师:同学们好,今天我们来学习盐类的水解第一课时。这节课,我们将通过实验探究和演绎推理的方法,达成以下学习目标:认识盐类水解的本质,掌握盐类水解的规律,学会判断盐溶液的酸碱性,以及书写盐类水解的离子方程式。
首先,来看两个生活小常识。被黄蜂或蜜蜂叮咬后,该如何利用家庭常用物质处理呢?黄蜂分泌物含碱性物质,蜜蜂分泌物含酸性物质。所以,被黄蜂叮咬,可在患处涂抹食醋;被蜜蜂叮咬,可在患处涂抹苏打、小苏打或肥皂水。生活中,我们也常用纯碱去油污,且用热水效果更好。油污一般是酯类化合物,在碱性条件下可水解为易溶于水的醇和对应的羧酸钠。这两个生活小常识,都与碳酸钠溶液的碱性密切相关。
在必修一中,我们已学过,向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中滴加酚酞,溶液会变红,表现出碱性。那么,像碳酸钠和碳酸氢钠这样的盐溶液,为什么呈碱性呢?其他盐溶液也会呈现碱性或酸性吗?要探究这个问题,我们需从盐的分类入手。
根据形成盐的酸碱强弱,盐可分为几类:由强酸和强碱形成的盐叫强酸强碱盐;强酸和弱碱形成的盐叫强酸弱碱盐;还有弱酸强碱盐和弱酸弱碱盐。
同学们,试着判断下列盐的类别:属于强酸强碱盐的有硫酸钠、硫酸钾、氯化钡;弱酸强碱盐有碳酸钠、亚硫酸钠、次氯酸钠;强酸弱碱盐有硫酸铜、硝酸铵、三氯化铁;弱酸弱碱盐有醋酸铵、碳酸氢铵。
这些盐溶液究竟呈什么酸碱性呢?我们用pH计或pH试纸来测定氯化钠、硫酸钠、氯化铵、硫酸铝、氯化镁、碳酸钠溶液的pH值,以此了解盐溶液的酸碱性。使用pH试纸时,要将其放在玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取溶液,点在pH试纸中部,并在半分钟内与比色卡对照,且pH试纸不能用水润湿。现在,请大家观看视频——探究盐溶液的酸碱性实验。
实验中,我们用等浓度0.1摩尔每升的氯化钠溶液、硫酸钠溶液、氯化铵溶液、硫酸铝溶液、氯化镁溶液、醋酸钠溶液以及碳酸钠溶液,测定其pH值。
先看0.1摩尔每升的氯化钠溶液,将溶液点在pH试纸中央,与标准比色卡对比,溶液呈中性。
再看硫酸钠溶液,同样将溶液点在pH试纸中央,与标准比色卡对比,溶液也为中性。
接着看氯化铵溶液,与标准比色卡对比,溶液偏酸性。
硫酸铝溶液,将pH试纸与标准比色卡对比,溶液呈酸性。
氯化镁溶液与标准比色卡对比,溶液呈酸性。
醋酸钠溶液,将溶液点在pH试纸中央,对比后,溶液呈现弱碱性。
碳酸钠溶液,经过与标准比色卡对比,溶液呈碱性。
通过实验发现,盐溶液有的呈中性,有的呈酸性,有的呈碱性。
在这张表中,实验测定结果已列出,大家一起完成剩下内容:氯化钠、硫酸钠溶液呈中性;氯化铵、硫酸铝、氯化镁溶液呈酸性;碳酸钠和醋酸钠溶液呈碱性。从盐的分类看,氯化钠、硫酸钠是强酸强碱盐;氯化铵、硫酸铝、氯化镁是强酸弱碱盐;碳酸钠和醋酸钠属于弱酸强碱盐。这些盐中,氯化钠和硫酸钠没有弱离子;氯化铵、硫酸铝和氯化镁含有弱碱阳离子;碳酸钠和醋酸钠有弱酸根离子。
从这张表,我们可以判断盐的组成与盐溶液酸碱性的关系:弱酸强碱盐溶液显碱性,强酸弱碱盐的水溶液显酸性,强酸强碱盐的水溶液显中性,可表述为“谁强显谁性,同强显中性”。
在本章第一、二节中,我们知道酸溶液中氢离子浓度大于氢氧根浓度,溶液显酸性;碱溶液中氢离子浓度小于氢氧根浓度,溶液显碱性;纯水中氢离子浓度等于氢氧根浓度,呈中性。盐溶液中,最初由水电离的氢离子和氢氧根浓度相等,是什么打破了这一等量关系,又是如何改变氢离子与氢氧根浓度的呢?
我们以醋酸钠、氯化铵、氯化钠三种盐溶于水形成溶液的过程为例,从以下几个角度探究盐溶液酸碱性的原因:盐在形成溶液过程中有哪些电离方程式?盐溶液中存在哪些粒子?哪些粒子之间可相互结合生成弱电解质?盐对水的电离平衡有无影响,有什么影响?对应体系中相关的化学方程式是什么?
碳酸钠溶于水时,溶液中有水的微弱电离、碳酸钠的完全电离。在这四种离子中,氢离子和醋酸根结合为醋酸分子,破坏了水的电离平衡,促进水的电离平衡正向移动,从而使溶液中氢离子浓度小于氢氧根浓度,溶液呈碱性。溶液中的粒子有四种离子和两种分子,醋酸是新生成的弱电解质分子。醋酸的形成促进了水的电离,这个过程可用化学方程式和离子方程式表示:化学方程式为醋酸钠和水反应生成醋酸分子和氢氧化钠;离子方程式为醋酸根与水生成醋酸分子和氢氧根离子。
氯化铵溶于水时,溶液中有水的微弱电离,氯化铵的完全电离,其中氢氧根和铵根结合为一水合氨分子。这种结合破坏了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中氢离子浓度大于氢氧根浓度,溶液呈酸性。此时溶液中的粒子种类有4种离子和两种分子,一水合氨为新生成的弱电解质分子。氢离子和一水合氨的生成破坏了水的电离平衡,且促进水的电离。这个过程同样可用化学方程式和离子方程式表示:化学方程式为氯化铵和水反应生成一水合氨和盐酸;离子方程式为铵根与水分子反应生成一水合氨和氢离子。
氯化钠溶于水时,溶液中有水分子的电离,也有氯化钠的电离。获得的溶液中四种离子相互之间没有结合,没有破坏水的电离平衡,因此溶液依然呈现中性。溶液中的离子和分子分别是钠离子、氯离子、氢氧根离子和水分子,没有新的弱电解质生成,对水的电离平衡不存在影响,当然也没有相关的化学方程式。
