資源簡介

(共19張PPT)
影響鹽類水解的主要因素
——以泡沫滅火器的制備為例
選自2019人教版高中化學選擇性必修1第三章
導入
導入
總任務：制備簡易泡沫滅火器
子任務一：泡沫滅火器的反應原理
子任務二：應如何成功制作泡沫滅火器
子任務三：泡沫滅火器的適用范圍
Al3+和HCO3-的雙水解反應
影響鹽類水解的主要因素
物質的物理化學性質
查閱資料，了解泡沫滅火器的組成和結構
分組討論設計一款簡易的泡沫滅火器。完成相關實驗探究，確定滅火器的反應條件
成功制備泡沫滅火器并確定使用范圍。
滅火器的原理是什么？發生了什么化學反應？
應如何成功制備出泡沫滅火器？
哪些火災滅火不能用泡沫滅火器？
總任務
子任務
問題線
知識線
活動線
資料卡
片1
泡沫滅火器，滅火原理是滅火時，能噴射出大量二氧化碳及泡沫，它們能粘附在可燃物上，使可燃物與空氣隔絕，達到滅火的目的
泡沫滅火器的外殼是鐵皮制成的，內裝碳酸氫鈉溶液，另有一玻璃瓶內膽，裝有硫酸鋁水溶液。使用時將筒身顛倒，兩溶液混合后發生化學作用，產生二氧化碳氣體泡沫，體積膨脹7～10倍，一般能噴射10m左右。
資料卡
片2
導入
任務一：泡沫滅火器的反應原理
用碳酸氫鈉溶液與硫酸鋁溶液制備泡沫滅火器
實驗一
實驗用品
廢舊塑料瓶，吸管，試管，剪刀，0.01mol/L 硫酸鋁溶液, 0.01mol/L碳酸氫鈉溶液。
實驗方案
用剪刀在塑料瓶中剪一個小口，插入吸管。往塑料瓶中加入20 ml 0.01mol/L Al2(SO4)3 溶液，將試管放入塑料瓶，加入20ml NaHCO3 溶液，迅速搖晃并倒置塑料瓶，將管口對準火源。
任務一：泡沫滅火器的反應原理
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+
HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
3H2O 3OH- + 3H+
+
Al3+
Al(OH)3

