《鹽類水解的應(yīng)用》導(dǎo)學(xué)案
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1、 《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;外界條件改變會引起平衡的移動,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)生能夠真正意識到化學(xué)平衡移動原理對
2、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 的變化都會引起水解平衡的移動。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),能夠 實(shí)現(xiàn)對
3、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;
4、 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, 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
5、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)知識分析生產(chǎn)生活
6、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
7、性質(zhì),診斷微粒間相互作用的主次 或強(qiáng)弱。 會尋找不同水解反應(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、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)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖 教學(xué)環(huán)節(jié) 1 應(yīng)用鹽類水解知識,解決物質(zhì)配制和保存問題。 【引入】上節(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。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。
8、 【展示并提問】這是一瓶配制已久的 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,而且是動態(tài)的,不斷促進(jìn)水的電離。 【提問】在配制 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?
9、 【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。 【補(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。 【思考】 【黑板書寫并用語言描述微觀的過程】 【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。 【回答】加鹽酸,增大氫離子濃度,抑制了鐵離子的水 解。 【回答】
10、 配制 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,解決物質(zhì)制備問題。 【過渡】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
11、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。 【提問】 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
12、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? 問】從另一個(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。 【提問】采取什么措施就能制備無水 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
13、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 。【回答】 氫氧化鋁膠體作凈水劑。 【回顧思考】 必修階段制備氫氧化鐵膠體的操作。 【回答】 加熱是為
14、了促進(jìn)鐵離子的水解。 【回答】加入到大量水里,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。 【回答】 用氫氧化鈉會生成沉淀。 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。 【小組討論】 【黑板書寫并用語言描述微觀的過程】 學(xué)生 1: 加熱 Fecl3 ?6H2o Fecl3+3H2o Fe3+3Hcl ,
15、 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 衡就向左移動了。最后制備無水硫酸銅。 【回答】 不能,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。
16、 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 。 【小組討論】 【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,因此產(chǎn)生濃度大的氫離子。 【回答】 要生成 Tio2 ?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,即反應(yīng)是強(qiáng)作用,水解微弱的。 深刻感受到鹽類水
17、解的程度和動態(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。 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) 3 Ti4+ 應(yīng)用鹽類水解知識,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, Fe3
18、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。 【課后作業(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
19、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++3H2o Fe3+3H+, Hco3-+H2o H2co3+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。 【回答】 現(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
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