内容正文:
第三节 盐类的水解
第1课时 盐类的水解
年级
高二
学科
化学
课型
新授课
教材
人教版选择性必修1 第三章 第三节 第1课时
教学目标
1.能根据形成盐的酸、碱强弱对盐进行分类,通过实验探究归纳不同类型盐溶液的酸碱性规律,明确cH+与cOH-的相对大小和溶液酸碱性的对应关系。
2.理解盐类水解的定义与实质,掌握盐类水解的基本规律,能快速判断常见盐溶液的酸碱性。
3.掌握盐类水解离子方程式的书写规则,能正确书写一元弱酸强碱盐、一元弱碱强酸盐、多元弱酸根、多元弱碱阳离子的典型水解离子方程式。
教学重点
1.盐类水解的本质及分析;
2.盐类水解规律的应用。
教学难点
1.盐溶液呈现不同酸碱性的微观原因;
2.水解离子方程式的规范书写。
教材分析
本节教学内容源于新课标人教版(2019年版)高中化学选择性必修1第三章《水溶液中的离子反应与平衡》第三节《盐类的水解》,为该节第一课时。本节内容是弱电解质电离、水的电离平衡、溶液酸碱性等知识的综合延伸,是水溶液离子平衡体系的核心组成模块,既承接了前面电离平衡的相关分析方法,也为后续学习盐类水解的应用、沉淀溶解平衡奠定理论基础,在本章知识体系中起到承上启下的作用。
按照课标要求,本课时核心内容包含盐溶液的酸碱性探究、盐类水解的实质、水解规律及水解方程式书写三部分。教材以生活中纯碱可作“碱”使用的真实情境引入,通过实验探究不同类型盐溶液的酸碱性,引导学生从微观离子相互作用的角度分析现象本质,自主推导盐类水解的原理,总结水解规律,符合“宏观现象-微观本质-符号表达”的化学认知逻辑,可有效落实宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学核心素养。
学情分析
本节课的教学对象为高二学生,经过必修阶段和选择性必修1前两节内容的学习,学生已经掌握了电解质电离、离子反应发生条件、弱电解质的电离平衡、水的电离及溶液pH与酸碱性的对应关系等相关知识,具备一定的微观分析能力和实验探究能力,能够独立完成简单的溶液酸碱性测定实验,具备学习本节内容的知识和能力基础。
但学生对水溶液中多平衡体系的分析能力仍较薄弱,容易出现水电离出的H+、OH-浓度关系混淆、电离方程式与水解方程式区分不清、忽略盐类水解的微弱性等认知误区,对规律的迁移应用能力还有待提升。教学中需结合实例引导学生逐步建立“盐电离离子-水电离离子-相互作用生成弱电解质-水的电离平衡移动-溶液酸碱性改变”的分析模型,帮助学生突破认知难点,落实核心素养发展要求。
教学过程
教学内容
设计意图
课堂导入
【生活设问引导发言】同学们,咱们先来聊聊生活里的小常识呀:家里蒸馒头的时候面发过头会发酸,长辈们通常会加一点“纯碱”来中和酸味,蒸出来的馒头才会松软可口;还有厨房灶台、油烟机上沾了重油污,用洗洁精不好洗的时候,老一辈也会用热的纯碱水来擦洗,去油污效果特别好。老师想问问大家,有没有同学知道这个“纯碱”的化学成分是什么呀?它属于我们之前学过的哪类物质呀?(留1-2分钟让学生发言,学生会答出Na₂CO₃,属于盐类)
