《盐类水解的应用》导学案

盐类水解的应用导学案教学基本信息课题盐类水解的应用所属模块及章节人教版高中化学选修 4 第三章第三节一、指导思想与理论依据本节内容将化学平衡理论和微粒观作为指导思想和理论依据，主要表现为：物质在水溶液中是以分子、离子等微粒的形式存在的；这些微粒之间存在相互作用，这些相互作用有强弱、主次之分；当微粒间的这些相互作用过程可逆时会达到平衡状态，这时微粒的数目保持不变；外界条件改变会引起平衡的移动，使微粒种类、微粒数量及宏观性质或现象发生改变。盐类水解的应用使学生能够真正意识到化学平衡移动原理对反应的调控功能，真切感受到原理对实际生产生活的指导作用。基于此，本节课的核心目标是促进学生借助“从微观视角分析水溶液”思维方法，应用盐类水解的知识解决物质制备、保存、溶液配制等实际问题的能力。设置核心问题是“通过改变影响因素，如何达到促进或抑制盐类水解的目的？”二、教学背景分析学习内容分析本节课是盐类水解第三课时，在此之前已经学习了盐类水解的实质、规律和影响盐类水解的因素。根据平衡移动原理，溶液中反应物和生成物浓度的大小及温度的变化都会引起水解平衡的移动。通过本节课的学习，能够实现对盐类水解程度的调控，从而达到生产生活及化学实验中的需要，即实现物质的制备、物质保存及物质配制。具体地说，通过改变影响因素来抑制盐类的水解，实现物质保存、配制和无水氯化物的制备；通过促进盐类水解，实现胶体和Tio2 的制备。同时盐类水解的应用为第四节“沉淀反应”的应用提供了思路和方法，因此，本小节内容在选修起到了承上启下的作用。4 教材中学生情况分析已有基础通过“盐类水解前两课时的学习，初步掌握了盐类水解的实质和规律及影响盐类水解的因素，能够书写简单的盐类水解离子反应方程式；从已有方法上看，显性方法：初步掌握了“从微观视角分析水溶液”思路和方法；隐性方法：解决化学平衡移动问题的思路和方法。发展点能够根据需要，通过实验条件或操作的调控，抑制或促进水解；通过胶体的制备，深化对微粒间相互作用程度的认识，即反应主要，水解次要；能够依据性质或宏观现象，诊断微粒间相互作用的主次或强弱。达成目标借助“从微观视角分析水溶液”思维方法，应用盐类水解的知识解决物质制备、保存、溶液配制等实际问题。教学方式及教学手段说明本节课采用“分析解释、简单设计”的任务方式，通过控制探究环节的难度和开放度，层层递进，力争让不同层次的学生都能够参与到探究活动中，重在突出课堂教学的实效性。三、教学目标设计教学目标知识与技能掌握强酸弱碱盐的配制和保存、制备胶体、无水氯化物和二氧化钛的基本原理和具体操作；会寻找不同水解反应之间的联系，掌握泡沫灭火器的基本原理；能够依据宏观现象或性质，诊断微粒间相互作用的主次或强弱。过程与方法巩固“从微观视角分析水溶液”的思路和方法；建立强酸弱碱盐配制和保存、无水氯化物的制备方法。情感态度与价值观用化学知识分析生产生活中见到的现象，有学以致用的成就感，激发学习的兴趣；让学生自己进行简单的设计，培养学生严谨求实的科学品质；通过对实验现象的分析解释，加强学生对现象与本质的辩证关系的理解，使学生学会用宏观现象去探究微观粒子间的相互作用。教学重点掌握强酸弱碱盐的配制和保存、制备胶体、无水氯化物和二氧化钛的基本原理和具体操作；会寻找不同水解反应之间的联系，掌握泡沫灭火器的基本原理；能够依据宏观现象或性质，诊断微粒间相互作用的主次或强弱；建立强酸弱碱盐配制和保存、无水氯化物的制备方法。教学难点无水氯化物和无水硫酸铜的制备原理分析；能够依据宏观现象或性质，诊断微粒间相互作用的主次或强弱。