虎跑泉ppt:高中高二化学

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2-3-2    影响化学平衡的条件(第二课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)运用化学平衡原理知识解决一些实际问题。
(2)能解决一些比较简单的等效平衡问题。
2.能力和方法目标
(1)通过化学平衡移动原理的应用等,提高知识的综合应用能力。
(2)通过解决等效平衡等化学平衡问题,提高抽象分析能力。
(3)通过化学平衡、化学反应速率的联系和比较,加深对化学平衡和化学反应速率等基本理论的认识,同时提高分析比较能力。
3.重点和难点
化学平衡移动原理的应用。
[教学过程]
见ppt文件
[课堂补充练习]
1.已知氟化氢气体中存在下列平衡:2(HF)3   3(HF)2 , (HF)2 2HF 。
若平衡时气体的平均摩尔质量为42g/mol,则(HF)3的体积分数为(      )
(A)<10%    (B)=10%   (C)>10%   (D)≥10%
2.相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应:
2A(气)+B(气) 3C(气)+2D(气)
起始时四个容器所盛A、B的物质的量分别为




A/mol
2
1
2
1
B/mol
1
1
2
2
在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系正确的是(    )。
(A)αA:甲<丙<乙<丁               (B)αA:甲<乙<丙<丁
(C)αB:甲<丙<乙<丁               (D)αB:丁<乙<丙<甲
3.将N2和H2在一定条件下的密闭容器中反应并达到平衡时,其压强为P1,氮气的浓度与氨气的浓度均为cmol/L,保持温度不变,将容器的体积压缩为原来的1/2,当达到新的平衡时,下列说法中不正确的是(    )。
(A)新的平衡体系中,N2的浓度小于2c mol·L-1大于c mol·L-1
(B)新的平衡体系中,NH3的浓度小于2c mol·L-1大于c mol·L-1
(C)新的平衡体系中,压强小于2P1 大于2P1
(D)新的平衡体系中,气体密度是原平衡体系的2倍
4.一定量的混合气体,在密闭容器中发生如下反应: xA(气)+yB(气)   zC(气)
达到平衡后,测得A的浓度为0.5 mol·L-1;在恒温下将密闭容器的体积扩大为平衡时的两倍,再达到平衡时,测得A的浓度为0.3 mol·L-1。则下列的叙述正确的是(    )。
(A)x+y>z                       (B)平衡向左移动
(C)B的转化率提高              (D)C的百分含量增大
5.在地壳内,深度每增加1km,压强大约增加25250~30300kPa,在这样的压强下,对固体物质的相互转化会发生较大影响。如:
CaAl2Si2O8+ Mg2SiO4 = CaMg2Al2Si3O12
(钙长石)  (镁橄榄石)  (钙镁)石榴子石
摩尔质量(g/mol)  278        140.6       413.6
密度(g/cm3)        2.70        3.22         3.50
在地壳区域变质的高压条件下,有利于 (   )。
(A)钙长石生成                    (B)镁橄榄石生成
(C)钙长石和镁橄榄石共存          (D)(钙镁)石榴子石生成
6.在密闭容器中存在下列平衡: ,CO2的平衡浓度为C1mol·L-1,现再充入CO2使其浓度达到2C1 mol·L-1,重新达到平衡后, CO2的浓度为C2 mol·L-1 (设温度不变),则C1和C2的关系是(  )。
(A)C1 C2       (D)无法确定
7.为了除去工业废气中的二氧化硫,查得一份将SO2转化为硫酸铵的资料,摘录如下:“一个典型实例:初步处理后的废气含0.2%的二氧化硫和10%的氧气(体积含量),在400℃时废气以5m3/h的速率通过五氧化二矾催化剂层与20L/h速率的氨气混合,再喷水,此时气体温度由400℃降到200℃,在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体”(气体体积均已折算为标准状况)仔细阅读上文,回答下列问题:
(1)按反应中的理论值,二氧化硫和氧气的物质的量之比为2:1,该资料的这个比值是多少?为什么?
(2)通过计算说明为什么废气以5m3/h的速率与20L/h速率的氨气混合?
(3)若每天某厂排放1000m3这种废气,按上述方法每月(按30天计算)可得硫酸铵多少吨?消耗氨气多少吨?
8.将等物质的量A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:
aA+bB cC(固)+dD
当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了0.5n mol,C增加了1.5n mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡。
(1)该化学方程式中各物质的系数为a­­=____,b=___,c=___,d=___。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态:A___,B___,D___。
(3)若升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,则该反应为___反应(填放热或吸热)。
9.在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行反应:
A(g)+2B(g) 3C(g),已知加入1molA和3molB且达平衡后生成a molC,问:
(1)平衡时C在反应混合气体中的体积分数是_______(用字母a表示)。
(2)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2molA和6molB,达平衡后,C的物质的量为______mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气中的体积分数___(填增大、减少或不变)。
(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2molA和8molB,若要求平衡后C在反应混合气中的体积分数不变,则还应加入C_____mol。
(4)在同一容器中加入n molA和3n molB,在平衡时C的物质的量为mmol,若改变实验条件,可以使C的物质的量在m~2m之间变化,那么n与m的关系应是_____(用字母m、n表示)。

课堂补充练习
1C,2A,3B,4AB,5D,6B。
7.(1)1:50 ,增大O2的量,平衡正向移动,提高SO2转化率。(2)保证NH3:SO2=2:1。(3)3.54t,0.912t。
8.(1)a­­ = 2,b=1,c=3,d=2。(2)A为气态,B为固态或液态,D为气态。(3)放热反应。
9.(1) 。(2)2a ,不变。(3)6。(4)n> 。
3-1-1    电离平衡(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)电解质与非电解质定义与实例。
(2)强电解质和弱电解质概念。从分类标准角度电解质和非电解质、强电解质和弱电解质跟共价化合物、离子化合物等不同分类之间的关系。
(3)理解电离度、电离平衡等含义。
2.能力和方法目标
(1)通过电解质、非电解质、强电解质、弱电解质等分类关系的认识,理解分类方法在化学学习中的作用,掌握用不同分类标准对同一对象进行分类的方法。
(2)通过有关实验,提高从化学实验探究化学本质的能力。
3.情感和价值观目标
由弱电解质的电离、阴阳离子共存等特征,体会矛盾体双方相附相存的对立统一关系。通过电离平衡中电解质分子的电离、离子间的结合这种动态平衡关系,进一步体验化学平衡的“动”、“定”、“变”等特征。
[重点与难点]
本课时的重点是电解质、非电解质的概念,强电解质和弱电解质的概念。
本课时的难点是弄清化合物不同分类之间的关系。
[教学过程]
见ppt文件。
课堂练习:
1.下列各组物质全部是弱电解质的是(  )。
(A)H2O、NH3·H2O、H3PO4、HF    (B)Cu(OH)2、 CH3COOH、C2H5OH、CH3COONa
(C)H2SO3、Ba(OH)2、BaSO4      (D)H2SiO3、H2S、CO2
2.下列物质的水溶液中,除水分子外,不存在其它分子的是(  )。
(A)NaF    (B)NaHS    (C)HNO3    (D)HClO
3.医院里用HgCl2的稀溶液作手术刀的消毒剂,HgCl2熔融时不导电,熔点低。HgS难溶于水,易溶于氯化钠饱和溶液中。关于HgCl2的描述合理的是(   )。
(A)是难溶的共价化合物             (B)是离子化合物
(C)是一种强电解质                 (D)是一种弱电解质
4.下列物质中,导电性能最差的是(   )
(A)熔融氢氧化钠     (B)石墨棒        (C)盐酸溶液      (D)固体氯化钠
5.下列物质容易导电的是(  )。
(A)熔融的氯化钠    (B)硝酸钾溶液     (C)硫酸铜晶体     (D)无水乙醇
6.将0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液稀释10倍,下列微粒浓度减小得最多的是(  )。
(A)CH3COO-     (B)OH-      (C)H+      (D)CH3COOH
7.浓度与体积都相同的盐酸和醋酸,在相同条件下分别与足量的碳酸钙固体(颗粒大小均相同)反应,下列说法中正确的是(  )。
(A)盐酸的反应速率大于醋酸的反应速率
(B)盐酸的反应速率等于醋酸的反应速率
(C)盐酸产生的二氧化碳气体比醋酸更多
(D)盐酸与醋酸产生的二氧化碳气体一样多
8.关于强电解质和弱电解质的区别,正确的叙述是(  )。
(A)强电解质溶液的导电性强于弱电解质溶液的导电性
(B)强电解质在溶液中的电离度大于弱电解质在溶液中的电离度
(C)强电解质在任何浓度的溶液中都100%以离子的形态存在,而弱电解质则大多数以分子的形态存在于溶液中
(D)在一般的浓度下,强电解质的一级电离是不可逆的,而弱电解质的电离是可逆的
9.在一定温度下,在冰醋酸加水稀释的过程中,溶液的导电能力(I)随着加入水的体积V变化的曲线如图所示。请回答:
(1)“O”点导电能力为0的理由_________________;
(2)a、b、c三点处,溶液的c(H+)由小到大的顺序为__________;
(3)a、b、c三点处,电离度最大的是_______;
(4)若要使c点溶液中c(Ac-)增大,溶液的c(H+)减小,可采取的措施是_______、________、_________。
10.试用简单的实验证明,在醋酸溶液中存在着:CH3COOH H++CH3COO-的电离平衡。要求从促进和抑制CH3COOH电离两个方面写出简要操作、现象及实验所能说明的问题或结论。
课堂练习答案
1A,2C,3D,4D,5AB,6D,7AD。8D。
9.(1)在“O”点处还未加水,是纯醋酸,纯醋酸中醋酸分子没有电离,无自由移动的离子,所以导电能力为0。(2)c10.(1)在醋酸溶液中滴入紫色石蕊试液,变红色;(2)将上述溶液加热,发现溶液红色明显加深,因为弱电解质的电离过程是吸热反应,升温使电离程度增大,H+浓度增大,故溶液红色加深,说明在醋酸溶液中存在着电离平衡。(3)向(1)中加入醋酸铵固体,振荡后溶液红色明显变浅,是由于醋酸铵溶解后,CH3COO-增大,平衡向左移动,即电离程度减小,H+减小,故溶液红色变浅。说明在醋酸溶液中存在着电离平衡。
3-1-2   电离平衡(第二课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)常识性了解电离平衡常数概念。
(2)理解强、弱电解质分类跟电离平衡的本质联系。
(3)了解碳酸、醋酸、亚硫酸、一水合氨等常见弱酸和弱碱的电离常数大小,能比较它们的电离能力强弱。
2.能力和方法目标
(1)用电离常数比较电解质的电离强弱的方法,提高根据电离强弱判断相关的离子反应能否进行的能力。
(2)通过用运用化学平衡原理解决弱电解质的电离平衡问题,提高综合运用能力。
[教学重点和难点]
教学重点电离平衡移动的分析,教学难点是电离平衡移动原理的应用。
[教学过程]
见ppt文件。
课堂练习:
1.与50 mL 0.5 mol·L-1 (NH4)2SO4溶液中,[NH4+]浓度相同的溶液是(  )。
(A)100 mL 1 mol·L-1的氨水
(B)200 mL 0.5 mol·L-1的NH4 Cl溶液
(C)50 mL 0.5 mol·L-1 的CH3 COONH4 溶液
(D)200 mL 1 mol·L-1的NH4 NO3 溶液
2.有两种一元弱酸的钠盐溶液,其物质的量浓度相等。现向这两种盐的溶液中分别通入适量的CO2,发生的反应如下:
NaR + CO2 + H2O = HR+NaHCO3        2NaR/ + CO2 + H2O = 2HR/+Na2CO3
比较HR和HR/酸性的强弱,正确的是(     )。
(A)HR较弱      (B)HR/较弱      (C)两者相差不大    (D)无法比较
3.某二元酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:
H2A = H++HA-               HA- H+ + A2-
测得25℃时0.1 mol·L-1的H2A溶液中c(H+)=0.11 mol·L-1,则该条件下,HA-离子的电离度是(  )。
(A)1%        (B)9.1%       (C)10%       (D)20%
4. 20℃时,1LH2S的饱和溶液,浓度约为0.1mol/L,其电离方程式为:
第一步:H2S H+  + HS-             第二步:HS-  S2-+H+
若要使该溶液的pH增大的同时c(S2-)减小,可采用的措施是(   )。
(A)加入适量氢氧化钠固体          (B)加入适量水
(C)通入适量二氧化硫              (D)加入适量硫酸铜固体
5.在RNH2·H2O RNH3++OH-的平衡中,要使RNH2·H2O的电离度及c(OH-)都增大,可采取的措施是(    )。
(A)通入氯化氢     (B)加少量氢氧化钠固体    (C)加水    (D)升温
6.关于弱电解质的电离度( )的叙述:① 值随温度升高而增大;② 与溶液的浓度无关;③ 在相同条件下, 的大小表示的弱电解质的相对强弱;④ 值增大,相应的离子数目随之增大;⑤ 值增大,相应原离子浓度一定增大。其中正确的是(  )。
(A)①②③   (B)①③④   (C)③④⑤    (D)②③⑤
7.某二元酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:
H2A H++HA-           HA-  H+ + A2-
已知相同浓度时的电离度 (H2A)> (HA-)。设有下列四种溶液:
(A)0.01mol/L的H2A溶液     (B)0.01mol/L的NaHA溶液
(C)0.02mol/L的HCl与0.04mol/L的NaHA溶液等体积混合溶液
(D)0.02mol/L的NaOH与0.02mol/L的NaHA溶液等体积混合溶液
据此,填写下列空白(填代号):
(1)c(H+)最大的是_______,最小的是_________。
(2)c(H2A)最大的是_______,最小的是_________。
(3)c(A2-)最大的是_______,最小的是_________。
8.氢硫酸溶液里存在着下列平衡:H2S H++HS-,HS- H++S2-。
(1)当向其中加入硫酸铜溶液时,电离平衡向______________移动;H+浓度________________;S2-浓度__________________。
(2)当向其加入氢氧化钠固体时,电离平衡向____移动;H+浓度_______;S2-浓度________。
(3)若将溶液加热至沸腾,H2S浓度__________________。
(4)若要增大溶液中S2-,最好加入_________________。
课堂练习答案
1D,2B,3C,4BC,5D,6B。
7.(1)A,D。(2)C,D。(3)D,A。
8.(1)右;增大;减小。(2)右;减小;增大。(3)减小。(4)氢氧化钠。
3-2-1    水的电离和溶液的pH(第一课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)理解水的电离、水的电离平衡和水的离子积。
(2)使学生了解溶液的酸碱性和pH的关系。
2.能力和方法目标
(1)通过水的离子积的计算,提高有关的计算能力,加深对水的电离平衡的认识。
(2)通过水的电离平衡分析,提高运用电离平衡基本规律分析问题的解决问题的能力。
3.情感和价值观目标
(1)通过水的电离平衡过程中H+、OH-关系的分析,理解矛盾的对立统一的辩证关系。
(2)由水的电离体会自然界统一的和谐美以及“此消彼长”的动态美。
[教学重点和难点]
水的离子积。
[教学过程]
见ppt文件。
[课堂练习]
1.室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离出来的c(OH-)为(  )。
(A)1.0×10-7 mol·L-1           (B)1.0×10-6 mol·L-1
(C)1.0×10-2 mol·L-1                (D)1.0×10-12 mol·L-1
2.25℃时,某溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,则该溶液的pH可能是(   )。
(A)12              (B)7           (C)6           (D)2
3.纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度,前者和后者的关系是(   )。
(A)前者大     (B)相等      (C)前者小       (D)不能肯定
4.某温度下,重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15  若用定义pH一样来规定pD=-lg[D+ ],则在该温度下,下列叙述正确的是(  )。
(A)纯净的重水中,pD=7
(B)1 L溶解有0.01 mol DC1的重水溶液,其pD=2
(C)1 L溶解有0.01 mol NaOD的重水溶液,其pD=12
(D)纯净的重水中, [D+ ][OD- ]>1.0×10-1 4
5.给蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是(  )。
(A)[H+ ][OH- ]乘积不变     (B)pH增大了
(C)[OH- ]降低了           (D)水电离出的[H+ ]增加了
6.常温下,下列溶液中酸性最弱的是(  )。
(A)pH=4                    (B)[H+ ]=1×10-3 mol·L-1
(C)[OH- ]=1×10-11 mol·L-1      (D)[H+ ] ·[OH- ]= 1×10-14
7.某酸溶液的pH=3,则该酸溶液的物质的量浓度为(  )。
(A)一定大于0.001 mol·L-1       (B)一定等于0.001 mol·L-1
(C)一定小于0.001 mol·L-1       (D)以上说法均欠妥
8.常温下, 某溶液中水的电离度a=10-10/55.5(%), 该溶液的pH可能是(  )。
(A)12        (B)10      (C)4       (D)3
9.在室温下,等体积的酸和碱的溶液混合后,pH一定少于7的是(  )。
(A)pH=3的HNO3跟pH=11的KOH溶液
(B)pH=3的盐酸跟pH=11的氨水
(C)pH=3硫酸跟pH=11的氢氧化钠溶液
(D)pH=3的醋酸跟pH=11的氢氧化钡溶液
10.下列叙述中,正确的是(  )。
(A)中和10 mL 0.1mol·L-1 醋酸与中和100 mL 0.01mol·L-1 的醋酸所需同种碱溶液的量不同
(B)等体积pH=3的酸溶液pH=11的碱溶液相混合后,溶液的pH=7
(C)体积相等, pH相等的盐酸和硫酸溶液中, H+离子的物质的量相等
(D)pH=3的甲酸溶液的[H+]与pH=11的氨水溶液的[OH- ]相等
11.今有a·盐酸  b·硫酸  c·醋酸三种酸:
(1)在同体积,同pH的三种酸中,分别加入足量的碳酸钠粉末,在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。
(2)在同体积、同浓度的三种酸中,分别加入足量的碳酸钠粉末,在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。
(3)物质的量浓度为0.1 mol·L-1的三种酸溶液的pH由大到小的顺序是___________;如果取等体积的0.1 mol·L-1的三种酸溶液,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液中和,当恰好完全反应时,消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是______________(以上均用酸的序号填写)。
12.在25℃时, 有pH=a的盐酸和pH=b的苛性钠溶液,现取VamL盐酸用该苛性钠溶液中和,需VbmL苛性钠溶液。若a+b=13,则Va/Vb=____________。
13.将pH=3的弱酸溶液稀释100倍,该溶液的pH范围为:__________________。
[课堂练习答案]
1CD,2AD,3C,4B,5BD,6D,7D,8AC,9D,10CD。
11.(1)c>b=a 。(2)b>a=c。(3)c>a>b 。 b>c=a 。
12.1:10。
13.33-2-2    水的电离和溶液的pH(第二课时)
[教学目标]
1.知识目标
(1)理解溶液的pH。理解溶液的pH跟溶液中c(H+)之间的关系。
(2)有关pH的简单计算。
(3)了解溶液pH的简单测定方法。
2.能力和方法目标
(1)通过各种类型溶液pH的计算,掌握电解质溶液pH计算方法。
(2)通过不同溶液混合后pH的计算,掌握具体情况具体分析的思考方法,提高分析问题解决问题能力。
(3)通过溶液pH的测试方法,掌握实验室测试溶液酸碱性的方法。
3.情感和价值观目标
通过用pH表示溶液的酸碱性,理解化学学科中对极小数值的表示方法,让学生体会化学学科的特有价值。

[教学重点和难点]
各类溶液、各类混合后的c(H+)、pH的计算。
[教学过程]
见ppt文件。
[课堂练习]
1.将pH为5的硫酸溶液稀释500倍,稀释后溶液中c(SO )和c(H+)之比约为(   )。
(A)1:1       (B)1:2       (C)1:10          (D)10:1
2.向VmLBaCl2溶液中加入一定体积的0.05mol/L硫酸溶液,两者恰好完全反应,且反应后溶液的pH为3.0。则原BaCl2溶液的物质的量浓度为(    )。
(A)5.05×10-4 mol·L-1                      (B)5.05×10-3 mol·L-1
(C)1.01×10-4 mol·L-1                      (D)1.01×10-3 mol·L-1
3.在一定温度下,将pH=3的硫酸溶液与pH=9的氨水等体积混合后,恰好完全反应,则在该温度下NH3·H2O的电离度为(     )。
(A)2%         (B)1%          (C)0.5%           (D)0.01%
4.水是一种极弱的电解质,在室温下,平均每n个水分子中只有1个水分子发生电离,则n值是(  )。
(A)1×10-14       (B)55.6×107        (C)107         (D)55.6
5.下列叙述中正确的是(  )。
(A)使甲基橙试液变黄色的溶液一定是碱性溶液
(B)使酚酞试液变红色的溶液一定是碱性溶液
(C)使甲基橙试液变红色的溶液一定是酸性溶液
(D)使紫色石蕊试液不变色的溶液一定是中性溶液
6.下列试纸使用时, 不宜先用水润湿的是(  )。
(A)pH试纸               (B)红色石蕊试纸
(C)淀粉碘化钾试纸                 (D)蓝色石蕊试纸
7.将质量百分比浓度为a%、物质的量浓度为c1 mol·L-1的稀硫酸蒸发掉一定量的水,使之质量百分比浓度为2a%,物质的量浓度为c2 mol·L-1,则c1和c2的关系是(  )。
(A)c2 =2 c1          (B)c2 >2 c1           (C) c2 <2 c1      (D)c1 = 2c2
8.从植物花中提取一种有机物,可用简化式HIn表示,在水溶液中因存在下列电离平衡,故可作酸碱指示剂:HIn(溶液红色) H+(溶液)+In-(溶液黄色) 。在该水溶液中加入下列物质,能使指示剂显黄色的是(  )。
(A)盐酸            (B)碳酸钠溶液  (C)硫酸氢钠溶液     (D)过氧化钠
9.已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,且第一步电离程度远大于第二步电离程度,第二步电离程度远大于第三步电离程度………
今有HA、H2B、H3C三种一元、二元、三元弱酸,根据“较强酸+较弱酸盐=较强酸盐+较弱酸”的反应规律,它们之间能发生下列反应:
①HA+HC2-(少量)=A-+H2C-          ②H2B(少量)+2A-=B2-+2HA
③H2B(少量)+H2C-=HB-+H3C
回答下列问题:
(1)相同条件下,HA、H2B、H3C三种酸中酸性最强的是_______。
(2)A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2-6种离子中,最易结合质子的是______,最难结合质子的是________。
(3)判断下列反应的离子方程式中正确的是(填写标号)_______。
(A)H3C+3A-=3HA+C3-   (B)HB-+A-=HA+B2-  (C)H3C+B2-=HB-+H2C-
(4)完成下列反应的离子方程式:
(A)H3C+OH-(过量)=_______________。(B)(过量)+C3-=________________。
10.250 mL pH=12的某一元强碱(MOH)溶液与250 mL 0.025 mol·L-1 的硫酸溶液相混合, 假设混合后液体体积为500 mL。试求:
(1)混合液的pH;
(2)若原250 mL一元强碱中含溶质0.1 g, 则M的相对原子质量为多少?
