2019-2020年高中化學 3.2弱電解質的電離 鹽類的水解教案 魯教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學 3.2弱電解質的電離 鹽類的水解教案 魯教版選修4 教學目標: 1、了解弱電解質在水溶液中的電離平衡。以及溫度、濃度等外界條件對電離平衡的影響。 2、了解鹽類水解的原理、影響鹽類水解程度的主要因素、鹽類水解的應用。 教學重點：鹽類水解的本質，理解強酸弱堿鹽和強堿弱酸鹽的水解的規(guī)律。 教學難點：鹽類水解的應用 教學過程： 復習提問：1、(1)什么叫電解質？ 舉例說明. (2)什么叫非電解質？ 舉例說明. 2、等體積、等濃度的鹽酸和醋酸與等量鎂條的反應時反應速率相同嗎 ？PH值相同嗎？為什么？是什么原因造成的？ 設問：弱電解質在水溶液中存在電離平衡，存在弱電解質的電離與分子化兩個可逆過程， 那么？弱電解質電離平衡是怎樣建立的呢？ 一、 弱電解質電離平衡 1、 弱電解質電離平衡過程的建立 利用化學平衡的v-t圖描述CH3COOH在水中的電離情況 v t 電離 分子化 平衡 上述v-t圖體現了CH3COOH在水中的電離有什么特點？ 電離平衡時：v（離子化）=v（分子化）>0；溶液中的分子濃度和離子濃度保持不變。 [討論] 在氨水中存在怎樣的電離平衡？向其中分別加入適量的鹽酸、NaOH溶液、NH4Cl溶液以及大量的水，對平衡有什么影響？ NH3H2O NH4 + + OH - 加入物質 鹽 酸 NaOH溶 液 NH4Cl溶 液 加大量水 平衡移動方向 右 左 左 右 [教師]影響平衡移動的因素有哪些？討論 2、影響電離平衡的外界因素 （1）溫度：溫度升高，電離平衡向右移動，電離程度增大。 溫度降低，電離平衡向左移動，電離程度減小。 （2）濃度：電解質溶液濃度越大，平衡向右移動，電離程度減小； 電解質溶液濃度越小，平衡向左移動，電離程度增大； 例、0.1mol/L的CH3COOH溶液 電離程度 n(H+) C(H+) 導電能力 加水 升溫 加NH4Cl 加HCl 加NaOH 問題：怎樣定量的比較弱電解質的相對強弱？電離程度相對大小怎么比較？ 看課本自學相關內容并思考： （1）什么叫電離平衡常數？ （2）電離平衡常數的化學含義是什么？ （3）怎樣用電離平衡常數比較弱電解質的相對強弱？ （4）影響電離平衡常數的因素是什么？ 3、電離平衡常數 一元弱酸電離平衡常數： （1）電離平衡常數只隨溫度變化而變化，而與濃度無關。 （2）K的意義： K值越大，弱電解質較易電離，其對應弱酸、弱堿較強。 K值越小，弱電解質較難電離，其對應弱酸、弱堿較弱。 提問：當溶液中，c(H+) = c(OH-) 中性，常溫下，pH = 7 c(H+) < c(OH-) 堿性，常溫下，pH > 7 c(H+) < c(OH-) 酸性，常溫下，pH < 7 酸的溶液顯酸性，堿的溶液顯堿性，那么酸與堿反應生成的鹽，溶液顯什么性？ 講解：同學們，實驗是我們探求未知問題的好方法，下面我們做一個實驗來看看，將鹽溶于水后，溶液的酸堿性到底如何呢？ 實驗探究： ①取少量CH3COONa溶于水，滴加幾滴酚酞試劑，觀察顏色變化。 ②取少量NH4Cl溶于水，滴加幾滴紫色石蕊試劑，觀察顏色變化。 ③取少量NaCl，溶于水，找一名同學測一下pH值。 注：對于②可以做一個對比，清水中加幾滴紫色石蕊試劑，進行比較。 結論：①CH3COONa 堿性 ②NH4Cl 酸性 ③NaCl 中性 學生實驗：用PH試紙檢驗Na2CO3、Al2(SO4)3、KNO3溶液的酸堿性。 討論：由上述實驗結果分析，鹽溶液的酸堿性與生成該鹽的酸和堿的強弱有什么關系？ 小結：鹽的組成與鹽溶液酸堿性的關系： 強堿弱酸鹽的水溶液 顯堿性 強酸弱堿鹽的水溶液 顯酸性 強酸強堿鹽的水溶液 顯中性 為什么CH3COONa水溶液呈堿性呢？ 二、鹽類的水解： 講解：CH3COONa溶于水之后，完全電離。（因為CH3COONa是強電解質。） 