1.2 离子反应-课件+教案

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1.2 离子反应-课件+教案

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离子反应 (第2课时)
1. 能从微观角度认识溶液中反应的分析模型。
能正确书写离子方程式,能用离子反应解释生产生活问题。
能主动关心环境保护等社会热点问题,形成合理利用自然资源、与环境和谐共处的观念。
人们每天都会向城市中排放大量废水,而且化工厂、金属加工、鞭革厂、硫酸工业、制碱厂等也会产生大量酸性或碱性废水,这些废水需要处理达标后才能排放,这就需要对水质进行监控。我们排放的废水是怎么被处理的?这些废水被处理后是否达到了洁净的标准?想要了解这些,我们需要学习和了解水溶液中的化学反应。
【任务三】废水的处理——离子反应
【任务四】水质监控——离子检验
【任务三】废水的处理——离子反应
酸性废水的处理——从分类视角看反应
【活动设计】
化工厂、金属加工、鞣革厂、硫酸工业、制碱厂等均会产生大量酸性或碱性废水,这些废水需要处理达标后才能排放。若某化工厂排放的废水的主要成分为盐酸,请大家讨论处理该酸性废水的方案,你是如何想的? 【学生实验】 实验1:盐酸中滴加碳酸钠溶液。 实验2:碳酸钙颗粒中加少量水,再加盐酸。 实验3:盐酸中滴加硝酸银溶液。 实验4:盐酸中滴加氢氧化钠溶液。 学生依据盐酸的酸性提出可能发生的化学反应,如加NaOH、Na2CO3、CaCO3等。 学生做实验,记录现象 实验1: 实验2: 实验3: 实验4:
【设计意图】
从工厂排放的酸性废水如何处理的实际情境出发,依据物质的分类设计实验方案解决问题,引导学生从宏观角度辨识反应的发生,并初步意识到离子之间发生的反应。
宏观现象,微观解释——从微观角度看反应
【活动设计】
同学们,根据大家做实验看到的现象,下面我们来思考如下问题: (1)分析HCl、Na2CO3、NaOH、CaCO3中加水后分别存在哪些离子?这些离子如何产生?怎么表示?主要以什么形式存在? (2)溶液混合后哪些发生了离子反应?你是如何判断得出的? (3)预测实验4中有无现象?反应发生了没有?如何设计实验进行证明? (4)反应前后离子数目怎么变化?如何使离子数目减少?由此你觉得离子反应的本质(实质)是什么?离子反应发生的条件有哪些? (5)如何证明实验4中Na+、Cl-没有参与反应? (1)电解质在溶液中的主要存在形式: HCl ;Na2CO3 NaOH ;CaCO3 (2)离子反应的微观解释: 实验1: 和 作用。 实验2: 和 作用。 实验3: 和 作用。 (3)预测实验4: 和 作用。 设计实验证明实验4是否发生离子反应: (4)离子反应的实质是 设计实验证明:
【设计意图】
从物质在溶液中的主要存在形式的角度出发,结合宏观实验现象,从微观上探析反应前后离子数目的变化情况,从而从微观角度解释及表述离子间发生的反应,归纳出离子反应的实质及发生条件。
离子反应的符号表征——离子方程式的书写及意义
【活动设计】
(1)上述几个过程中离子间的反应过程可以怎么表示?写出相应的离子方程式。 (2)生产、生活中均会产生大量不同类型的废水,这些废水需要处理,按要求回答下列问题。①合成氨厂中废氨水可以用稀硫酸吸收,可以制备化肥硫酸铵,写出离子方程式。 ②造纸、医药、食品及醋酸生产中会有大量醋酸废水产生,可加入白云石(MgCO3·CaCO3)粉末除去废酸,写出相应的离子方程式。 ③用离子方程式表示从含有硫酸铜的废液中回收得到纯净的铜的方法。 (3)离子反应可表示为Ba2++=BaSO4↓的化学反应有哪些? (4)写出Ba(OH)2溶液和硫酸反应的离子方程式,设计实验证明这是一个离子反应。 (1)离子方程式的书写: 实验1: 实验2: 实验3: 实验4: 离子方程式的书写: ① ② ③ (3)离子反应可表示为Ba2++=BaSO4↓的化学反应有: (4)写出Ba(OH) 溶液和硫酸反应的离子方程式: 证明是离子反应:
大观念: 工业上将二氧化碳通入氨的饱和氯化钠溶液中,即可沉淀析出碳酸氢钠晶体,写出这一过程发生的离子反应的方程式,分析其发生反应的可能原因。由此你得到什么启发?
