鹽類水解的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案教學(xué)基本信息課題鹽類水解的應(yīng)用所屬模塊及章節(jié)人教版高中化學(xué)選修 4 第三章第三節(jié)一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)本節(jié)內(nèi)容將化學(xué)平衡理論和微粒觀作為指導(dǎo)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(qiáng)弱、主次之分；當(dāng)微粒間的這些相互作用過程可逆時(shí)會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)，這時(shí)微粒的數(shù)目保持不變；外界條件改變會(huì)引起平衡的移動(dòng)，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(yīng)用使學(xué)生能夠真正意識(shí)到化學(xué)平衡移動(dòng)原理對反應(yīng)的調(diào)控功能，真切感受到原理對實(shí)際生產(chǎn)生活的指導(dǎo)作用。基于此，本節(jié)課的核心目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生借助“從微觀視角分析水溶液”思維方法，應(yīng)用鹽類水解的知識(shí)解決物質(zhì)制備、保存、溶液配制等實(shí)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(dá)到促進(jìn)或抑制鹽類水解的目的？”二、教學(xué)背景分析學(xué)習(xí)內(nèi)容分析本節(jié)課是鹽類水解第三課時(shí)，在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了鹽類水解的實(shí)質(zhì)、規(guī)律和影響鹽類水解的因素。根據(jù)平衡移動(dòng)原理，溶液中反應(yīng)物和生成物濃度的大小及溫度的變化都會(huì)引起水解平衡的移動(dòng)。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對鹽類水解程度的調(diào)控，從而達(dá)到生產(chǎn)生活及化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的需要，即實(shí)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(shí)現(xiàn)物質(zhì)保存、配制和無水氯化物的制備；通過促進(jìn)鹽類水解，實(shí)現(xiàn)膠體和Tio2 的制備。同時(shí)鹽類水解的應(yīng)用為第四節(jié)“沉淀反應(yīng)”的應(yīng)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(xué)生情況分析已有基礎(chǔ)通過“鹽類水解前兩課時(shí)的學(xué)習(xí)，初步掌握了鹽類水解的實(shí)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(yīng)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(xué)平衡移動(dòng)問題的思路和方法。發(fā)展點(diǎn)能夠根據(jù)需要，通過實(shí)驗(yàn)條件或操作的調(diào)控，抑制或促進(jìn)水解；通過膠體的制備，深化對微粒間相互作用程度的認(rèn)識(shí)，即反應(yīng)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(qiáng)弱。達(dá)成目標(biāo)借助“從微觀視角分析水溶液”思維方法，應(yīng)用鹽類水解的知識(shí)解決物質(zhì)制備、保存、溶液配制等實(shí)際問題。教學(xué)方式及教學(xué)手段說明本節(jié)課采用“分析解釋、簡單設(shè)計(jì)”的任務(wù)方式，通過控制探究環(huán)節(jié)的難度和開放度，層層遞進(jìn)，力爭讓不同層次的學(xué)生都能夠參與到探究活動(dòng)中，重在突出課堂教學(xué)的實(shí)效性。三、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能掌握強(qiáng)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(huì)尋找不同水解反應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)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(jià)值觀用化學(xué)知識(shí)分析生產(chǎn)生活中見到的現(xiàn)象，有學(xué)以致用的成就感，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；讓學(xué)生自己進(jìn)行簡單的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)品質(zhì)；通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析解釋，加強(qiáng)學(xué)生對現(xiàn)象與本質(zhì)的辯證關(guān)系的理解，使學(xué)生學(xué)會(huì)用宏觀現(xiàn)象去探究微觀粒子間的相互作用。教學(xué)重點(diǎn)掌握強(qiáng)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(huì)尋找不同水解反應(yīng)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(qiáng)弱；建立強(qiáng)酸弱堿鹽配制和保存、無水氯化物的制備方法。教學(xué)難點(diǎn)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(qiáng)弱。會(huì)尋找不同水解反應(yīng)之間的聯(lián)系，掌握泡沫滅火器的基本原理。教學(xué)方法任務(wù)驅(qū)動(dòng)、科學(xué)探究、實(shí)驗(yàn)法。四、教學(xué)流程教學(xué)環(huán)節(jié)活動(dòng)線索認(rèn)知發(fā)展線索五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教學(xué)環(huán)節(jié) 1應(yīng)用鹽類水解知識(shí)，解決物質(zhì)配制和保存問題?！疽搿可瞎?jié)課我們學(xué)習(xí)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(dòng)。在實(shí)際應(yīng)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(xué)習(xí)鹽類水解的應(yīng)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(xué)們按照分析水溶液的思路分析下，這個(gè)混濁物是怎么產(chǎn)生的？