(3)若给混合液中分别滴入几滴甲基橙、无色酚酞、紫色石蕊试液,则溶液的颜色分别是什么?
11.在25℃时,有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液,取VaL该盐酸,同该NaOH溶液中和,需Vb L NaOH溶液,填空:
(1)若a+b=14,则Va:Vb=____________(填数字)。
(2)若a+b=13,则Va:Vb=____________(填数字)。
(3)若a+b>14,则Va:Vb=_____________(填表达式),且Va_________ Vb(填:>、<、=)(题中a≤6、b≥8)。
[课堂练习答案]
1C,2A,3B,4B,5BC,6A,7B,8B。
9.(1)H2B。(2)C3-、HB- 。(3)B、C。(4)H3C+3OH- = C3-+3H2O, 2HA+C3-=2A-+H2C-。
10.(1)pH=1.7;(2)Mr=23;(3)变红色、变无色、变红色。
11.(1)1;(2)0.1;(3)10a+b-14,>。
盐类的水解
目的要求:(1)使学生理解盐类水解的实质,能初步根据盐的组成判断盐溶液的酸碱性,了解盐类水解在工农业生产和日常生活中的应用。
(1)       (1)       学会并掌握盐类水解的离子方程式。
重点难点:盐类水解的实质;离子方程式书写。
教学过程:
引入
实验:把少量的醋酸钠、氯化铵、氯化钠的晶体分别投入三个盛有蒸馏水的试管,溶解,然后用pH试纸加以检验。
实验
现象:醋酸钠:显碱性
氯化钠:显中性
氯化铵:显酸性
提问
(1)  (1)  哪些酸是强酸或弱酸?
(2)  (2)  哪些碱是强碱或弱碱?
(3)  (3)  盐分为哪几类:正盐、酸式盐、碱式盐、络盐
强酸弱碱盐(氯化铵)
正盐:  强碱弱酸盐(醋酸钠)
强酸强碱盐(氯化钠)
弱酸弱碱盐(醋酸铵)
设问
酸的溶液显酸性,碱的溶液显碱性,那么酸与碱反应生成的盐,溶液显什么性?
讨论
醋酸钠、氯化钠都是盐,是强电解质,他们溶于水完全电离成离子,电离出的离子中既没有氢离子,也没有氢氧根离子,而纯水中[H+]=[OH-],显中性。而实际上醋酸钠显碱性,即[H+]<[OH-],氯化铵溶液显酸性,即[H+]>[OH-].
板书
CH3COONa  pH>7   [OH-]>[H+]
NH4Cl     pH<7   [H+]>[OH-]
NaCl      pH=7   [H+]=[OH-]
明确
醋酸钠电离出来的离子跟水发生了作用。
那么醋酸钠电离出的哪一种离子能使水中的[H+]、[OH-]发生变化?
H2O === H+ + OH-
NaAc ==== Ac- + Na+
CH3COO-能与水溶液中的氢离子结合生成难电离的醋酸分子,从而使水的电离向正反应方向移动,这时,[Ac-]下降,[OH-]升高,[H+]下降,那么,醋酸钠与水的反应能不能进行得很彻底呢?
板书
NaAc === Na+ + Ac-
+
H2O === OH- + H+
Hac
CH3COO- + H2O ==== CH3COOH + OH-
NH4Cl === NH4+ + OH-
+
H2O === OH- + H+
NH3.H2O
NH4Cl + H2O ==== NH3.H2O + HCl
以上两种溶液都并存着两个平衡
提问
上述两种盐溶液与水反应的实质是什么?
醋酸钠与水反应的实质是:醋酸钠电离出的醋酸根离子和水电离出的氢离子结合生成弱电解质醋酸的过程。
氯化铵与水反应的实质是:氯化铵电离出的铵离子和水电离出的氢氧根离子结合生成弱电解质一水合氨的过程。
板书
盐类的水解: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氢离子或氢氧根离子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。
水解的结果:生成了酸和碱,因此盐的水解反应是酸碱中和反应的逆反应。
酸 + 碱 ==== 盐 + 水
板书
1.     1.     强碱弱酸盐的水解:(如:醋酸钠)弱酸阴离子与水电离出的氢离子结合生成弱电解质的反应。平衡时,氢氧根离子浓度>氢离子浓度。
例如:Na2CO3二元弱酸盐的水解,分步进行。
第一步,生成酸式盐和碱
Na2CO3 === 2Na+ + CO32-
+
H2O ===== OH- + H+
HCO3-
离子方程式:CO32- + H2O == HCO3- + OH-
第二步,水解生成酸和碱
NaHCO3 ==== Na+ + HCO3-
+
H2O ====== OH- + H+
H2CO3
离子方程式:HCO3- + H2O === H2CO3 + OH-
说明
碳酸钠第二步水解的程度非常小,平衡时碳酸浓度很小,不会放出二氧化碳气体。
练习
硫化钠、磷酸钾分步水解的方程式。
板书
弱酸的阴离子+ 水==== 弱电解质+ 氢氧根离子
结果:氢氧根离子浓度>氢离子浓度 溶液呈碱性。
板书
2.     2.     强酸弱碱盐的水解(如:氯化铵)
实质:组成盐的弱碱阳离子跟水电离出的氢氧根离子结合生成弱电解质的反应。
结果:氢离子浓度>氢氧根离子浓度,溶液显酸性。
板书
AlCl3 ==== Al3+ 3Cl-
+
3H2O === 3OH- + 3H+
Al(OH)3
Al3+ + 3H2O === Al(OH)3 + 3H+
NH4+ + H2O === NH3.H2O + H+
Fe3+ + 3H2O === Fe(OH)3 + 3H+
弱碱阳离子 + 水 ==== 弱电解质 + 氢离子
结果:氢离子浓度>氢氧根离子浓度,显酸性。
板书
3.     3.     弱酸弱碱盐的水解:(如:醋酸铵)
NH4Ac === NH4+ + Ac-
+     +
H2O === OH- + H+
NH3.H2O  Hac
NH4+ + Ac- + H2O === NH3.H2O + Hac
由于一水合氨和醋酸的电离度相近,因此铵离子、醋酸跟离子水解程度相近,从二溶液显中性。
设问
硫化铝在水溶液中不存在,这是为什么?
分析
Al2S3 + 6H2O == 2Al(OH)3 +  3H2S
如果水解生成的酸碱是极弱的,并且是难溶物和气体,水解程度趋于完全。
如:碳酸铵等。
板书
4.     4.     强酸强碱盐不水解。
强酸强碱盐电离出的阴离子、阳离子都不与水电离出的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质,所以,溶液中盐电离的阳离子、阴离子和氢离子、氢氧根离子的数目都保持不变,没有破坏水的电离平衡,氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,显中性。
板书
影响水解的因素:
(1)       (1)       内因:盐的离子与水中的氢离子或氢氧根离子结合的能力的大小,组成盐的酸或碱的越弱,盐的水解程度越大。“无弱不水解,有弱即水解,越弱越水解,谁强显谁性”
(2)       (2)       外因:(一)温度:由于水解反应是中和反应的逆反应,而中和反应是放热反应,因此,水解反应是吸热反应。所以,升高温度会使盐的水解程度增大。
(二)浓度:溶液浓度越小,实际上是增加了水的量,可使平衡相正反应方向移动,使盐的水解程度增大。(最好用勒沙特例原理中浓度同时减小的原理来解释)。
例题
1.     1.     判断溶液的pH值:
强酸弱碱盐、强碱弱酸盐等。
2.     2.     如何对比NaX、NaY、NaZ的碱性。已知;酸性HX》HY》HZ
3.     3.     RU如何对比碳酸钠、碳酸氢钠的碱性。
4.     4.     将氯化铝、偏铝酸钠、氯化铁分别蒸干灼烧后的产物是什么?
板书
与盐类水解有关的应用
1.     1.     明矾的净水作用
2.     2.     热碳酸钠溶液的洗涤力强
3.     3.     制备氢氧化铁胶体
4.     4.     氯化铵溶液中加入镁粉产生氢气
5.     5.     蒸发氯化铁溶液,不能得到纯绿化铁
6.     6.     焊接时可用氯化锌、氯化铵溶液除锈
7.     7.     配制氯化铁溶液时需加少量盐酸
8.     8.     泡沐灭火器的反应原理
9.     9.     比较盐溶液的PH值大小
10.  10.  判断溶液中离子浓度大小
例如:相同物质的量浓度、相同体积的醋酸和氢氧化钠中和,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是:
11.  11.  判断离子是否共存
12.  12.  酸式盐溶液酸碱性的判断
某些肥料不宜混合使用。(如:草木灰、碳酸铵、重钙等)
作业
教材 47-48页 1 2 做在书上,3、4、5做在作业本上。
练习册:独立完成。
酸碱中和滴定
目的要求:掌握中和滴定的原理
初步学会滴定管的正确操作]
了解中和滴定的全过程,为学生进行定量实验打下基础。
重点难点:中和滴定的操作
教学过程:
引入
化学定量分析的方法很多,而滴定法是其中最基本、最简单的一种,但是滴定的手段有很多种,根据具体情况可以采用不同的滴定方法(如:酸碱滴定、氧化-还原滴定、沉淀滴定、络合滴定),而酸碱滴定是滴定法中最基本,最重要的一种。掌握此种滴定法是化学定量分析的重要手段。
板书
第五节 酸碱中和滴定
一.一.酸碱中和滴定
1.原理
提问
(1)在一定量的碱溶液中,滴加酸,正好中和时,碱和酸应该有什么定量关系?