【演示实验制造认知冲突】大家说得非常对!Na₂CO₃从物质分类角度,确实是由金属阳离子和酸根阴离子构成的盐,根本不是碱。那为什么生活里大家要把它叫做“纯碱”,还能像碱一样去中和酸、去油污呢?咱们现在来做个小实验验证一下:这是我提前配制好的1mol/L的碳酸钠溶液,现在用pH试纸测一下它的pH值——大家看,pH试纸显深蓝色,说明碳酸钠溶液的pH远大于7,确实是显碱性的。【过渡引题】那问题就来了:我们之前知道酸溶液显酸性、碱溶液显碱性,为什么属于盐的Na₂CO₃,它的水溶液会显碱性呢?其他的盐比如我们熟悉的NaCl、NH₄Cl,它们的溶液又显什么性?盐溶液的酸碱性有没有什么规律?带着这些问题,咱们今天就一起来学习第三节《盐类的水解》的第一课时。
【引入】日常生活中我们常用中和面点发酵产生的酸,也用它清洗油污,明明属于盐类的却被叫做“纯碱”,这和它溶液的酸碱性直接相关,今天我们就来探究盐溶液酸碱性的本质原因——盐类的水解。
【教师提问】首先我们明确本节课的学习目标和重难点:
1.理解盐类水解的实质,掌握水解原理及规律,能正确书写水解方程式
2.通过实验归纳盐溶液酸碱性和盐类型的关系,探究宏观现象背后的微观本质,重点:盐类水解的本质及分析;难点:盐溶液酸碱性的原因、水解方程式书写
【学生思考】结合生活经验思考纯碱呈碱性的可能原因,明确本节课学习方向
1.贴合生活实际,激发参与兴趣:从学生熟悉的蒸馒头、厨房去油污的生活场景切入,提问学生有认知基础的问题,能快速拉近化学知识和生活的距离,激发学生的表达欲和好奇心,主动参与课堂讨论。
2.制造认知冲突,引发探究欲望:通过“碳酸钠属于盐却显碱性”的实验事实,打破学生以往默认“盐溶液都呈中性”的固有认知,制造认知冲突,让学生主动产生探究“盐溶液为什么会显不同酸碱性”的学习动力。
3.紧扣课标要求,明确学习方向:通过情境问题自然引出本节课的两个核心学习内容——盐溶液的酸碱性规律、盐溶液显不同酸碱性的原因,让学生带着明确的问题开启新课学习,提高学习的针对性和主动性。
环节一盐溶液的酸碱性
任务一 基于物质类别研究物质性质
【引入】盐是酸碱中和反应的产物,我们可以根据形成盐的酸、碱的强弱对盐进行分类,为后续探究酸碱性规律做铺垫。
【教师提问】结合中和反应“酸+碱=盐+水”,尝试从酸的强弱、碱的强弱两个维度对盐进行分类,并举出对应实例。
【学生思考】小组讨论后回答:
1.强酸强碱盐:强酸和强碱中和的产物,如NaCl、 K2SO4
2.强酸弱碱盐:强酸和弱碱中和的产物,FeCl3、NH4Cl
3.强碱弱酸盐:强碱和弱酸中和的产物,如CH3COONa、K2CO3
4.弱酸弱碱盐:弱酸和弱碱中和的产物,如CH3COONH4、(NH4)2CO3
【讲解】评价学生的分类结果,强调分类标准为“形成盐的酸、碱的相对强弱”,是后续探究盐溶液酸碱性的基础。
知识总结
一、盐溶液的酸碱性
1.盐的分类
①强酸强碱盐:强酸和强碱中和的产物,如NaCl、 K2SO4
②强酸弱碱盐:强酸和弱碱中和的产物,FeCl3、NH4Cl
③强碱弱酸盐:强碱和弱酸中和的产物,如CH3COONa、K2CO3
④弱酸弱碱盐:弱酸和弱碱中和的产物,如CH3COONH4、(NH4)2CO3
任务二 探究盐溶液的酸碱性
【引入】酸溶液呈酸性cH+>cOH-、碱溶液呈碱性cH+<cOH-,那盐溶液的酸碱性和盐的类型有什么关系呢?我们通过实验来探究。
【教师提问】
1.可以用哪些方法测定盐溶液的酸碱性?