【设计意图】
知道离子方程式是对离子反应过程的符号化表征,通过离子方程式的书写理解离子方程式表示离子反应的意义。
【任务四】水质监控——离子检验
废水中离子的检验
【活动设计】
化肥工业、稀土工业都会排放含较高浓度的 、Na+、K+、、C1-的废水,需要处理达到排放标准,这就需要检测,下表是处理后的工业用水排放标准(节选部分)。 设计证明高浓度废水中存在、Cl-、的实验方法,写出相应的离子方程式。 的检验方法: 涉及的离子方程式: Cl-的检验方法: 涉及的离子方程式: 的检验方法: 涉及的离子方程式:
【设计意图】
从生产中废水排放的情境出发,提出高浓度废水的检测方法,必然涉及离子的定性与定量检测问题,让学生从离子反应的角度自主设计离子检验方案,提出污水处理的方法,鉴定是否已经达到排放标准的定性、定量问题,在问题的解决中培养学生处理实际问题的能力和提出问题的意识。
生活中硬水和软水的鉴别
【活动设计】
如果水中有较高浓度的Ca2+和Mg2+,这样的水叫作硬水,反之,不含有或含有较少Ca2+和Mg2+的水叫作软水。硬水容易在生产、生活用水器具(设备)中形成水垢,产生不利影响。 那么如何检测我们身边的水是否为硬水呢? 【实验1】各取3mL硬水、软水和蒸馏水,分别滴加0.1 mol·L-1草酸钠(Na2C2O4)溶液,振荡,观察并记录现象。 【实验2】改用井水重复做实验,观察对比。 【实验3】各取3mL硬水、软水,分别加入少量肥皂水(成分假设为C17H35COONa),观察并记录产生泡沫的情况,思考产生不同现象的原因。 现象记录: 硬水+草酸钠: 软水+草酸钠: 蒸馏水+草酸钠: 写出可能发生反应的离子方程式: 硬水+肥皂水,产生泡沫的情况: 软水+肥皂水,产生泡沫的情况: 原因是
【设计意图】
通过生活中的软水、硬水的检测,学习Ca2+、Mg2+的检验方法,并类比推理软水中肥皂水产生泡沫少的原因,从离子反应的角度解决实际问题。
废水中的离子共存——离子推断
【活动设计】
某废水中可能含有、Cu2+、Na+、Cl-、、中的几种离子,取等体积的两份该废水,进行如下实验。 ①一份加入足量BaC12溶液,得沉淀6.63g,在沉淀中加入过量稀盐酸,仍有4.66g沉淀。 ②另一份与过量NaOH溶液混合充分加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体0.672L(标准状况)。 (1)由①可知溶液中一定含有哪些离子?说明理由。由此又可以得出什么结论? (2)由②可知溶液中一定含有哪些离子?说明理由。 由实验①可知一定含有的离子是 ,理由是 ;一定不含有的离子是 ,理由是 。 由实验②可知一定含有的离子是 ,理由是 。 由此可确定原废水中一定含有的离子是 ,一定不含有的离子是 。 推断过程中用到的基本方法有: 。
【设计意图】
通过模拟废水中可能存在的离子的实验,让学生从宏观反应现象、数据中捕捉有用信息,从离子反应的角度,用有关离子反应的思维方法,通过肯定性、互斥性、电中性等原则解决离子共存、推断问题,训练学生的思维方法和能力。
下列各组离子在水溶液中能大量共存的是( )
Na+、Ba2+、Cl-、 B.Na+、HCO3-、Cl-、K+
C.Mg2+、Ag+、、Cl- D.H+、Cl-、Na+、CH3COO-
2. 能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
A.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:OH-+H+===H2O
B.澄清的石灰水与稀盐酸反应:Ca(OH)2+2H+===Ca2++2H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中:Cu+Ag+===Cu2++Ag
