“鹽類水解的應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)內(nèi)容

“鹽類水解的應(yīng)用”是人教版高中化學(xué)選擇性必修1第三章第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了弱電解質(zhì)的電離平衡、水的電離和溶液的酸堿性、鹽類水解規(guī)律、鹽類水解影響因素、鹽類水解平衡等知識的基礎(chǔ)上探究鹽類水解的應(yīng)用問題，不僅對平衡原理的具體應(yīng)用進(jìn)行了再認(rèn)識，還對后續(xù)難溶電解質(zhì)的溶解平衡進(jìn)行了引導(dǎo)學(xué)習(xí)。這有助于學(xué)生鞏固平衡思想，將平衡思想、宏微觀結(jié)合思想應(yīng)用于實(shí)際生活、生產(chǎn)及科學(xué)研究中，發(fā)展學(xué)生“變化觀念與平衡思想”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)知識、應(yīng)用知識。

本節(jié)課將第三節(jié)鹽類水解的應(yīng)用與第三章末尾鹽類水解的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)活動內(nèi)容融合在一起，通過飽和碳酸鈉溶液的鹽水祝福魔術(shù)、Na2CO3溶液去除油污、氯化鐵溶液的配制、水的凈化、膠體的制備、自制泡沫滅火器，引導(dǎo)學(xué)生從抑制水解和促進(jìn)水解兩個(gè)角度解釋鹽類水解的原理在實(shí)際生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用問題。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.能列舉鹽類水解在實(shí)際生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用實(shí)例，并能解釋其工作原理，體會化學(xué)知識的價(jià)值。

2.通過宏觀與微觀相結(jié)合的方法解釋鹽類水解的應(yīng)用原理，逐步建構(gòu)變化觀與平衡觀。

3.通過探究鹽溶液的配置和膠體的制備應(yīng)用實(shí)例，培養(yǎng)動手操作能力。

4.通過學(xué)習(xí)二氧化鈦無機(jī)化合物的制備，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。

5.利用水解原理設(shè)計(jì)魔術(shù)、自制泡沫滅火器激發(fā)對化學(xué)知識的求知欲和探索欲。

三、教學(xué)過程

【導(dǎo)入活動】用鹽類水解原理設(shè)計(jì)魔術(shù)提振學(xué)生信心。學(xué)生和教師一起完成魔術(shù)表演，解密魔術(shù)，同時(shí)點(diǎn)題導(dǎo)入。

師：同學(xué)們，我們之前明白了鹽類水解的實(shí)質(zhì)。今天我利用鹽類水解原理給大家表演一個(gè)魔術(shù)。請同學(xué)們和我一塊完成魔術(shù)并解密魔術(shù)。

學(xué)生踴躍上臺參與表演。甲、乙兩同學(xué)展開一幅無字的書法作品（課前用酚酞水溶液書寫的書法作品，晾干后沒有書寫痕跡）。丙同學(xué)用裝有Na2CO3溶液的噴壺噴灑書法作品紙面?！安回?fù)韶華，只爭朝夕”8個(gè)粉色的字奇跡般地慢慢躍然紙上。學(xué)生驚嘆，化學(xué)如此有趣！

師生共同解密魔術(shù)，學(xué)生的興趣被點(diǎn)燃、信心被提振，課堂氛圍異常高漲。

【分析】師：通過剛剛的魔術(shù)我們發(fā)現(xiàn)，Na2CO3溶液遇到酚酞變紅，顯堿性。請同學(xué)們用離子方程式表示Na2CO3溶液顯堿性的原因。

原理及離子方程式：CO32-+H2OHCO3-+OH-

【過渡】師：通過剛剛的魔術(shù)，我們發(fā)現(xiàn)，Na2CO3溶液顯堿性。我們以前學(xué)過酯能在堿性條件下水解。油污也是一種酯，那么，Na2CO3溶液能溶解并去除油污嗎？