引出
H+ + OH == H2O(中和反应实质)
n(H+)== n(OH-)
根据此种关系,我们可以通过酸碱相互反应来测知未知液浓度
(2)不同酸碱的定量关系
HCl + NaOH === NaCl + H2O
1mol  1mol
H2SO4 + 2NaOH === Na2SO4 + 2H2O
1mol     2mol
H3PO4 + 3NaOH ==== Na3PO4 + 3H2O
1mol     3mol
(3) 溶质的物质的量(mol)=物质的量浓度(mol/L)x溶液体积(L)
n = cV
阅读
在酸碱中和反应中,使用一种已知物质的量浓度的酸或碱溶液跟未知浓度的碱或酸溶液完全中和,测出二者的体积,根据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值,就可以计算出碱或酸的溶液浓度。
例题1
在未知浓度氢氧化钠溶液0.23L,需加入0.11mol/L的盐酸溶液0.29L才能完全中和。氢氧化钠的物质的量浓度是多少?
板书
(1)       (1)       定义:用已知物质的量的浓度的酸或碱来测定未知浓度的碱或酸的方法。
(在化工生产和化学实验中,经常需要知道某种酸或减的标准浓度,例如:在实验室有未知浓度的氢氧化钠溶液和盐酸溶液,怎样测定他们的准确浓度呢?这就需要利用上述酸碱中和反应中的物质的量之间的关系来测定。)
板书
1.     1.       仪器:酸式滴定管、碱式滴定管。
说明
为什么要用滴定管:量筒的精确度不高。
滴定管是一根带有精确刻度的细长玻璃管,管的下段有可以控制液体流量的活塞。
(1)       (1)       优点:易于控制所滴加液体的流量、读数比较精确。
(2)       (2)       滴定管的正确操作:
I.              I.               两种滴定管在构造上的不同点:碱式---活塞
酸式---带有玻璃球的橡胶管
II.          II.            滴定管的读数方法:
0刻度在上,从上往下读,最大量程有25Ml、50mL
精确度:取到小数点后两位,如:24.00mL、23.38mL
最后一位是估计值。
III.       III.          滴定管的洗涤:
先用蒸馏水洗涤,再用标准液(或待测液)来润洗。
IV.          IV.          固定;垂直于桌面,高度以滴定管尖伸入锥形瓶约1cm为宜。
V.              V.             操作:酸式滴定管:
碱式滴定管:                       挤压位置
锥形瓶:上下都不靠。
滴定时,禁止:左手离开活塞、眼睛看别的地方,要注视锥形瓶内液体的颜色变化。
板书
操作过程:
(1)       (1)       查:
(2)       (2)       洗:先水洗,后润洗。
(3)       (3)       盛,调:
(4)       (4)       取:待测液、指示剂
(5)       (5)       滴定:
(6)       (6)       记录读数:
(7)       (7)       数据处理
讨论
1.     1.       完全中和点和滴定终点虽然不同,但可以等同计算。
如:用0.1mol/LNaOH滴定20mL0.1mol/LHCl.
氢氧化钠体积          [H+]         pH
0                0.1           1
10.00            0.033         1.48
15.00            0.0143        1.85
19.50            0.00125       2.9
19.80            0.0005        3.3
19.98            0.00005       4.3
20.00            10-7          7
20.02             2x10-10        9.7
20.20             2x10-11        10.7
pH
7
氢氧化钠体积
2. 误差分析:
(1)       (1)       润洗
(2)       (2)       进气泡
(3)       (3)       锥形瓶润洗
(4)       (4)       滴定管漏水
(5)    读数角度
1.  1.  如何减少误差:
(1)       (1)       管要润洗,瓶只水洗
(2)       (2)       不漏水,不进气
(3)       (3)       平视读数
板书
指示剂的选择:强酸滴定强碱:甲基橙
强碱滴定强酸:酚酞
(说明选择指示剂的方法和原则)
作业
教材:1、2做书上;3、4、5做在作业本上
练习册:
镁铝的重要化合物
n  教学内容:高二化学(必修)第二章第三节
n  认知目标:了解镁铝化合物的性质、用途。
n  情感目标:掊养热爱科学的情感,激发科学知识运用于生产,生活实际的愿望。
n  技能目标:培养观察能力,学习实验操作技能。
n  教学重点:镁铝化合物的化学性质。
n  教学难点:镁铝化合物的用途。
n  教学方法:接受式策略,以实验为基础的启发式。
n  教学过程:
板书(B)         教师活动(T)         学生活动(S)         投影(P)
第一课时  第二周1/4  45分钟
一、镁铝的存在
TB:镁铝元素自然界中存在:化合态。
TB:含量:铝是自然界中含量最高的金属元素。
二、氧化物
氧化镁             氧化铝
SB:物理性质  共性:    白色固体,高熔点,不溶于水。
TB:          特性:                      晶体硬—刚玉
化学性质:           碱性氧化物         两性氧化物
TB:          与水:MgO+H2O=Mg(OH)2(慢)  Al2O3+HO1
SB:          与酸:MgO+2HCl=MgCl2+H2O    Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
SB:          与碱:    不反应           Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
TB:制法:       MgCO3(菱镁矿)=D=MgO+CO2­      -------
TB:用途:   共性:               耐火材料
特性:                       砂轮、制铝的原料
S:钾钙钠镁铝如何制取?
二、二、氢氧化铝、氢氧化镁
氢氧化铝                    氢氧化镁
TB:物理性质:白色胶状固体不溶于水       白色不溶于水固体
除水中悬浮物,吸色素。
T:讲解用明矾净水。
TB:化学性质:
SB:与酸:Al(0H)3+3HCl=AlCl3+3H2O       Mg(0H)2+2HCl=MgCl2+2H2O
SB:与碱:Al(0H)3+NaOH=NaAlO2+2H2O             不反应
TB:不稳定性:2Al(0H)3=D=Al2O3+3H2O     Mg(0H)2=D=MgO+H2O
TB:制法:AlCl3+3NH3+3H2O=Al(0H)3ˉ+3NH4Cl
S:为什么不用氢氧化钠制取氢氧铝?
TB:总结:            钾钡钙钠           镁铝……
单质       能与水反应        与水反应困难 (加热,不)
氧化物     能与水反应        与水反应困难(加热,不)
碱与碳酸盐   稳定              不稳定
第二课时  第二周2/4  45分钟
三、三、镁盐铝盐
1.氯化镁
TB:苦味,吸水。
T:海水的苦味,粗盐的潮解。
TB:用途:工业上制取镁。
2.KCl·MgCl·6H2O光卤石
TB:海水和光卤石制取氯化镁的原理:
光卤石:溶液提取氯化钾后浓缩
海水:苦卤加熟石灰,海水引入熟石灰中—氢氧化镁—氯化镁。
3. 3. KAl(SO4)2·12H2O
TB:明矾,净水剂。
TB:多种金属阳离子,一种酸根离子形成的盐—复盐
4.  4.  铝盐和偏铝酸盐反应总结
T:实验铝溶于盐酸,取1/2,后加入氢氧化钠,沉淀消失后,分成两份,一份加入盐酸;一份加入原来的氯化铝溶液。
TB:NaAlO2的性质:1.与盐酸:NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(0H)3ˉ
2.与碳酸:2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(0H)3ˉ
3.与铝离子:3NaAlO2+AlCl3+6H2O=3NaCl+4Al(0H)3ˉ
TB:                Al
Al3+    加酸      Al2O3     加碱      AlO2-
Al(OH)3
加碱
加酸,碳酸,Al3+
加碱
加酸
Al3+            Al(OH)3                     AlO2-
T:铝离子和偏铝酸根离子都会出现沉淀后消失现象,当分别与强碱和强酸作用时。
如采用氨水弱碱则只出现沉淀不消失,如采用碳酸弱酸则只出现沉淀不消失。
由此现象可以推断铝离子和偏铝酸根离子。
T:如镁铝离子混合,加过量氢氧化钠则出现沉淀部分溶解,由此可推镁铝离子。
T:镁铝离子中加氨水弱碱都可以沉淀,但不会有任可溶解。
S:写出以上10个方程。
S:找出出现沉淀后消失的:氯化铝溶液中滴加氢氧化钠直到过量?偏铝酸钠溶液中加盐酸直到过量?石灰水中通二氧化碳直到过量?偏铝酸钠溶液中加氯化铝直到过量?
S:在氯化镁和氯化铝溶液中分别滴加氨水和氢氧化钠直到过量,写出离子方程,并画出图像。
S:推断离子:加氢氧化钠出现沉淀后消失?加盐酸出现沉淀后消失?
第三课时  第二周3/4  45分钟
本章小复习,进行以下提问:
S:判是否金属的物理性质:延展性?导电导热?银白色?熔点高?   延展原因?
S:比较离子性质钙镁离子?
S:能反应的说出方程:镁与水,氧化铝和氧化镁那一个能与氧化铁反应,镁与二氧化碳,铝与氢氧化钠溶液,氧化铝与氢氧化钠,氧化镁与水,氢氧化钠加热,碳酸镁加热?
S:镁铝用途?氧化铝用途?氢氧化铝用途?氯化镁用途?光卤石明矾是什么?用途?

例题练习:
SP:能在溶液中大量共存的:Al3+ 和AlO2-?Al3+ 和OH-?H+ 和AlO2-?OH- 和AlO2-?
SP:如何分离Al3+ 和Mg2+?如何除去镁中的铝?
SP:A与氢氧化钠溶液反应得B,A与氯气反应得C,A与稀硫酸反应得D;B与碳酸反应得E,C与过量氨水反应得E,D与适量的氢氧化钠反应得E,推ABCDE?
SP:写出氯化铝分别与少量氢氧化钠和过量氢氧化钠反应时的一步方程式?1摩氯化铝与3.4摩氢氧化钠反应生成的氢氧化铝多少克?
SP:用硫酸铝溶液滴加入氢氧化钠现象?氢氧化钠滴加入硫酸铝现象?
SP:氯化铝中加入氢氧化钠,画出加入的碱的物质的量与生成的沉淀的图象?
n作    业: 教材P31,4,5
n后    记: 方程式开始混。
镁和铝的重要化合物  (3节时)
【目的要求】: 1. 认识镁和铝的几种重要化合物的性质和主要用途;
2. 认识氧化铝和氢氧化铝的两性和主要用途;
3. 了解复盐和明矾的净水作用。
【重、难点】: 氢氧化铝的两性
【教学方法】: 自学阅读,思考总结,启发引导。
【课时安排】: 第一课时完成镁的重要化合物及氧化铝的物理性质和用途
第二课时完成铝的重要化合物的性质和用途
第三课时简单介绍明矾及知识归纳和拓展,评讲练习
【教学过程】: (第一节时)
〖引言〗:直接引入
〖自学阅读〗:学生阅读课本26-27页
〖投影〗:[思考讨论]:
1.    课本介绍了MgO和MgCl2的哪些知识?
2.    MgO有何突出的物理特性?因而有何应用?
3.    自然界无MgO矿石,怎样得到它?有哪些制取途径,哪些途径合理?
