书城教材教辅新课程师资培训教程-高一化学优秀课例
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第3章 离子反应

【教学目标】

一、知识目标

使学生了解强电解质和弱电解质的含义

使学生了解离子反应和离子反应方程式的含义使学生了解离子反应发生的条件和离子反应方程式的书写方法。

二、能力目标

通过对中和反应、碳酸根离子检验等知识的综合运用,培养学生分析问题、解决问题的能力,训练学生的科学方法,加深学生对所学知识的理解。

三、情感目标

通过教学对学生进行科学态度和科学方法教育。

【教学建议】

一、重点与难点

重点:强电解质和弱电解质、离子反应和离子反应方程式的书写方法。

难点:离子反应方程式的书写。

二、教学建议

离子反应是电解质在溶液里发生的反应,或在溶液里生成电解质的反应。

要正确书写离子反应方程式,必须掌握电解质、电离、电离方程式和酸、碱、盐的溶解性等知识。

教学过程可采用:实验→观察→分析→结论的程序进行教学。具体建议如下:(一)精心设计,并做好强弱电解质水溶液导电性强弱的实验,再引导学生根据实验现象推理,是建立强弱电解质概念的关键。教师要强调比较导电性强弱时,必须条件相同。在演示实验中引导学生观察,比较灯光的亮度,讨论推断:灯光亮度不同→溶液的导电性不同→溶液里自由移动的离子浓度不同→电解质电离程度不同→电解质有强弱之分。从而为理解离子反应打下良好的基础。

(二)由于学生学过的化学反应不太多,本节只要求学生掌握离子互换反应和有离子参加的置换反应两类离子反应,不要再扩大。

做好教材中的演示实验,让学生展开讨论,引导学生运用电解质在水中发生电离,电离方程式等知识进行分析,并联系复分解反应趋于完成的条件,得出“电解质在溶液里发生反应的实质是离子间的反应”这一新课题。理解离子反应总是向离子浓度降低的方向进行的道理。最后过渡到为表示反应的本质,用实际参加反应的离子来表示化学反应,即离子方程式的教学。

(三)书写离子反应方程式是本节的难点。

建议1.初学时按书写步骤进行训练。2.步骤中的第二步是正确书写离子反应方程式的关键。学生的主要错误是不熟悉酸、碱、盐的溶解性表。教师可帮助学生抓住若干条规律,记住常见物质的溶解性,这样有利于教学。3.强调离子反应方程式所表示的意义,加强读出离子方程式正确含义的训练。学生练习化学方程式改写成离子方程式和由离子方程式写出相应的化学方程式。

【教学设计示例】

教学重点:离子反应和离子反应方程式的书写。

教学难点:离子反应方程式的书写方法。

教学方法:创调情境→提出问题→诱导思维→激发兴趣→分析归纳→解决问题教学手段:实验录像、演示实验、学生实验、投影教学过程:

引言:通过对氧化还原反应的学习,我们了解到根据不同的分类方法可将化学反应分为不同的反应类型。如按反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可将化学反应分为四种基本反应类型(化合、分解、置换、复分解)若根据化学反应中是否有电子转移,又可将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应。那么今天我们一起来学习另一种重要的分类方法。

板书:第二节离子反应

复习提问:回顾初中物质导电性实验——第一组物质是干燥的氯化钠固体、硝酸钾固体、氢氧化钠固体、磷酸固体、蔗糖固体、无水酒精,第二组是NaCl溶液、KNO3溶液、NaOH溶液、H3PO4溶液、酒精溶液、蔗糖溶液。

学生回答:还记得吗?哪些物质能导电?哪些物质不能导电?干燥的NaCl固体、KNO3固体、NaOH固体、H3PO4固体不导电,而NaCl溶液、KNO3溶液、NaOH溶液、H3PO4溶液都能导电。蔗糖和蔗糖溶液,无水酒精及其水溶液均不导电。

复习提问:为什么有些物质如NaCl、KNO3、NaOH、H3PO4在干燥的固体时不导电,而溶于水后却能导电了呢?