【實(shí)驗(yàn)探究1】

注意事項(xiàng)：使用酒精燈時(shí)要注意實(shí)驗(yàn)安全。

實(shí)驗(yàn)過程：向兩支試管中分別加入5 mL飽和Na2CO3溶液，然后各滴入2～3滴植物油，振蕩。將①號試管加熱煮沸一會兒，然后再振蕩。把兩支試管中的液體倒掉，并用水沖洗試管，比較兩支試管的內(nèi)壁哪支更干凈。

師：同學(xué)們做完此實(shí)驗(yàn)，觀察到了什么現(xiàn)象呢？由此你們能得出什么結(jié)論？

生：①號試管內(nèi)壁更干凈。

師：為什么加熱過的試管會更干凈呢？

生：我們小組認(rèn)為，加熱促使Na2CO3溶液發(fā)生了水解，堿性增強(qiáng)，去污效果更好。

師：很好！越熱越水解，加熱能促進(jìn)鹽類的水解。水解呈堿性的鹽類可使油脂水解徹底，從而達(dá)到去污的目的。

師：通過該實(shí)驗(yàn)，我們了解到鹽類的水解在日常生活中有應(yīng)用，最常用的是什么呢？

生：可以去油污。

板書：

鹽類水解的應(yīng)用：

1.熱純堿溶液去油污

原理及離子方程式：

CO32-+H2OHCO3-+OH-；

HCO3-+H2OH2CO3+OH-

延伸：有弱才會水解，誰弱誰水解。既然CO32-能水解，那么同樣的道理，F(xiàn)e3+能水解嗎？如果能水解，那么FeCl3溶液的配制需要考慮水解嗎？

【實(shí)驗(yàn)探究2】

注意事項(xiàng)：（1）固體藥品的取用方式（使用干凈的化學(xué)試劑勺或者紙槽）。（2）濃鹽酸的取用，酒精燈、激光筆等使用時(shí)要注意安全。

實(shí)驗(yàn)過程：學(xué)生按照PPT上的實(shí)驗(yàn)步驟來完成實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄現(xiàn)象，分析原因及應(yīng)用，關(guān)注在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題并記錄。

（1）向一支試管中加入少量FeCl3晶體，然后加入5 mL的蒸餾水，振蕩，觀察并記錄現(xiàn)象。（2）再向試管中加入2 mL的濃鹽酸，振蕩，觀察并記錄現(xiàn)象。

師：同學(xué)們邊做實(shí)驗(yàn)，邊用心觀察，并做好記錄。做完此實(shí)驗(yàn)，你們觀察到了什么現(xiàn)象呢？

生：我們小組觀察到：在有FeCl3晶體的試管中加入5 mL的蒸餾水后，棕黃色溶液有少許渾濁。再向試管中加入2 mL的濃鹽酸，振蕩后，渾濁逐漸溶解。

師：觀察得很仔細(xì)，回答很全面。同學(xué)們觀察到棕黃色溶液有少許沉淀是什么，是怎樣產(chǎn)生的？向試管中加入2 mL的濃鹽酸，振蕩后，渾濁逐漸溶解又是為什么？

生：Fe3+是弱離子，根據(jù)“有弱才會水解，誰弱誰水解”的規(guī)律，其會水解生成Fe（OH）3弱堿，而產(chǎn)生少許沉淀。

生：加濃鹽酸，振蕩后，渾濁消失，是因?yàn)镠＋抑制Fe3＋的水解，F(xiàn)e（OH）3的量減少，顏色變淺，沉淀逐漸溶解。

師：分析得很正確。由此我們可以得出這樣的結(jié)論：加酸，氫離子濃度增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，從而抑制了鹽類的水解。

師：通過該實(shí)驗(yàn)，根據(jù)鹽類的水解原理，我們在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室試劑的配制和保存中可以怎樣來應(yīng)用呢？

