资源简介

(共19张PPT)
影响盐类水解的主要因素
——以泡沫灭火器的制备为例
选自2019人教版高中化学选择性必修1第三章
导入
导入
总任务：制备简易泡沫灭火器
子任务一：泡沫灭火器的反应原理
子任务二：应如何成功制作泡沫灭火器
子任务三：泡沫灭火器的适用范围
Al3+和HCO3-的双水解反应
影响盐类水解的主要因素
物质的物理化学性质
查阅资料，了解泡沫灭火器的组成和结构
分组讨论设计一款简易的泡沫灭火器。完成相关实验探究，确定灭火器的反应条件
成功制备泡沫灭火器并确定使用范围。
灭火器的原理是什么？发生了什么化学反应？
应如何成功制备出泡沫灭火器？
哪些火灾灭火不能用泡沫灭火器？
总任务
子任务
问题线
知识线
活动线
资料卡
片1
泡沫灭火器，灭火原理是灭火时，能喷射出大量二氧化碳及泡沫，它们能粘附在可燃物上，使可燃物与空气隔绝，达到灭火的目的
泡沫灭火器的外壳是铁皮制成的，内装碳酸氢钠溶液，另有一玻璃瓶内胆，装有硫酸铝水溶液。使用时将筒身颠倒，两溶液混合后发生化学作用，产生二氧化碳气体泡沫，体积膨胀7～10倍，一般能喷射10m左右。
资料卡
片2
导入
任务一：泡沫灭火器的反应原理
用碳酸氢钠溶液与硫酸铝溶液制备泡沫灭火器
实验一
实验用品
废旧塑料瓶，吸管，试管，剪刀，0.01mol/L 硫酸铝溶液, 0.01mol/L碳酸氢钠溶液。
实验方案
用剪刀在塑料瓶中剪一个小口，插入吸管。往塑料瓶中加入20 ml 0.01mol/L Al2(SO4)3 溶液，将试管放入塑料瓶，加入20ml NaHCO3 溶液，迅速摇晃并倒置塑料瓶，将管口对准火源。
任务一：泡沫灭火器的反应原理
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
3H2O 3OH- + 3H+
+
Al3+
Al(OH)3

