1.離子共存問題是高考中的常見題型,是每年必考的題型。今后命題的發(fā)展趨勢是:
(1)增加限制條件,如強(qiáng)酸性、無色透明、堿性、pH、甲基橙呈紅色、發(fā)生氧化還原反應(yīng)等;
(2)定性中有定量,如“由水電離出的c(H+)=1×10-4mol·L-1的溶液中……”。
2.離子方程式的正誤書寫也是歷年高考必出的試題。從命題的內(nèi)容看,存在著三種特點(diǎn):
(1)所考查的化學(xué)反應(yīng)均為中學(xué)化學(xué)教材中的基本反應(yīng);錯(cuò)因大都屬于化學(xué)式能否拆分、處理不當(dāng)、電荷未配平、產(chǎn)物不合理和漏掉部分反應(yīng)等;有量的限止的離子方程的書寫或正誤判斷也是近幾年考查的重點(diǎn)內(nèi)容,也是這部分的難點(diǎn)。
(2)所涉及的化學(xué)反應(yīng)類型以復(fù)分解反應(yīng)為主,而溶液中的氧化還原反應(yīng)約占15%;
(3)一些重要的離子反應(yīng)方程式,在歷年考卷中多次重復(fù)。如Na與H20的反應(yīng)、Fe與鹽酸或稀H2S04的反應(yīng)自1992年以來分別考過多次。
(4)考查離子方程式的目的主要是了解學(xué)生使用化學(xué)用語的準(zhǔn)確程度和熟練程度,具有一定的綜合性,預(yù)計(jì)今后的考題還會保留。
重點(diǎn)、難點(diǎn):
離子共存,離子方程式的正誤判斷是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容;有量限止的離子方程式的書寫或判斷正誤是本節(jié)的難點(diǎn)
基本概念:
1、離子反應(yīng)、電解質(zhì)、非電解質(zhì)、離子方程式
。1)離子反應(yīng)
定義:有離子參加的反應(yīng)。
類型:
n離子互換的非氧化還原反應(yīng):當(dāng)有難溶物(如CaCO3難電離物(如H20、弱酸、弱堿)以及揮發(fā)性物質(zhì)(如HCl)生成時(shí)離子反應(yīng)可以發(fā)生。
n離子間的氧化還原反應(yīng):取決于氧化劑和還原劑的相對強(qiáng)弱,氧化劑和還原劑越強(qiáng),離子反應(yīng)越完全
n注意點(diǎn):離子反應(yīng)不一定都能用離子方程式表示。
n如實(shí)驗(yàn)室制氨氣(NH4)2SO4+Ca(OH)2稢aSO4+2NH3↑+2H2O
H2S氣體的檢驗(yàn)Pb(AC)2+H2S=PbS↓+2HAc(注:Pb(AC)2可溶于水的鹽的弱電解質(zhì))
。2)電解質(zhì)、非電解質(zhì)、強(qiáng)、弱電解質(zhì)
l電解質(zhì):在水溶液里或熔化狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铩?/p>
l非電解質(zhì):在水溶液和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電的化合物。
l強(qiáng)電解質(zhì):在水溶液里全部電離成離子的電解質(zhì)。
l弱電解質(zhì):在水溶液里只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì)
l強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的注意點(diǎn)
①電解質(zhì)的強(qiáng)弱與其在水溶液中的電離程度有關(guān),與其溶解度的大小無關(guān)。例如:難溶的BaS04、CaS03等和微溶的Ca(OH)2等在水中溶解的部分是完全電離的,故是強(qiáng)電解質(zhì)。而易溶于水的CH3COOH、H3P04等在水中只有部分電離,故歸為弱電解質(zhì)。
、陔娊赓|(zhì)溶液的導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱只與自由移動(dòng)的離子濃度及離子所帶的電荷數(shù)有關(guān),而與電解質(zhì)的強(qiáng)弱沒有必然的聯(lián)系。例如:一定濃度的弱酸溶液的導(dǎo)電能力也可能比較稀的強(qiáng)酸溶液強(qiáng)。
、蹚(qiáng)電解質(zhì)包括:強(qiáng)酸(如HCl、HN03、H2S04)、強(qiáng)堿(如NaOH、KOH、Ba(OH)2)和大多數(shù)鹽(如NaCl、MgCl2、K2S04、NH4C1)及所有的離子化合物;弱電解質(zhì)包括:弱酸(如CH3COOH)、弱堿(如NH3·H20)、中強(qiáng)酸(如H3PO4),注意:水也是弱電解質(zhì)。
