2014年高中化学选修四教学案3-3-2 盐类水解的应用

第2课时盐类水解的应用教学设计课标要求能举例说明盐类水解在生产、生活中的应用。课标解读 1.了解盐类水解在生产、生活及化学实验中的应用。2掌握溶液中微粒浓度大小比较。教学地位本课时介绍了影响盐类水解的因素及盐类水解的利用。通过具体的情境和应用实例，加深对盐类水解及其规律的理解、巩固。是前面已学过的电解质的电离、水的电离平衡以及平衡移动原理等知识的综合应用。因此，本节教材是本章的重点和难点。新课导入建议当火灾发生时，常用的一种灭火器叫泡沫灭火器。泡沫灭火器中分别装着Al2 (SO4)3溶液和碳酸氢钠溶液，当使用时，将泡沫灭火器拔开活塞、倒置，上述两溶液混合便可产生可用于灭火的泡沫，为什么？【提示】Al2(SO4)3溶液和碳酸氢钠溶液可以反应生成CO2气体和Al(OH)3沉淀，二者覆盖在可燃物上可以阻止可燃物与氧气的接触。教学流程设计课前预习安排：看教材P5758，完成【课前自主导学】，并完成【思考交流】。步骤1：导入新课、本课时教材地位分析。步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。步骤3：师生互动完成“探究1，溶液中离子浓度大小比较”可利用【问题导思】中的问题由浅入深地的进行，教师除【例1】之外，可选用【教师备课资源】中例题，拓展学生的思路。步骤7：教师通过【例2】和教材P5758讲解研析对“探究2”的内容进行总结。步骤6：师生互动完成“探究2，盐类水解的应用”，可利用【问题导思】中的问题，由浅入深的进行。步骤5：在老师指导下由学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的2、4、5三题，验证学生对探究点的理解掌握情况。步骤4：教师通过【例1】的讲解研析对“探究1”进行总结溶液中的“三个守恒”及“微粒浓度大小比较的方法”。步骤8：在老师指导下学生自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的1、3两题，验证学生对探究点的理解掌握情况。步骤9：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容，并让学生课下完成【课后知能检测】。课标解读重点难点1.能比较电解质溶液中离子浓度的大小。2.能解释与盐类水解相关的化学问题。1.能用盐类水解的原理解释其在生产、生活及化学实验中的应用。(重点)2.分析溶液中的“三大守恒”即“原子、电荷、质子”守恒，并应用所测离子浓度大小比较中。(重难点)盐类水解反应的应用1.用纯碱溶液清洗油污时，加热可以增强其去污能力。2配制FeCl3溶液时，可加入少量盐酸抑制水解。3铝盐、铁盐可用作净水剂。4利用水解反应来获得纳米材料(氢氧化物可变为氧化物)。5制备TiO2的原理TiCl4(x2)H2O(过量)TiO2xH2O4HClTiO2xH2O燃烧,TiO2xH2O6泡沫灭火器的灭火原理是利用了水解反应，反应的离子方程式是：Al33HCO=Al(OH)33CO21配制FeCl3溶液时，能加入H2SO4抑制Fe3的水解吗？2铝盐能作净水剂，其原理是什么？【提示】1.不能，因为引入了杂质离子SO。2Al33H2OAl(OH)33H，生成Al(OH)3胶体可作吸附剂。溶液中微粒浓度大小比较【问题导思】Na2CO3溶液中共存在几种离子？你能判断其浓度的大小关系吗？【提示】Na、CO、HCO、H、OH，c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)c(H)。水溶液中微粒间存在哪几种守恒关系？【提示】三种，原子守恒，电荷守恒，质子守恒。1溶液中的三个守恒关系(1)电荷守恒规律电解质溶液中，不论存在多少种离子，溶液总是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数，如Na2CO3溶液中存在着Na、CO、H、OH、HCO，它们存在如下关系：c(Na)c(H)2c(CO)c(HCO)c(OH)(2)物料守恒规律电解质溶液中，由于某些离子能水解或电离，离子种类增多，但原子总数是守恒的，如Na2CO3溶液中CO能水解，故碳元素以CO、HCO、H2CO3三种形式存在，它们之间的守恒关系为：c(Na)c(CO)c(HCO)c(H2CO3)(3)质子守恒规律质子守恒是依据水的电离H2OHOH，水电离产生的H和OH的物质的量总是相等的，无论在溶液中该H和OH以什么形式存在。