4.    MgCl2主要用于做什么?如何得到它,什么方法更有实际意义?
5.    从海水中提取MgCl2,最后冶炼Mg,运用了MgCl2什么化学性质?
〖演示实验〗:1.展示MgO和MgCl2的样品,有学生观察总结物理性质。
2. MgO溶于水,滴加酚酞
〖师生活动〗:教师引导,学生回答、讨论思考题,得出结论。
〖补充讲解〗:海水的综合利用
1.    海水咸、苦的原因;量多:淡水占99%,咸水占1%
2.    海水含盐量高,若全部提取出来,地壳陆地可上升160米
3.    海水淡化问题及将来解决办法的设想
【板书设计】:
一、镁的重要化合物
MgO                    MgCl2
物理性质   熔点很高                吸水性,易潮解
1.性质:                                              酸      HCl
化学性质  MgO + H2O = Mg(OH)2     MgCl2(盐) + 碱      Mg(OH)2
(极少)                    盐       ……
电 解
2.用途:            耐火材料                  MgCl2            Mg
提取NaCl
Ca(OH)2
HCl
高温
3.制法:    MgCO3 === MgO + CO2↑   海水      苦卤      Mg(OH)2   MgCl2
(第二节时)
〖引入〗:直接引入
〖演示实验〗:展示Al2O3和Al(OH)3样品
〖投影〗:[思考讨论]:
1.    有何突出的化学性质?
2.    有化学方程式和离子方程式表示Al2O3和Al(OH)3分别与H2SO4和NaOH的反应。(会考必考)
3.    自然界有Al2O3,却没有Al(OH)3,如何制取Al(OH)3?能否用Al2O3和水反应?为什么?
4.    实验室用铝盐制取Al(OH)3,加NaOH和NH3?H2O哪种好?为什么?
请写出离子方程式。
*能否用NaAlO2制取Al(OH)3,加何试剂好?为什么?
5. 请归纳Al、Al2O3和Al(OH)3分别与酸、碱反应的规律和相互关系。
〖师生活动〗:1.两性: Al2O3既可以看成碱性氧化物,又可以看成酸性氧化物,
Al(OH)3既可以看成碱,又可以看成酸。
2.学生练习,教师评价。
+水 (不行)
3. Al2O3                       Al(OH)3
加热(行)
4.演示实验:硫酸铝中分别加NaOH和NH3?H2O至过量,说明Al(OH)3溶解于强碱,不溶于弱碱;同理Al(OH)3溶解于强酸,不溶于弱酸。
(*补充扩展:为什么Al(OH)3具有两性?
由其结构决定,在不同环境下断键情况不同
O--H
Al——O--H   +  3H+       H2O
O--H
碱式电离
O—H   +  OH-      H2O
Al——O--H
O--H      H2O
酸式电离                             )
5.                                     Al3+
H+
(1)
O2
加热
(4)
(3)
电解
Al       Al2O3        Al(OH)3
OH-
(2)
AlO2-
(1) 3mol OH-(强碱)或过量弱碱(氨水)
(2) 1mol H+(强酸)或过量弱酸(碳酸)
(3) 过量OH- (强碱)
(4) 过量H+(弱酸)
【板书设计】:
二、铝的重要化合物
Al2O3                      Al(OH)3
1.存在:              略
2.化学性质: Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O  2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O
“两性”   Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O   Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
3.制取:                                 Al3+盐 + 弱碱       Al(OH)3
(第三节时)
〖简单介绍〗:复盐概念、明矾的组成和用途
〖评讲〗:课本31页习题4、6
〖 师生活动〗:再现“铝三角”并重点得出 Al3+     Al(OH)3      AlO2-
转化中量的关系
〖学生练习〗:画出下列反应中生成沉淀量和所加溶液或气体量间关系的图象
1.    氯化铝溶液中不断加入氨水
2.    偏铝酸钠溶液中不断通入二氧化碳
3.    1mol氯化铝溶液中不断加入氢氧化钠溶液
4.    1mol偏铝酸钠溶液中不断加入盐酸
5.   将课本30页第一题的第(4)题用图象表示出来(创新)
〖评讲〗:上述习题
铁化合物和亚铁化合物间相互转变
【教学目标】
知识技能:使学生初步理解、掌握铁化合物和亚铁化合物之间相互转变的规律及其条件;巩固、加深对氧化还原反应的认识。
能力培养:提高书写化学用语的能力和实验设计能力。
科学思想:对学生进行事物间相互转化及转化条件等辩证唯物主义观点的教育。
科学品质:培养学生严谨求实,认真细致的科学精神,使学生学习化学的兴趣和积极性得到进一步发展。
科学方法:通过实验设计和实验操作,进行“实验方法”这一自然科学方法的指导。
【教学重点】
铁化合物和亚铁化合物间的相互转变及转变条件
【教学难点】。
铁化合物和亚铁化合物间的相互转变及转变条件
【教学过程】
教    师    活    动
学    生    活    动
引入
上节课我们学习了铁的化合物和Fe 的检验,首先请一名同学到前边演示制取Fe(OH)2的实验。要求是:辚做实验边告诉大家做这个实验的操作技巧及原因,说明实验现象,写出反应的化学方程式。
一学生演示操作。
注意滴管的尖嘴部位要伸入到FeSO4溶液中加入NaOH溶液。
原因是:防止二价铁被氧化。
实验现象:产生白色沉淀后变灰绿色,最后变红褐色。
反应的化学方程式:
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓
提问
通过这个实验你认为亚铁化合物具有什么性质?
亚铁化合物不稳定,在空气中很容易被氧化,转化成+3价铁的化合物。
讲述
+2价铁的化合物,在一定条件下可转化生成+3价铁的化合物,同样在另一定条件下+3价铁的化合物也可转化成+2价铁的化合物,这就是我们这节课讨论学习的问题。
思考,明确学习目的。
板书
设问
一、亚铁化合物转变成铁化合物
1.亚铁化合物除外还有哪些?
2.+2价铁转变成+3价铁它本身应具有什么性质?
3.实现+2价铁转变成+3价铁应具备什么外因条件?
4.请总结一下到目前为止学习的知识中有哪些较强的氧化剂。
思考、讨论、回答:
FeCl2、FeSO4、FeBr2、Fe(NO3)2、FeO、FeS等。
+2价铁易失去一个电子,具有还原性。
应有氧化剂的参加,即与氧化剂发生氧化还原反应。
F2、Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H )溶液等。
失电子与氧化剂反应
板书
小结
+2                        +3
Fe                    Fe
氧化剂:Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H )溶液、K2Cr2O7溶液等。
归纳、理解、记忆。
教  师  活  动
学  生  活  动
讲述
请你们设计可行的实验方案来实现上述转化,分小组讨论后,选出代表到前边谈你们小组的设计方案、步骤,可能发生的现象,写出反应的化学方程式和离子方程式。
实验设计的原则:
1.可行性的原则
2.操作简便
3.现象明显
(确认 转化成 )
同学讨论、设计方案。同学代表谈方案、现象,书写化学方程式和离子方程式:
6FeCl2+3Br2=4FeCl3+2FeBr3
2Fe +Br2=2Fe +2Br
6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3+2FeCl3
2 +2Cl
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=
5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O
10Fe +2MnO4 +16H =10Fe
+2Mn +8H2O
用KSCN溶液确认 转化成 。
一位同学操作:
①先滴入KSCN溶液 不变色
②再滴加Cl2水  变红
讲述
各组的实验设计都较好,我们对上述设计进行实际操作(时间关系,做两个实验)。
提醒注意:
1.实验的基本操作要规范
2.药品滴加顺序
3.全体同学要认真观察现象,同时也要观察他们的操作,对做实验同学的操作给予评定。
FeSO4溶液
第二名同学操作:
①先滴入FeCl2溶液,
紫色褪去。
②再滴加KSCN溶液
变红色。
KMnO4(H )溶液
评价
全体同学对实验操作进行评价。
肯定成绩,指出不足。
小结
展示
启发
我们通过实验,证明在强氧化剂的作用下, 转化成 。
一瓶长期放置的出现红褐色浑浊的FeSO4溶液。
想想是什么原因使溶液变质?红褐色浑浊是什么?试着写出反应的离子方程式。
同学间讨论分析:
被空气中的氧气氧化,一名同学到黑板上书写离子方程式:
12Fe +3O2+6H2O=4Fe(OH)3↓+8Fe
设问
+2价铁可转化成+3价铁,那+3价铁能不能转化成+2价铁呢?
思考。
板书
设问
二、铁化合物转变成亚铁化合物
1. 转化成 应具备什么条件?
2.请总结你们学习的物质中哪些是常见的还原剂?
要与还原剂反应,说明 具有氧化性。
H2S、HI、S 、I 及活泼金属等。
得电子与还原剂反应
小结
常见的还原剂:H2S、HI、S 、I 、SO2;金属Mg、Al、Zn、Cu等。
知识条理化、理解、记忆。
教  师  活  动
学  生  活  动
讲述
下面请同学们写出FeCl3与不同还原剂反应的化学方程式,并分析会有什么现象发生。一名同学到黑板写,并同时分析产物。
边分析边书写;
H2S+2FeCl3=2FeCl2+S+2HCl
2KI+2FeCl3=2FeCl2+I2+2KCl
设问
怎样实现上述变化,现象明显而又确实证明 转化成 呢?请同学们讨论设计实验,最后用实验证明。
同学们讨论后选取出代表谈设计方案,然后分别做实验:
1 ①先滴入KSCN溶液,
变血红色
②再滴加H2S溶液红色消失
有淡黄色沉淀生成        FeCl3
2.①先滴入KI溶液
红色消失
②再加CCl4,振荡、
静置,CCl4层呈紫色。
FeCl2
小结
展示
启发
实验证明在还原剂的作用下 转化成 。
一块铜线路版
我们知道单质铜不能被一般的酸、碱等腐蚀,但在工业上铜印刷线路版是用溶液把铜溶解的,你能解释原因吗?请写出这个反应的离子方程式。
具有氧化性, 氧化了单质铜。
2Fe + Cu=2Fe +2Cu
设问
1.从氧化还原反应的规律分析,这个反应说明了什么问题?
2.在金属离子活动性顺序中,Fe 应排在什么位置?
说明:Fe 的氧化性比Cu 的氧化性强。
氧化性:Fe >Cu
Fe 应排在Cu 的后面……
Zn 、…
设问
足量的Zn粉与FeCl3溶液反应有什么现象?请写出反应的化学方程式。
请同学到前边实验操作。
Zn+2 Fe =Zn +2 Fe
溶液由黄色变浅绿色。
Zn粉过量:
Zn+ Fe = Zn +Fe
溶液由浅绿色变成无色。
设疑
这个反应及实验说明了什么问题?
对于FeCl3溶液要具体问题具体分析,活泼的金属MgAlZn等与Fe 反应,Fe 被还原成Fe 还是Fe,要看还原剂的量。
还原剂
氧化剂
总结
请同学们回忆总结一下,我们这节课学习、讨论了哪些问题?