D.碳酸钙溶于稀盐酸中:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
3. 某学生利用如图装置对电解质溶液的导电性进行实验探究。下列说法中正确的是()
A.当开关K闭合后,电流计指针发生偏转,证明CH3COOH是弱电解质
B.闭合开关K,往烧杯中加入NaCl固体,由于 CH3COOH溶液与NaCl不反应,故电流计指针不发生变化
C.闭合开关K,往溶液中加入CaCO3粉末,电流计示数逐渐增大
D.选取合适浓度的盐酸替换0.1mol·L-1的CH3COOH溶液,电流计的示数相同,说明二者电离程度相同
4. 下列实验过程中产生的现象与坐标图形相符合的是( )
A.稀盐酸滴加到一定量NaOH溶液中
(横坐标为稀盐酸的体积,纵坐标为钠离子的物质的量)
B.铁粉加到一定量CuSO4溶液中
(横坐标为铁粉的质量,纵坐标为产生沉淀的质量)
C.CO2通入一定量NaOH溶液中
(横坐标为CO2的体积,纵坐标为溶液的导电能力)
D.稀硫酸滴加到Ba(OH)2溶液中
(横坐标为稀硫酸的体积,纵坐标为溶液的导电能力
5.为了确认电解质溶液中部分离子相互间能否发生反应,做了如下三组实验。
(1)实验I的目的是
(2)实验Ⅱ证明了 (填离子符号)和 (填离子符号)发生了化学反应,根据什么现象证明溶液中的另外两种离子没有发生化学反应:
(3)实验Ⅱ中反应的离子方程式为
6. 氯化钠广泛应用于各个领域,如氯碱工业、制金属钠、侯氏制碱法、生理盐水(0.9%的NaCl溶液)以及厨房调味品等。
氯化钠一般从海水中获得。已知海水中含量最高的几种离子的浓度依次为Cl-(约0.55 mol·L-1)、Na+(约0.47mol·L-1)、Mg2+(约0.054mol·L-1)、(约0.027 mol·L-1)、Ca2+(约0.01 mol·L-1)。
按要求回答下列问题:
医生在给“病人”做心电图时在仪器与皮肤接触部位需要擦 (填字母序号)溶液。 A.氯化钠 B.医用酒精
C.葡萄糖 D.碘酒
其可能的作用是
(2)海水晒盐所得的粗盐中往往含有Mg2+、Ca2+、等杂质离子。工业上,将粗盐溶解后选择加入以下试剂(每种试剂均稍加过量):①NaOH溶液,②Na2CO3溶液,③BaCl2溶液。所加试剂的顺序为 (填数字序号),理由是 。写出加入Na2CO3溶液过程中发生反应的离子方程式: 充分反应除杂后过滤,通过哪些具体操作方法,最终获得NaC1固体: 。
(3)某研究性小组提出粗盐提纯中只用Ba(OH)2一种溶液代替NaOH溶液和BaCl2溶液,判断该方案是否可行并说出理由: 。
(4)人体中胃酸(主要成分为盐酸)的产生主要源于氯化钠的摄入,其理由是 。
有一种观点认为胃酸产生的机理是氯化钠经小肠吸收后产生氯气等物质,再通过第二步反应最终转化为胃酸,写出胃酸产生的两步反应的离子方程式: 。
(5)为了尽快清除大雪过后的道路积雪,防止结冰后给行人、汽车带来危险,人们常常通过撒盐来使雪快速融化。早在19世纪70年代,拉乌尔根据实验发现往水中加入蔗糖、乙醇、氯化钠均会使水的凝固点下降,他发现往1kg水中分别加入0.01mol上述物质时,溶有蔗糖、乙醇的水溶液凝固点均下降0.0186℃,而溶有氯化钠的水溶液凝固点下降0.0361℃。解释加氯化钠凝固点下降约为加蔗糖和乙醇2倍的可能原因:
为了验证自己的假设,你会着手做哪些实验进一步论证(写出选用的试剂及操作方法):
往1kg水中加入0.01mol醋酸,预测水的凝固点下降情况,说明理由。
练习与测评参考答案
【评价】
题号 核心素养 水平 解答与说明
1 宏观辨识与微观探析 水平1 B
2 宏观辨识与微观探析 水平1 D
3 科学探究与创新意识 证据推理与模型认知 水平2 水平2 C
4 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认知 水平2 水平2 D
