2020年高中化学 第03章 水溶液中的离子平衡

2020年高中化学 第03章 水溶液中的离子平衡

‎3-3-2‎‎ 盐类水解（第二课时）‎ 教学目标 ‎1．理解影响盐类水解的因素 ‎2．了解盐类水解在工农业生产和日常生活的应用 ‎3．培养学生归纳思维能力和逻辑推理能力 教学重点：‎ 盐类水解的影响因素 教学难点：‎ 盐类水解的应用 教学过程：‎ ‎【回顾】盐类水解属于离子反应，其实质是：在溶液中盐电离出来的离子与水所电离出来的H＋ 或OH― 结合生成弱电解质的反应，叫做盐类的水解。水解平衡就是一种化学平衡，盐类水解的程度大小与物质的本性相关。因此，反应中形成的弱酸或弱碱电离程度越小，则盐的水解程度越大。盐类水解也是酸碱中和反应的逆过程。中和反应是放热反应，因此水解反应是吸热反应。‎ ‎【科学探究】‎ 探究目的：通过实验探究促进或抑制FeCl3水解的条件，了解影响盐类水解程度的因素。‎ 实验过程：1、从反应物性质考虑，FeCl3是否容易发生水解？水解生成物是什么？写出其水解反应的化学方程式 ‎2、应用平衡移动原理，从反应条件考虑，影响FeCl3水解的因素可能有哪些？参照下表设计、写出实验步骤 序号 可能影响因素 实验操作 现象 解释或结论 ‎1‎ 盐的浓度 ‎2‎ 溶液的酸碱性 ‎3‎ ‎3、归纳总结实验结果，得出结论并与同学交流 ‎【投影小结】1、因FeCl3属于强酸弱碱盐，生成的Fe(OH)3是一种弱碱，并且难溶，所以FeCl3易水解。其水解反应的化学方程式：Fe3＋+3H2O Fe(OH)3 +3H＋ ‎ ‎2、影响FeCl3水解的因素有：(1) 加入少量FeCl3晶体，增大C(Fe3＋)；(2)加水稀释；(3) 加入少量盐酸，增大C(H＋)； (4) 加入少量NaF 晶体，降低C(Fe3＋ )；(5) 加入少量NaHCO3，降低C(H＋)；(6)‎ 7‎ ‎ 升高温度 判断上述水解平衡移动的方向依据有多种，一是平衡原理，二是可以通过溶液颜色深浅变化作判断(如加热时，溶液颜色明显变深，表明平衡是向水解方向移动)；三是通过溶液酸度变化(如加入少量FeCl3晶体前后，测溶液PH的变化)；四是观察有无红褐色沉淀析出(如加入少量NaHCO3后，使Fe3＋的水解程度趋向完全)‎ ‎3、通过实验得出的主要结论有：‎ ‎（1）Fe3＋水解是一个可逆过程 ‎（2）水解平衡也是一个动态平衡 ‎（3）Fe3＋的水解属于吸热反应 ‎（4）改变平衡的条件（如温度、浓度等），水解平衡就会发生移动 ‎（5）当加入的物质能与溶液中的离子结合成很难电离的弱电解质，Fe3＋的水解程度就可能趋向完全 ‎【引入】这节课我们就来系统研究水解的影响因素有哪些？‎ ‎【板书】三、盐类水解的影响因素 ‎【讲】当水解速率与中和反应速率相等时，处于水解平衡状态。若改变条件，水解平衡就会发生移动，遵循勒夏特列原理。‎ ‎【板书】1、内因：盐本身的性质 ‎【讲】主要因素是盐本身的性质，组成盐的酸根对应的酸越弱（或阳离子对应的碱越弱），水解程度就越大。另外还受温度、浓度及外加酸碱等因素的影响 ‎【板书】2、外因：‎ ‎(1) 温度：升温促进水解 ‎(2) 浓度：稀释促进水解 ‎(3) 外加酸碱 ‎【讲】盐的水解是吸热反应，因此升高温度，水解程度增大。稀释盐溶液，可促进水解，盐的浓度越小，水解程度越大；但增大盐的浓度，水解平衡虽然正向移动，但水解程度减小。外加酸碱能促进或抑制盐的水解，例如，水解酸性的盐溶液，若加入碱，就会中和溶液中的H＋，使平衡向水解方向移动而促进水解，若加酸则抑制水解。‎ ‎【过】那么，在什么情况下不需要考虑水解呢？‎ ‎【板书】3、不考虑水解的情况 7‎ ‎【过】那么盐类水解有什么应用呢？‎ ‎【板书】四、盐类水解的应用 ‎【讲】盐类水解的程度一般很微弱，通常不考虑它的影响，但遇到下列情况时，必须考虑水解。‎ ‎【板书】1、分析判断盐溶液酸碱性（或PH范围）要考虑水解 ‎【讲】等体积、等物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，因为完全反应生成强酸弱碱盐NH4Cl，所以PH＜7，溶液显酸性 ‎【随堂练习】1、有学生做如下实验：将盛有滴加酚酞的NaHCO3溶液（0.1mol/L）的试管微热时，观察到该溶液的浅红色加深；若冷却至室温时，则又变回原来的浅红色。