具有还原性, 具有较强的氧化性。
1.                 的转化
2.                  与活泼金属反应时,还有用量问题。
3.Fe 的氧化性比Cu 的氧化性强。
作业
课本第47页,第2、6题。
【随堂检测】
1.如何使部分变质的FeSO4溶液转变成纯净的FeSO4溶液?
2.在含xmolFeCl3,ymolCuCl2的水溶液中插入一块铁片,充分反应后,称量铁片。(1)若铁片质量与插入前相等,则x∶y=___________;(2)若铁片质量比插入前大,则x∶y=___________;(3)若铁片质量比插入前小,则x∶y=___________。
【检测答案】
1.加入还原剂铁2Fe +Fe=3 Fe
2.(1)2∶7(2)小于2∶7(3)大于2∶7
铁和铁的化合物
1、使学生掌握铁的性质。(学会)
2、通过学习和实验,培养学生动手能力及观察分析问题的能力(会学),同时对学生进行环境保护教育。(德育渗透)
3、培养学生由表象分析事物的本质、变化,综合已学知识,解决问题的能力。(会学)
4、通过新旧知识联系,培养学生知识迁移、扩展能力(会学),进一步激发学生的兴趣和求知欲。(乐学)
5、通过介绍我国悠久的炼铁史,对学生进行爱国主义教育。(德育渗透)
教学重、难点:
Fe的还原性、Fe与稀HNO3、水蒸气的反应。
实验设计:
1、增加“铁丝与稀硝酸反应”的学生实验。(创新能力)
2、增加“铁丝与水蒸气反应”的实验。
教学用具:
试管、胶头滴管、酒精灯等仪器;铁丝、铁粉、稀硝酸、蒸馏水等药品;多媒体教学设备、Flash4.0电脑软件支持。
教学模式:实验探究法。
教学过程:
一、设疑激趣。
【引言】人类使用铁已有好几千年的历史了,目前已发现的金属虽然已有90种,但其中应用最广泛、用量最多的仍然是铁。小到铁钉,大到桥梁、铁道、舰船、车辆和各种机械等,都需要大量的钢铁来制造。就连动植物体内也含有铁,人体内缺铁会导致缺铁性贫血,钢铁的生产和使用是人类进步和社会进步的重要标志。那么,是哪个国家、哪个民族首先使用铁呢?
【电脑展示】我国的劳动人民在春秋时期就会冶铁,比欧洲早近2000年,并且我国铁矿石的储量居世界第一,从1996年开始我国年钢产量连续超1亿吨,居世界首位。我们为我国悠久的炼铁史和发达的钢铁工业而感到自豪和骄傲!这节课我们一起来研究铁和铁的化合物。
二、实验探究。
【板书】第三章  铁
第一节  铁和铁的化合物(一)
一、铁的物理性质:
【学法指导】指导学生阅读教材、观看实物、联系生活实际(如铁锅导热),回忆总结出铁的物理性质。(指明讨论一种物质物理性质的方法)
【引入】铁的原子结构有哪些特点?
【电脑展示、讲解】对照元素周期表,指出铁位于第四 周期第Ⅷ 族,这一区域还有哪些元素呢?这里还有代表财富的“金”和“银” ;最硬的金属“铬” ;最难熔的金属“钨” ;“太空金属”“钛” ;象水一样的“汞” ;以及电器工业的主角“铜”。它们的单质、合金及重要化合物在祖国经济建设中具有广泛的用途,可见在元素周期表的中间区域,是含“金”纳“银”、藏“铜”卧“铁”之“宝地”。(引出过渡元素的概念)
象上述的金、银、铜、铁等从ⅢB到ⅡB共10个纵行(包括镧系和锕系)共68种元素,叫做过渡元素。(注:新元素周期表已列出了112号元素)。
【板书】二、铁的原子结构示意图:
【引导分析】从原子结构示意图上看,Fe的次外层电子未达到饱和,和主族元素不同,不仅最外层上2个电子是价电子,而且次外层也有价电子,当铁与弱氧化剂反应时,只能失去最外层上2个电子形成Fe2+,当跟强氧化剂反应时,还能进一步失去次外层上的一个电子而形成Fe3+。
【板书】Fe-2e-=Fe2+   ; Fe-3e-=Fe3+
【讲解】所以,铁在其化合物中通常呈+2价或+3价,在实际反应中是否遵循这一规律呢?
【板书】三、铁的化学性质:
1、与非金属单质的反应:
铁是比较活泼的金属,在金属活动顺序表里,它列在氢的前面。
【电脑展示】Fe+S ===(△) FeS ;2Fe+3Cl2 ===(△) 2FeCl3
3Fe + 2O2 ====(点燃) Fe3O4
【阅读】在高温下,铁还能与碳、硅、磷等化合,例如铁跟碳化合而生成一种灰色的十分脆硬而有难熔的碳化铁。
【板书】2、与化合物的反应:
Fe+CuSO4=FeSO4 +Cu ;
Fe+2HCl=FeCl2 +H2↑ ;Fe+H2SO4=FeSO4 +H2↑
【启发】铁与稀盐酸、稀硫酸反应均生成+2价铁,那么,铁和稀硝酸的反应呢?
【探索实验】把稀HNO­3溶液吸入装有细铁丝的长胶头滴管里,并迅速放入试管内并塞紧,观察每一过程的实验现象,并做好记录。
【观察后分析】
(1)液面为什么会下降?
(2)为什么到液面全部下降后有红棕色气体产生?
(3)为什么溶液变成棕黄色?
(4)为什么一定要把塞子塞紧?
(5)我们知道,稀HNO­3具有较强的氧化性,而铁具有还原性,写出反应的化学方程式。
【板书】(1)与稀HNO­3的反应:
稀HNO­3过量时:
Fe +4HNO­3 (稀) =Fe(NO3)3 +NO↑+2H2O
【设疑】铁与稀硝酸反应在任何情况下都生成的是Fe3+吗?铁粉过量会出现什么情况?
【分析】Fe3+具有氧化性,Fe具有还原性,还有中间价态Fe2+,所以要发生氧化还原反应。
【板书】铁粉过量时,2 Fe(NO3)3 +Fe = 3 Fe(NO3)2
总结:3Fe +8HNO­3 (稀) =3Fe(NO3)3 +2NO↑+4H2O
【设疑】在常温下,铁与稀硝酸能发生反应,浓硝酸的氧化性比稀硝酸强,也能和铁反应吗?
【讲解】常温下,铁遇冷的浓硝酸和浓硫酸发生钝化,但在加热的情况下仍能发生反应。
【小结】由实验可知,铁遇强氧化剂可失去电子被氧化成+3价的铁,说明铁有还原性。因反应生成NO、NO2污染物,所以应设计该实验放在密闭容器里进行。
三、实验创新。
【板书】(2)与水蒸气的反应:
【演示实验】增加铁粉与水蒸气反应的实验。装置如图所示,收集气体,做爆鸣实验。学生通过观察、分析、总结得出结论――有H2生成。
【板书】3Fe+4H2O(气) =(高温) Fe3O4+4H2
【课外思考】该反应的实验装置能否作更一步的改进?
【讲解】在常温下,铁和水不反应。但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀。这一部分内容我们将在以后的章节中学习。
四、练习反馈。
【投影练习】
1、铁片投入下列溶液后,金属片质量减少,但无气体放出的是:
A、冷、浓HNO3            B、Cu(NO3)2 溶液
C、稀HNO3                D、Fe(NO3)3溶液
2、下列各物质中,不能由组成它的两种元素的单质直接化合而得到的是:
A、FeS    B、Fe3O4      C、FeCl3     D、FeCl2
3、根据下列反应:(1)Fe+CuCl2 = Cu + FeCl2 ;
(2)2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2 判断Cu2+、Fe2+、Fe3+、氧化性的顺序是:
A、Fe3+> Fe2+ > Cu2+        B、Fe2+> Cu2+> Fe3+
C、Cu2+> Fe2+ > Fe3+        D、Fe3+> Cu2+> Fe2+
五、讨论深化。
【讨论、小结】引导学生通过讨论总结出铁具有较强还原性,过渡元素常有变价。
弱氧化剂〔I2、H+、Cu2+等〕
强氧化剂〔Cl2、Br2、HNO3等〕
Fe
Fe(Ⅱ)
Fe(Ⅲ)
O2、H2O
【板书】小结:〔1〕铁具有较强还原性。
〔2〕
〔3〕过渡元素次外层上有价电子,常有变价。
【作业】:P47、1、4
注:1、本教案参考了方向东老师发表在《化学教学》2000年第8期“《铁和铁的化合物》教案设计”一文。在此致谢。
2、本人用此教案和相应课件作课在“河南油田第六届优质课大赛中”夺得一等奖。(2000.11)
3、根据学生的情况,关于“Fe与Fe3+的反应”的内容作课时可以不讲。
原电池

[课前准备:学生课桌上放有盛稀硫酸的玻璃缸、电流汁、锌片、铜片、导线。(两人一组)]
[上课]
师:工农业生产、国防、科研、日常生产中,常常使用哪些电池?××同学。[指定学生]
生(1):蓄电池、干电池、温差电池、氧化银电池、高能电池等。
师:××同学[指生(1)]参加区里少年科技站活动,因此他解得很多,讲得很好。
化学电池一般都是根据原电池原理制成的。为了更好地使用各种电池,并创造出更多更好的新电池,必须学习最简单的电池,也就是学习原电池的构造和它的工作原时。[板书:一、原电池]化学反应时常伴随着光、热这样一些现象。化学反应是否有电流效应呢?如果有的话,电流又是怎样产生的呢?我们一起做一个实验,请大家把书翻到154页(实验5-3)。大家都经过预习,具体操作不必多讲,做实验时请观察三个现象,并认真思考产生这些现象的原因,也可适当地展开一些讨论。第一,锌片、铜片平行插入盛有衡硫酸的玻璃缸里,仔细观察锌片上有没有气体?其次,拿导线把锌片、铜片连接起来,再看一看铜片有没有气体产生?锌片上现象有无变化?最后我们把锌片、铜片连接一个电流计、看看电流计的指针有没有偏转?实验结束以后,锌片和铜片用自来水冲洗冲洗,放在塑料烧杯里。盛衡硫酸的玻璃缸仍放在桌子上。下面大家开始做实验。[教师在黑板上画上原有电池示意图(图1)]
[学生边实验边开展讨论;教师边巡视边进行个别指导。]
注意!连接电流计时,铜片上的导线接在电流计刻有正0.6处,锌片上的导钱接在电池计刻有负的地方。[稍待片刻]好,全部结束,请大家迅速把锌片、铜片用水冲洗一下,放在塑料烧杯里,玻璃缸、电流计、烧杯都放在桌子的正上方。
现在我们请同学汇报一下,在实验时看到一些什么现象?××同学。[指定学生]
生(2):看到锌片上面有气泡,用导线连接起来,铜片上有气泡。
师:连接导线前后,锌片和铜片的现象各有什么不同?