5 宏观辨识与微观探析 科学探究与创新意识 水平2 水平2 证明溶液中的Na+和、Cl-和Cu2+相互间不发生反应 (2)Ba2+ 反应后的液体过滤后得到的溶液呈蓝色(3)Ag++C1-===AgC1↓
6 宏观辨识与微观探析 科学探究与创新意识 水平3 水平3 (1)A 增强导电性 (2)③①②或①③②或③②① 要除去过量的Ba2+,必须使碳酸钠溶液在氯化钡溶液后面加入 +Ca2+===CaCO3↓,+Ba2+===BaCO3↓ 往滤液中加入适量盐酸调节pH为7(考虑二氧化碳的溶解写弱酸性也可以),蒸发结晶 (3)不可行。海水中Mg2+浓度大于浓度,只加Ba(OH)2溶液会使Ba2+大大过量,后续处理需消耗更多的化学药品,从而提高了处理成本 (4)依据氯元素守恒,人体饮食中主要的氯元素摄入来源为NaC1 2Cl-+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH- Cl2+H2===2H++2Cl- 蔗糖、乙醇为非电解质,而氯化钠为强电解质,在水中能完全电离,在水中的离子数是前者的2倍。 实验、预测、理由略。(共28张PPT)
离子反应 (第1课时)
学习目标
1.能通过实验、假设、推理等过程,以探究的方式构建电离模型,并以此认识电解质;
2.能从宏观、微观、符号三个方面建立对电离的初步认识,能从电离的角度认识酸、碱、盐,会写电离方程式。
3.能设计简单的实验方案,完成实验操作,观察,记录,收集证据,分析得出结论。
情境导入
我们打开水龙头就会有清澈而干净的水流出,同学们是否想过得到这些洁净的水有多么不容易,因为这些水在我们使用前已经在自来水厂里经过一定程序的处理与检测了。
那么我们身边的水是否干净?
水质检测是如何操作的
想要了解这些,我们需要学习和了解水溶液中的化学反应。
学习任务
课时 任务 活动
第1课时 【任务1】测测我们周围的水质——电离和电解质与非电解质 1.阅读材料,设计方案判断池塘水质好坏
2.电离过程的符号表征——电离方程式
【任务2】水质检测再认识——强电解质、弱电解质 1.溶剂水怎么也会电离
2.你怎么证明其他电解质是弱电解质
学习活动
1.阅读材料,设计方案判断池塘水质好坏
任务一 测测我们周围的水质——电离和电解质与非电解质
阅读材料
TDS水质检测笔可以通过测试被测液体的导电性强弱来粗略反映液体中自由移动离子的浓度大小,读数越大,自由移动离子的浓度越大。
用TDS水质检测笔测定学校池塘(或小河)中所取水样的水质,读取读数。
如何通过这一数据判断池塘水质的好坏?
学习活动
测定乙醇、矿泉水、蒸馏水的TDS检测数值,记录读数,并分析池塘水质的好坏。
【对比实验1】
任务一 测测我们周围的水质——电离和电解质与非电解质
向蒸馏水中分别加入无水乙醇、蔗糖溶液、Na溶液、盐酸、氢氧化钠溶液,测定溶液的TDS检测数值的变化。
【类比实验】
为什么无水乙醇读数为零?为什么池塘水读数最大、矿泉水较大?
为感受蔗糖、乙醇在水中以什么形式存在 NaCl、HCl、NaOH在水中以什么形式存在
学习活动
2.电离过程的符号表征——电离方程式
任务一 测测我们周围的水质——电离和电解质与非电解质
如何表达NaCl、HCl、NaOH等物质在水中的电离过程
向各取10mL未知液A和未知液B,用TDS水质检测笔测试,实验数据说明什么
二者是电解质还是非电解质 如何进一步证明 (说明A为无水乙醇,B为冰醋酸)
分别继续加水,观察TDS数据的变化,记录变化趋势。
由此可得出什么结论
【对比实验2】
深度思考:物质电离需要的条件是什么?需要通电吗?
学习活动
1.溶剂水怎么也会电离
任务二 水质检测再认识——强电解质、弱电解质
水质检测中为什么蒸馏水的TDS读数不为零?为什么读数比矿泉水小得多 由此推测水的存在形式是什么 如何用符号来表达弱电解质不完全电离这一过程呢?
