2021学年第三章 水溶液中的离子反应与平衡第一节 电离平衡第二课时教案及反思

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                               教学设计课程基本信息课题水溶液中的离子反应与平衡章复习（第二课时）教科书书名：普通高中教科书化学选择性必修1                                 出版社：人民教育出版社          出版日期：2020年 5月教学目标教学目标：1.本节课通过加入过量氢氧化钠，让学生从亚硫酸钠结晶溶解平衡的角度解释了晶体生成的原因，实现了工业废碱渣中Na元素的最大利用。2.定性方面：改变条件（c、T），对三大平衡（电离、水解、溶解）进行调控，让学生从粒子、反应、平衡视角，建立粒子观、变化观和平衡观。3.定量方面：让学生从定量的角度分析电荷守恒、元素质量守恒的变化情况，并对产品定量测量。教学重点：亚硫酸钠晶体生成的原因教学难点：亚硫酸钠产品定量测量教学过程时间教学环节主要师生活动 环节一引入【引入】上一节我们提到：Na2SO3(亚硫酸钠)常用作织物的漂白剂和食品的抗氧化剂。但Na2SO3在空气中容易被氧化，因此自然界中几乎没有稳定存在的Na2SO3，只能通过制备来获得。本节课我们要解决中和塔和固体制备环节同学们想要探究的问题：一、如何控制条件生成Na2SO3固体？二、如何测定产品的纯度？  环节二如何控制条件生成Na2SO3固体？ 【活动】从平衡移动的角度，分析NaHSO3为什么能和NaOH 反应？【小结】NaHSO3溶液中存在HSO3-离子的电离平衡，HSO3-离子电离出H+离子和SO32-离子，OH-与H+反应， H+浓度降低，平衡正向移动。 【活动】依据H2SO3溶液中三种主要存在形式的物质的量分数随pH变化的分布图，如何控制NaOH的加入量？分析此过程中，钠元素和硫元素质量守恒的变化过程。【小结】边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，监测溶液的pH，当pH大于9时，停止滴加NaOH溶液。总结   物质的量分数随pH变化分布图的功能1.不同pH时三种主要存在形式的    相对多少2. HSO3-离子的电离程度和水解程度相对大小3. H2SO3的电离常数Ka1和Ka2【活动】已知，Na2SO3·7H2O 和Na2SO3的溶解度曲线如图所示，从溶液中如何获得无水Na2SO3？【探究】将中和塔中得到的Na2SO3溶液，加热浓缩至有大量固体析出，高于34℃过滤，过滤出的固体用无水乙醇洗涤、干燥，得无水Na2SO3固体。【活动】实际生产时，中和塔中加入的NaOH是过量的，分析过量的NaOH对Na2SO3晶体析出的作用。【探究】NaOH过量的原因有两个：因为体系中存在  Na2SO3 的溶解结晶平衡，NaOH过量使c(Na+)增大，上述平衡逆向移动，便于Na2SO3 的析出。这是主要原因。【活动】有文献指出，Na2SO3在溶液中加热浓缩析晶时，会对产品的纯度产生影响，探究实验：测定0.1 mol•L﹣1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH，数据如下：读图分析实验过程，解释pH为什么会逐渐变小？并设计实验证明纯度降低的原因。【探究】pH为什么会逐渐变小的原因有三个方面：温度升高，亚硫酸根离子的水解平衡正向移动，碱性增强温度升高，水的电离平衡正向移动，水的离子积常数增大另外，亚硫酸根离子有较强的还原性，在加热过程中，会被氧化为硫酸根离子。亚硫酸根离子浓度降低，其水解平衡逆向移动，碱性减弱。pH为什么会逐渐变小是以上三种因素共同作用的结果。当温度恢复到25℃时，④的pH比①的小，充分证明发生了亚硫酸根氧化为硫酸根离子的反应。 【小结】实验设计： 取①④时刻的溶液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验，④产生白色沉淀多。 环节三如何测定产品的纯度？  【活动】实验原理【探究】滴定开始时，酸性KIO3与亚硫酸钠反应生成碘离子和硫酸根离子；当亚硫酸根离子反应结束（反应终点），再加入的半滴KIO3溶液时就与碘离子反应生成碘单质，反应为：碘酸根与碘离子在酸性条件下反应，生成碘单质和水，到达滴定终点。【小结】碘酸根离子与亚硫酸根离子物质的量配比是1:3的关系。【活动】实验仪器【小结】酸性KIO3溶液具有氧化性，一般酸或氧化剂盛放在酸式滴定管中，Na2SO3产品液放入锥形瓶中。 【活动】终点判定【探究】（1）什么物质可以做指示剂？因为多加的半滴碘酸钾就会与碘离子生成碘单质，所以用淀粉溶液做指示剂。（2） 如何判断滴定终点？加入半滴酸性KIO3溶液后，溶液由无色变为蓝色，并且半分钟不变色【活动】纯度计算【小结】产品中Na2SO3（M = 126 g/mol）的质量分数：KIO3溶液的物质的量浓度为（x mol/L），消耗KIO3溶液体积的为y 乘以10-3 L，扩大3倍是亚硫酸根离子的物质的量，再乘以126 g/mol，是样品中亚硫酸钠的质量，再比上0.1260g，乘以100%，可得答案3xy×100%。  环节四总结总结1：如何认识复杂体系的离子反应和平衡？纵观两节课，在吸收塔通过二氧化硫和碳酸钠的反应，揭示了亚硫酸的电离平衡及亚硫酸与碳酸根离子反应的具体过程总结2：在中和塔，通过加入过量氢氧化钠，从亚硫酸钠结晶溶解平衡的角度解释了晶体生成的原因。实现了工业废碱渣中Na元素的最大利用，并生成产品。总结3：通过以上分析，不难看出：定性方面：我们改变条件（c、T），对三大平衡（电离、水解、溶解）进行调控，从粒子、反应、平衡视角，建立粒子观、变化观和平衡观。定量方面：分析以上过程中，从定量的角度分析电荷守恒、元素质量守恒的变化情况，必要时还可以对产品定量测量。