生：可以配置和保存鹽溶液。

板書：

鹽類水解的應(yīng)用：

2.鹽溶液的配置和保存

原理及離子方程式：

Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+

加H＋抑制鹽類的水解

總結(jié)：利用該原理，我們配置和保存FeCl3，弱堿陽離子鹽溶液可以將FeCl3晶體溶于較濃的鹽酸中，然后再加水稀釋到所需的濃度。這樣的目的是通過增大溶液中H＋的濃度來抑制FeCl3的水解。

【實(shí)驗(yàn)探究3】

（1）取三支試管，并于試管架上貼上標(biāo)簽①②③，再向三支試管中分別加入5 mL混有少量泥土的渾濁水，然后向①號試管加入2 mL飽和FeCl3溶液，向②號試管加入2 mL 1mol/L的Al2（SO4）3溶液，振蕩。③號試管中只加泥水用于對比。把三支試管放在試管架上，靜置5 min，觀察并記錄現(xiàn)象，同時(shí)進(jìn)行比較。

師：同學(xué)們，做完此實(shí)驗(yàn)，大家觀察到了什么現(xiàn)象呢？可以嘗試寫一下化學(xué)反應(yīng)方程式。

生：邊觀察邊對比：①號試管澄清；②號試管澄清；③號試管渾濁。

師：為什么會出現(xiàn)前兩支試管泥水變澄清，第三支試管依舊渾濁這種現(xiàn)象呢？難道是前兩支試管里添加的試劑有凈水作用？請同學(xué)們想想前面學(xué)過的鹽類水解原理，并進(jìn)行分析。

生：Fe3++3H2OFe（OH）3（膠體）+3H+

Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+

師：鹽類水解產(chǎn)生的Fe（OH）3和Al（OH）3膠體可以使水中的細(xì)小懸浮物顆粒集聚成較大的顆粒而沉降，從而除去水中的懸浮物，起到凈水的作用，但其不具有殺菌、消毒的作用。

師：根據(jù)該實(shí)驗(yàn)，我們可以了解鹽類的水解有什么應(yīng)用嗎？

生：可以用于水的凈化。

總結(jié)：人們常用可溶性的鋁鹽、鐵鹽做凈水劑，就是利用Fe3+、Al3+水解，吸附水中的顆粒物，發(fā)生沉降，進(jìn)而起到凈水的作用。

板書：

鹽類水解的應(yīng)用：

3.鋁鹽、鐵鹽溶液做凈水劑

原理及離子方程式：

Fe3++3H2OFe（OH）3（膠體）+3H+

Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+

【實(shí)驗(yàn)探究4】

注意事項(xiàng)：（1）酒精燈、激光筆等使用時(shí)要注意實(shí)驗(yàn)安全。（2）在實(shí)驗(yàn)前，要在燒杯中加入40 mL的蒸餾水，要提前加熱，以備用。

實(shí)驗(yàn)過程：

（1）向一個(gè)燒杯中加入40 mL蒸餾水，加熱至水沸騰，然后向沸水中逐滴加入5～6滴飽和FeCl3溶液。繼續(xù)煮沸至液體呈紅褐色后，停止加熱。

師：同學(xué)們，飽和FeCl3溶液隨著加熱，顏色逐漸加深，是有新物質(zhì)生成嗎？請結(jié)合鹽類水解推測紅褐色液體是什么物質(zhì)？

生：根據(jù)越熱越水解的規(guī)律，加熱能促進(jìn)弱堿陽離子的水解，所以紅褐色液體是氫氧化鐵膠體。

（2）用激光手電照射紅褐色液體。

師：同學(xué)們邊做實(shí)驗(yàn)邊觀察，會觀察到什么現(xiàn)象呢？由此你能得出什么結(jié)論？

生：我們小組觀察到，用激光手電照射液體后出現(xiàn)一條光亮的通路。

師：Fe3＋＋3H2OFe（OH）3（膠體）＋3H＋。用一束光照射膠體會出現(xiàn)一條光亮的通路，說明我們通過加熱，促進(jìn)了鹽類的水解，從而制備得到膠體。