板書：CH3COONa ═ CH3COO- + Na+………⑴ 引導： 把CH3COONa溶于水之后，溶液中存在哪些電離平衡？ 板書： H2O H+ + OH-………⑵ 講解：我們知道，CH3COOH是一種弱酸，在溶液中部分電離，溶液中既然存在CH3COO-和H+，根據，可逆反應，反應物和生成物同時共存，那么就一定有CH3COOH。 板書：CH3COO- + H+ CH3COOH………⑶ 講解：把⑴⑵⑶式聯立，可得到 板書：水解方程式： CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH 講解：這說明CH3COONa溶于水后，反應有NaOH生成，所以溶液顯堿性。 學生活動：把上述化學方程式改寫成離子方程式。 板書：CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- 說明：鹽類水解方程式書寫注意點 （1）鹽類水解是可逆反應，寫方程式要用“” （2）一般鹽類水解程度很小，生成的弱酸或弱堿濃度很小，通常生成氣體或沉淀也不發(fā)生水解，書寫時產物不用“↑”和“↓”。 （3）多元弱酸生成的鹽水解時，生成弱酸過程應分步表示，以第一步為主。 講解：隨著CH3COONa的加入，對水的電離有什么影響呢？促進了水的電離，可以看作是使水分解了。醋酸鈉與水反應的實質是：醋酸鈉電離出的醋酸根離子和水電離出的氫離子結合生成弱電解質醋酸的過程。 板書：1、鹽類水解定義： 在溶液中鹽電離出來的離子跟水所電離出來的H+ 或 OH-結合生成弱電解質的反應，叫做鹽類的水解。（在溶液中由鹽電離出的弱酸的陰離子或弱堿的陽離子跟水電離出的氫離子或氫氧根離子結合生成弱電解質弱酸或弱堿，破壞了水的電離平衡，使其平衡向右移動，引起氫離子或氫氧根離子濃度的變化。） 中和 水解 酸 + 堿 鹽 + 水 板書：2、鹽類水解的本質： 弱酸的陰離子和弱堿的陽離子和水電離出的H+或OH-離子結合生成弱電解質，促進了水的電離。 說明：（1）只有弱酸的陰離子或弱堿的陽離子才能與H+ 或 OH-結合生成弱電解質。 （2）鹽類水解使水的電離平衡發(fā)生了移動，并使溶液呈酸性或堿性。 （3）鹽類水解反應是酸堿中和反應的逆反應。 按照鹽的組成分類 ，為什么不同類型鹽溶液的酸堿性不同呢？ 分組討論、交流… … 鹽溶液 組成分類 酸堿性 √ CH3COONa溶液 Na2CO3溶液 √ (NH4)2SO4溶液 AlCl3溶液 √ NaCl溶液 K2SO4溶液 三、鹽類水解的類型 1、強堿弱酸鹽水解（CH3COONa）CO32-,PO43-,S2-,SO32-,ClO-,F- 講解：由強堿和弱酸反應生成的鹽，稱為強堿弱酸鹽，含有以上弱酸根的鹽，常會發(fā)生水解。 討論：分析Na2CO3的水解過程，寫出有關反應的離子方程式。 板書： Na2CO3的水解 第一步： CO32-+H2OHCO3-+OH- （主要） 第二步： HCO3- +H2O H2CO3 +OH- （次要） 分析：對于多元弱酸來說，水解要分步寫。 提問：該水解反應能放出CO2嗎？不能，因為這樣的水解程度都很小。 過渡：下面請同學們討論為什么NH4Cl水溶液呈酸性？ 總結：NH4Cl可以看作是強酸HCl和弱堿NH3H2O反應生成的鹽，我們把這種鹽叫做強酸弱堿鹽。類似這樣的鹽還有Al2(SO4)3、FeCl3、CuSO4等。 2、強酸弱堿鹽（NH4Cl）Al3+,Fe3+,Cu2+ 練習：寫出Al2(SO4)3水解的離子方程式。 Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ Cu（NO3）2 Al2（SO4）3 （NH4）2SO4 AgNO3 討論：以NaCl為例，說明強堿強酸鹽能否水解。 小結：由于NaCl電離出的Na+和Cl-都不能與水電離出來的H+ 或 OH-結合生成弱電解質，所以強堿強酸鹽不能水解，不會破壞水的電離平衡，因此其溶液顯中性。 