏觀現(xiàn)象去探究微觀粒子間的相互作用。教學重點掌握強酸弱堿鹽的配制和保存、制備膠體、無水氯化物和二氧化鈦的基本原理和具體操作；會尋找不同水解反應之間的聯(lián)系，掌握泡沫滅火器的基本原理；能夠依據(jù)宏觀現(xiàn)象或性質(zhì)，診斷微粒間相互作用的主次或強弱；建立強酸弱堿鹽配制和保存、無水氯化物的制備方法。教學難點無水氯化物和無水硫酸銅的制備原理分析；能夠依據(jù)宏觀現(xiàn)象或性質(zhì)，診斷微粒間相互作用的主次或強弱。會尋找不同水解反應之間的聯(lián)系，掌握泡沫滅火器的基本原理。教學方法任務驅(qū)動、科學探究、實驗法。四、教學流程教學環(huán)節(jié)活動線索認知發(fā)展線索五、教學過程設(shè)計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖教學環(huán)節(jié) 1應用鹽類水解知識，解決物質(zhì)配制和保存問題?！疽搿可瞎?jié)課我們學習了影響鹽類水解的因素。我們知道通過改變濃度或溫度，就能引起水解平衡的移動。在實際應用中，就是通過調(diào)控鹽類的水解程度，從而滿足我們的需求。今天我們學習鹽類水解的應用?！菊故静⑻釂枴窟@是一瓶配制已久的 Fecl3 溶液，出現(xiàn)了混濁物，請同學們按照分析水溶液的思路分析下，這個混濁物是怎么產(chǎn)生的？【要求同學給予評價】大家對這名同學的表述是否有疑問？【追問】 Fe3 中的 oH-來自水的電離，很少，為什么看到了宏觀的渾濁現(xiàn)象？【小結(jié)】產(chǎn)生Fe3 混濁物這個現(xiàn)象，不僅反映出Fe3+與水中 oH-的結(jié)合，而且是動態(tài)的，不斷促進水的電離?！咎釂枴吭谂渲?Fecl3 溶液過程中如何避免這種現(xiàn)象呢？【提問】氯化鐵是這么配制，那配制Fe23 溶液、配制cucl2 溶液呢？【提煉規(guī)律】有些鹽在配制中水解程度比較大，為了抑制水解，常加少量相應的酸?！狙a充】具體操作時一種是將鹽溶解在蒸餾水中，再加少量濃酸抑制水解。還有一種水解程度大的鹽先溶解在酸中，再加蒸餾水稀釋至所需濃度?！舅伎肌俊竞诎鍟鴮懖⒂谜Z言描述微觀的過程】【回答】Fe3+不斷地結(jié)合了水中的oH- ，就促進了水的不斷電離，從而有越來越多的Fe3 生成，就變成混濁物了。【回答】加鹽酸，增大氫離子濃度，抑制了鐵離子的水解。【回答】配制 Fe23 溶液滴加硫酸，配制cucl2溶液滴加鹽酸。通過借助分析水溶液的思路和方法，促使學生感受到生成 Fe3 混濁物，不只是 Fe3+和水中的 oH-的簡單結(jié)合，更重要是不斷地促進了水的電離，是個動態(tài)過程。通過調(diào)控 pH 值，抑制鹽類的水解，歸納某些易水解鹽配制和保存方法。環(huán)節(jié) 2應用鹽類水解知識，解決物質(zhì)制備問題?！具^渡】在配制和保存鹽溶液時，是要抑制水解，有沒有利用鹽類水解的呢？【提問】還可以用氫氧化鐵膠體作凈水劑，回顧下必修階段制備氫氧化鐵膠體時，為什么向沸騰蒸餾水中加溶液并煮沸呢？【追問】為什么要向蒸餾水中逐滴加入氯化鐵溶液？而不用飽和氯化鐵溶液直接加熱制備呢？【繼續(xù)追問】為什么不用氫氧化鈉溶液呢？【提升】堿中氫氧根的濃度比較大，而且鐵離子和堿反應的程度很強，因此，當反應出現(xiàn)時優(yōu)先考慮反應，若沒有發(fā)生反應，再考慮水解。而膠體的制備是利用了鹽類水解是個緩慢釋放的過程，釋放出的氫氧根濃度相對較小，能保證生成的物質(zhì)顆粒度很小，最終生成膠體?！咎釂枴?請你按照 “分析水溶液” 的思維路徑分析解釋，為什么加熱 Fecl3 ?6H2o，生成 Fe3，而加熱 cuSo4?5H2o，就能制備無水 cuSo4 呢？【引導】兩個水解反應產(chǎn)物性質(zhì)不同。【強調(diào)】這與之前在講化學平衡時不太一樣，當水量比較大時，水的一點點改變對他影響不大，濃度視為常數(shù)?！咀穯枴繌牧硪粋€角度分析，當生成cu2 和硫酸到達一定量時，能否共存呢？【提煉主題】硫酸難揮發(fā)， 生成 cu2 和硫酸到達一定量時， 不能共存，同時水分不斷蒸發(fā)，都抑制了水解?！咎釂枴坎扇∈裁创胧┚湍苤苽錈o水Fecl3 呢？