会寻找不同水解反应之间的联系，掌握泡沫灭火器的基本原理。教学方法任务驱动、科学探究、实验法。四、教学流程教学环节活动线索认知发展线索五、教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图教学环节 1应用盐类水解知识，解决物质配制和保存问题。【引入】上节课我们学习了影响盐类水解的因素。我们知道通过改变浓度或温度，就能引起水解平衡的移动。在实际应用中，就是通过调控盐类的水解程度，从而满足我们的需求。今天我们学习盐类水解的应用。【展示并提问】这是一瓶配制已久的 Fecl3 溶液，出现了混浊物，请同学们按照分析水溶液的思路分析下，这个混浊物是怎么产生的？【要求同学给予评价】大家对这名同学的表述是否有疑问？【追问】 Fe3 中的 oH-来自水的电离，很少，为什么看到了宏观的浑浊现象？【小结】产生Fe3 混浊物这个现象，不仅反映出Fe3+与水中 oH-的结合，而且是动态的，不断促进水的电离。【提问】在配制 Fecl3 溶液过程中如何避免这种现象呢？【提问】氯化铁是这么配制，那配制Fe23 溶液、配制cucl2 溶液呢？【提炼规律】有些盐在配制中水解程度比较大，为了抑制水解，常加少量相应的酸。【补充】具体操作时一种是将盐溶解在蒸馏水中，再加少量浓酸抑制水解。还有一种水解程度大的盐先溶解在酸中，再加蒸馏水稀释至所需浓度。【思考】【黑板书写并用语言描述微观的过程】【回答】Fe3+不断地结合了水中的oH- ，就促进了水的不断电离，从而有越来越多的Fe3 生成，就变成混浊物了。【回答】加盐酸，增大氢离子浓度，抑制了铁离子的水解。【回答】配制 Fe23 溶液滴加硫酸，配制cucl2溶液滴加盐酸。通过借助分析水溶液的思路和方法，促使学生感受到生成 Fe3 混浊物，不只是 Fe3+和水中的 oH-的简单结合，更重要是不断地促进了水的电离，是个动态过程。通过调控 pH 值，抑制盐类的水解，归纳某些易水解盐配制和保存方法。环节 2应用盐类水解知识，解决物质制备问题。【过渡】在配制和保存盐溶液时，是要抑制水解，有没有利用盐类水解的呢？【提问】还可以用氢氧化铁胶体作净水剂，回顾下必修阶段制备氢氧化铁胶体时，为什么向沸腾蒸馏水中加溶液并煮沸呢？【追问】为什么要向蒸馏水中逐滴加入氯化铁溶液？而不用饱和氯化铁溶液直接加热制备呢？【继续追问】为什么不用氢氧化钠溶液呢？【提升】碱中氢氧根的浓度比较大，而且铁离子和碱反应的程度很强，因此，当反应出现时优先考虑反应，若没有发生反应，再考虑水解。而胶体的制备是利用了盐类水解是个缓慢释放的过程，释放出的氢氧根浓度相对较小，能保证生成的物质颗粒度很小，最终生成胶体。【提问】 请你按照 “分析水溶液” 的思维路径分析解释，为什么加热 Fecl3 ?6H2o，生成 Fe3，而加热 cuSo4?5H2o，就能制备无水 cuSo4 呢？【引导】两个水解反应产物性质不同。【强调】这与之前在讲化学平衡时不太一样，当水量比较大时，水的一点点改变对他影响不大，浓度视为常数。【追问】从另一个角度分析，当生成cu2 和硫酸到达一定量时，能否共存呢？【提炼主题】硫酸难挥发， 生成 cu2 和硫酸到达一定量时， 不能共存，同时水分不断蒸发，都抑制了水解。【提问】采取什么措施就能制备无水Fecl3 呢？【提炼规律】加热制备无水氯化物时，要抑制水解，需要在干燥氯化氢的氛围中加热制备。【过渡】 Tio2 是一种白色颜料，广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等，工业常用Ticl4和水反应制备Tio2 ，中间反应是Ticl4+4H2oTi4+4Hcl制备 Tio2 ，请思考：这个反应依据的原理是什么？