发生该现象的主要原因是＿＿＿＿‎ ‎2、相同温度、相同物质的量浓度的四种溶液：①CH3COONa，②NaHSO4，③NaCl按pH由大到小排列正确的是（）。 A．①＞③＞② B．①＞②＞③ C．③＞①＞② D．①＞③＞② 解析：此题考查学生对盐类水解规律的掌握和理解，硫酸氢钠和氯化钠都是强酸强碱盐，不水解。氯化钠溶液呈中性，硫酸氢钠溶液呈酸性。另外两盐均水解，水溶液都呈碱性，其水溶液碱性的相对强弱可依“越弱越水解”的规律比较，即组成盐的离子与水电离的Ｈ＋或ＯＨ－结合成的弱电解质，电离度越小，该盐水解程度就越大，乙酸钠和苯酚钠的水解产物分别是乙酸和苯酚，因为苯酚是比乙酸更弱的电解质，即苯酚钠的水解程度大，其水溶液的碱性较强，ｐＨ也较大，正确选项为Ｄ。‎ ‎【板书】2、比较盐溶液离子浓度大小或离子数时要考虑水解。‎ ‎【讲】例如在磷酸钠晶体中，n(Na＋ )=3n(PO43―)，但在Na3PO4溶液中，由于PO43―的水解，有c(Na＋)>‎3c(PO43―), 又如，在0.1mol/L Na2CO3 溶液中，阴离子浓度的大小顺序为：c(CO32―)>c(OH―)>c(HCO3―)‎ ‎【板书】3、配制易水解的盐溶液时，需考虑抑制盐的水解 7‎ ‎【讲】配制强碱弱酸盐溶液时，需几滴相应的强碱，可使水解平衡向左移动，抑制弱酸根离子的水解。如配制Na2CO3、Na2S溶液时滴几滴NaOH溶液。‎ ‎【随堂练习】实验室在配制硫酸铁溶液时，先把硫酸铁晶体溶解在稀硫酸中，再加水稀释至所需浓度，如此操作的目的是（　　　）‎ A、防止硫酸铁分解　　B、抑制硫酸铁水解　　‎ C、促进硫酸铁溶解　 D、提高溶液的PH ‎【板书】4、制备某些无水盐时要考虑盐的水解 ‎【讲】例如将挥发性酸对应的盐(AlCl3、FeBr2、Fe(NO3)3等)的溶液加热蒸干，得不到盐本身。以蒸干AlCl3溶液来说，AlCl3溶液中AlCl3+3H2O Al(OH)3 +3HCl，蒸干过程中，HCl挥发，水解平衡向右移，生成Al(OH)3，Al(OH)3 加热分解：2Al(OH)3==Al2O3+3H2O，故最终加热到质量不再变化时，固体产物是Al2O3。又如，有些盐(如Al 2S3)会发生双水解(能进行几乎彻底的水解)，无法在溶液中制取，只能由单质直接反应制取。‎ ‎【随堂练习】把AlCl3溶液蒸干后再灼烧，最后得到的主要固体产物是＿＿＿＿，其理由是（用化学方程式表示，并配以必要的文字说明）＿＿＿＿＿＿‎ ‎【板书】5、判断离子能否大量共存时要考虑盐的水解。‎ ‎【讲】弱碱阳离子与弱酸根离子在溶液中若能发生双水解，则不能大量共存，能发生双水解反应的离子有：Al3＋与CO32―、HCO3―、S2―、HS―、AlO2―等；Fe3＋ 与CO32―、HCO3―、AlO2―等；NH4＋与SiO32― 、AlO2―等。这里还需要我们注意的是Fe3＋与S2―、HS―也不能共存，但不是因为发生双水解，而是因为发生氧化还原反应 ‎【板书】6、化肥的合理施用，有时也要考虑盐类的水解 ‎【讲】铵态氮肥与草木灰不能混合施用。因草木灰的成分是K2CO3 水解呈碱性；CO32―+H2O ‎ HCO3―+OH―，铵态氮肥中NH4＋遇OH―逸出NH3，使氮元素损失，造成氮肥肥效降低；‎ ‎【讲】过磷酸钙不能与草木灰混合施用，因Ca(H2PO4)2水溶液显酸性，K2CO3溶液显碱性，两者混合时生成了难溶于水的CaCO3、Ca3(PO4)2 或CaHPO4 ，不能被作物吸收。 ‎ 7‎ ‎【讲】长期施用 (NH4)2SO4的土壤因NH4＋的水解而使土壤的酸性增强：‎ NH4＋+H2O NH3·H2O＋H＋　‎ ‎【随堂练习】为了同时对某农作物施用分别含有N、P、K三种元素的化肥，对于给定的化肥：①K2CO3 ②KCl ③Ca(H2PO4)2 ④(NH4)2SO4 ⑤氨水，最适合的组合是( )‎ ‎ A、①③④ B、②③④ C、①③⑤ D、②③⑤‎ ‎【板书】7、某些试剂的实验室贮存要考虑盐的水解 ‎【讲】例如Na2CO3、NaHCO3溶液因CO32―、HCO3―水解，使溶液呈碱性，OH―与玻璃中的SiO2反应生成硅酸盐，使试剂瓶颈与瓶塞粘结，因而不能用带玻璃塞的试剂瓶贮存，必须用带橡皮塞的试剂瓶保存。