2.请先分类,再预测其酸碱性,结合实验结果总结规律。
盐
NaCl
Na2CO3
NH4Cl
KNO3
CH3COONa
(NH4)2SO4
盐溶液的酸碱性
盐的类型
【学生思考】
1.回答测定方法:pH试纸、pH计、酸碱指示剂等。
2.结合实验结果整理规律:
强酸强碱盐:pH=7,呈中性
强碱弱酸盐:pH>7,呈碱性
强酸弱碱盐:pH<7,呈酸性
【讲解】评价学生的归纳结果,明确盐溶液的酸碱性和盐的类型直接相关,接下来我们从微观电离的角度分析该现象的本质原因。
知识总结
一、盐溶液的酸碱性
2.选择合适的方法测试盐溶液的酸碱性
pH试纸、pH计、酸碱指示剂等。
3.实验探究盐溶液的酸碱性
用pH试纸分别测定下列6种盐溶液的pH,记录测定结果:
盐
NaCl
Na2CO3
NH4Cl
KNO3
CH3COONa
(NH4)2SO4
盐溶液的酸碱性
pH=7
pH>7
pH<7
pH=7
pH>7
pH<7
盐的类型
强酸强碱盐
弱酸强碱盐
强酸弱碱盐
强酸强碱盐
弱酸强碱盐
强酸弱碱盐
【结果与讨论】
盐的类型
强酸强碱盐
强碱弱酸盐
强酸弱碱盐
盐溶液的酸碱性
中性
碱性
酸性
环节二盐溶液呈现不同酸碱性的原因
任务三 不同类盐溶液呈现不同酸碱性的原因
【引入】我们从微观电离的角度,分析NH4Cl溶液中的离子相互作用,探究其呈酸性的本质原因。
【教师提问】
1.NH4C溶液中存在哪些电离过程?电离产生的离子有哪些?
2.哪些离子之间会发生相互作用?该作用对水的电离平衡有什么影响?
【学生思考】讨论后回答:
【教师提问】用分析NH4Cl的方法,自主探究CH3COONa、NaCl溶液酸碱性的原因。
【学生思考】
【讲解】我们把上述盐电离出的离子和水电离的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。
知识总结
二、盐溶液呈现不同酸碱性的原因
溶液中存在的离子
离子间能否相互作用生成弱电解质
能
c(H+)和c(OH-)的相对大小
c(H+) >c(OH-),呈酸性
理论解释
NH4+和OH-结合生成弱电解质NH3·H2O,使水的电离平衡向电离方向移动,使溶液中c(H+)> c(OH-)。
总反应的离子方程式
NH4++H2O NH3·H2O+H+
1.强酸弱碱盐(以NH4Cl为例)
2.强碱弱酸盐(以CH3COONa为例)
溶液中存在的离子
离子间能否相互作用生成弱电解质
能
c(H+)和c(OH-)的相对大小
c(H+)<c(OH-),呈碱性
理论解释
NH4+和OH-结合生成弱电解质NH3·H2O,使水的电离平衡向电离方向移动,使溶液中c(H+)<c(OH-)。
总反应的离子方程式
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
3.盐溶液呈现不同酸碱性的原因
盐溶液
NaCl溶液
NH4Cl溶液
CH3COONa溶液
盐溶液中的离子
Na+、Cl-、H+、
OH-
Cl–、NH4+、H+、OH–、
Na+、CH3COO–、OH–、H+、
有无弱电解质生成
H2O
NH3 · H2O
H2O
CH3COOH
H2O
c(H+)和c(OH-)相对大小
c(H+)=c(OH-)
c(H+) > c(OH–)
c(H+) < c(OH–)
盐溶液的酸碱性
中性
酸性
碱性
4.盐类的水解
⑴定义
在溶液中盐电离出来的离子跟水所电离出来的H+或OH—结合生成弱电解质的反应,称为盐类的水解。
⑵条件
盐必须溶于水;必须含有弱酸根离子或弱碱阳离子。
⑶实质
在溶液中由盐电离出的弱酸的阴离子或弱碱的阳离子跟水电离出的H+或OH—结合生成弱电解质弱酸或弱碱,破坏了水的电离平衡,使其平衡向右移动,引起氢离子或氢氧根离子浓度的变化。
盐类水解可促进水的电离。
⑷特点
① 盐类水解吸热。该反应可以看做是酸碱中和反应的逆反应;
② 通常盐类水解程度是很小的,且反应前后均有弱电解质存在,故属于可逆反应。
任务四 思考:盐类水解的规律
【引入】结合前面的案例,我们可以总结盐类水解的通用规律,方便快速判断盐溶液的酸碱性。
酸
碱
盐的类型
是否水解
盐溶液的
酸碱性
强酸
强碱
强酸强碱盐
(无弱不水解)
中性
弱酸
强碱
强碱弱酸盐
(酸弱能水解)
碱性
强酸
弱碱
强酸弱碱盐
(碱弱能水解)
酸性
弱酸
弱碱
弱酸弱碱盐
(都弱都水解)
谁强显谁性
【教师提问】
1.什么情况下盐会发生水解?水解后酸碱性如何判断?