请你设计，制备 Tio2 的实验条件是什么？应该采取什么操作？【过渡】通过抑制水解可以制备无水氯化物，通过促进水解能制备 Tio2 。【回答】氢氧化铝胶体作净水剂。【回顾思考】必修阶段制备氢氧化铁胶体的操作。【回答】加热是为了促进铁离子的水解。【回答】加入到大量水里，目的是促进水解。若用饱和氯化铁溶液直接加热，水解程度更大，生成沉淀。【回答】用氢氧化钠会生成沉淀。深刻感受到胶体制备的思路方法，即胶体的制备是利用了盐类水解是个缓慢释放的过程，释放出的氢氧根浓度相对较小，能保证生成的物质颗粒度很小，最终生成胶体。【小组讨论】【黑板书写并用语言描述微观的过程】学生 1：加热 Fecl3 ?6H2oFecl3+3H2oFe3+3Hcl ，加热，使平衡不断向水解反应方向进行，生成Fe3。同理加热 cuSo4?5H2o 时，会生成cu2。学生 2：Fecl3水解生成的盐酸挥发，而硫酸难挥发，水解程度应该不同。学生 3：在硫酸铜晶体这个体系持续加热，水分被带走了，这个体系水分本身比较少，水分的改变，对平衡影响比较大，平衡就向左移动了。最后制备无水硫酸铜。【回答】不能，酸和碱中和。【回答】要抑制 Fe3+的水解，就要增加氢离子浓度，加盐酸。学生 2：盐酸本身含有水分，因此需要干燥的氯化氢抑制氯化铁的水解，制取无水Fecl3 。【小组讨论】【回答】Ticl4和水反应，是水解反应。【回答】Ti4+ 结合了水电离的oH-，促进了水的电离平衡正向移动，因此产生浓度大的氢离子。【回答】要生成Tio2 ?xH2o，就要促进盐类水解，因此需要加热条件，在操作时需要在大量水中滴加Ticl4 。通过调控，适度水解，制备胶体，并深化对微粒间相互作用程度的认识，即反应是强作用，水解微弱的。深刻感受到盐类水解的程度和动态的过程。通过实验事实的对比，寻找Fecl3 和 cuSo4 水解的不同，从而促进对无水氯化物制备的认识。从微粒和数量及种类改变角度分析反应，发现是结合了水中的氢氧根，破坏了水的电离平衡，即发生了水解反应。通过调控，促进水解，实现Tio2 的制备。环节 3Ti4+应用盐类水解知识，解决泡沫灭火器原理。【演示实验】将饱和氯化铁溶液和饱和碳酸氢钠溶液混合。【提问】依据现象，你来分析，Fe3 沉淀和 co2 是如何产生的？【追问】 Hco3- 除了水解，还电离，为什么不考虑 Hco3-的电离呢？【提升】碳酸氢钠溶液因为显碱性，所以 Hco3- 的水解大于电离。将氯化铁溶液和碳酸氢钠溶液混合 Fe3+3H2oFe3+3H+，Hco3-+H2oH2co3+oH-，这两个水解反应发生了关联，促进水解，因此仍然是 Hco3- 的水解为主，电离是次要的。【课后作业】 泡沫灭火器就是依据互促水解原理制备的，所用试剂是饱和硫酸铝溶液和饱和碳酸氢钠溶液，请完成以下问题：请依据 “分析水溶液” 的思维路径， 分析它的工作原理，并写出相应方程式。试剂分别装在玻璃筒和钢制筒两个不同容器内，硫酸铝溶液装在哪个容器呢？【观察现象】【小组讨论】【回答】Fe3+3H2oFe3+3H+，Hco3-+H2oH2co3+oH-，两个水解反应相互促进，水解趋于完全，生成氢氧化铁红褐色沉淀和二氧化碳气体。【回答】现象是生成Fe3 沉淀，不是co32- 和 Fe3+的结合。产物指引着Hco3- 的水解程度大于电离程度。能够依据宏观现象或性质，诊断微粒间相互作用的主次以及寻找不同水解反应之间的联系，解决互促水解问题。 六、板书设计盐类水解的应用