師：Fe（OH）3（膠體）的制備應(yīng)用了水解原理和平衡移動原理，還有膠體的性質(zhì)。

總結(jié)：加熱，促進(jìn)鹽類的水解，從而制備得到膠體。

板書：

鹽類水解的應(yīng)用：

4.膠體的制備原理及離子方程式：

Fe3＋＋3H2OFe（OH）3（膠體）＋3H＋

過渡：我們剛發(fā)現(xiàn)，加熱飽和的FeCl3溶液能促進(jìn)Fe3+的水解，制備Fe（OH）3膠體。我們還可以利用鹽類水解原理制備某些無機(jī)化合物，如TiO2就是由TiCl4水解制備的。

師：如果鹽的水解程度很大，則可以用于制備無機(jī)化合物。在制備TiO2時(shí)，加入大量的水，同時(shí)加熱，可以促使TiCl4水解趨于完全，所得的TiO2·xH2O經(jīng)焙燒得到TiO2。

板書：

鹽類水解的應(yīng)用：

5.制備某些無機(jī)化合物

TiCl4＋（x＋2）H2O（過量）===TiO2·xH2O↓＋4HCl

過渡：剛剛我們利用TiCl4水解制備得到無機(jī)化合物TiO2。根據(jù)這個(gè)原理，我們是不是也可以利用SbCl3的水解反應(yīng)制取Sb2O3？請同學(xué)們利用前面學(xué)過的鹽類水解原理進(jìn)行分析。

【練習(xí)】Sb2O3可用作白色燃料和阻燃劑等。在實(shí)驗(yàn)室中可利用SbCl3的水解反應(yīng)制取Sb2O3（SbCl3的水解反應(yīng)分三步進(jìn)行，中間產(chǎn)物有SbOCl等）。

（1）請分析寫出總反應(yīng)方程式。

（2）為了得到較多的Sb2O3，操作時(shí)要將SbCl3緩慢加入大量水中，反應(yīng)后期還要加入少量氨水。試?yán)闷胶庖苿釉碚f明這兩項(xiàng)操作的作用。

生：加水的目的是降低SbCl3的濃度，越稀越水解；加氨水中和水解生成的鹽酸，使水解平衡正向進(jìn)行。

總結(jié)：如果鹽的水解程度很大，則可以利用鹽類的水解制備無機(jī)化合物，如TiO2、Sb2O3。

過渡：剛才我們研究的是單一離子的水解，如果弱堿陽離子和弱酸陰離子在同一溶液中，鹽類水解會受影響嗎？是促進(jìn)了，還是抑制了？根據(jù)鹽類水解規(guī)律——誰強(qiáng)顯誰性，Al2（SO4）3溶液水解顯酸性，NaHCO3溶液顯堿性，那將Al3+溶液和HCO3-溶液混合會發(fā)生怎樣的變化呢？

【實(shí)驗(yàn)探究5】將2 mL飽和NaHCO3溶液和2 mL飽和Al2（SO4）3溶液混合，邊做實(shí)驗(yàn)，邊觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

生：試管底部有白色沉淀產(chǎn)生，并有氣泡噴出。

師：白色沉淀是什么？氣體又是什么？請結(jié)合鹽類水解原理分析可能產(chǎn)生的沉淀和氣體分別是什么。

生：沉淀可能是Al（OH）3，氣體有可能是CO2。

師：該實(shí)驗(yàn)的原理是什么呢？

Al3＋＋3HCO3-===Al（OH）3↓＋3CO2↑該反應(yīng)現(xiàn)象很明顯，說明該反應(yīng)比單一離子的水解程度更大，所以用“===”和“↓”“↑”。