生(2):连接导线前,锌片上有气泡,铜片上无气泡;连接导线后,锌片上气泡减少,铜片上出现比较多的气泡。
师:然后在导线中连接电流计,又看到什么现象?
生(2):电流计的指针有一些偏转。
师:锌片、铜片插入稀硫酸中,锌片有气泡产生,铜片上没有气泡产生,这是什么原因?×××同学,[指定学生]你讲讲看。
生(3):锌的活动性大,所以有气泡;铜的活动性小,所以没有气泡产生。
师:大家想想,这样回答完整吗?×××同学。[指定学生]
生(4):在金属活动性顺序表中,锌排在氢的前面,容易失去电子,能置换酸中的氢。
师:铜呢?
生(4):铜排氢的后面,不能置换酸中的氢。
师:在金属活动顺序表中,锌排氢的前面,锌的化学性质比氢活泼,锌原子易失电子给硫酸溶液中的氢离子。锌不断溶解,锌原子变成锌离子,氢离子得到电子变成氢离子。两上氢原子结合成氢分子,锌片上有气体即氢气逸出。[板书]现在再考虑:为什么锌片、铜片连接了导线以后,如果锌片很纯的话,锌片上的气泡很少。几乎没有,而铜片上的气泡却很多,什么道理?××同学。[指定学生]
生(5):锌被氧化成锌离子进入溶液,溶液中的氢离子从铜片获得电子,被还原成氢原子。
师:同学们能回家预习,很好。但回答问题要针对题意,经过思考后用自己的语言来回答。大家看到铜片上气泡很多,锌片上气泡少了,这是什么道理呢?××。[指定学生]
生(6):锌原子失电子变成锌离子,电子通过导线流向铜片上,氢离子在铜片上得电子,变成氢原子再组成氢分子。铜片上有很多氢气泡。
[评述:在这类探索性实验中,操作并不困难,重要的是观察现象要细微,否则无收获。在观察到现象后,分析电子的流动和转移的路线是重要的课题。一定要让学生得到如下结论:锌片与稀硫酸接解反应时,电子是在锌和氢离子之间直接转换;而在锌片用导线与插在稀硫酸时的铜片接连时,电子是由锌片通过导线到达铜片后,在铜片上向氢离子转移。在学生的回答中,有一句话最重要:“锌原子失去的电子通过导线流到铜片上”,要特别强调。在电子通路得到控制后,原电池的使用才成为可能。]
师:锌是比较活动的金属,锌片的锌原子失电子变成锌离子,溶解在溶液里。锌原子失去电子通过导线流到铜片上,而溶液中的氢离子从铜片上得到电子变成氢原子,二年氢原子组成了氢分子。因此,在铜片上就有气体出发。大家也可以考虑一下:锌原子失电子变成二价锌离子,氢离子得电子变成氢原子都是一些什么反应呀?×××同学。[指定学生]
生(7):锌原子失电子发生氧化反应,氢离子得电子发生还原反应。
师:锌原子失去电子变二价锌离子的反应为氧化反应;氢离子得电子变氢原反应是还原反应。在导线中连接了电流计,大家都看到电流计的指针有偏转的。说明导线里有电流通过,考虑一下上述实验装置,怎么会产生电流的?电子流动的方向,又是怎样的呢?请同学们讨论。
生(8):电流的产生是由于电子从锌片流向铜片。
师:有谁补充?××[指定学生]
生(9):因为锌片上电子多,锌片、铜片之间有电势差
师:产生电流的根本原因是什么?
[评述:产生电流的根本原因,在化学里是无法弄明白的。学生回答的产生电势差的事实,也是根本原因之一,如果学生在高中电学里已学过这个原理,教师可提醒一下。如果学生的尚未学到,则化学教师可以轻轻带过,待学生到物理学习中再深究。这里,也许只需突出氧化-还原反应的自动变化。]
生(10):锌片上锌原子发生氧化反应,铜片上的氢离子得电子发生还原反应,使导线中的电子从锌片流向铜片。
师:锌片、铜片上发生了氧化-还原反应,使电子从锌片不断地流向铜片而形成电流,这是上述装置产生电流的根本原因。锌比铜活动,容易失去电子,锌片上的电子比铜片多,锌片与铜片间有电势差,电子从锌片流向铜片。我们再看看上面的实验装置有什么特点?请大家翻开书,第155页,第四行:“把化学能转变为电能的装置叫原电池。”我们刚才做实验的装置就是原, 锌、铜、衡硫酸组成的一个锌铜原电池。现在大家可以搞清楚了,什么是原电池。
原电池中电子流出的这一极称为负极;原电池电子流入的这一极称为正级。锌、铜原电池中锌和铜各是什么极?
生(集体):锌片是负极;铜片是正极。
师:锌、铜原电池中,锌片是电子流出的称为负极,铜片是电子流入的称为正极。负极锌片,正极铜片,各发生什么反应?
生(集体):负极锌片上发生氧化反应;正极铜片上的H+发生还原反应。
师:负极锌片,电极锌本身被氧化正极铜片,H+在电极铜上被还原。锌铜原电池中的电子,从负极锌片流向正极铜片。
为了更好地学习原电池的工作原理,我们可以用电极方程式,表示原电池两电极上所发生的反应。电极方程怎样写法呢?写电极方程式时,[指黑板上所写的电极方程式应写清楚正极、负极;在电极后面括一个括号,写电极材料名称;然后再书写原子(分子)或离子的符号,以及得失电子的数目;最后配平并在反应物、生成物的符号间写等号。]
[评述:电极方程式的书写一定要规范,这有利于巩固对电极反应的氧化还原本质的理解。]
[教师将放有的盛稀硫酸的玻璃缸,硫酸铜溶液的玻璃缸,酒精溶液的玻璃缸,锌片、铜片、银片、石墨棒以及导线的示教盘和大型电流计摆在讲台上。]
师:下面我再来做几个实验,请大家仔细观察。这是锌片、石墨棒,在玻璃缸里的是稀硫酸[出示实物],现在如果我把锌片和石墨棒放在稀硫酸里,锌片上有气泡吗?
生:有气泡。
师:石墨棒上有气泡吗?
生:没有。
师:现在我用一根导线,把锌片和石墨棒连接起来。[教师演示]请×××同学[指定学生]代表大家来看一下,并向大家汇报看到的现象。
生(11):锌片上气泡减少,石墨棒上有气泡产生。
师:把电流计连接在锌片和石墨棒中间[教师演示],大家看看讲台上电流计指针,电流计指针发生偏转。
下面我们做第二个实验。这里有两块锌片,玻璃缸里是稀硫酸[出示实物]把两块锌片插入稀硫酸里[教师演示],两块锌片有什么现象?
生:都有气泡。
师:如果在两块锌片间,连接一电流计[教师演示],大家看看,电流计的指针是否有偏转?
生:没有偏转。
师:两块锌片插入稀硫酸连接电流计,两块锌片都有气泡产生,电流计指针不发生偏转。
下面我们做第三个实验。这是一块锌片,这是一块银片,玻璃缸是硫酸铜溶液[出示实物],把锌片、银片插入硫酸铜溶液中,放置片刻后,取出银片[教师演示],大家看看,银片上有什么现象?
生(部分):变暗了;(部分):有暗红色。
师:如果在锌片、银片中,连接一个电流计[教师演示],大家看看,电流计的指针是否有偏转?
生:有偏转。
师:锌片、银片插入硫酸铜溶液,连接电流计,锌不断溶解,银片有暗红色物色析出,电流计指针发生偏转。
最后一个实验,也就是第四个实验。这是一块锌片、一块铜片,玻璃缸里是酒精溶液[出示实物]。
现在我们把锌片和铜片插入酒精溶液[教师演示],大家仔细观察,有什么现象?
生:没现象。
师:锌片、铜片插入酒精溶液,锌片、铜片都没有现象。如果用导线把锌片、铜片连接起来,锌片、铜片上仍然没有现象。现在我在锌片、铜片间,连接一个电流计[教师演示],大家看看,电流计指针是否有偏转?
生:没有偏转。
师:锌片、铜片插入酒精溶液,连接电流计,锌片、铜片上没有现象,电流计指针不发生偏转。
现在请大家考虑:这四个实验中,哪几个既发生化学反应,又能产生电流?请×××同学回答。
生(12):第一和第三。
师:第一和第三个实验。既发生化学反应,又能产生电流,这些装置是原电池;第二个实验发生化学反应,但无电流产生;第四个实验既不发生化学反应,也没有电流产生,这些装置都不是原电池。
现在请大家考虑:原电池由哪几部分构成?每部分用什么材料?材料有什么要求?也就是说,请臧克家总结归纳一下,构成原电池要哪些条件?请×××同学讲讲看。
[评述:在了解原电池作用的 ,分析原电池的构造。而且,教师对构造的教学是通过四个实验,让学生自己去观察、比较,然后独立归纳出构成原电池的条件。这是教师在能力培养的要求下,作出的别具匠心的安排。学生在通过这一过程的教学后,不仅获得了知识,也提高了学习能力。]
生(13):第一是有两种金属;第二是有电解质;第三有要导线。
师:是否一定是两种金属?
生(13):也可以金属和非金属。
师:如果是两种金属,要求两种怎样的金属?
生(13):一种金属在金属活动顺序中排氢前面;一种排在氢的后面。
师:原电池可由两种活泼不同的金属作电极,一种金属比较活泼,一种金属比较不活泼,这是相对比较来说的。两种金属不一定要一种排在金属活动顺序表氢前,一种排在氢后面。如两种金属都排在金属活动顺序表氢后面,只要活动性不同也就可以。当然也可以由一种金属和一种非金属作电极,非金属主要是指石墨。如Zn-C是一种金属和一种非金属作电极;Zn-Ag是一种活泼的金属与一种较不活泼的金属作电极。两电极必须插入电解质溶液。注意!一定要溶液,电解质溶液存在自由移动的离子,阳离子参加电极反应,如稀硫酸溶液中有自由移动的氢离子,H+参加电极反应;硫酸铜溶液中有自由移动的铜离子,Cu2+参加电极反应。[稍停]
现在总结一下,归纳一下:“构成原电池的条件”,请记录:[学生记录]第一,必须有活动性不同的两种金属,或金属和非金属作电极;第二,两电极直接插入电解质溶液;第三,正常工作的原电池两电极,必须用导线连接起来。实验一、三的装置是原电池,它们完全符合构成原电池的三个条件。实验二、四的装置不是原电池。实验二,两块锌片是同种金属,不符合必须要有活动性不同的两种金属作电极的条件;实验四的酒精溶液是非电解持溶解,不符合两电极必须插入电解质溶液的条件。
下面请大家再进一步研究一下:(1)Zn、C、稀H2SO4,(2)Zn、Ag、CuSO4溶液--这两个原电池的工作原理。锌片、石墨棒插入稀硫酸,用导线连接后,石墨棒上产生什么气体?怎样会产生的?锌片上发生了什么变化?怎样会发生的?××同学。[指定学生]
[评述:这里重复地研究原电池的工作原理,教学要求与前面是不同的。上课开始阶段的研究,属于识记水平,只让学生识记一下,获得初步理解;现在研究原电池工作原理,则要求学生从简单应用,达到直接应用的学习水平。教师可以在观察学生应用的现场,了解学生是否已经真懂,而且可以对学生难免出现的一些错误,及时作出纠正。例如,在电解质为硫酸铜溶液时,正极上究竟是什么物质发生了还原反应,这是原理的应用。课堂上的条件很好,有实验可以观察,也有条件作理论分析,纠正学生错误是并不困难的。在这里,任课教师安排教学时,考虑得到周到,要求学生会操作,会口述和会正确书写电极反应式,这类教学是很细腻的。]
生(14):石墨棒上有氢气产生,硫酸溶液中的氢离子,在石墨棒得到电子变成氢原子,两个氢原子进一步变成氢分子。
师:这是什么反应?