+
3HCO3-
3CO2↑+3H2O

理论解释
Al3+与水电离出来的OH- 结合，生成弱电解质Al(OH)3，HCO3-与水电离出来的H+结合，生成弱电解质H2CO3，H2CO3 分解成CO2↑和H2O。
驱动问题一
泡沫灭火器的工作原理是什么？两溶液发生了什么反应？
任务一：泡沫灭火器的反应原理
o
理论依据一：双水解
（1）概念：
常见的弱离子：
完全双水解是指弱酸阴离子与弱碱阳离子在水溶液中互相促进完全水解的反应。
a.弱碱根阳离子：Al3+、Fe3+、Cu2+、NH4+
b.弱酸根阴离子：AlO2－、SiO32－、ClO－、CO32－、HCO3－、HS－、S2－
（2）条件：
①存在互相促进水解的弱酸阴离子与弱碱阳离子且水解程度大
②水解产物至少有一种难溶物
任务一：泡沫灭火器的反应原理
。o
（3）完全双水解反应方程式的书写规则：
完全双水解的阴阳离子均水解，且水解程度较大，一般能进行到底，此类水解用“=”表示，生成物中沉淀、气体分别“↓”“↑”标出。
（4）练习：请写出下列物质发生双水解的离子方程式。
①Al3+和CO32－： .
②Al3+和HCO3－： .
理论依据一：双水解
Al3+ + 3HCO3- = Al（OH）3↓ + 3CO2↑
2Al3+ + 3CO32- + 3H2O ＝ 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑
任务一：泡沫灭火器的反应原理
o
理论依据一：双水解
（1）概念：
常见的弱离子：
完全双水解是指弱酸阴离子与弱碱阳离子在水溶液中互相促进完全水解的反应。
a.弱碱根阳离子：Al3+、Fe3+、Cu2+、NH4+
b.弱酸根阴离子：AlO2－、SiO32－、ClO－、CO32－、HCO3－、HS－、S2－
（2）条件：
①存在互相促进水解的弱酸阴离子与弱碱阳离子且水解程度大
②水解产物至少有一种难溶物
？
任务一：泡沫灭火器的反应原理
验证能否用碳酸钠溶液与硫酸铝溶液制备泡沫灭火器
实验二
实验用品
试管，试管夹，试管架，量筒，胶头滴管，0.01mol/L Al2(SO4)3溶液, 0.01mol/LNaHCO3溶液，0.01 mol/LNa2CO3溶液
实验方案
实验结论
1.从反应速率的角度分析：相同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠分别和硫酸铝反应，碳酸氢钠产生气泡的速率更快。
2.从产生CO2的量的角度分析：相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别和硫酸铝反应， 碳酸氢钠产生的二氧化碳更多。
补充
（补充）
向两只试管中分别加入5 ml 0.01mol/L NaHCO3 溶液和5 ml 0.01mol/L Na2CO3，再迅速加入5ml Al2(SO4)3 溶液， 观察实验现象
o
反应速率太慢，同时产生的二氧化碳气体太少，瓶内的气压不够大，无法将液体迅速压出。
任务一：泡沫灭火器的反应原理
驱动问题二
为什么我们的泡沫灭火器制作不成功？应如何解决？
原因解释
（1）泡沫灭火器制作失败是因为：
（2）解决办法：
应该改变条件使弱离子水解平衡右移，同时加快双水解反应的速率。
（3）理论依据：
盐类水解的影响因素
任务一：泡沫灭火器的反应原理
o
理论依据二：影响盐类水解的因素
（1）内因：
盐本身的性质是影响盐类水解的主要因素，构成盐的弱离子越弱。该盐的水解程度越大。
（2）外因：
外在条件的改变引起溶质微粒浓度改变的因素可能都会引起弱离子水解平衡的移动（Q 与 K 的关系）。如：温度，浓度，外加酸碱。
任务一：泡沫灭火器的反应原理
以硫酸铝为例探究影响盐类水解的主要因素
实验三
实验用品
试管，试管夹，试管架，胶头滴管，药匙，酒精灯，火柴，硫酸铝晶体，0.01mol/L Al2(SO4)3溶液, ，氢氧化钠溶液，紫色石蕊溶液，PH试纸。
分步实验1：往滴有紫色石蕊的硫酸铝溶液中加硫酸铝晶体观察实验现象。
分步实验2：往滴有紫色石蕊的硫酸铝溶液中加水观察观察实验现象。
分步实验3：往硫酸铝溶液中加氢氧化钠观察实验现象
分步实验4：升高硫酸铝溶液的温度观察实验现象。
实验方案
任务一：泡沫灭火器的反应原理
o
实验结果的预测和分析
影响盐类水解的主要因素（以硫酸铝为例） Q 与 K 的关系 PH值 水解程度 现象
预测结果 实验结果 加硫酸铝晶体 Q Q＜K K 降低 降低 减小 溶液红色加深，白色沉淀明显增多。
加水 Q＜K 降低 升高 增大 溶液红色变浅
加碱 Q＜K 升高 升高 增大 溶液红色变浅，白色沉淀明显增多
升高温度 Q＜K 降低 降低 增大 溶液红色加深，白色沉淀明显增多。
o
任务一：泡沫灭火器的反应原理
驱动问题三
加水稀释盐类水解平衡是向右移动吗？为什么PH值得变化和预测的结果不一致？请通过相关计算说明
原因解释
（1）pH＝－lgc(H＋) ，C = n/V
（2）根据PH计算溶液中nH+ 的变化
任务一：泡沫灭火器的反应原理
o
实验结论
（1）温度：升高温度，水解平衡右移，水解程度增大。
（2）浓度：a.增大盐溶液的浓度，水解平衡右移，但水解程度减小。
b.加水稀释，水解平衡右移，水解程度增大。
（3）酸碱性：a.向盐溶液中加入酸，可以促进弱酸阴离子的水解。
b.向盐溶液中加入碱，可以促进弱碱阳离子的水解。
任务二：应如何成功制作泡沫灭火器
o
经过实验探究要想成功制备泡沫灭火器应选择那些条件？
70%
1.较高的温度
2.增大盐浓度
3.外加酸或碱
升高温度、增大盐浓度、外加酸或碱使平衡右移，有利于生成氢氧化铝和二氧化碳。
泡沫灭火器要长时间保存，较高温度和外加酸或碱不适用于实际生活
高浓度的NaHCO3和Al2(SO4)3 能产生大量的氢氧化铝和二氧化碳，可用于实际灭火
80%
1.较高的温度
2.增大盐浓度
3.外加酸或碱
90%
应选择高浓度的NaHCO3和Al2(SO4)3溶液制备泡沫灭火器。
任务三：泡沫灭火器的使用范围
泡沫灭火器适用于扑救一般B类火灾，如油制品、油脂等火灾，也可适用于A类火灾，但不能扑救B类火灾中的水溶性可燃、易燃液体的火灾，如醇、酯、醚、酮等物质火灾；也不能扑救带电设备及C类和D类火灾。
驱动问题六
所有火灾都可以用泡沫灭火器灭火吗？
o
作业布置
小组合作拍摄一个有关灭火器使用注意事项的宣传视频并和同学分享。
谢谢观看

展开更多......

收起↑