学生回答:是因为这些物质的固体中不存在自由移动的离子,而当它们溶于水后,在水分子的作用下,使这些物质电离产生了能够自由移动的阴、阳离子,从而能够导电。

教师总结:可见酸、碱、盐的水溶液都具有导电性。

引出新课:

板书:一、电解质与非电解质

1.概念:

投影:(1)电解质:在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物叫电解质。如:NaCl、KNO3、NaOH等。

(2)非电解质:无论是在水溶液或熔化状态下都不导电的化合物叫非电解质。例:蔗糖、酒精等。

讲述:我们已经知道酸、碱、盐是电解质,它们的水溶液都能导电。那么,我们进一步来研究在相同条件下不同种类的酸、碱、盐溶液,它们的导电能力是否相同。

演示实验:实验1-1

引导思考:学生认真观察实验,并对实验现象加以分析、讨论。

学生回答:根据灯泡发光明暗程度不同,我们可以知道相同条件下,它们的导电能力不同。

结论:电解质有强、弱之分。

板书:二、强电解质与弱电解质

讲述:离子化合物与某些共价化合物能够在水分子作用下完全电离成离子,而某些共价化合物只能部分电离成离子。

投影:强电解质:在水溶液里全部电离成离子的电解质。如强酸、强碱和大多数盐类。

弱电解质:在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。如CH3COOH、NH3H2O。

学生练习:写出下列物质的电离方程式:

H2SO4=2H++SO2-4

Ba(OH)2=Ba2++2OH-

KCl=K++Cl-

板书:三、离子反应

引导分析:由于电解质溶于水后就电离成为离子,所以电解质在水溶液中所起的反应实质上是离子之间的反应。

板书:1.概念:离子之间的反应称为离子反应。

学生总结:2.离子反应发生的条件:

4.离子反应类型:

①离子之间交换的非氧化还原反应

如:AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3

Ag++Cl-=AgCl↓

②离子和分子之间的非氧化还原反应

如:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+2OH-=CO2-3+H2O

③有离子参加的氧化还原反应

如:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2Zn+2H+=Zn2++H2

板书:四、离子反应方程式:

学生实验:实验1-2:中的实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,并要求学生们仔细观察,记录现象,思考原因。

投影:

编号ⅠⅡⅢ

实验现象

引出:1.概念:用实际参加反应的离子的符号表示离子反应的式子叫做离子方程式。

2.书写:(以CuSO4溶液和BaCl2溶液为例)

①写(化学方程式):BaCl2+CuSO4=BaSO4+CuCl2

②离(电离):Ba2++SO2-4=BaSO4③删(两边相同离子):Ba2++SO2-4=BaSO4④查(质量守恒,电荷守恒)

投影:

2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O2KOH+H2SO4=K2SO4+H2OCa(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2OBa(OH)2+2HCl=BaCl2+2H2O写出上述中和反应的离子反应方程式。

学生回答:H++OH=H2O

学生总结:

3.离子方程式的意义

①表示化学反应的实质。

②表示某一类反应。

学生练习:下列离子方程式中,正确的是

投影:

A.把金属铁放入稀硫酸中2Fe+6H+=2Fe3++3H2B.碳酸钡和稀硫酸反应BaCO3+2H+=Ba2++CO2+H2OC.澄清石灰水和盐酸反应H++OH-=H2OD.向硫酸铜溶液中加入适量氢氧化钡溶液Ba2++SO2-4=BaSO4学生回答:选项A错在不符合反应的实际情况,因为铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,而不是Fe2(SO4)3和H2。应为:Fe=2H+=Fe2++H2选项B的错误是忽略了生成物BaSO4是不溶性物质。应为:BaCO3+2H++SO2-4=BaSO4+CO2+H2O选项C正确。

选项D的错误是只注意书写Ba2+和SO2-4反应的离子方程式,而忽略了Cu2+和OH-也反应。应为:Ba2++2OH-+Cu2++SO2-4=BaSO4+Cu(OH)2总结:检查离子方程式书写是否正确时,应注意:(1)两易:易溶易电离的物质以实际参加反应的离子符号表示。(弱电解质、难溶性物质、气体、单质、氧化物等用分子式表示。)

(2)两等:离子方程式两边的原子个数,电荷总数均应相等。

思考题:在pH=1的溶液中,可以大量共存的离子组是

A.Na+、K+、CH3COO-、Cl-

B.Al3+、Mg2+、SO3-4、Cl-

C.Ba2+、Na+、CO2-3、NO-3

D.K+、Na+、SO2-4、CO2-4

【习题精选】

一、填空题

1.锌粒投入稀H2SO4中,溶液里离子的量减少,离子的增加,离子的量没有变化,反应的离子方程式是。

2.将AgNO3溶液分别与HCl、NaCl、KCl溶液混合,均有产生,它们的离子方程式是,这说明离子方程式不仅表示一定物质间的,而且表示了离子反应。

答案:

1.H+;Zn2+;SO2-4;Zn+2H+=Zn2++H22.白色沉淀Ag++Cl-=AgCl某个反应所有同一类型的。

二、选择题

1.下列说法错误的是

A.离子方程式是表示化学反应的一种式子

B.离子方程式是用离子符号表示的式子

C.离子方程式是更能表示电解质在溶液里反应的实质D.离子方程式是用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子

2.下列各组物质间能发生离子反应的是

A.NaCl溶液和稀H2SO4

B.溶液和盐酸FeSO4

C.BaCl2溶液和Na2SO4溶液

D.KNO3溶液与Na2SO4溶液

3.下列各组离子在溶液中能大量共存的是

A.H+、OH-、Na+、SO2-4

B.Fe3+、OH-、K+、Cl-

C.Cu2+、NO-3、Cl-、Na+

D.Ba2+、Cl-、CO2-3、Na+

4.下列各对物质间的反应既属于氧化还原反应,又属于离子反应的是

A.Zn+稀H2SO4

B.NaCl+AgNO3

C.H2+O2

D.Na2O+H2O

答案:1.B 2.C 3.C 4.A

三、实验题

用离子方程式表示下列反应

1.可溶性盐酸盐与硝酸银溶液反应

2.可溶性硫酸盐与硝酸钡溶液反应

3.碳酸钠与盐酸反应

4.锌与盐酸反应

5.醋酸(CH3COOH)与苛性钠溶液反应答案:

1.Cl-+Ag+=AgCl

2.SO2-4+Ba2+=BaSO4

3.CO2-3+2H+=H2O+CO2

4.Zn+2H+=Zn2++H2

5.CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O

【典型例题】

例1下列物质能导电的是,属于电解质的是,属于非电解质的是。

①汞②液氨③氯水`④氯化钠晶体⑤盐酸⑥干冰⑦三氧化硫⑧金刚石解析:本题主要考查电解质、非电解质概念和物质的导电情况。若正确回答此题,必须明确:(1)电解质与非电解质均属于化合物的范围,确定电解质与非电解质时,既要排除单质,又要排除混合物。

(2)导电性不是电解质在任何状况下都有的性质,而是在电解质溶于水或熔化时才具有的性质。

(3)电解质的水溶液或熔化状态下的导电是离子导电,所以电解质必须是自身电离而产生自由移动离子的物质。

答案:能导电的是①、③、⑤,属于电解质的是④,属于非电解质的是②、⑥、⑦。

强调:电解质不一定能导电,能导电的物质不一定是电解质,这一点很容易出现错误。

例2某无色溶液中加入溶液,生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,则溶液中溶有的离子是

A.一定溶有CO2-3

B.一定溶有Ag+

C.一定溶有SO2-4

D.可能有SO2-4也可能有Ag+

解析:要注意“一定”“可能”含义是不同的。如果是一种离子能满足题意,非此莫属,则溶液中一定会含这种离子。如果符合题意的离子在两种以上,既可以含有该离子,也可能含有另外的符合题意的离子。

本题Ba2++SO2-4=BaSO4,Ag++Cl-=AgCl均不溶于HNO3。

答案:D

例3在xR++yH++O2=mR3+nH2O的离子反应中,系数m的值为

A.2xB.4C.y2 D.2

解析:根据氧原子守恒n=2

根据氢原子守恒y=4

根据R原子守恒m=x

根据电荷守恒3m=4+mm=2

答案:D

例4某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO-3六种离子。

(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中含有的三种离子是、、。

(2)乙厂的废水中含有别处三种离子。如果加一定量(选填:活性炭、硫酸亚铁、铁粉),可以回收其中的金属(填写金属元素符号)。

(3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的(填写离子符号)转化为沉淀。经过滤后的废水主要含,可用来浇灌农田。

解析:甲厂排放工业废水明显呈碱性,一定含有OH-,与OH-可以共存的离子有K+、Cl-、NO-3,考虑到Ag+与Cl-不能共存,所以甲厂废水含OH-、K+和Cl-,乙厂废水中含有Ag+、Fe3+和NO-3。

在乙厂废水中加入一定量的铁粉可以回收银(Fe+2Ag+=Fe2++2Ag)。

若将两厂废水按适当比例混合,可将Ag+与Cl-、Fe3+与OH-分别转化为AgCl、Fe(OH)3沉淀,经过滤后溶液主要含有KNO3,KNO3是锌、氮复合肥料。

答案:(1)K+、Cl-、OH-

(2)铁粉、Ag

(3)Ag+、Fe3+、Cl-、KNO3