3、強酸強堿鹽、難溶于水的鹽不水解 四、影響水解的因素： 內因：鹽類本身的性質 這是影響鹽類水解的內在因素。組成鹽的酸或堿越弱，鹽的水解程度越大，其鹽溶液的酸性或堿性就越強。“無弱不水解，有弱即水解，越弱越水解，誰強顯誰性” 外因：1、溫度 由于鹽的水解作用是中和反應的逆反應，所以鹽的水解是吸熱反應，溫度升高，水解程度增大。 2、濃度 溶液濃度越小，實際上是增加了水的量，可使平衡相正反應方向移動，使鹽的水解程度增大。（最好用勒沙特例原理中濃度同時減小的原理來解釋） 3、溶液的酸堿性：鹽類水解后，溶液會呈現不同的酸堿性。因此，控制溶液的酸堿性可以促進或抑制鹽的水解。如在配制FeCl3溶液時常加入少量鹽酸來抑制FeCl3水解。 鹽的離子與水中的氫離子或氫氧根離子結合的能力的大小，組成鹽的酸或堿的越弱，鹽的水解程度越大。 過渡：水解反應有什么應用呢？ 引入：大家知道泡沫滅火器的滅火原理嗎？它就是利用Al2(SO4)3和NaHCO3溶液反應，產生二氧化碳來滅火的。那么Al2(SO4)3和NaHCO3是怎么反應？ 討論：Al3+和HCO3-在水溶液中能大量共存嗎？ 分析：Al3+易結合水電離出的OH-，HCO3-易結合水電離出的H+，兩者在水溶液中會發(fā)生強烈的雙水解，反應進行得很徹底。Al3++ 3HCO3-＝ Al(OH)3↓+3CO2↑(反應前有水參加，反應后又有水生成) 講述：在我們的生活中，有時也會碰到一些問題或觀察到一些現象，你有沒有想過要去分析它，找出其中的原因呢？比如，有一次我在實驗室配制FeCl3溶液時，放置一段時間后溶液竟然變渾濁，大家能解釋一下是什么原因？（FeCl3發(fā)生了水解，生成了Fe(OH)3,使溶液變渾濁了。） 練習 填表：依據Fe3+ + 3H2OFe(OH)3↓+3 H+ 條件 移動方向 H+數目 pH Fe3+水解程度 現象 升溫 通HCl 加H2O 加Fe粉 加NaHCO3 五、水解的應用（課件展示） 1、判斷鹽溶液的酸堿性如：硫酸銨溶液：顯酸性 氟化鈉溶液：顯堿性 強堿酸式鹽 (1) 強酸酸式鹽只電離，不水解，一定顯酸性。 如：HSO4- (2) 弱酸酸式鹽既電離又水解。 電離強于水解，顯酸性，如 H2PO4-、HSO3- 水解強于電離，顯堿性，如 HCO3-、 HPO42- 2、配制和儲存易水解的鹽溶液時，需考慮抑制鹽的水解 如，配制FeCl3溶液？將FeCl3粉末溶于水，加入稀鹽酸抑制Fe3+的水解 配制CuSO4溶液？將CuSO4溶于水，加入稀硫酸抑制Cu2+的水解 3、比較鹽溶液酸堿性的強弱 （1）pH NaA大于 NaB 酸性 HA 小于 HB （2）pH MgCl2大于AlCl3，堿性 Mg（OH）2 大于 Al（OH）3 （3）用一個鹽的性質證明Cu（OH）2是弱堿 練： 物質的量相同的下列溶液，由水電離出的 H+ 濃度由大到小順序是（ ） ①NaHSO4 ②NaHCO3 ③Na2CO3 ④Na2SO4 A. ④③②① B. ①②③④ C. ③②④① D. ③④①② 如：將金屬鎂投入到氯化銨溶液中有氣泡產生 4、判斷溶液中離子能否大量共存。當有弱堿陽離子和弱酸陰離子之間能發(fā)生完全雙水解，則不能在溶液中大量共存 Al3+與HCO3-、CO32-、HS-、S2- 、〔Al（OH）4〕- Fe3+與HCO3-、CO32- 、〔Al（OH）4〕- NH4+與 SiO32- 5、選擇制備鹽的途徑時，需考慮鹽的水解。 如制備Al2S3、Mg3N2時，因無法在溶液中制取，會完全水解，只能由干法直接反應制取 2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑ 6、某些試劑的實驗室存放，需要考慮鹽的水解。 