師：該反應(yīng)在生活中有很廣泛的應(yīng)用，因?yàn)锳l（OH）3覆蓋可燃物，CO2可以隔絕空氣，同學(xué)們知道是什么嗎？

生：泡沫滅火器。

師：泡沫滅火器的構(gòu)造是什么？需要的化學(xué)試劑有哪些？使用時(shí)為什么要顛倒？

生：泡沫滅火器內(nèi)裝有飽和的Al2（SO4）3溶液和NaHCO3溶液，它們分裝在不同的容器中。當(dāng)兩溶液混合，就會發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)：Al3＋＋3HCO3-===Al（OH）3↓＋3CO2↑。滅火器內(nèi)壓強(qiáng)增大，CO2、H2O、Al（OH）3一起噴出覆蓋在著火物質(zhì)上使火焰熄滅。

師：我提前用礦泉水瓶、Al2（SO4）3粉末和NaHCO3溶液、洗潔精自制了簡易泡沫滅火器，下面只需顛倒即可體驗(yàn)利用鹽類水解原理制備泡沫滅火器。請同學(xué)們上臺做實(shí)驗(yàn)。

生：上下顛倒自制簡易泡沫滅火器。現(xiàn)象：瞬間產(chǎn)生大量Al3＋＋3HCO3-泡沫包裹的沉淀物從瓶口急促推出，噴射數(shù)米遠(yuǎn)，覆蓋目標(biāo)物。

板書：

鹽類水解的應(yīng)用：

6.泡沫滅火器原理及離子方程式：

Al3＋＋3HCO3-===Al（OH）3↓＋3CO2↑

總結(jié)：像Al3＋水解消耗水電離出氫氧根，HCO3-水解消耗水電離出氫離子，相互促進(jìn)而使水解徹底，像這樣的離子組還有很多，如：Al3＋與HCO3-、CO32-、HS-、S2-、［Al（OH）4］-；Fe3+與HCO3-、CO32-、［Al（OH）4］-。

【練習(xí)】練習(xí)相互促進(jìn)水解離子方程式的書寫步驟，強(qiáng)調(diào)“===”和“↓”“↑”，不再用“”；注意電荷守恒和元素原子個(gè)數(shù)守恒。

四、教學(xué)總結(jié)

師：在今天的課堂中，我們通過實(shí)驗(yàn)和活動探究了鹽類的水解在實(shí)際生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，大家能列舉并解釋這些應(yīng)用原理嗎？

生：能，Na2CO3溶液去除油污，氯化鐵溶液的配制、水的凈化、膠體的制備、自制泡沫滅火器。

師：通過今天的學(xué)習(xí)，我們發(fā)現(xiàn)鹽類的水解原理在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用。不僅如此，化學(xué)其實(shí)來源于生活，又服務(wù)于生活，這就是我們學(xué)習(xí)化學(xué)的意義和價(jià)值。

五、教學(xué)反思

本節(jié)課開始前，我為學(xué)生設(shè)定了多個(gè)教學(xué)目標(biāo)，旨在幫助他們深入了解鹽類的水解在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用。教學(xué)后，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對鹽類的水解在科學(xué)研究中的應(yīng)用理解和興趣不如其在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。在未來的教學(xué)中，我們應(yīng)更多地利用多媒體等讓學(xué)生接觸科學(xué)研究，確保每個(gè)學(xué)生都能達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)。教學(xué)過程中，我運(yùn)用了多種教學(xué)方法，促進(jìn)了學(xué)生對鹽類的水解知識的理解，并得出結(jié)論。但我也發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中存在不規(guī)范操作的問題，還缺乏安全意識。因此，未來我計(jì)劃注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手和操作能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全意識，以提高實(shí)驗(yàn)效果和質(zhì)量，并得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生在三個(gè)實(shí)驗(yàn)探究中展現(xiàn)了積極的參與態(tài)度。然而，因小組人數(shù)多，一些學(xué)生可能仍然沒機(jī)會動手。因此，未來我計(jì)劃在學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材充足的情況下盡可能多分小組，確保每個(gè)學(xué)生都有實(shí)操機(jī)會。這將有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并促進(jìn)他們在學(xué)習(xí)中的全面發(fā)展。

（作者單位：甘肅省靖遠(yuǎn)縣第二中學(xué)）

編輯：常超波