如在Na2CO3溶液中有关系式：c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)。2离子浓度大小的比较规律(1)单一溶液对于多元弱酸溶液，应根据多步电离进行分析。例如：在H3PO4的溶液中，c(H)c(H2PO)c(HPO)c(PO)。对于多元弱酸的正盐溶液，根据弱酸根的分步水解分析。例如：Na2CO3溶液中，各离子浓度的大小顺序为：c(Na)c(CO)c(OH)c(HCO)c(H)。多元弱酸的酸式盐溶液要考虑酸根离子的电离程度与水解程度的相对大小，如HCO以水解为主，NaHCO3溶液中c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)；而HSO以电离为主，NaHSO3溶液中c(Na)c(HSO)c(H)c(OH)。不同溶液中同一离子浓度的大小比较，要考虑溶液中其他离子对该离子的影响。如在0.10 molL1的NH4HSO4、NH4Cl、CH3COONH4、(NH4)2SO4溶液中，c(NH)的大小顺序为。(2)混合溶液中各离子浓度的大小比较，根据电离程度、水解程度的相对大小分析。分子的电离大于相应离子的水解例如等物质的量浓度的NH4Cl与NH3H2O混合溶液，c(NH)c(Cl)c(OH)c(H)；等物质的量浓度的CH3COONa与CH3COOH混合溶液，c(CH3COO)c(Na)c(H)c(OH)。分子的电离小于相应离子的水解例如在0.1 molL1的NaCN和0.1 molL1的HCN溶液的混合液中，各离子浓度的大小顺序为c(Na)c(CN)c(OH)c(H)。1多元弱酸的酸式盐中，电离大于水解的主要是HSO与H2PO，其他的常见弱酸的酸式酸根，水解大于电离。2NaHSO4相当于一元强酸，只电离，不水解。把0.02 molL1 CH3COOH溶液和0.01 molL1 NaOH溶液以等体积混合显酸性，混合溶液中粒子浓度关系正确的是()Ac(CH3COO)c(Na)B c(CH3COOH)c(CH3COO)C2c(H)c(CH3COO)c(CH3COOH)Dc(CH3COOH)c(CH3COO)0.02 molL1【解析】根据物料守恒，CH3COOH溶液与NaOH充分作用后CH3COOH过量，溶液中CH3COOH与CH3COO的总物质的量等于原0.02 molL1 CH3COOH溶液中CH3COOH和CH3COO总的物质的量，但因两溶液等体积混合，溶液体积扩大至原来的2倍，c(CH3COOH)c(CH3COO)0.01 molL1，所以D项错；误选C的同学是由于思路混乱或思维起点不知如何选择的结果，甚至有的同学对于C项竟无从下手，对于C项，由于存在c(H)c(Na)c(OH)c(CH3COO)的电荷守恒和2c(Na)c(CH3COO)c(CH3COOH)的物料守恒，联立两式可得：2c(H)c(CH3COO)c(CH3COOH)2c(OH)，所以C项错；对于A、B项，由于CH3COOH溶液与NaOH充分作用后CH3COOH过量，且当不考虑水解和电离时c(CH3COO)c(CH3COOH)，在此情况下CH3COOH的电离程度强于CH3COO的水解程度，所以选A。【答案】A两种电解质的混合溶液1解答此类题目时，要抓住：a.两溶液是否反应，b.混合后若生成盐，该盐是否发生水解，c.反应物是否过量，d.酸或碱过量时，是以酸或碱的电离为主，还是以盐的水解为主。总之解答本类题目，能发生反应的先反应，然后根据反应情况求出溶液中溶质的物质的量，再具体分析其电离和水解的情况，最后排出各离子的浓度关系。2高考试题中在比较离子浓度的大小时，常常涉及以下两组混合溶液：aNH4ClNH3H2O(11)因为NH3H2O电离程度大于NH4Cl水解程度，故显碱性。c(NH)c(Cl)c(OH)c(H)bCH3COOHCH3COONa(11)CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度，故显酸性。