xujie释难解疑-thinan2020年第11期
-(总第530期)中教学参考S ZH()N<;\H E HUAXHE J IA O M'E C AN KAO -■
郑木炎王春玲
(浙江省东阳中学浙江东阳322100)
文章编号:1002-2201(2020)114075 42
“盐类的水解”是普通高中课程标准实验教科书《化 学反应原理》(选修)第三章第三节的内容。该节内容丰 富,涉及的知识面广,而且综合性强,涉及题型多种多样,是历届高考中的热点,也是教学中的一个难点。有 些教辅用书[U和教学论文[2]总结了盐类水解的规律:有 弱才水解,无弱不水解,越弱越水解,越热越水解,越稀 越水解。“越稀越水解”的观念根深蒂固。能发生水解 的盐有强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐等。对于 不同类型的盐,加水稀释一定能促进水解吗?加水稀释 水解平衡如何移动?其本质原因是什么呢?笔者从定 性和定量两个方面分析加水稀释对不同类型的盐的水 解程度的影响,以此揭开真相。
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一、定性分析加水稀释对盐类水解程度的影响
水解反应实际上是化学平衡,勒夏特列原理(又称 化学平衡移动原理)[3]也适用于水解反应。稀释会突然 减小体系的各种微粒的总浓度,根据化学平衡移动原理,化学平衡必定向能“减弱”总浓度减少的方向移动,即向微粒数增多的方向移动,这里的微粒数不包括水分 子和难溶物质,因为在书写平衡常数的表达式时,水分 子和难溶物质不写人平衡常数的表达式。下面根据该 结论定性分析加水稀释乙酸钠、乙酸铵、乙酸铜溶液水 解平衡的移动。
1. 加水稀释乙酸钠溶液水解平衡的移动
乙酸钠溶液的水解离子方程式:CH3c〇(T+h2o e^CH3C00H+ 0H-。从水解离子方程式可看出,左边 微粒数为1(CH3C0CT),右边微粒数为2 (CH3C00H和 0H-),水解后,微粒数增多。根据化学平衡移动原理,加水稀释,平衡向微粒数增多的方向移动,即向右移动,所以加水稀释CH3C00Na溶液,水解程度增大,即“越稀 越水解”。
2. 加水稀释乙酸铵溶液水解平衡的移动
乙酸铵溶液中NH4+和CH3C00_都会水解,乙酸铵 溶液的水解离子方程式:C H3c〇(T+nh4++h2o#
说法网ch3cooh+ n h3 •h2o。从水解的离子方程式可看出,左边微粒数为2(CH3COO_和NH4+),右边微粒数为2 (CH3C00H和NH3 •H20),水解前后微粒数目不变,根
文献标识码:B
据化学平衡移动原理,加水稀释CH3COONH4溶液,水解
平衡不移动,即加水稀释不能促进CH3COONH4溶液的
水解。
3.加水稀释乙酸铜溶液水解平衡的移动
(1) 乙酸铜的溶解实验。
实验室的一水合乙酸铜为蓝绿粉末状结晶,化学
式为 Cu(CH3COO)2 .H20,摩尔质量为 199. 65 g/mol。
查百度百科,乙酸铜可溶于水,7.2 g/100mL(冷水),
20g/100mL(热水)。室温下,笔者将2.0g
Cu(CH3COO)2 •H20加人100 mL水中,充分搅拌,发现
没有完全溶解。什么原因?查阅文献[4],(^2+能与常见
的弱酸根离子发生双水解,得到Cu(0H)2絮状沉淀。
为了证实Cu2+能与CH3C00_发生双水解,笔者将2.0 g
Cu(CH3COO)2 .H20加人 100 mL 1.0 mol/L乙酸中,充
分搅拌后,能全部溶解。实验证明,Cu2+确实能与
CH3COO_发生双水解,生成Cu (OH)2沉淀,将
Cu(CH3COO)2 •H20加人乙酸中,乙酸抑制了 Cu2+的水
解,所以能全部溶解。
(2) 乙酸铜溶液水解平衡分析。
①乙酸铜溶液中CH3COO_和Cu2+都会水解,相互 促进,加少量水稀释水解程度如何变化?我们用总反应
来分析,C u(CH3COO)2水解的离子方程式:2CH3COO_
+ Cu2+ +2H20^=^2CH3COOH+ C u(OH)2丄0从水解
的离子方程式可看出,左边微粒数为3(2CH3COCT和
Cu2+),右边微粒数为2(2CH3COOH),水解后微粒数减
少。根据化学平衡移动原理,加少量水稀释,平衡向微
粒数增多的方向移动,即向左移动,所以加少量水稀释
Cu(CH3COO)2溶液,水解程度减小,即加水稀释不能促
进Cu(CH3COO)2溶液的水解。
② 若加足量的水稀释,C u(CH3COO)2水解产物Cu(OH)2完全溶解了,继续加水稀释,Cu(CH3COO)2水
解程度如何变化呢?