‎ ‎【板书】8、用盐作净水剂时需考虑盐类水解 ‎【讲】例如，明矾KAl(SO4)2 ·12H2O净水原理：Al3＋+3H2O Al(OH)3 (胶体)+3H＋ ，Al(OH)3胶体表面积大，吸附能力强，能吸附水中悬浮杂质生成沉淀而起到净水作用。‎ ‎【板书】9、Mg、Zn等较活泼金属溶于强酸弱碱盐(如NH4Cl、AlCl3、FeCl3等)溶液中产生H2 ‎ ‎【讲】将Mg条投入NH4Cl溶液中，有H2、NH3产生，有关离子方程式为NH4＋+H2O　　NH3·H2O ‎＋H＋，Mg＋2H＋＝＝Mg2＋＋H2　Mg与FeCl3、AlCl3、NH4Cl溶液均能反应 ‎【板书】10、某些盐的分离除杂要考虑盐类水解 ‎【讲】例如为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3＋可在加热搅拌条件下加入氧化镁，氧化镁与Fe3＋水解产生H＋反应：MgO＋2H＋＝＝Mg2＋＋H2O，使水解平衡Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3 +3H＋ 不断向右移动，Fe3＋会生成Fe(OH)3沉淀而被除去。‎ ‎【随堂练习】为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+ ，可在加热搅拌的条件下加入一种物质，过滤后再加入适量盐酸。这种物质是（　　　）‎ A、氧化镁　　B、氢氧化钠　　C、碳酸钠　　D、碳酸镁 ‎【板书】11、工农业生产、日常生活中，常利用盐的水解知识 ‎【讲】泡沫灭火器产生泡沫是利用了Al2（SO4）3　和NaHCO3相混合发生双水解反应，产生了CO2，Al3＋＋3HCO3―＝＝Al(OH)3＋3CO2　‎ ‎【讲】日常生活中用热碱液洗涤油污制品比冷碱液效果好，是由于加热促进了Na2CO3水解，使溶液碱性增强。‎ ‎【讲】水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，基本上不会生成MgCO3 ，是因为MgCO3微溶于水，受热时水解生成更难溶的Mg(OH)2　‎ ‎【讲】小苏打片可治疗胃酸过多 7‎ ‎【讲】磨口试剂瓶中不能盛放Na2SiO3、Na2CO3等试剂。‎ ‎【板书】12、加热蒸干盐溶液析出固体 ‎【板书】13、判断盐对应酸的相对强弱 ‎【讲】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的相对强弱为HB>HA ‎【随堂练习】物质的量浓度相同的三种盐NaX，NaY，NaZ的溶液，其pH依次为8，9，10，则HX，HY，HZ的酸性由强到弱的顺序是（）。 A．HX，HZ，HY B．HZ，HY，HX C．HX，HY，HZ D．HY，HZ，HX ‎【板书】14、制备纳米材料 ‎【讲】例如，用TiCl4制备TiO2 ：TiCl4+(x+2) H2O (过量) TiO2·xH2O↓+4HCl 。制备时加入大量的水，同时加热，促进水解趋于完全，所得TiO2·xH2O经焙烧得TiO2。类似的方法也可用来制备SnO、SnO2、Sn2O3等。‎ ‎【小结】盐类水解的知识不仅在以上我们提到的配制某溶液或分离提纯某些物质方面用得到，它还有更广泛的应用，如在农业生产中化肥能否混合施用的问题，日常生活中用到的泡沫灭火器的原理等等，都与盐类水解有关。同学们如果有兴趣的话，可在课余时间到图书馆查阅一些相关资料，来进一步了解盐类水解的应用。‎ 板书设计：‎ 三、盐类水解的影响因素 ‎1、内因：盐本身的性质 ‎2、外因：‎ ‎(1) 温度：升温促进水解 ‎(2) 浓度：稀释促进水解 ‎(3) 外加酸碱 7‎ ‎3、不考虑水解的情况 四、盐类水解的应用 ‎6、化肥的合理施用，有时也要考虑盐类的水解 ‎7、某些试剂的实验室贮存要考虑盐的水解 ‎8、用盐作净水剂时需考虑盐类水解 ‎9、Mg、Zn等较活泼金属溶于强酸弱碱盐(如NH4Cl、AlCl3、FeCl3等)溶液中产生H2 ‎ ‎10、某些盐的分离除杂要考虑盐类水解 ‎11、工农业生产、日常生活中，常利用盐的水解知识 ‎12、加热蒸干盐溶液析出固体 ‎13、判断盐对应酸的相对强弱 ‎14、制备纳米材料 7‎