【要求同學(xué)給予評價(jià)】大家對這名同學(xué)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(gè)現(xiàn)象，不僅反映出Fe3+與水中 oH-的結(jié)合，而且是動(dòng)態(tài)的，不斷促進(jìn)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(yīng)的酸?！狙a(bǔ)充】具體操作時(shí)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(jìn)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?！净卮稹考欲}酸，增大氫離子濃度，抑制了鐵離子的水解?！净卮稹颗渲?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(xué)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(jìn)了水的電離，是個(gè)動(dòng)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(yīng)用鹽類水解知識(shí)，解決物質(zhì)制備問題?！具^渡】在配制和保存鹽溶液時(shí)，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(shí)，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(yīng)的程度很強(qiáng)，因此，當(dāng)反應(yīng)出現(xiàn)時(shí)優(yōu)先考慮反應(yīng)，若沒有發(fā)生反應(yīng)，再考慮水解。而膠體的制備是利用了鹽類水解是個(gè)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(dǎo)】兩個(gè)水解反應(yīng)產(chǎn)物性質(zhì)不同。【強(qiáng)調(diào)】這與之前在講化學(xué)平衡時(shí)不太一樣，當(dāng)水量比較大時(shí)，水的一點(diǎn)點(diǎn)改變對他影響不大，濃度視為常數(shù)?！咀穯枴繌牧硪粋€(gè)角度分析，當(dāng)生成cu2 和硫酸到達(dá)一定量時(shí)，能否共存呢？【提煉主題】硫酸難揮發(fā)， 生成 cu2 和硫酸到達(dá)一定量時(shí)， 不能共存，同時(shí)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(shí)，要抑制水解，需要在干燥氯化氫的氛圍中加熱制備。【過渡】 Tio2 是一種白色顏料，廣泛應(yīng)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(yīng)制備Tio2 ，中間反應(yīng)是Ticl4+4H2oTi4+4Hcl制備 Tio2 ，請思考：這個(gè)反應(yīng)依據(jù)的原理是什么？請你設(shè)計(jì)，制備 Tio2 的實(shí)驗(yàn)條件是什么？應(yīng)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(jìn)水解能制備 Tio2 ?！净卮稹繗溲趸X膠體作凈水劑。【回顧思考】必修階段制備氫氧化鐵膠體的操作?！净卮稹考訜崾菫榱舜龠M(jìn)鐵離子的水解?！净卮稹考尤氲酱罅克?，目的是促進(jìn)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(huì)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(gè)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(xué)生 1：加熱 Fecl3 ?6H2oFecl3+3H2oFe3+3Hcl ，加熱，使平衡不斷向水解反應(yīng)方向進(jìn)行，生成Fe3。同理加熱 cuSo4?5H2o 時(shí)，會(huì)生成cu2。學(xué)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(yīng)該不同。學(xué)生 3：在硫酸銅晶體這個(gè)體系持續(xù)加熱，水分被帶走了，這個(gè)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(dòng)了。最后制備無水硫酸銅?！净卮稹坎荒?，酸和堿中和。【回答】要抑制 Fe3+的水解，就要增加氫離子濃度，加鹽酸。學(xué)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(yīng)，是水解反應(yīng)。【回答】Ti4+ 結(jié)合了水電離的oH-，促進(jìn)了水的電離平衡正向移動(dòng)，因此產(chǎn)生濃度大的氫離子?！净卮稹恳蒚io2 ?xH2o，就要促進(jìn)鹽類水解，因此需要加熱條件，在操作時(shí)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(rèn)識(shí)，即反應(yīng)是強(qiáng)作用，水解微弱的。深刻感受到鹽類水解的程度和動(dòng)態(tài)的過程。通過實(shí)驗(yàn)事實(shí)的對比，尋找Fecl3 和 cuSo4 水解的不同，從而促進(jìn)對無水氯化物制備的認(rèn)識(shí)。從微粒和數(shù)量及種類改變角度分析反應(yīng)，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(yīng)。通過調(diào)控，促進(jìn)水解，實(shí)現(xiàn)Tio2 的制備。環(huán)節(jié) 3Ti4+應(yīng)用鹽類水解知識(shí)，解決泡沫滅火器原理。【演示實(shí)驗(yàn)】將飽和氯化鐵溶液和飽和碳酸氫鈉溶液混合。【提問】依據(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?yàn)轱@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(gè)水解反應(yīng)發(fā)生了關(guān)聯(lián)，促進(jìn)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(yīng)方程式。試劑分別裝在玻璃筒和鋼制筒兩個(gè)不同容器內(nèi)，硫酸鋁溶液裝在哪個(gè)容器呢？【觀察現(xiàn)象】【小組討論】【回答】Fe3+3H2oFe3+3H+，Hco3-+H2oH2co3+oH-，兩個(gè)水解反應(yīng)相互促進(jìn)，水解趨于完全，生成氫氧化鐵紅褐色沉淀和二氧化碳?xì)怏w?！净卮稹楷F(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(yīng)之間的聯(lián)系，解決互促水解問題。 六、板書設(shè)計(jì)鹽類水解的應(yīng)用