学习活动
2.你怎么证明其他电解质是弱电解质
任务二 水质检测再认识——强电解质、弱电解质
依据10mL B液体(冰醋酸)加水过程中TDS读数的变化趋势,你觉得冰醋酸属于强电解质还是弱电解质 理由是什么
如何设计多种方案来证明你的假设
测等浓度等体积的盐酸、冰醋酸溶液的TDS数值、pH或与相同活泼金属反应的速率等
【学生实验】
深度思考:向20mL0.1mol L-1 CH3COOH溶液中滴加等浓度的氨水,该过程中用TDS水质检测笔或传感器检测,预测数据的变化趋势,并说明理由。
练习与测评
1.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )
A HNO3 B.蔗糖 C. NH3 D NaOH
C
题号 核心素养 水平
1 宏观辨识与微观探析 水平1
练习与测评
2.下列电离方程式书写错误的是( )
D
题号 核心素养 水平
2 宏观辨识与微观探析 水平1
练习与测评
3.下列说法正确的是( )
A.电解质在水中的电离必须外接电源通电
B.SO3溶于水可导电,SO3属于电解质
C.能导电的物质属于电解质,NaCl属于电解质,所以NaCl固体可导电
D.某电解质溶于水后,在水溶液中只有部分电离,则该电解质为弱电解质
D
题号 核心素养 水平
3 宏观辨识与微观探析 水平2
再 见
离子反应 (第2课时)
学习目标
1. 能从微观角度认识溶液中反应的分析模型。
2.能正确书写离子方程式,能用离子反应解释生产生活问题。
3.能主动关心环境保护等社会热点问题,形成合理利用自然资源、与环境和谐共处的观念。
情境导入
人们每天都会向城市中排放大量废水,而且化工厂、金属加工、鞣革厂、硫酸工业、制碱厂等也会产生大量酸性或碱性废水,这些废水需要处理达标后才能排放,这就需要对水质进行监控。
我们排放的废水是怎么被处理的?
这些废水被处理后是否达到了洁净的标准?
想要了解这些,我们需要学习和了解水溶液中的化学反应。
学习任务
课时 任务 活动
第2课时 【任务3】废水的处理——离子反应 1.酸性废水的处理——从分类视角看反应
2.宏观现象,微观解释——从微观角度看反应
3.离子反应的符号表征——离子方程式的书写及意义
【任务4】水质监控——离子检验 1.废水中离子的检验
2.生活中硬水和软水的鉴别
3.废水中的离子共存——离子推断
学习活动
1.酸性废水的处理——从分类视角看反应
任务三 废水的处理——离子反应
若某化工厂排放的废水的主要成分为盐酸,请大家讨论处理该酸性废水的方案,你是如何想的?
实验1:盐酸中滴加碳酸钠溶液。
实验2:碳酸钙颗粒中加少量水,再加盐酸。
实验3:盐酸中滴加硝酸银溶液。
实验4:盐酸中滴加氢氧化钠溶液。
【学生实验】
学习活动
2.宏观现象,微观解释——从微观角度看反应
任务三 废水的处理——离子反应
思考如下问题:
(1)分析HCl、Na2CO3、NaOH、CaCO3中加水后分别存在哪些离子?这些离子如何产生?怎么表示?主要以什么形式存在?
(2)溶液混合后哪些发生了离子反应?你是如何判断得出的?
(3)预测实验4中有无现象?反应发生了没有?如何设计实验进行证明?
(4)反应前后离子数目怎么变化?如何使离子数目减少?由此你觉得离子反应的本质(实质)是什么?离子反应发生的条件有哪些?
(5)如何证明实验4中Na+、Cl-没有参与反应?
学习活动
3.离子反应的符号表征——离子方程式的书写及意义
任务三 废水的处理——离子反应
(1)上述几个过程中离子间的反应过程可以怎么表示?写出相应的离子方程式。
(2)生产、生活中均会产生大量不同类型的废水,这些废水需要处理,按要求回答下列问题。
①合成氨厂中废氨水可以用稀硫酸吸收,可以制备化肥硫酸铵,写出离子方程式。
②造纸、医药、食品及醋酸生产中会有大量醋酸废水产生,可加入白云石(MgCO3·CaCO3)粉末除去废酸, 写出相应的离子方程式。
③用离子方程式表示从含有硫酸铜的废液中回收得到纯净的铜的方法。
(3)离子反应可表示为Ba2++ =BaSO4↓的化学反应有哪些?