、芄矁r(jià)化合物在水中才能電離,熔融狀態(tài)下不電離
舉例:KHSO4在水中的電離式和熔融狀態(tài)下電離式是不同的。
(3)離子方程式:
定義:用實(shí)際參加反應(yīng)的離子符號表示離子反應(yīng)的式子
使用環(huán)境:離子程式在水溶液或熔融狀態(tài)下才可用離子方程式表示
2、離子方程式的書寫
(1)離子反應(yīng)是在溶液中或熔融狀態(tài)時(shí)進(jìn)行時(shí)反應(yīng),凡非溶液中進(jìn)行的反應(yīng)一般不能寫離子方程式,即沒有自由移動(dòng)離子參加的反應(yīng),不能寫離子方程式。如NH4Cl固體和Ca(OH):固體混合加熱,雖然也有離子和離子反應(yīng),但不能寫成離子方程式,只能寫化學(xué)方程式。即:
2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)稢aCl2+2H2O+2NH3↑
(2)單質(zhì)、氧化物在離子方程式中一律寫化學(xué)式;弱酸(HF、H2S、HCl0、H2S03等)、弱堿(如NH3·H20)等難電離的物質(zhì)必須寫化學(xué)式;難溶于水的物質(zhì)(如CaC03、BaS03、FeS、PbS、BaS04,F(xiàn)e(OH)3等)必須寫化學(xué)式。如:
CO2+2OH-=CO32-+H2OCaC03+2H+=CO2↑+H20+Ca2+
(3)多元弱酸的酸式鹽的酸根離子在離子方程式中不能拆開寫。如NaHS03溶液和稀硫酸反應(yīng):HSO3-+H+=SO2↑+H2O
(4)對于微溶物的處理有三種情況;
、僭谏晌镏杏形⑷芪镂龀鰰r(shí),微溶物用化學(xué)式表示。如Na2S04溶液中加入AgNO3,溶液:2Ag++SO42-=Ag2S04↓
②當(dāng)反應(yīng)物里有微溶物處于溶液狀態(tài)(稀溶液),應(yīng)寫成離子的形式。如C02氣體通人澄清石灰水中:CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O
、郛(dāng)反應(yīng)物里有微溶物處于懸濁液或固態(tài)時(shí),應(yīng)寫成化學(xué)式。如在石灰乳中加入Na2C03溶液:Ca(OH)2+CO32-=CaCO3↓+H2O。
(5)操作順序或反應(yīng)物相對量不同時(shí)離子方程式不同,例如少量燒堿滴人Ca(HC03)2溶液,有
Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
少量Ca(HC03)2溶液滴人燒堿溶液(此時(shí)NaOH過量),有
Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
1.離子共存問題
(1)“不共存”情況歸納
、匐x子之間相互結(jié)合呈沉淀析出時(shí)不能大量共存。如形成BaS04、CaS04、H2Si03、Ca(OH)2、MgS03、MgC03、PbCl2、H2S04、Ag2S04等。
、陔x子之間相互結(jié)合呈氣體逸出時(shí)不能大量共存,如:H+與S2-、HCO3-、SO32-、HSO3-和OH-與NH4+等,由于逸出H2S、C02、S02、NH3等氣體或S2-變成HS-,CO32-變成HCO3-而不能大量共存。
、垭x子之間相互結(jié)合成弱電解質(zhì)時(shí)不能大量共存。如:H+與CH3COO-、OH-、PO43-等離子,由于生成CH3COOH、H20、HPO42-、H2PO4-、H3P04而不能大量共存。
、茈x子之間發(fā)生雙水解析出沉淀或逸出氣體時(shí)不能大量共存,如Al3+與AlO2-、Fe3+與HCO3-、Al3+與HS-、S2-、HCO3-、CO32-等離子。
⑤離子之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)不能大量共存,如:Fe3+與S2-、Fe3+與I-等。
、揠x子之間相互結(jié)合成絡(luò)離子時(shí)不能大量共存。如Fe3+與SCN-生成2+,Ag+、NH4+、OH-生成+,F(xiàn)e3+與C6H5OH也絡(luò)合等
(2)離子在酸性或城性溶液中存在情況的歸納。
、倌承┤鯄A金屑陽離子,如:Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、NH4+、Pb2+、Ag+等。在水溶液中發(fā)生水解,有OH-則促進(jìn)水解生成弱堿或難溶的氫氧化物。故上述離子可和H+(在酸性溶液中)大量共存,不能與OH-(在堿性溶液中)共存。但有NO3-存在時(shí)的酸性溶液,F(xiàn)e2+等還原性離子不與之共存。