2.多元弱酸形成的强碱盐的水解和一元弱酸强碱盐有什么不同?
【学生思考】
1.只有盐中存在弱离子(弱酸根/弱碱阳离子)时才会水解,酸碱性由相对强的一方决定:强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
知识总结
二、盐溶液呈现不同酸碱性的原因
5.盐类水解规律
口诀:有弱才水解,无弱不水解;谁弱谁水解,谁强显谁性;越弱越水解,都弱都水解,两弱具体定
常见弱碱阳离子:NH4+、Al3+、Fe3+、Cu2+等
常见弱酸根离子:CO32-、HCO3-、AlO2-、SO32-、S2-、HS-、SiO32-、ClO-、CH3COO-、F-等
【例1】下列关于盐溶液呈酸碱性的说法错误的是( )
A.盐溶液呈酸碱性的原因是破坏了水的电离平衡
B.NH4Cl溶液呈酸性是由于溶液中c(H+)>c(OH-)
C.在CH3COONa溶液中,由水电离 的c(OH-)≠c(H+)
D.水电离出的H+(或OH-)与盐中的弱酸根离子(或弱碱阳离子)结合,造成盐溶液呈碱(或酸)性
【答案】C
【解析】水电离出的c(H+)=c(OH-)一定成立,CH3COONa溶液显碱性,是由于水电离出的H+有一部分与CH3COO-结合成CH3COOH,从而使c(H+)<c(OH-)。
任务五 如何正确书写盐类水解的离子方程式?
【引入】水解离子方程式是水解过程的符号表达,书写时要符合反应的实际特征。
【教师提问】结合水解反应的特点(可逆、程度小、产物少),思考书写水解离子方程式有哪些注意事项?多元弱酸根、多元弱碱阳离子的水解书写有什么差异?
【学生思考】讨论后回答:
1.水解是可逆反应,要用可逆号,不用等号;
2.水解程度很小,产物浓度低,所以不标“↑”“↓”,不稳定的产物(如NH3·H2O、H2CO3等 )不写分解形式;
3.多元弱酸根分步水解,以第一步为主,分步书写;多元弱碱阳离子的水解可以一步书写。
【讲解】评价学生的总结,结合实例讲解不同类型盐水解方程式的书写规范。
知识总结
二、盐溶液呈现不同酸碱性的原因
6.水解离子方程式的书写
⑴水解离子方程式的一般模式
阴(阳)离子+H2O弱酸(或弱碱)+OH-(或H+)。
⑵书写要求
①一般来说,盐类水解的程度不大,应该用可逆号“”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体,所以不用符号“↓”和“↑”表示水解产物。
②多元弱酸盐的水解是分步进行的,水解离子方程式要分步表示。
③多元弱碱阳离子的水解是分步进行的,但简化成一步写完。
⑶不同类型盐水解的离子方程式
①一元弱酸强碱盐,以CH3COONa为例:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。
②一元弱碱强酸盐,以NH4Cl为例: NH+H2ONH3·H2O+H+。
③多元弱酸强碱盐(正盐):多元弱酸强碱盐水解是分步进行的,应分步书写。水解程度主要取决于第一步反应,以Na2CO3为例:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-。
④多元弱碱强酸盐:多元弱碱强酸盐水解也是分步的,由于中间过程复杂,中学阶段写成一步,以CuCl2为例:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。
【例2】下列水解的离子方程式正确的是( )
A.Br-+H2OHBr+OH- B.NH+2H2ONH3·H2O+H3O+
C.CO+2H2OH2CO3+2OH- D.Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
【答案】B
【解析】A项,Br-对应的HBr为强酸,不水解,错误;B项,原式子相当于NH+H2ONH3·H2O+H+,属于水解,正确;C项,CO水解应该分步,错误;D项,Fe(OH)3不写沉淀号,错误。
从已有的中和反应知识出发,建立盐的分类标准,为后续探究“盐类型-酸碱性”的关联提供分类依据。
通过实验探究建立“宏观现象(酸碱性)-物质类别(盐的类型)”的关联,培养学生证据推理的化学核心素养。