(4)写出Ba(OH)2溶液和硫酸反应的离子方程式,设计实验证明这是一个离子反应。
学习活动
3.离子反应的符号表征——离子方程式的书写及意义
任务三 废水的处理——离子反应
工业上将二氧化碳通入氨的饱和氯化钠溶液中,即可沉淀析出碳酸氢钠晶体,写出这一过程发生的离子反应的方程式,分析其发生反应的可能原因。由此你得到什么启发?
学习活动
1.废水中离子的检验
任务四 水质监控——离子检验
化肥工业、稀土工业都会排放含较高浓度的 、Na+、K+、、Cl-的废水,需要处理达到排放标准,这就需要检测,下表是处理后的工业用水排放标准(节选部分)。
设计证明高浓度废水中存在 、Cl-、 的实验方法,写出相应的离子方程式。
如果水中有较高浓度的Ca2+和Mg2+,这样的水叫作硬水,反之,不含有或含有较少Ca2+和Mg2+的水叫作软水。硬水容易在生产、生活用水器具(设备)中形成水垢,产生不利影响。
那么如何检测我们身边的水是否为硬水呢?
学习活动
2.生活中硬水和软水的鉴别
任务四 水质监控——离子检验
【实验1】各取3mL硬水、软水和蒸馏水,分别滴加0.1 mol·L-1草酸钠(Na2C2O4)溶液,振荡,观察并记录现象。
【实验2】改用井水重复做实验,观察对比。
【实验3】各取3mL硬水、软水,分别加入少量肥皂水(成分假设为C17H35COONa),观察并记录产生泡沫的情况,思考产生不同现象的原因。
学习活动
3.废水中的离子共存——离子推断
任务四 水质监控——离子检验
某废水中可能含有 、Cu2+、Na+、Cl-、 中的几种离子,取等体积的两份该废水,进行如下实验。
(1)由①可知溶液中一定含有哪些离子?说明理由。由此又可以得出什么结论?
(2)由②可知溶液中一定含有哪些离子?说明理由。
①一份加入足量BaCl2溶液,得沉淀6.63g,在沉淀中加入过量稀盐酸,仍有4.66g沉淀。
②另一份与过量NaOH溶液混合充分加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体0.672L(标准状况)。
练习与测评
1.下列各组离子在水溶液中能大量共存的是( )
B
题号 核心素养 水平
1 宏观辨识与微观探析 水平1
练习与测评
2.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
D
题号 核心素养 水平
2 宏观辨识与微观探析 水平1
练习与测评
3.某学生利用如图装置对电解质溶液的导电性进行实验探究。下列说法中正确的是( )
A.当开关K闭合后,电流计指针发生偏转,证明CH3COOH是弱电解质
B.闭合开关K,往烧杯中加入NaCl固体,由于 CH3COOH溶液与
NaCl不反应,故电流计指针不发生变化
C.闭合开关K,往溶液中加入CaCO3粉末,电流计示数逐渐增大
D.选取合适浓度的盐酸替换0.1mol·L-1的CH3COOH溶液,电流
计的示数相同,说明二者电离程度相同
C
题号 核心素养 水平
3 宏观辨识与微观探析 水平2
再 见离子反应 (第1课时)
高中化学必修1第一章第2节
1. 能通过实验、假设、推理等过程,以探究的方式构建电离模型,并以此认识电解质;
能从宏观、微观、符号三个方面建立对电离的初步认识,能从电离的角度认识酸、碱、盐,会写电离方程式。
能设计简单的实验方案,完成实验操作,观察,记录,收集证据,分析得出结论。
水是溶解能力非常好的一种溶剂,可以溶解多种物质,形成我们熟知的酸、碱、盐等溶液。人们熟练地运用这些物质及其相互间的反应来改善我们的生活,制造新的物质,同时善用这些反应也可以减少或避免可能产生的污染,让我们的生活更美好。
我们打开水龙头就会有清澈而干净的水流出,同学们是否想过得到这些洁净的水有多么不容易,因为这些水在我们使用前已经在自来水厂里经过一定程序的处理与检测了。那么我们身边的水是否干净?水质检测是如何操作的?想要了解这些,我们需要学习和了解水溶液中的化学反应。