+
3HCO3-
3CO2↑+3H2O

理論解釋
Al3+與水電離出來的OH- 結合，生成弱電解質Al(OH)3，HCO3-與水電離出來的H+結合，生成弱電解質H2CO3，H2CO3 分解成CO2↑和H2O。
驅動問題一
泡沫滅火器的工作原理是什么？兩溶液發生了什么反應？
任務一：泡沫滅火器的反應原理
o
理論依據一：雙水解
（1）概念：
常見的弱離子：
完全雙水解是指弱酸陰離子與弱堿陽離子在水溶液中互相促進完全水解的反應。
a.弱堿根陽離子：Al3+、Fe3+、Cu2+、NH4+
b.弱酸根陰離子：AlO2－、SiO32－、ClO－、CO32－、HCO3－、HS－、S2－
（2）條件：
①存在互相促進水解的弱酸陰離子與弱堿陽離子且水解程度大
②水解產物至少有一種難溶物
任務一：泡沫滅火器的反應原理
。o
（3）完全雙水解反應方程式的書寫規則：
完全雙水解的陰陽離子均水解，且水解程度較大，一般能進行到底，此類水解用“=”表示，生成物中沉淀、氣體分別“↓”“↑”標出。
（4）練習：請寫出下列物質發生雙水解的離子方程式。
①Al3+和CO32－： .
②Al3+和HCO3－： .
理論依據一：雙水解
Al3+ + 3HCO3- = Al（OH）3↓ + 3CO2↑
2Al3+ + 3CO32- + 3H2O ＝ 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑
任務一：泡沫滅火器的反應原理
o
理論依據一：雙水解
（1）概念：
常見的弱離子：
完全雙水解是指弱酸陰離子與弱堿陽離子在水溶液中互相促進完全水解的反應。
a.弱堿根陽離子：Al3+、Fe3+、Cu2+、NH4+
b.弱酸根陰離子：AlO2－、SiO32－、ClO－、CO32－、HCO3－、HS－、S2－
（2）條件：
①存在互相促進水解的弱酸陰離子與弱堿陽離子且水解程度大
②水解產物至少有一種難溶物
？
任務一：泡沫滅火器的反應原理
驗證能否用碳酸鈉溶液與硫酸鋁溶液制備泡沫滅火器
實驗二
實驗用品
試管，試管夾，試管架，量筒，膠頭滴管，0.01mol/L Al2(SO4)3溶液, 0.01mol/LNaHCO3溶液，0.01 mol/LNa2CO3溶液
實驗方案
實驗結論
1.從反應速率的角度分析：相同濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別和硫酸鋁反應，碳酸氫鈉產生氣泡的速率更快。
2.從產生CO2的量的角度分析：相同質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別和硫酸鋁反應， 碳酸氫鈉產生的二氧化碳更多。
補充
（補充）
向兩只試管中分別加入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， 觀察實驗現象
o
反應速率太慢，同時產生的二氧化碳氣體太少，瓶內的氣壓不夠大，無法將液體迅速壓出。
任務一：泡沫滅火器的反應原理
驅動問題二
為什么我們的泡沫滅火器制作不成功？應如何解決？
原因解釋
（1）泡沫滅火器制作失敗是因為：
（2）解決辦法：
應該改變條件使弱離子水解平衡右移，同時加快雙水解反應的速率。
（3）理論依據：
鹽類水解的影響因素
任務一：泡沫滅火器的反應原理
o
理論依據二：影響鹽類水解的因素
（1）內因：
鹽本身的性質是影響鹽類水解的主要因素，構成鹽的弱離子越弱。該鹽的水解程度越大。
（2）外因：
外在條件的改變引起溶質微粒濃度改變的因素可能都會引起弱離子水解平衡的移動（Q 與 K 的關系）。如：溫度，濃度，外加酸堿。
任務一：泡沫滅火器的反應原理
以硫酸鋁為例探究影響鹽類水解的主要因素
實驗三
實驗用品
試管，試管夾，試管架，膠頭滴管，藥匙，酒精燈，火柴，硫酸鋁晶體，0.01mol/L Al2(SO4)3溶液, ，氫氧化鈉溶液，紫色石蕊溶液，PH試紙。
分步實驗1：往滴有紫色石蕊的硫酸鋁溶液中加硫酸鋁晶體觀察實驗現象。
分步實驗2：往滴有紫色石蕊的硫酸鋁溶液中加水觀察觀察實驗現象。
分步實驗3：往硫酸鋁溶液中加氫氧化鈉觀察實驗現象
分步實驗4：升高硫酸鋁溶液的溫度觀察實驗現象。
實驗方案
任務一：泡沫滅火器的反應原理
o
實驗結果的預測和分析
影響鹽類水解的主要因素（以硫酸鋁為例） Q 與 K 的關系 PH值 水解程度 現象
預測結果 實驗結果 加硫酸鋁晶體 Q Q＜K K 降低 降低 減小 溶液紅色加深，白色沉淀明顯增多。
加水 Q＜K 降低 升高 增大 溶液紅色變淺
加堿 Q＜K 升高 升高 增大 溶液紅色變淺，白色沉淀明顯增多
升高溫度 Q＜K 降低 降低 增大 溶液紅色加深，白色沉淀明顯增多。
o
任務一：泡沫滅火器的反應原理
驅動問題三
加水稀釋鹽類水解平衡是向右移動嗎？為什么PH值得變化和預測的結果不一致？請通過相關計算說明
原因解釋
（1）pH＝－lgc(H＋) ，C = n/V
（2）根據PH計算溶液中nH+ 的變化
任務一：泡沫滅火器的反應原理
o
實驗結論
（1）溫度：升高溫度，水解平衡右移，水解程度增大。
（2）濃度：a.增大鹽溶液的濃度，水解平衡右移，但水解程度減小。
b.加水稀釋，水解平衡右移，水解程度增大。
（3）酸堿性：a.向鹽溶液中加入酸，可以促進弱酸陰離子的水解。
b.向鹽溶液中加入堿，可以促進弱堿陽離子的水解。
任務二：應如何成功制作泡沫滅火器
o
經過實驗探究要想成功制備泡沫滅火器應選擇那些條件？
70%
1.較高的溫度
2.增大鹽濃度
3.外加酸或堿
升高溫度、增大鹽濃度、外加酸或堿使平衡右移，有利于生成氫氧化鋁和二氧化碳。
泡沫滅火器要長時間保存，較高溫度和外加酸或堿不適用于實際生活
高濃度的NaHCO3和Al2(SO4)3 能產生大量的氫氧化鋁和二氧化碳，可用于實際滅火
80%
1.較高的溫度
2.增大鹽濃度
3.外加酸或堿
90%
應選擇高濃度的NaHCO3和Al2(SO4)3溶液制備泡沫滅火器。
任務三：泡沫滅火器的使用范圍
泡沫滅火器適用于撲救一般B類火災，如油制品、油脂等火災，也可適用于A類火災，但不能撲救B類火災中的水溶性可燃、易燃液體的火災，如醇、酯、醚、酮等物質火災；也不能撲救帶電設備及C類和D類火災。
驅動問題六
所有火災都可以用泡沫滅火器滅火嗎？
o
作業布置
小組合作拍攝一個有關滅火器使用注意事項的宣傳視頻并和同學分享。
謝謝觀看

展開更多......

收起↑