c(CH3COO)c(Na)c(H)c(OH)1下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()A室温下，向0.01 mol/L NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性：c(Na)c(SO)c(NH)c(OH)c(H)B0.1 mol/L NaHCO3溶液：c(Na)c(OH)c(HCO)c(H)CNa2CO3溶液：c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3)D25 时，pH4.75，浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH、CH3COONa混合溶液：c(CH3COO)c(OH)c(SO)c(NH)c(OH)c(H)，A正确；B项，由于HCO水解程度大于电离程度而使溶液显碱性，故离子浓度大小关系为c(Na)c(HCO)c(OH)c (H)c(CO)，B错误；C项，由质子守恒可知，c(H)c(HCO)2c(H2CO3)c(OH)，C正确；D项，由电荷守恒有：c(CH3COO)c(OH)c(H)c(Na)，由物料守恒可得：2c(Na)c(CH3COO)c(CH3COOH)，将两式中的c(Na)消去，可得c(CH3COO)2c(OH)2c(H)c(CH3COOH)，所以c(CH3COO)c(OH)c(H)c(CH3COOH)c(H)c(OH)，因为pH4.75，故c(H)c(OH)0，所以D项不正确。故选AC。【答案】AC【教师备课资源】HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸，在0.1 molL1 NaA溶液中，离子浓度关系正确的是()Ac(Na)c(A)c(H)c(OH)Bc(Na)c(OH)c(A)c(H)Cc(Na)c(OH)c(A)c(H)Dc(Na)c(H)c(A)c(OH)【解析】由HA为一元弱酸，知c(Na)c(A)c(OH)c(H)，故A、B错；C中c(Na)c(OH)c(A)c(H)；D为电荷守恒。【答案】D盐类水解反应的应用【问题导思】加热蒸干Na2SO4(aq)、AlCl3(aq)各得到什么？【提示】Na2SO4(aq)Na2SO4AlCl3(aq)Al(OH)3已知等物质的量浓度的NaA与NaB的盐溶液，pH：NaANaB，能知道酸HA与HB的酸性强弱吗？【提示】酸性HANa2HPO4NaClCH3COOHKHSO4。2比较盐溶液中离子浓度的大小例如：NaHCO3溶液中各离子浓度大小顺序为c(Na)c(HCO)c(OH)c(H)c(CO)。3加热蒸发盐溶液析出固体盐(2)水解生成挥发性酸的盐(AlCl3)氢氧化物氧化物(3)较低温度下受热分解的盐Ca(HCO3)2盐的分解产物4判断盐所对应酸的相对强弱例如：已知物质的量浓度相同的两种盐溶液，NaA和NaB，其溶液的pH前者大于后者，则酸HA和HB的酸性强弱为HBHA。5金属与盐溶液反应产生H2例如：金属镁与FeCl3、AlCl3、NH4Cl溶液均能反应产生H2，因为这些盐水解显酸性。6判断溶液中离子能否共存例如：Al3、Fe3与CO、HCO因为能发生水解相互促进反应，在溶液中不能大量共存。7判断盐溶液中离子种类多少(如Na3PO4溶液中存在哪些离子)。8采用加热的方法来促进溶液中某些盐的水解，使之生成氢氧化物沉淀，以除去溶液中某些金属离子。例如，不纯的KNO3溶液中常含有杂质Fe3，可用加热的方法来除去KNO3溶液中所含的Fe3。碱性溶液不能用玻璃塞的试剂瓶如实验室有下列试剂：NaOH溶液、水玻璃、Na2S溶液、Na2CO3溶液、NaHS溶液、澄清石灰水、浓H2SO4，其中必须用带橡皮塞的试剂瓶保存的是，因为碱性溶液可与玻璃中的SiO2反应，所以不能用玻璃塞。(2012西安高二质检)(1)AgNO3的水溶液呈_(填“酸”、“中”、“碱”)性，原因是(用离子方程式表示)：_，实验室在配制AgNO3的溶液时，常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度，以_(填“促进”或“抑制”)其水解。(2)明矾可用于净水，原因是(用离子方程式表示)：_。把FeCl3溶液蒸干、灼烧，最后得到的主要固体产物是_。(3)用离子方程式表示泡沫灭火器灭火原理：_。(4)热纯碱可代替洗涤剂洗涤餐具，原因是(用离子方程式表示)：_。【解析】(1)AgNO3溶液中存在：AgH2OAgOHH，所以溶液呈酸性，为抑制AgNO3水解，配制时通常加入HNO3。