从电离平衡的角度分析离子间的相互作用,建立“微观离子作用-平衡移动-宏观酸碱性”的分析模型
总结水解规律,帮助学生快速判断盐溶液酸碱性,通过对应训练巩固对水解实质的理解。
。
掌握水解方程式的书写规则,规范化学用语表达,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
课堂小结
七、板书设计
第三节 盐类的水解
一、盐溶液的酸碱性
1.盐的分类(按生成盐的酸碱强弱划分)
强酸强碱盐:如NaCl、KNO3
强酸弱碱盐:如NH4Cl、FeCl3
强碱弱酸盐:如CH3COONa、Na2CO3
弱酸弱碱盐:如CH3COONH4
2.酸碱性规律
强酸强碱盐:中性(pH=7)
强酸弱碱盐:酸性(pH<7)
强碱弱酸盐:碱性(pH>7)
二、盐类的水解
1.定义:溶液中盐电离的离子与水电离的H+或OH-结合生成弱电解质的反应
2.实质:破坏水的电离平衡,促进水的电离,使溶液中
3.水解规律
有弱才水解,无弱不水解;谁弱谁水解,谁强显谁性;越弱越水解,都弱具体定
4.水解离子方程式书写规则
用可逆号“⇌”,不标“↑”“↓”,不写分解产物
多元弱酸根分步水解,以第一步为主
多元弱碱阳离子水解一步书写
随堂练习
1.下列物质的水溶液因水解而呈碱性的是( )
A.NH4NO3 B.Na2CO3 C.NaCl D.Al2(SO4)3
【答案】B
【解析】A项,NH4NO3溶液中铵根离子水解使溶液显酸性,故A不符合题意;B项,Na2CO3溶液中碳酸根离子水解使溶液显碱性,故B符合题意;C项,NaCl不水解,显中性,故C不符合题意;D项,Al2(SO4)3溶液中铝离子水解使溶液显酸性,故D不符合题意;故选B。
2.下图表示的是某离子X与水的反应过程,离子X可能是( )
A.CO B.HCO C.Na+ D.NH
【答案】D
【解析】离子X的水解反应生成H+,由图可知X只能是NH。
3.下列式子属于水解反应,且溶液呈酸性的是( )
A.HCO3-+H2OH3O++CO32- B.Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
C.HS-+H2OH2S+OH- D.NH4++OH-NH3↑+H2O
【答案】B
【解析】A.HCO3-+H2O⇌H3O++CO32-是HCO3-的电离方程式,溶液呈酸性,故A不符合题意;B.Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+是Fe3+的水解方程式,Fe3+水解生成Fe(OH)3,溶液呈酸性,故B符合题意;C.HS-+H2O⇌H2S+OH-是HS-的水解方程式,溶液显碱性,故C不符合题意;D.NH4++OH-⇌NH3↑+H2O表示的是NH4+和OH-反应生成氨气和水,故D不符合题意;故选B。
4.由一价离子组成的四种盐溶液:AC、BD、AD、BC各1 mol·L-1,在室温下,前两种溶液的pH=7,第三种溶液的pH>7,最后一种溶液的pH<7,则下列说法正确的是( )
A
B
C
D
碱性
AOH>BOH
AOH<BOH
AOH>BOH
AOH<BOH
酸性
HC>HD
HC>HD
HC<HD
HC<HD
【答案】A
【解析】根据盐的水解规律可知:弱离子越弱,水解程度越大,可进行如下归类分析:
综上可知,电离程度:HC=AOH>HD=BOH,即酸性:HC>HD,碱性:AOH>BOH,A项正确。
教学反思
本节课以生活中纯碱作“碱”去油污的情境引入,贴合学生生活经验,有效激发探究兴趣。通过实验探究、分类对比的方式引导学生自主分析三类盐溶液的离子行为,推导盐类水解的实质与规律,落实了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的化学核心素养,将水解规律总结为易记的口诀,降低了记忆难度。但授课中发现部分学生对常见弱酸、弱碱的识记不够熟练,影响水解判断,后续需加强常见弱离子的梳理巩固;少数基础薄弱学生对水电离平衡的移动分析较慢,后续可设置分层问题,优化课堂节奏,兼顾不同层次学生的学习需求。
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