【任务一】测测我们周围的水质——电离、电解质与非电解质
【任务二】水质检测再认识——强电解质、弱电解质
【任务一】测测我们周围的水质——电离、电解质与非电解质
阅读材料,设计方案判断池塘水质好坏
【活动设计】
阅读下列材料,设计方案。
TDS水质检测笔可以通过测试被测液体的导电性强弱来粗略反映液体中自由移动离子的浓度大小,读数越大,自由移动离子的浓度越大。
【情境】用TDS水质检测笔测定学校池塘(或小河)中所取水样的水质,读取读数。 如何通过这一数据判断池塘水质的好坏? 【设计实验方案】 【对比实验1】测定乙醇、矿泉水、蒸馏水的TDS检测数值,记录读数,并分析池塘水质的好坏。 推理:为什么无水乙醇读数为零? 为什么池塘水读数最大、矿泉水较大? 类比实验:向蒸馏水中分别加入无水乙醇、蔗糖溶液、Na溶液、盐酸、氢氧化钠溶液,测定溶液的TDS检测数值的变化。 (视频:NaCl固体在熔融、冷却的过程中导电性的变化) 微观探析:感受蔗糖、乙醇在水中以什么形式存在? NaCl、HCl、NaOH在水中以什么形式存在? 池塘水的TDS检测读数为 实验并记录TDS数值: 乙醇 矿泉水 蒸馏水 非电解质和电解质的概念:溶液导电的原因: 电离的概念:
【设计意图】
把溶液的导电原因、电解质与非电解质的概念置于真实的水质检测背景下,引发学生对溶液导电性原因、导电过程的探究兴趣,知道电解质在水溶液中的存在状态,建立电离、电解质和非电解质的概念,对溶液的认识从宏观进入微观(如原来看硫酸溶液就是一种蓝色溶液,学了电离后看到的是含Cu2+和的溶液)。
电离过程的符号表征——电离方程式
【活动设计】
符号表征:如何表达NaCl、HCl、NaOH等物质在水中的电离过程? 【对比实验2】各取10mL未知液A和未知液B,用TDS水质检测笔测试,实验数据说明什么? 二者是电解质还是非电解质?如何进一步证明?(说明A为无水乙醇,B为冰醋酸) 分别继续加水,观察TDS数据的变化,记录变化趋势。 由此可得出什么结论? 电离方程式: NaCl HCl NaOH A读数 B读数 均加入20mL水后,A、B的数据变化趋势分别为 结论
深度思考: 物质电离需要的条件是什么?需要通电吗?
【设计意图】
引导学生从微观角度认识物质在水溶液中的存在状态,学会依据概念设计实验验证某物质是否为电解质,并知道电离方程式是对电离这一过程的符号化表征。能够用符号正确书写电离方程式,通过电离方程式的书写,使学生进一步加深对电解质电离的认识。
【任务二】水质检测再认识——强电解质、弱电解质
溶剂水怎么也会电离
【活动设计】
【情境】水质检测中为什么蒸馏水的TDS读数不为零?为什么读数比矿泉水小得多?由此推测水的存在形式是什么?如何用符号来表达弱电解质不完全电离这一过程呢? 引出弱电解质的概念。 写出水的电离方程式:
【设计意图】
运用数据比较的方式,将抽象地理解“能否电离”“电离程度怎样”转化为宏观可视化的“水质检测数据”,使抽象问题具体化。引导学生通过类比的方法学会弱电解质电离的符号表征——电离方程式。
你怎么证明其他电解质是弱电解质
【活动设计】
依据10mL B液体(冰醋酸)加水过程中TDS读数的变化趋势,你觉得冰醋酸属于强电解质还是弱电解质?理由是什么? 如何设计多种方案来证明你的假设? (备注:测等浓度等体积的盐酸、冰醋酸溶液的TDS数值、pH或与相同活泼金属反应的速率等) 学生做实验并记录。 引出弱电解质的概念。 冰醋酸的电离方程式: 设计多种方案判断冰醋酸是否为弱电解质。 方案1: 方案2: 方案3:
深度思考: 向20mL 0.1mol L-1 CH3COOH溶液中滴加等浓度的氨水,该过程中用TDS水质检测笔或传感器检测,预测数据的变化趋势,并说明理由。
【设计意图】