(2)利用Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体能凝聚水中的悬浮杂质从而达到净水目的；FeCl3溶液中存在FeCl33H2OFe(OH)33HCl，加热时HCl挥发，蒸干时得到Fe(OH)3，再灼烧得到Fe2O3。(3)泡沫灭火器原理是利用NaHCO3与Al2(SO4)3发生相互促进水解反应，离子方程式为Al33HCO=Al(OH)33CO2。(4)加热时促进CO水解，而使c(OH)增大，去污能力增强。【答案】(1)酸AgH2OAgOHH抑制(2)Al33H2OAl(OH)3(胶体)3HFe2O3(3)Al33HCO=3CO2Al(OH)3(4)COH2OHCOOH2在蒸发皿中加热蒸干并灼烧(低于400 )下列物质的溶液，可以得到该固体物质的是()A氯化铝B碳酸氢钠C硫酸铁 D高锰酸钾【解析】AlCl3发生水解反应：AlCl33H2OAl(OH)33HCl，生成的HCl挥发，而使水解平衡向右移动，致使生成Al(OH)3沉淀，它被灼烧得Al2O3。NaHCO3、KMnO4受热后分别分解得到Na2CO3、K2MnO4和MnO2，只有Fe2(SO4)3蒸干后得到原物质。【答案】C盐类水解的应用盐溶液中离子浓度大小比较守恒规律电荷守恒原子守恒质子守恒其他应用1下列过程或现象与盐类水解无关的是()A纯碱溶液去油污B铁在潮湿的环境中生锈C加热氯化铁溶液颜色变深D浓硫化钠溶液有臭味【解析】纯碱Na2CO3水解呈碱性，油污在碱性条件下易水解，A正确；FeCl3发生水解反应，加热水解程度加大，C正确；浓Na2S溶液水解可产生有臭鸡蛋气味的H2S气体，D正确；只有B项与盐类水解无关，是钢铁表面发生的电化学腐蚀。故正确答案为B。【答案】B2(2012淄博高二质检)常温下，盐酸与氨水混合，所得溶液pH7，则此溶液中的关系正确的是()Ac(NH)c(Cl)D无法确定c(NH)与c(Cl)【解析】由电荷守恒，c(NH)c(H)c(Cl)c(OH)；由溶液pH7，c(H)c(OH)，所以c(NH)c(Cl)。【答案】B3实验室有下列试剂，其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的是()NaOH溶液水玻璃Na2S溶液Na2CO3溶液NH4Cl溶液澄清石灰水浓HNO3浓H2SO4ABC D【解析】碱和水解显碱性的溶液均要放在带橡胶塞的试剂瓶中，水解显碱性，强碱，选B。【答案】B4有4种混合溶液，分别由等体积0.1 molL1的2种溶液混合而成：CH3COONa与HCl；CH3COONa与NaOH；CH3COONa与NaCl；CH3COONa与NaHCO3，下列各项排序正确的是()ApH：Bc(CH3COO)：C溶液中c(H)：Dc(CH3COOH)：【解析】CH3COOHCH3COOH，得到0.05 molL1的CH3COOH与NaCl的混合溶液。、中两种物质间不反应。A项，中两种物质水解呈碱性的盐，虽相互抑制水解，但比溶液碱性强；B项，、中CH3COO的水解受到了NaOH、NaHCO3的抑制，NaOH作为强碱抑制作用更强，中NaCl对CH3COO的水解无影响，而中为0.05 molL1的CH3COOH电离程度小，c(CH3COO)最小；C项，由A的分析知c(H)应为；D项，对、，CH3COO的水解程度越大，则c(CH3COOH)越大，故顺序应为：。【答案】B5在0.5 mol/L的NaHSO3溶液中滴入石蕊试液，溶液变红。试回答有关问题：(1)该溶液中HSO的电离程度_HSO的水解程度(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)溶液中Na、HSO、SO、H、OH、H2SO3、H2O等粒子的浓度由大到小的顺序为_。(3)在Na2SO3溶液中滴入酚酞试液，溶液变红。若在该溶液中再滴入过量的BaCl2溶液，所观察到的现象是_，其原因是_(用离子方程式和简要文字说明)。【答案】(1)大于(2)c(H2O)c(Na)c(HSO)c(H)c(SO)c(OH)c(H2SO3)(3)产生白色沉淀，且红色褪去在Na2SO3溶液中，存在水解平衡SOH2OHSOOH，加入BaCl2后，发生反应：Ba2SO=BaSO3(白色)，由于c(SO)减小，SO的水解平衡左移，c(OH)减小，酚酞褪色 10