張麗華
【摘要】人教版高中化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》是選修教材中較難理解和掌握的一冊(cè),其中涉及的平衡問(wèn)題是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),而在《鹽類(lèi)的水解》這一節(jié)中,將會(huì)學(xué)習(xí)鹽類(lèi)的水解平衡,不僅用到了前面化學(xué)平衡和弱電解質(zhì)的電離平衡知識(shí),還有一些自己特有的知識(shí)體系,因此,如何教好這節(jié)知識(shí)是值得思考的問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】鹽類(lèi)的水解 ; 水解平衡
【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089(2015)7-0273-01
人教版高中化學(xué)選修4《鹽類(lèi)的水解》這節(jié)課中,介紹了第三種類(lèi)型的平衡:鹽類(lèi)的水解平衡,本節(jié)教學(xué)就是要利用電離平衡的理論來(lái)揭示鹽類(lèi)水解的實(shí)質(zhì)。此處知識(shí)的學(xué)習(xí)是重點(diǎn),也是難點(diǎn),現(xiàn)將本人對(duì)這一節(jié)知識(shí)的思考和教學(xué)方法簡(jiǎn)單介紹,與大家共享。
教材包括了三個(gè)部分:
第一部分是找規(guī)律:從學(xué)生比較熟悉的鹽類(lèi)入手,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)并運(yùn)用歸納法分析鹽類(lèi)的組成與鹽溶液酸堿性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
第二部分是查原因:以水的電離平衡為基礎(chǔ),分析鹽類(lèi)電離出的陰、陽(yáng)離子與水電離出的H+和OH-結(jié)合成弱酸或弱堿的趨勢(shì),明確不同鹽溶液呈現(xiàn)不同酸堿性的本質(zhì)原因,同時(shí)深化對(duì)過(guò)去所學(xué)“離子反應(yīng)發(fā)生的條件”的認(rèn)識(shí)。
第三部分是談變化:討論影響鹽類(lèi)水解的主要因素,同時(shí)介紹鹽類(lèi)水解反應(yīng)的利用。注重理論分析與實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合,強(qiáng)調(diào)了以下幾點(diǎn):
(1) 從變化的過(guò)程和限度來(lái)看,鹽類(lèi)水解是可逆反應(yīng);
(2) 從能量的變化來(lái)看,鹽類(lèi)水解是吸熱反應(yīng);
(3) 用平衡移動(dòng)原理分析,影響鹽類(lèi)水解程度大小的因素主要有:①所形成弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱;②鹽溶液濃度的大?。虎蹨囟鹊母叩?;④溶液酸堿度的改變。
在本節(jié)的教學(xué)活動(dòng)中筆者做了如下設(shè)計(jì):本節(jié)的教學(xué)共分為四個(gè)課時(shí):
第一課時(shí)從溶液的酸堿性入手,是不是只有酸溶液或堿溶液才能顯酸性或堿性?酸與堿恰好中和的條件是什么?是溶液pH=7嗎?答案當(dāng)然是否定的,如果是強(qiáng)酸強(qiáng)堿的組合,自然pH=7,但若是弱酸強(qiáng)堿或強(qiáng)酸弱堿的組合,則pH≠7,由此形成的鹽稱(chēng)之為強(qiáng)酸弱堿鹽或弱酸強(qiáng)堿鹽,顯示的是強(qiáng)者的性質(zhì)。接下來(lái)進(jìn)行課本的演示實(shí)驗(yàn),用pH試紙對(duì)NaCl、Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、Na2SO4、CH3COONa、(NH4)2SO4這七種溶液的pH進(jìn)行測(cè)定,此處本人選擇了讓學(xué)生自己動(dòng)手演示,在演示之前強(qiáng)調(diào)pH試紙的使用方法(強(qiáng)調(diào)不能潤(rùn)濕),與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比,復(fù)習(xí)了上一節(jié)關(guān)于pH測(cè)定的相關(guān)知識(shí),通過(guò)學(xué)生自主演示,不僅讓他們掌握了測(cè)定pH的正確方法,還加深了他們對(duì)各溶液酸堿性的認(rèn)識(shí),可謂一石兩鳥(niǎo)。此時(shí)如果趁熱打鐵教會(huì)學(xué)生鹽的另外一種分類(lèi)方式:強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽、強(qiáng)酸弱堿鹽、弱酸強(qiáng)堿鹽、弱酸弱堿鹽,學(xué)生便會(huì)欣然接受了。鹽類(lèi)的水解知識(shí)就可以正式拉開(kāi)帷幕了,先介紹鹽類(lèi)水解的定義:在水溶液中,鹽電離出的陰離子或陽(yáng)離子與水電離出的H+或OH-結(jié)合成弱酸或弱堿的反應(yīng)。此時(shí)鹽類(lèi)水解的本質(zhì)便可以提出,如NH4Cl=NH4++Cl-,H2O?壙H++OH-,NH4++OH-?壙NH3·H2O從而使得溶液中游離的H+多于OH-,溶液顯酸性。再以CH3COONa為例,CH3COONa=CH3COO-+Na+,H2O?壙H++OH-,CH3COO-+H+?壙CH3COOH,從而使得溶液中游離的OH-多于H+,溶液顯堿性。此時(shí),可將其它幾種鹽溶液顯酸堿性的分析任務(wù)交給學(xué)生,讓他們運(yùn)用類(lèi)似的手段分析其實(shí)質(zhì),體會(huì)在水溶液中存在著破壞水的電離平衡的因素。從而總結(jié)出規(guī)律:有弱才水解,無(wú)弱不水解,誰(shuí)弱誰(shuí)水解,誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性。