生(14):还原反应。
师:锌片上发生什么变化呢?
生(14):锌不断溶解。
师:锌片上的锌原子失去电子变为锌离子,进入溶液。这是什么反应?
生(14):氧化反应。
师:锌、碳原电池中,哪个电极为正极?哪个电极为负极?×××同学。[指定学生]
生(15):锌片是负极,锌片上有电子流出;石墨棒是正极,电子流入石墨棒。
师:锌片、银片插入硫酸铜溶液,用导线连接后,银片上生成暗红色物质是什么?怎样会产生的?锌片上发生了什么变化?怎样会发生的?×××同学。[指定学生]
生(16):银片上有铜产生,硫酸铜溶液中的铜离子,从银片上得到电了,变成铜原子,铜附在银片上。锌不断溶解,锌片上锌原子失电子变锌离子,进入溶解。
师:负极锌片上锌原子失电子变成锌离子,是什么反应?
生(集体):氧化反应。
师:正极银片上铜离子得到电子,变成铜原子,是什么反应?
生(集体):还原反应。
师:下面请大家在纸上做练习。
在图上标明正负极和电子转移方向,写出电极方程式。
师:我们分析一下,看看做得对不对。锌是负极,银是正极,电子从负极锌片流向正极银片,对吗?
生(集体):对。
师:负极锌片,锌原子失电子成锌离子,正极银片上氢离子得电子变成氧原子,结合成氢分子。对吗?
生(集体):不对。 [议论纷纷]
师:不对在什么地方?×××同学。[指定学生]
生(18):正极银片上,铜离子得电子变成铜原子。
师:实验证明,正极银片上有铜生成,从理论上来看,为什么是铜而不是氢气呢?硫酸铜溶液中有较多的铜离子和极少量的氢离子,在金属活动顺序表中,铜排在氢后面,氢原子比铜原子容易失电子,而铜离子比氢离子容易得出电子,因此,应该铜离子得电子生成铜原子。[板书]
现在我们来总结一下原电池的化学原理。大家一起看书,第155页第五行:“原电池电子流出的一极是负极(如锌片),电极被氧化”。Zn、Cu原电池,负极是锌片,而一般原电池负极是相对活泼的金属,相对活泼的金属的原子,容易失去电子,电子流出,电极本身被氧化。在书上锌片边上可写上:“相对活泼的金属”。再往下看:“电子流入的一极是正极H+在电极上被还原。”Zn、Cu原电池,正极是铜片,H+在正极上被还原,而一般原电池,正极是相对不活泼的金属或非的石墨,电了通过导线流入正极,电解质溶液中的阳离子,在正及得到电子被还原。大家在书上铜边上写上:“相对不活泼金属或非的石墨”;氢离子边上写:阳离子。
原电池从外电路来看,电子从负极流向正极;从内电路来看,负极金属原子失去电子被氧化,正极阳离子得电子被还原。内电路两极上发生氧化-还原反应,外电路两极电子定向流动,产生电流,化学能转变为电能。
回家认真复习原电池。预习金属的腐蚀和防护。完成书面作业160页第一题和补充题:画原电池的示意图,标出正负极和电子流动方向,写出电极方程式,并注意反应所属类型。做实验并进行思考,准备课堂讨论:161页第二题。今天中午和放学后开放实验室,请大家自己选择时间到实验室做实验。
[下课]
[ 附]板书
1.什么是原电池
2.权成原电池的条件
3.原电池的工作原理
[评述:这是一堂原电池概念的理论课。教学要求明白,教学过程很有层次和节奏,贯彻了由表及里、由易到难的教学原则。而且,本堂课体现了学生是教学中的主体精神,实验是由学生独立进行或观察的,结论是由学生自己得到的。把教学中大多采用的验证性实验,改为探索性实验,把观察实验过程和抽象思维过程结合起来,有利于发展学生的能力。
在教学中,教师的主体任务是向学生提出问题、揭露矛盾、引导思考、组织活动(或实验)、解答疑难和指引进一步学习的途径。教师不能代替学生去学习。用“喂”和“填”的办法进行教学,虽然可以使学生学起来轻易一些,但正因为轻易了,就妨碍了学生的钻研精神的培养和自学能力的提高。本堂课的教学基本上避免了“代替学习”的旧模式。同时,也反对了所谓“放手让学生自己去探索”,模糊教学的具体目标的做法,防止走向另一个极端。它保持了教师的主导作用和学生的主体地位的较好的统一。
学生在回答问题时,不可能十全十美,会出现一些曲折。在班级教学中,各个学生的学习能力不可能完全一致,教师要善于利用这些曲折去“借题发挥”,帮助一部分设疑、解难,使这些学生跟上全班水平。在教学中的一些“迂回”,有时对学习水平较高的学生也是需要的,可以使他们在“回旋”中培养再现性思维和创造性思维。在这个问题上,如何掌握“火侯”,这是教师的教学的教学艺术。本堂课的教学,在这方面似可更放手一些。
未来的文盲将不是那些不识字的人,而是没有学会怎样学习的人。]
原电池金属的腐蚀与防护
目的要求:1. 使学生了解原电池的化学原理
2. 了解金属腐蚀,特别是电化腐蚀和金属防护的一般方法。
重点、难点:原电池的化学原理和金属的电化腐蚀
教学方法:探索法(启发引导)
引入
我们知道,物质发生化学反应时必然要有能量的变化,也就是说化学能常常与热能、光能等相互转化。比如在一般化学反应里,常表现出放热或吸热的现象,有的化学反应还伴随有发光,产生电流等等。今天我们主要探讨的是有关化学能是如何转变为电能。
实验
初中我们就已经学习过,活泼金属能与酸反应放出氢气,而不活泼金属就不能与酸反应置换氢气。
(1)把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象。
Zn        Cu
H2SO4
现象:锌片上有气体放出,铜片上无明显现象。
分析
Zn + 2H+ === Zn2+ + H2
2e
板书
金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属单质失电子能力:强     弱(还原性)
金属离子得电子能力:弱     强(氧化性)
实验
Zn        Cu
H2SO4
现象:锌片不断溶解、铜片上有气泡、灵敏电流计指针发生偏转。
结论
两极发生氧化还原反应,产生电流。
明确
(1)       (1)       锌比铜活泼
(2)       (2)       氢离子在铜片上获得电子
板书
电极名称  锌片(负极)Zn – 2e === Zn2+(氧化反应)
电极材料  铜片(正极)2H+ + 2e === H2(还原反应)
(电极反应式)
总化学方程式:Zn + 2H+ === Zn2+ + H2
板书
第六节 原电池 金属的腐蚀与防护
一. 一. 原电池:
1.  1.   原电池形成三条件:
(1)        (1)        正负电极
(2)        (2)        电解质溶液
(3)        (3)        电极接触或导线连接
2.  2.   原理三要点:
(1)        (1)        相对活泼金属作负极---- 电子流出-----氧化反应
(2)        (2)        相对不活泼金属(或碳)作正极------电子流入------还原反应
(3)        (3)        导线中(接触)有电流通过,使化学能转变为电能
3.原电池:把化学能转变为电能的装置
练习
下列能发生原电池反应的是
Cu       Cu    Zn          Cu         Zn               Cu
AgNO3            乙醇    硫酸                     硫酸
实质
电极在电解质溶液中的氧化还原反应
结果
活泼金属被氧化、被腐蚀。
板书
二、金属腐蚀与防护:
1.     1.       金属腐蚀:金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。
(1)       (1)       本质:金属原子失电子而被氧化
M – ne == Mn+
(2) 分类:
化学腐蚀:金属与其他物质  直接氧化反应        金属被氧化
(不是电解质溶液)(无电流产生)
电化腐蚀:不纯金属或合金    发生原电池反应    活泼金属被氧化
电解质溶液       (有电流产生)
板书
(3)钢铁腐蚀:
铁:负极 水膜(电解质溶液)  在钢铁表面形成无数微小
原电池
碳:正极
分类
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强(弱酸)
水膜酸性较弱或呈中性
负极反应
Fe –2e === Fe2+
2Fe –4e === 2Fe2+
正极反应
2H+ + 2e === H2
2H2O + O2 + 4e == 4OH-
总反应
Fe + 2H+ == Fe2+ + H2
2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3
Fe2O3.xH2O
次要
主要
4. 金属的化学腐蚀:
例如:铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀,在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。
概念:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
特点:反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。
5.化学腐蚀与电化腐蚀的对比
(1)       (1)       相同点:金属原子失电子而被氧化的过程,即金属原子转化为阳离子的过程。
(2)       (2)       不同点:
条件    金属与氧化剂直接反应    不纯金属与电解质溶液接触
现象     无电流                  有电流
本质     金属被氧化             活泼金属被氧化
(3)       (3)       相互关系:往往同时发生,电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
讨论
原电池中的电荷移动方向:
e
阴离子
阳离子
板书
几种常见新型原电池
1.  1.  铅蓄电池
Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O
(-)   (+)
2. 燃料电池
新型电池中,电极的导电材料一般多孔的金属板,负极是通入还原剂的一方,正极是通入氧化剂的一方。
如:氢氧燃料电池,电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液:
正极: O2+ 4e + 2H2O === 4OH-
负极: 2H2 –4e + 4OH-=== 4H2O
又如:甲烷燃料电池;电解质溶液为氢氧化钾溶液:
正极:2O2 + 8e + 4H2O === 8OH-
负极: CH4 + 10OH- -8e === CO32- + 7H2O
总反应:CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O
介绍
白口铁
马口铁
板书
金属腐蚀的防护
1.  1.  金属腐蚀的原因:金属本身的组成和结构是锈蚀的根据;外界条件(如:温度、湿度、与金属接触的物质)是促使金属锈蚀的客观因素。
2.  2.  防护:
(1)       (1)       改变金属内部组成结构,可以增强金属耐腐蚀的能力。如:不锈钢。
(2)       (2)       在金属表面覆盖一层保护层,以断绝金属与外界物质接触,达到耐腐蚀的效果。(油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)
(3)       (3)       电化学保护法:牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。
作业
教材:1、2、3、4、5
练习册