运用概念设计对比方案,并将静态的对比转变为动态的对比,使抽象概念具体化,并深化对强、弱电解质的理解层次和认知方式。
下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )
A.HNO3 B.蔗糖 C.NH3 D.NaOH
下列电离方程式书写错误的是( )
H2SO4=2H++ B.Ba(NO3)2=Ba2++2
C.NH3 H2O +OH- D.Ca(OH)2=Ca2++
3. 下列说法正确的是( )
A.电解质在水中的电离必须外接电源通电
B.SO3溶于水可导电,SO3属于电解质
C.能导电的物质属于电解质,NaCl属于电解质,所以NaCl固体可导电
D.某电解质溶于水后,在水溶液中只有部分电离,则该电解质为弱电解质
4. 现有以下物质:①NaCl固体;②液态SO3;③液态醋酸;④铁;⑤BaSO4固体;⑥纯蔗糖;⑦酒精;⑧熔融NaOH。
请回答下列问题(用序号填写)
(1)以上物质能导电的是
(2)以上物质属于电解质的是 ,属于弱电解质的是
(3)以上物质溶于水后形成的水溶液能导电的是
(4)物质③溶于水的电离方程式为 ,其在水中主要存在的微粒形式为
5.为了测定不同电解质的水溶液的导电能力是否相同,某同学设计如下图所示的实验。
请回答下列问题:
(1)本实验取了盐酸、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液和氨水五种溶液,若要再增加一种溶液,你认为选取下列哪种溶液最为合适? (填字母序号)
A.硫酸钠溶液 B.氯化钙溶液C.氢氧化钠溶液D.硝酸钾溶液
(2)为了排除无关因素的干扰,本实验应控制多种实验条件,如烧杯的规格相同、烧杯内溶液的体积相等、相同的电极材料、各电极间的距离相等、溶液的温度相同等,此外,你认为还应控制的最关键的条件(或因素)是 。
(3)本实验通过观察到 的现象,间接说明不同电解质溶液导电能力是不同的。
(4)本实验证实了不同的电解质溶液导电能力是不同的,从而可直接推出的结论是
6. TDS水质检测笔可以通过测试被测液体的导电性强弱来粗略反映液体中自由移动离子浓度的大小,读数越大,自由移动离子浓度越大。
除了检测水质外,试举例TDS水质检测笔还可以帮助我们解决哪些生活问题,其中又运用了怎样的化学原理。
示例:我们购买的水果、蔬菜是否受到污染,可以用TDS水质检测笔检测浸泡水果、蔬菜前后自来水的TDS水质数据,如果数据发生显著的变化,可证明水果、蔬菜中有大量电解质残留,可能有污染,应引起重视。
举例1
举例2
举例3
举例4
练习与测评参考答案
【评价】
题号 核心素养 水平 解答与说明
1 宏观辨识与微观探析 水平1 C
2 宏观辨识与微观探析 水平1 D
3 宏观辨识与微观探析 水平2 D
4 宏观辨识与微观探析 水平2 ⑴④⑧ ⑵①③⑤⑧ ③ ⑶②③⑧ ⑷CH3COOHCH3COO—+H+ CH3COOH
5 宏观辨识与微观探析 科学探究与创新意识 水平3 水平3 ⑴D ⑵五种溶液的物质的量浓度相同 ⑶灯光亮度不一 ⑷不同电解质在水中的电离程度是不同的
6 科学探究与创新意识 科学精神与社会责任 水平3 水平3 举例1:洗衣机应放多少离子型洗衣粉,用TDS水质检测笔检测清洗程序下最后一次排水时的TDS数值,对比自来水的TDS数值,若明显升高,则应减少洗衣粉规定用量或改变洗涤程序。可使衣服洗涤是否干净数字化。 举例2:可以通过检测老旧小区的顶层蓄水池的电导率来判断水池是否需要清洗,以保证居民供水质量。 举例3:可以检测游泳池水的清洁程度,对比自来水,若过高应引起重视。 举例4:可以检测身边的井水,对照自来水,依据电导率配制与井水相当的CaC2溶液,以初步判断井水硬度。

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