第二課時(shí)主要探討影響鹽類(lèi)水解平衡的因素,主要分內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。先從內(nèi)因說(shuō)起,影響水解程度的因素是對(duì)應(yīng)的弱酸或弱堿自身的性質(zhì),酸性或堿性越弱,其水解程度就越大,Na2CO3與NaHCO3就是一對(duì)最容易拿來(lái)做比較的例子,由于CO32-對(duì)應(yīng)的酸是HCO3-,而HCO3-對(duì)應(yīng)的酸是H2CO3,酸性H2CO3>HCO3-,因此CO32-結(jié)合H2O中H+的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于HCO3-,同溫同濃度時(shí)Na2CO3溶液的堿性強(qiáng)于NaHCO3溶液。在外界條件對(duì)鹽類(lèi)水解的影響因素中涉及到以下幾個(gè)方面: ①溶液的溫度(由于所有鹽類(lèi)水解的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),因此,溫度升高都會(huì)促進(jìn)水解的進(jìn)行,其酸堿性提高);②溶液的濃度(平衡向著微粒數(shù)目增多的方向移動(dòng),即水解平衡正移);③溶液的酸堿性(由于絕大多數(shù)的水解都會(huì)使溶液呈現(xiàn)一定的酸堿性,因此向溶液中加入酸或堿會(huì)抑制水解,平衡逆向移動(dòng))。
第三課時(shí)是有關(guān)鹽類(lèi)水解應(yīng)用的介紹。前面學(xué)習(xí)其原理的目的就是為了在后面的具體問(wèn)題中應(yīng)用,對(duì)于溶液酸堿性的判斷,一般的強(qiáng)酸弱堿鹽、強(qiáng)堿弱酸鹽顯示其強(qiáng)方的性質(zhì),但若遇到NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4等的水解,則一定要留意其電離大于水解,可使溶液顯酸性;與剛才幾種鹽相對(duì)應(yīng)的NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等又是水解大于電離的代表,它們的水溶液顯堿性。這些特殊的例子要求學(xué)生一定要熟練掌握方才有作題的積淀。
而溶液中的幾個(gè)守恒關(guān)系是與離子濃度大小排序常在一起考的內(nèi)容,共有三個(gè)守恒:電荷守恒(根據(jù)溶液中陰陽(yáng)離子所帶電荷電量相等)、物料守恒(根據(jù)鹽電離出的陰陽(yáng)離子的倍比關(guān)系)、質(zhì)子守恒(根據(jù)由水電離出的H+和OH-相等)。以Na2CO3為例,可描述其三種關(guān)系式:① CNa++CH+=2CCO32-+CHCO3-+COH-;② CNa+=2(CCO32-+CHCO3-+CH2CO3);③ COH-=CH++CHCO3-+2CH2CO3。由于這是本課時(shí)最難的問(wèn)題,因此在這里不妨防慢節(jié)奏,讓學(xué)生通過(guò)典型例題和習(xí)題來(lái)感受守恒關(guān)系,從而達(dá)到應(yīng)用的目的。
第四課時(shí)是鹽類(lèi)水解在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)實(shí)際中的應(yīng)用。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,如:溶液的配制(FeCl3中需加HCl抑制其水解)、溶液的蒸干(AlCl3溶液蒸干后得到Al(OH)3,再灼燒得到Al2O3)、試劑的保存(Na2CO3溶液不能用磨口玻璃塞的試劑瓶存放,水解生成的OH-可與SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3)、膠體的制備(Fe(OH)3膠體的制備) 及納米材料的制備。在生活中,明礬凈水的原理、廚房為何可用熱的純堿溶液洗油污、泡沫滅火器工作原理(雙水解反應(yīng))。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,顯堿性的農(nóng)藥不可與顯酸性的農(nóng)藥同時(shí)施用。在工業(yè)生產(chǎn)中,如何通過(guò)鹽類(lèi)的水解除雜(如何除去MgCl2酸性溶液中的FeCl3雜質(zhì))。
至此,鹽類(lèi)的水解平衡才告一段落,后面的就是通過(guò)習(xí)題來(lái)鞏固所學(xué),讓學(xué)生自己體會(huì)鹽類(lèi)水解帶給我們實(shí)際生活的意義。
參考文獻(xiàn)
[1]冷燕平.化學(xué)反應(yīng)原理教師教學(xué)用書(shū)[M].北京:人民教育出版社,2007:P66-67.endprint