内容正文:
探究影响水解平衡移动的因素和盐类水解的简单应用学案
曹县一中 高二化学 姬嗣玉
【探究目的】
1.通过改变反应物或产物的浓度,探究浓度改变对平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3、Cr2+H2O2Cr+2H+的影响,巩固浓度对平衡移动影响的理论知识,培养变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识等学科核心素养。
2.通过改变温度条件,探究温度改变对平衡[Cu(H2O)4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O、2NO2N2O4的影响,巩固温度对平衡移动影响的理论知识,培养变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识等学科核心素养。
3.进一步学习控制变量、对比实验等科学探究方法,培养变化观念与科学探究等学科核心素养。
【化学与生活】
实验仪器及药品:黑枸杞、稀盐酸、氢氧化钠、试管、烧杯、胶头滴管、试管、试管架、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯、火柴、铁粉、0.05 mol·L-1FeCl3溶液、0.15 mol·L-1KSCN溶液、蒸馏水。
资料拓展;黑枸杞味甘、性平,富含蛋白质。有“花青素之王”,“软黄金”的美誉。花青素又称花色素,是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素,可以随着细胞液的酸碱改变颜色。也是植物花瓣中呈现的主要颜色,水果,花卉,蔬菜等五彩缤纷的颜色大部分都与之相关。
生活小实验:
①实验原理 :
②实验步骤:
取一支试管,加入2粒黑枸杞,然后按下表步骤进行实验,观察溶液颜色的变化,判断平衡是否发生移动及移动方向。完成下表:
实验操作
实验现象
平衡移动方向
实验Ⅰ
滴加2~3滴0.1 mol·L-1NaOH溶液
溶液颜色逐渐变为
向 反应方向移动
实验Ⅱ
滴加2~3滴0.1 mol·L-1 H2SO4溶液
溶液颜色逐渐变为
向 反应方向移动
(3) 结论:在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
【实验过程和结论】
1.浓度对化学平衡的影响
(1)实验探究1
①实验原理:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(血红色)
②实验步骤:
Ⅰ.在小烧杯中加入约10 mL蒸馏水,再滴入5滴0.05 mol·L-1FeCl3溶液、5滴0.15 mol·L-1KSCN溶液,用玻璃棒搅拌,使其充分混合,将混合均匀的溶液平均注入a、b、c三支试管中。
向试管a中滴入5滴0.05 mol·L-1FeCl3溶液,向试管b中滴入5滴0.15 mol·L-1KSCN溶液,观察并记录实验现象,与试管c进行对比,完成下表:
实验编号
滴加试剂
实验现象
平衡移动方向
a
5滴0.05 mol·L-1FeCl3溶液
溶液颜色
向 反应方向移动
b
5滴0.15 mol·L-1KSCN溶液
溶液颜色
向 反应方向移动
c
不加试剂,对照
Ⅱ.继续向上述两支试管中分别加入少量铁粉,观察并记录实验现象,完成下表:
实验编号
滴加试剂
实验现象
平衡移动方向
a
加入少量铁粉
溶液颜色
向 反应方向移动
b
加入少量铁粉
溶液颜色
向 反应方向移动
c
不加试剂,对照
(3)结论:在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
2.温度对化学平衡的影响
(1)实验探究1
①实验原理: ΔH>0
②实验步骤:
分别取2 mL 0.5 mol·L-1 CH3COONa溶液加入两支试管中,将其中的一支试管a先加热,然后置于冷水中,观察并记录实验现象,与另一支试管b进行对比。完成下表:
实验编号
实验操作
实验现象
平衡移动方向
a
加热
溶液 加深
向 反应方向移动
将上述溶液置于冷水中
溶液由 色变成 色
向 反应方向移动
b
对照
(3)结论:升高温度,化学平衡向 反应方向移动;降低温度,化学平衡向 反应方向移动。
3.盐类水解的应用,新问题探究:混合Al2(SO4)3 和NaHCO3溶液
a Al2(SO4)3 溶液 b NaHCO3溶液
c Al2(SO4)3 溶液和NaHCO3溶液混合
【问题讨论】
1.向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液变为红色。若向上述溶液中滴加较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液,溶液的红色将如何变化?为什么?
【答案】溶液红色变深,滴加较浓的FeCl3溶液或KSCN溶液时,c(Fe3+)或c(SCN-)增大,使平衡Fe3++3SCN-Fe(SCN)3向右移动,Fe(SCN)3浓度增大,溶液红色变深。
2.向K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液,NaOH溶液的作用是什么?向K2Cr2O7溶液中滴加硫酸溶液,又会引起怎样的变化?
【答案】K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2+H2O2Cr+2H+,若加入NaOH溶液,OH-中和H+,减小了氢离子浓度,使平衡向右移动,溶液黄色加深。若滴加硫酸溶液,增大了氢离子浓度,使上述平衡左移,溶液橙色加深。
3.草木灰是农村常用的钾肥,它含有K2CO3,铵态氮肥与草木灰不宜混合使用,为什么铵态氮肥和草木灰混合使用会降低肥效?
4.在进行浓度、温度对化学平衡影响的实验时,应注意哪些问题?
【答案】要注意设置对照组,并且控制单一变量。
【知识总结】 影响盐类水解平衡移动的因素
1、内因:与盐的本性有关
2、外因: ①温度越高,盐的水解度越大; ②浓度越稀,盐的水解度越大;
③加入影响水解的其他物质。(同离子效应)
【典型例题】
类型一、盐类水解的实质及水解规律
例1.由一价离子组成的四种盐:AC、BD、AD、BC的1 mol/L的溶液,在室温下前两种溶液的pH=7,第三种溶液pH>7,最后一种溶液pH<7,则( )
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOH<BOH
AOH>BOH
AOH<BOH
酸性
HC>HD
HC>HD
HC<HD
HC<HD
【总结升华】物质的结构决定着物质的性质,盐能否水解,怎样水解,必须首先从物质结构入手加以分析,从而发现并掌握盐类水解规律。怎样判断盐是否水解,先要抓住组成盐的两个根(酸根和碱根)进行分析。若有弱根则水解,若无弱根,只有强根,则无法水解;若酸根弱,碱根强,则酸根水解,溶液显碱性,反之亦然。
类型二、影响盐类水解平衡的因素
例2.在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:CO32―+H2OHCO3―+OH―。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大 B.通入CO2,平衡向正反应方向移动
C.升高温度,减小 D.加入NaOH固体,溶液pH减小
【总结升华】影响盐类水解的主要因素中,温度升高,水解程度增大,相应水解平衡常数也增大。水解平衡常数仅为温度的函数,与单纯某种离子浓度改变无关。
类型三、互促水解问题
例3.普通泡沫灭火器的铁筒里装着一只玻璃管,玻璃管内盛装硫酸铝溶液,铁筒里盛装碳酸氢钠溶液。使用时,倒置灭火器振荡,两种溶液相混合就会喷出含二氧化碳的白色泡沫。
(1)产生此现象的离子方程式是________________。
(2)不能把硫酸铝装在铁筒里的主要原因是________________。
(3)一般不用碳酸钠代替碳酸氢钠是因为________________。
【总结升华】“盐类水解的应用”类的题目可以很好的体现学生对这部分内容掌握的情况,只有通过大量的练习才能达到运用自如的效果。
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学科网(北京)股份有限公司
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