高2下册鲁科版化学 水溶液中有关守恒的微专题复习 逐字稿-4,778字

  师:同学们好,这节课我们学习高中化学,山东科学技术出版社高二年级《化学反应原理》中水溶液有关守恒的专题复习。首先明确本节课的学习目标:理解并能书写电荷守恒、物料守恒和质子守恒的关系式,会用这三种守恒解决相关问题。带着这些目标,我们先做个练习。

  练习一:写出碳酸钠水溶液中所有的电离与水解的离子方程式。

  碳酸钠水溶液中,溶质碳酸钠是强电解质,完全电离产生钠离子和碳酸根离子;溶剂水是弱电解质,部分电离产生氢离子和氢氧根离子。其中,碳酸钠电离产生的碳酸根离子是弱酸的酸根离子,会发生水解反应,生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,碳酸氢根离子还会进一步水解,生成碳酸分子和氢氧根离子。

  完成练习一,接下来看一组思考题。

  思考一:电解质溶液中阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数的关系是什么?

  生:任何溶液都呈电中性,所以溶液中阳离子所带的正电荷总数等于负电荷总数。

  师:很好,完成思考一,下面看思考二。铵根离子带一个正电荷,所以它的电荷浓度与铵根离子浓度相等;铝离子带三个单位的正电荷,所以它的电荷浓度是离子浓度的3倍;氯离子带一个单位的负电荷,所以它的电荷浓度等于离子浓度;碳酸根离子带两个单位的负电荷,所以它的电荷浓度是离子浓度的2倍。观察这个表,我们可以看出离子所带的电荷浓度等于离子浓度与它所带电荷数的乘积,可以用阳离子表示,也可以用阴离子表示。

  下面我们学习溶液中的第一个守恒——电荷守恒。所谓电荷守恒,是指电解质溶液呈电中性,所有阳离子所带正电荷总数等于溶液中所有阴离子所带负电荷总数,其研究对象是离子。要弄清电荷守恒问题,首先要搞清楚溶液中含有哪些电解质,这些电解质能电离出哪些离子,电离出的离子是否能发生水解反应。下面以碳酸钠的水溶液为例,具体讲解电荷守恒关系式的书写步骤。

  第一步,找出溶液中所有的离子。碳酸钠水溶液中,溶质碳酸钠完全电离产生钠离子和碳酸根离子,溶剂水部分电离产生氢离子和氢氧根离子,碳酸根离子水解产生碳酸氢根离子和氢氧根离子,碳酸氢根离子再进一步水解生成碳酸分子和氢氧根离子,由于碳酸分子不显电性,所以碳酸钠水溶液中含有钠离子、氢离子、碳酸根离子、氢氧根离子、碳酸氢根离子这五种离子。

  第二步,把阳离子浓度写在一边,把阴离子浓度写在另一边。

  第三步,在离子浓度的前边标出离子右上角所带的电荷数。钠离子带一个正电荷,前面系数是1;氢离子带一个单位正电荷,前面系数也是1;碳酸根离子带两个单位的负电荷,前面系数是2;氢氧根离子带一个单位负电荷,前面系数是1;碳酸氢根离子带一个单位的负电荷,前面系数还是1。最后添加等号,这个式子就是碳酸钠水溶液中的电荷守恒关系式。

  下面我们做两个练习。

  练习一:写出醋酸钠水溶液中的电荷守恒关系式。

  生:醋酸钠水溶液中的溶质是醋酸钠,它是强电解质,完全电离产生钠离子和醋酸根离子;溶剂水是弱电解质,部分电离产生氢离子和氢氧根离子。这是第一步。第二步把阳离子浓度写在一边,阴离子浓度写在另一边。第三步,在离子浓度前面加上相应的系数,四种离子都带一个电荷,前面系数都是1,省略不写。最后添加等号,这个式子就是醋酸钠水溶液中的电荷守恒关系式。

  师:非常好,下面看练习二。写出氯化铝水溶液中的电荷守恒关系式。

  生:氯化铝水溶液中的溶质是氯化铝,它是强电解质,完全电离产生铝离子和氯离子;电解质水部分电离产生氢离子和氢氧根离子,其中铝离子会发生水解反应,生成氢氧化铝和氢离子,氢氧化铝不显电性,所以氯化铝水溶液中只含有铝离子、氢离子、氯离子和氢氧根离子这四种离子。第二步,把阳离子浓度写在一边,把阴离子浓度写在一边。第三步,在离子浓度前面加上它所带的电荷数。铝离子带三个单位的正电荷,所以前面系数是3;氢离子、氯离子、氢氧根离子都带一个电荷,所以前面系数是1。最后添加等号,这个式子就是氯化铝水溶液中的电荷守恒关系式。

  师:这两个练习都是单一溶液中电荷守恒关系式的书写。对于混合溶液中电荷守恒关系式的书写,与单一溶液一样,都按照这三步:第一步找出所有的离子;第二步阳离子浓度写在一边,阴离子浓度写在另一边;第三步,在离子浓度前面加上它所带的电荷数。课后同学们可以练习醋酸钠与氯化铝混合溶液的电荷守恒关系式。通过前面的学习,我们知道书写电荷守恒关系式时,需要注意两点:一要找出所有的离子;二要注意离子浓度和电荷浓度的关系。

  好,学习完电荷守恒,下面我们学习溶液中的第二个守恒——物料守恒。所谓物料守恒,是指某一元素的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和,即变化前后元素原子个数守恒,其研究对象是溶质。下面以氯化铵的水溶液为例,具体讲解物料守恒关系式的书写步骤。

  第一步,写电离。氯化铵是强电解质,完全电离产生氯离子和铵根离子。

  第二步,列去向。列取向主要是把溶质中非氢、非氧元素全部列出来,这里指的就是氯元素和氮元素。氯元素全部以氯离子的形式存在于溶液中,而氮元素因为铵根离子的水解,以铵根离子和一水合氨分子两种形式存在于溶液中。

  第三步,定比例。观察氯化铵的化学式,我们可以得出氮原子数和氯原子数相等,所以氮原子浓度和氯原子浓度也相等,写成浓度的形式,这个式子就是氯化铵水溶液中的物料守恒关系式。

  下面我们做练习。

  练习一:写出氟化钠水溶液中的物料守恒关系式。

  生:第一步写电离,第二步列去向,把非氢、非氧元素的所有去向全部列出来。钠元素全部以钠离子的形式存在于溶液中,而氟元素因为氟离子的水解,以氟离子和氟化氢分子两种形式存在于溶液中。第三步定比例,观察氟化钠的化学式,我们可以得出钠原子数与氟原子数相等,所以在溶液中钠离子浓度等于氟离子浓度与氟化氢分子浓度之和。写成浓度的形式,这个式子就是氟化钠水溶液中的物料守恒关系式。

  师:很好,下面看练习二。写出碳酸钠水溶液中的物料守恒关系式。

  生:第一步写电离,第二步列去向,把非氢、非氧元素,这里指的是钠元素和碳元素列出来。钠元素在溶液中全部以钠离子的形式存在,而碳元素因为碳酸根离子的水解,以碳酸根离子、碳酸氢根离子和碳酸分子三种形式存在于溶液中,所以碳原子的浓度等于碳酸根离子浓度、碳酸氢根离子浓度与碳酸分子浓度之和。第三步定比例,观察碳酸钠的化学式,我们可以得出钠原子数是碳原子数的二倍,所以在溶液中,钠原子浓度等于2倍的碳原子浓度,写成浓度的形式,这个式子就是碳酸钠水溶液中的物料守恒关系式。

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