水解产物C u(o h)2完全溶解了,但Cu(OH)2是弱
碱,不能完全电离,溶液中仍然存在C u(o h)2分子,此
时Cu(CH3COO)2水解的离子方程式应改写为:
2CH3COO' +C u2+ +2H20^=^2CH3C00H+ C u(OH)2〇
■■■75
中图分类号:G
632.0
中爹教学参考
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(总第530期〉S
l i v e n#释难解疑
何庆清
从水解的离子方程式可看出,左边微粒数为3 (2CH3COCT和 Cu2+ ),右边微粒数也为 3[2CH3COOH 和C u(O H)2],水解后微粒数不变,根据化学平衡移动原 理,当C u(CH3COO)2水解产物Cu(OH)2完全溶解后,继续加水稀释,平衡不移动,即加水稀释不能促进Cu(CH3COO)2溶液的水解。
③若C u(C H3C O O)2溶液的浓度很小,水解产物(^(0印2未达到饱和浓度,没有沉淀,加水稀释C u(C H3C O O)2水解程度的变化与上述②的分析一致。
综上所述,加水稀释不能促进C u(C H3C O O)2溶液 的水解。
二、定量分析加水稀释盐类水解转化率的变化
盐类的水解可以用水解离子方程式表示,其水解程 度可用平衡转化率a来衡量,下面以乙酸钠、乙酸铵、乙酸铜溶液为例,利用水解平衡常数心定量计算水解平衡时的转化率a来说明加水稀释水解程度的变化。
1.加水稀释乙酸纳溶液水解转化率的变化
令C H3C O O N a溶液的初始浓度为c。,水解平衡常数 A,水解达平衡时C H3C O O N a的水解转化率为a。
C H3C O O_ +H20=f=^C H3C00H+ 0H_
初始浓度co00
转化浓度c〇a c0a c〇a
平衡浓度c0(l- a)c〇a c〇a
r, c(C H3C O O H)x c(O H)c0a x c0a c0a2
1Y h -
*c(C H3C O O")c〇(1 - ot)1 - a
<1)①
令/(a) =?^(0<«<1),由数学函数知识可知
1- a
f(a)在\£(0,1)上为增函数,加水稀释初始浓度减小,即c。减小,由于水解平衡常数&只与温度有关[2],温度
不变,水解平衡常数&不变,所以①式中增大,《
1- a
增大。结论:加水稀释C H3C O O N a溶液,水解转化率增 大,即加水稀释促进C H3C O O N a溶液水解。
2.加水稀释乙酸铵溶液水解转化率的变化
令C H3C O O N H4溶液的分析浓度为c。,水解平衡常 数水解达平衡时,C H3C O O N H4溶液的水解转化率为a〇
CH3C00' +NH; +H20—k CH3COOH+N H3 •H20初始浓度C。c000
转化浓度q a c0a c〇a c〇a
平衡浓度 4(1-0) cu(l-a)c〇a c〇a
r c(CH3C00H)xc(NH3 •H20)c0a x c0a c(C H3C O O')x c(N H;) ~c0(1-a)x c0(l-a)
r(0 < a< 1)②
(1 ~ a)2
由②式可知,平衡常数&与£。无关,由于温度不变 水解平衡常数&不变,所以a不变。
结论:加水稀释CH3COONH4溶液,水解转化率不 变,即加水稀释不改变CH3COONH4溶液的水解程度,加水稀释不能促进CH3COONH4溶液的水解。
3.加水稀释乙酸铜溶液水解转化率的变化
(1)若C u(C H3C O O)2溶液的浓度较大,水解后得 到Cu (O H)2沉淀,由于有Cu (O H)2沉淀存在,C u(O H)2溶解的部分达饱和,温度不变,饱和浓度不变,C u(0H)2的浓度不写人平衡常数的表达式。水解的离 子方程式为:2C H3COC r +Cu2+ +2H20^=^2C H3C00H + C u(O H)2i,令C u(c h3c o o)2溶液的分析浓度为c。,水解平衡常数&,水解达平衡时,Cu(C H3c o o)2的水解 转化率为a。
2CH3COO_ +C u2+ +2H20^=^2CH3C00H+C u(0H)2| 初始.
