張麗華
【摘要】人教版高中化學選修4《化學反應原理》是選修教材中較難理解和掌握的一冊,其中涉及的平衡問題是高中化學學習的重點和難點,而在《鹽類的水解》這一節(jié)中,將會學習鹽類的水解平衡,不僅用到了前面化學平衡和弱電解質(zhì)的電離平衡知識,還有一些自己特有的知識體系,因此,如何教好這節(jié)知識是值得思考的問題。
【關鍵詞】鹽類的水解 ; 水解平衡
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089(2015)7-0273-01
人教版高中化學選修4《鹽類的水解》這節(jié)課中,介紹了第三種類型的平衡:鹽類的水解平衡,本節(jié)教學就是要利用電離平衡的理論來揭示鹽類水解的實質(zhì)。此處知識的學習是重點,也是難點,現(xiàn)將本人對這一節(jié)知識的思考和教學方法簡單介紹,與大家共享。
教材包括了三個部分:
第一部分是找規(guī)律:從學生比較熟悉的鹽類入手,引導學生通過實驗并運用歸納法分析鹽類的組成與鹽溶液酸堿性的對應關系。
第二部分是查原因:以水的電離平衡為基礎,分析鹽類電離出的陰、陽離子與水電離出的H+和OH-結合成弱酸或弱堿的趨勢,明確不同鹽溶液呈現(xiàn)不同酸堿性的本質(zhì)原因,同時深化對過去所學“離子反應發(fā)生的條件”的認識。
第三部分是談變化:討論影響鹽類水解的主要因素,同時介紹鹽類水解反應的利用。注重理論分析與實驗探究相結合,強調(diào)了以下幾點:
(1) 從變化的過程和限度來看,鹽類水解是可逆反應;
(2) 從能量的變化來看,鹽類水解是吸熱反應;
(3) 用平衡移動原理分析,影響鹽類水解程度大小的因素主要有:①所形成弱電解質(zhì)的相對強弱;②鹽溶液濃度的大??;③溫度的高低;④溶液酸堿度的改變。
在本節(jié)的教學活動中筆者做了如下設計:本節(jié)的教學共分為四個課時:
第一課時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?答案當然是否定的,如果是強酸強堿的組合,自然pH=7,但若是弱酸強堿或強酸弱堿的組合,則pH≠7,由此形成的鹽稱之為強酸弱堿鹽或弱酸強堿鹽,顯示的是強者的性質(zhì)。接下來進行課本的演示實驗,用pH試紙對NaCl、Na2CO3、NaHCO3、NH4Cl、Na2SO4、CH3COONa、(NH4)2SO4這七種溶液的pH進行測定,此處本人選擇了讓學生自己動手演示,在演示之前強調(diào)pH試紙的使用方法(強調(diào)不能潤濕),與標準比色卡對比,復習了上一節(jié)關于pH測定的相關知識,通過學生自主演示,不僅讓他們掌握了測定pH的正確方法,還加深了他們對各溶液酸堿性的認識,可謂一石兩鳥。此時如果趁熱打鐵教會學生鹽的另外一種分類方式:強酸強堿鹽、強酸弱堿鹽、弱酸強堿鹽、弱酸弱堿鹽,學生便會欣然接受了。鹽類的水解知識就可以正式拉開帷幕了,先介紹鹽類水解的定義:在水溶液中,鹽電離出的陰離子或陽離子與水電離出的H+或OH-結合成弱酸或弱堿的反應。此時鹽類水解的本質(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,可將其它幾種鹽溶液顯酸堿性的分析任務交給學生,讓他們運用類似的手段分析其實質(zhì),體會在水溶液中存在著破壞水的電離平衡的因素。從而總結出規(guī)律:有弱才水解,無弱不水解,誰弱誰水解,誰強顯誰性。
第二課時主要探討影響鹽類水解平衡的因素,主要分內(nèi)因和外因兩個方面。先從內(nèi)因說起,影響水解程度的因素是對應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就是一對最容易拿來做比較的例子,由于CO32-對應的酸是HCO3-,而HCO3-對應的酸是H2CO3,酸性H2CO3>HCO3-,因此CO32-結合H2O中H+的能力遠遠強于HCO3-,同溫同濃度時Na2CO3溶液的堿性強于NaHCO3溶液。在外界條件對鹽類水解的影響因素中涉及到以下幾個方面: ①溶液的溫度(由于所有鹽類水解的反應都是吸熱反應,因此,溫度升高都會促進水解的進行,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,即水解平衡正移);③溶液的酸堿性(由于絕大多數(shù)的水解都會使溶液呈現(xiàn)一定的酸堿性,因此向溶液中加入酸或堿會抑制水解,平衡逆向移動)。
第三課時是有關鹽類水解應用的介紹。前面學習其原理的目的就是為了在后面的具體問題中應用,對于溶液酸堿性的判斷,一般的強酸弱堿鹽、強堿弱酸鹽顯示其強方的性質(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;與剛才幾種鹽相對應的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生一定要熟練掌握方才有作題的積淀。
而溶液中的幾個守恒關系是與離子濃度大小排序常在一起考的內(nèi)容,共有三個守恒:電荷守恒(根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷電量相等)、物料守恒(根據(jù)鹽電離出的陰陽離子的倍比關系)、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。由于這是本課時最難的問題,因此在這里不妨防慢節(jié)奏,讓學生通過典型例題和習題來感受守恒關系,從而達到應用的目的。
第四課時是鹽類水解在化學實驗、生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)實際中的應用。在化學實驗中,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)。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)藥同時施用。在工業(yè)生產(chǎn)中,如何通過鹽類的水解除雜(如何除去MgCl2酸性溶液中的FeCl3雜質(zhì))。
至此,鹽類的水解平衡才告一段落,后面的就是通過習題來鞏固所學,讓學生自己體會鹽類水解帶給我們實際生活的意義。
參考文獻
[1]冷燕平.化學反應原理教師教學用書[M].北京:人民教育出版社,2007:P66-67.endprint