存放的試劑瓶用橡膠塞如：Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液 存放在塑料瓶中NH4F溶液 7、某些鹽溶液加熱蒸干產物 （1）NaCl溶液加熱蒸干灼燒后最終產物是什么? （1） NaCl （2）Na2CO3溶液加熱蒸干灼燒后最終產物是什么? （2） Na2CO3 （3）FeCl3溶液加熱蒸干灼燒后最終產物是什么? （3） Fe2O3 （4）Al2(SO4)3溶液加熱蒸干后最終產物是什么? （4） Al2（SO4）3 8、溶液中，某些離子的除雜，需考慮鹽的水解。 例：為了除去氯化鎂酸性溶液中的Fe3+離子，可在加熱攪拌下加入一種試劑，然后過濾，這種試劑是( ) A．氧化鎂 B. 氫氧化鈉 C. 碳酸鈉 D. 碳酸鎂 9、推斷現象并解釋原因 （1）濃NH4Cl溶液中加入Mg條; （2）少量Mg(OH)2不溶于水，溶于濃NH4Cl溶液。 10、判斷鹽溶液中的離子種類多少 如：碳酸鈉溶液中H+、OH-、Na+、CO32-、HCO3- 11、比較鹽溶液中的離子濃度大小 如：氯化銨溶液中〔 Cl-〕 > 〔 NH4+〕 > 〔 H+〕 > 〔 OH-〕 注意： 鹽溶液中離子種類多少的判斷，需考慮到鹽類的水解 如：Na2S溶液中離子濃度比較：[Na+] > [S2-] > [OH-] > [HS-] > [H+] KAl(SO4)2溶液中離子濃度比較：[SO42-] > [K+] > [Al3+] > [H+] > [OH-] 鹽溶液中各種粒子的關系 溶液中的一個不等式、三個等式 （1）電荷守恒 （2）物料守恒（原子守恒） （3）質子守恒: [H+]水 = [OH-]水 （4）離子濃度大小順序 例如：Na2CO3溶液中三個等式、一個不等式 電荷守恒：CNa+ + CH+ ＝CHCO3－ + COH－ + 2CCO32－ 物料守恒：1/2CNa+ ＝ CHCO3－ + CCO32－ + CH2CO3 質子守恒：COH－ ＝ CHCO3－ + 2CH2CO3 + CH+ 離子濃度大小順序： CNa+ > CCO32－ > COH－ > CHCO3－ > CH+ 12、解釋生產生活中的問題 (1)蜂蜇處理辦法 被黃蜂或蜜蜂叮咬后，都會感到非常疼痛，但處理的方法卻不相同，這是因為黃蜂分泌物中含有的是一種堿性物質(主要成分為組胺、五羥色胺),而蜜蜂分泌物中含有的是一種酸性物質(主要成分是蟻酸). 思考：當黃蜂或蜜蜂叮咬后應如何利用家庭常用的物質加以處理？ 被黃蜂叮咬：在患處涂抹食醋即可. 被蜜蜂叮咬：在患處涂抹純堿、小蘇打或肥皂水溶液 （2）明礬[KAl(SO4)212H2O]的凈水原理. 明礬在水中發(fā)生電離產生Al3＋，Al3＋發(fā)生水解：Al3++3H2O Al(OH)3+3H+，生成膠狀的Al(OH)3，可吸附水中懸浮雜質而下沉，以達到凈水的目的. FeCl3也能凈水，原理與明礬相同 （3）純堿溶液和肥皂水洗滌油污的原理. Na2CO3+H2O NaHCO3+NaOH C17H35COONa+H2O C17H35COOH+NaOH 加熱，促進水解，去污能力增強 （4）灰糞混合肥效損失 草木灰的成分：K2CO3，水解呈堿性CO32-＋H2O HCO3- +OH- 銨態(tài)氮肥——銨鹽，水解呈酸性.NH4+＋H2O NH3H2O+ H+ 如：農業(yè)諺語 “灰混糞，糞混灰，灰糞相混損肥分?！? K2CO3(草木灰的主要成分)和NH4Cl混合 弱酸陰離子和弱堿陽離子在溶液中不能大量共存 (5)滅火器原理Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ HCO3-＋H2O H2CO3 +OH- (6)炸油條或油餅時放明礬與純堿 Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ CO32-＋H2O HCO3- +OH- HCO3-＋H2O H2CO3 +OH- 課堂小結： 鹽類水解的規(guī)律：有弱才水解；無弱不水解；越弱越水解；都弱雙水解；誰強顯誰性；同強顯中性。