浓度
转化
浓度
平衡
浓度
PINGCO2c0
2c…
c〇
c〇a
2c〇a
2c0(l- a)c0(l2c0c
!(C H3C O O H)
!(C H3C O O') x c(C u2+ )
(2c0a)2
[2c0(l-a)]2x c0(l-a)c0(l-o t)3
③
令/(a)「(〇<a<l),由数学函数知识可
(1 - a)'
知/(a)在a e (0,1)上为增函数,加少量水稀释初始浓
度减小,即c。减小,i增大,由于温度不变水解平衡常数
co
K h不变,所以③式中减小,a减小。
(1-a)
结论:若(:1!((:比(:00)2溶液的浓度较大,水解后得 到Cu(OH)2沉淀,加少量水稀释Cu(CH3COO)2溶液,水解转化率减小,即加少量水稀释Cu(CH3COO)2溶液 水解程度减小。
(2)若Cu(CH3COO)2的浓度较小,水解后不能产 生Cu(OH)2沉淀,但Cu(OH)2是弱碱,不能完全电离,溶液中仍然存在C u(o h)2分子,Cu(OH)2的浓度应写 人水解平衡常数的表达式。水解的离子方程式为:2CH3COO_ +C u2+ +2H20=f=^2CH3C00H+ C u(0H)2,令C u(CH3COO)2溶液的分析浓度为c。,水解平衡常数 水解达平衡时,Cu(CH3COO)2的水解转化率为a
。
复习备考[雜打…爹•教学参考]
ZHOM;\li E Hl'AXllE .IIAOM'E CANKAO J •基于观念建构的“氧化还原反应”概念复习鼸-,.一 w一.
梁健
(四川省成都石室中学四川成都610041)
文章编号:1002-2201 (2020)11办)77>02 中图分类号:G632.4 文献标识码:B
新课程要求学生在对化学概念有一定理解的基础 上,形成基本的化学观念,在分析自然现象的过程中,可 以带着化学观念去分析。同时从观念的角度去学习化 学,可以强化学生对知识的深度理解和整体认知。笔者 从高中化学概念复习教学策略上,探究如何建构化学 观念。 ―、最近发展区理论
维果茨认为学生具备两种能力,第一种是学生已有 的能力,第二种是学生通过学习之后能够实现的能力,两种能力之间的差距就是学生的最近发展区。教学中,教师要调取学生知识结构中已有的知识,同时也要创设 符合学生最近发展区的教学情境。笔者首先展示给学 生污水处理相关的问题,让学生对污水处理的化学方程 式进行分析,通过分析价态变化归纳氧化还原反应的概念,目的是调取学生的前认知,随后创设问题情境、实验 情境,类似于脚手架的功能,符合学生最近发展区的特 点,帮助学生进一步理解氧化还原反应的其他概念,比如,强制弱、环境影响因素、反应物的量对反应的影响等等。
二、基于观念建构的“氧化还原反应”概念复习教学策略
1.创设情境,激发前认知
教师展示污水处理厂的视频,询问学生污水应该如 何处理?不同的学生有不同的答案,有的学生认为过滤、有的学生认为可用漂白剂,还有的学生提出,可以通 过化学反应将其中有害的化学物质清理。教师提出要 对污水实现净化,首先要明白污水中含有哪些污染物,大部分污染物都是好氧型,所以可以通过测定水中的氧
2CH3COO_ -卜Cu2+ +2H,〇f2CH3COOH+C u(OH)初始,
浓度~
00
转化,
浓度。a
2c〇a c〇a
平衡9 n,
浓度 2e°(1 一a)
c0(l - a)2c0a c〇a
尺h=c2(CH3COOH)x c[Cu(0H)2] c2(CH3COO_)xc(C u2+)
(2c0a)2x c0a
-j(〇<a<l)④[2c0(l-a)]2x c0(l-a)(1-a)3
由④式可知,平衡常数&与c。无关,由于温度不变 水解平衡常数&不变,所以《不变。
结论:若Cu(CH3COO)2的浓度较小,水解后不能产 生Cu(0H)2沉淀,加水稀释Cu(CH3COO)2溶液,水解 转化率不变,即加水稀释不改变Cu(CH3COO)2溶液的 水解程度。
综上所述,加水稀释Cu(CH3COO)2溶液,不能促进
水解。
三、结语
学生在学习过程中,由于经常地运用盐类水解规律,且得到不同程度的强化,而这种强化又容易导致其他误解。所以在教学过程中,对于能发生水解的不同类型的 盐,切不可一刀切,让学生机械地记忆,教师也要改变根深 蒂固的“越稀越水解”的传统观念。本文从定性和定量两 个方面分析加水稀释对不同类型的盐的水解程度的影响,证实加水稀释未必促进盐类水解,对于不同类型的盐,应 具体问题具体分析,加水稀释水解程度可能变大,可能变 小,也可能不变。在教学实践中,注意引导学生从本质原 因分析盐类水解的规律,可运用化学平衡移动原理分析加 水稀释水解平衡移动的方向,加水稀释,平衡向微粒数增 多的方向移动,这一结论也适用于其他水溶液中的平衡,
包括弱电解质的电离平衡、络合物的配位平衡和难溶电解 质的溶解平衡,可根据平衡常数的表达式分析加水稀释时 平衡转化率的变化加以证明。
参考文献
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nmda受体拮抗剂