【提煉規(guī)律】加熱制備無水氯化物時，要抑制水解，需要在干燥氯化氫的氛圍中加熱制備?！具^渡】 Tio2 是一種白色顏料，廣泛應用于各類結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層等，工業(yè)常用Ticl4和水反應制備Tio2 ，中間反應是Ticl4+4H2oTi4+4Hcl制備 Tio2 ，請思考：這個反應依據(jù)的原理是什么？請你設(shè)計，制備 Tio2 的實驗條件是什么？應該采取什么操作？【過渡】通過抑制水解可以制備無水氯化物，通過促進水解能制備 Tio2 ?！净卮稹繗溲趸X膠體作凈水劑?！净仡櫵伎肌勘匦揠A段制備氫氧化鐵膠體的操作。【回答】加熱是為了促進鐵離子的水解?！净卮稹考尤氲酱罅克?，目的是促進水解。若用飽和氯化鐵溶液直接加熱，水解程度更大，生成沉淀?！净卮稹坑脷溲趸c會生成沉淀。深刻感受到膠體制備的思路方法，即膠體的制備是利用了鹽類水解是個緩慢釋放的過程，釋放出的氫氧根濃度相對較小，能保證生成的物質(zhì)顆粒度很小，最終生成膠體?！拘〗M討論】【黑板書寫并用語言描述微觀的過程】學生 1：加熱 Fecl3 ?6H2oFecl3+3H2oFe3+3Hcl ，加熱，使平衡不斷向水解反應方向進行，生成Fe3。同理加熱 cuSo4?5H2o 時，會生成cu2。學生 2：Fecl3水解生成的鹽酸揮發(fā)，而硫酸難揮發(fā)，水解程度應該不同。學生 3：在硫酸銅晶體這個體系持續(xù)加熱，水分被帶走了，這個體系水分本身比較少，水分的改變，對平衡影響比較大，平衡就向左移動了。最后制備無水硫酸銅?！净卮稹坎荒?，酸和堿中和?！净卮稹恳种?Fe3+的水解，就要增加氫離子濃度，加鹽酸。學生 2：鹽酸本身含有水分，因此需要干燥的氯化氫抑制氯化鐵的水解，制取無水Fecl3 ?！拘〗M討論】【回答】Ticl4和水反應，是水解反應?！净卮稹縏i4+ 結(jié)合了水電離的oH-，促進了水的電離平衡正向移動，因此產(chǎn)生濃度大的氫離子?！净卮稹恳蒚io2 ?xH2o，就要促進鹽類水解，因此需要加熱條件，在操作時需要在大量水中滴加Ticl4 。通過調(diào)控，適度水解，制備膠體，并深化對微粒間相互作用程度的認識，即反應是強作用，水解微弱的。深刻感受到鹽類水解的程度和動態(tài)的過程。通過實驗事實的對比，尋找Fecl3 和 cuSo4 水解的不同，從而促進對無水氯化物制備的認識。從微粒和數(shù)量及種類改變角度分析反應，發(fā)現(xiàn)是結(jié)合了水中的氫氧根，破壞了水的電離平衡，即發(fā)生了水解反應。通過調(diào)控，促進水解，實現(xiàn)Tio2 的制備。環(huán)節(jié) 3Ti4+應用鹽類水解知識，解決泡沫滅火器原理。【演示實驗】將飽和氯化鐵溶液和飽和碳酸氫鈉溶液混合?！咎釂枴恳罁?jù)現(xiàn)象，你來分析，F(xiàn)e3 沉淀和 co2 是如何產(chǎn)生的？【追問】 Hco3- 除了水解，還電離，為什么不考慮 Hco3-的電離呢？【提升】碳酸氫鈉溶液因為顯堿性，所以 Hco3- 的水解大于電離。將氯化鐵溶液和碳酸氫鈉溶液混合 Fe3+3H2oFe3+3H+，Hco3-+H2oH2co3+oH-，這兩個水解反應發(fā)生了關(guān)聯(lián)，促進水解，因此仍然是 Hco3- 的水解為主，電離是次要的?！菊n后作業(yè)】 泡沫滅火器就是依據(jù)互促水解原理制備的，所用試劑是飽和硫酸鋁溶液和飽和碳酸氫鈉溶液，請完成以下問題：請依據(jù) “分析水溶液” 的思維路徑， 分析它的工作原理，并寫出相應方程式。試劑分別裝在玻璃筒和鋼制筒兩個不同容器內(nèi)，硫酸鋁溶液裝在哪個容器呢？【觀察現(xiàn)象】【小組討論】【回答】Fe3+3H2oFe3+3H+，Hco3-+H2oH2co3+oH-，兩個水解反應相互促進，水解趨于完全，生成氫氧化鐵紅褐色沉淀和二氧化碳氣體。【回答】現(xiàn)象是生成Fe3 沉淀，不是co32- 和 Fe3+的結(jié)合。產(chǎn)物指引著Hco3- 的水解程度大于電離程度。能夠依據(jù)宏觀現(xiàn)象或性質(zhì)，診斷微粒間相互作用的主次以及尋找不同水解反應之間的聯(lián)系，解決互促水解問題。 六、板書設(shè)計鹽類水解的應用