、谀承┤跛岬乃崾剿岣x子,如HCO3-、HS-等可和酸發(fā)生反應(yīng),由于本身是酸式酸根,故又可與堿反應(yīng),故此類離子與H+和OH-都不能共存。
、勰承┤跛岬年庪x子,如:CH3COO-、S2-、CO32-、PO43-、AlO2-、SO32-、ClO-、SiO32-—等離子在水溶液中發(fā)生水解,有H‘則促進(jìn)其水解,生成難電離的弱酸或弱酸的酸式酸根離子。所以這些離子可和OH-(在堿性溶液中)大量共存,不能與H+(在酸性溶液中)大量共存。
、軓(qiáng)酸的酸根離子和強(qiáng)堿的金屬陽離子,如:Cl-、Br-、I-、SO42-、NO3-、K+、Na+等離子,因?yàn)樵谒芤褐胁话l(fā)生水解,所以不論在酸性或堿性溶液中都可以大量共存。但SO42-與Ba2+不共存。
⑤某些絡(luò)離子,如+,它們的配位體能與H+結(jié)合成NH3++2H+=Ag++2NH4+,所以,它們只能存在于堿性溶液中,即可與OH-共存,而不能與H+共存。
分析:“共存”問題,還應(yīng)考慮到題目附加條件的影響,如溶液的酸堿性、PH值、溶液顏色、水的電離情況等。
教學(xué)目標(biāo)
1、知識目標(biāo):初步認(rèn)識常見金屬與酸、與鹽溶液的置換反應(yīng);能利用金屬活動(dòng)性順序表對有關(guān)反應(yīng)能否發(fā)生進(jìn)行簡單的判斷。
2、能力目標(biāo):對學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)和結(jié)果分析的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、探究能力、分析和解決問題的能力以及交流協(xié)作能力。能用置換反應(yīng)和金屬活動(dòng)性順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題。
3、情感目標(biāo):
、偻ㄟ^學(xué)生親自做探究實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的濃厚興趣。
②通過對實(shí)驗(yàn)的探究、分析,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
③使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究、討論中學(xué)會與別人交流、合作,增強(qiáng)協(xié)作精神。
重點(diǎn)金屬活動(dòng)性順序的理解和應(yīng)用。
難點(diǎn)1、用置換反應(yīng)和金屬活動(dòng)性順序判斷反應(yīng)能否發(fā)生。
2、用置換反應(yīng)和金屬活動(dòng)性順序解釋某些與生活有關(guān)的化學(xué)問題。
學(xué)情分析
本課題知識貼近生活,是學(xué)生很感興趣的一個(gè)課題。作為九年級的學(xué)生,在本課題之前,已經(jīng)多次進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)探究,初步掌握了科學(xué)探究的方法;在學(xué)習(xí)了氧氣、碳等非金屬單質(zhì)的性質(zhì)后已具備了一定的元素化合物知識,為學(xué)習(xí)金屬的性質(zhì)奠定了知識和方法基礎(chǔ)。而且整個(gè)課題的引入、探究、得出結(jié)論、練習(xí)鞏固都完全由學(xué)生參與,學(xué)生的積極性和熱情會被充分的調(diào)動(dòng)起來,可輕松學(xué)習(xí)并應(yīng)用知識。
教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究、討論。
課前準(zhǔn)備儀器藥品
試管、鑷子、鎂條、鋁絲、鋅粒、銅片、稀鹽酸、稀硫酸、硫酸銅溶液、硝酸銀溶液、硫酸鋁溶液等。
課時(shí)安排:1課時(shí)
教學(xué)過程
【課題引入】我們在生活中經(jīng)常使用和見到各種金屬,這些金屬的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都是有差別的,我們先來回憶一下以前學(xué)習(xí)過的有金屬參加的化學(xué)反應(yīng)有哪些呢?它們反應(yīng)的現(xiàn)象是什么?化學(xué)方程式怎樣寫?
【過渡】觀察上述化學(xué)反應(yīng)可知:通常金屬能與氧氣反應(yīng),能和酸反應(yīng),還能與金屬的化合物如硫酸銅溶液反應(yīng)。現(xiàn)在我們先來探究金屬與氧氣反應(yīng)的規(guī)律。回憶相關(guān)反應(yīng)的現(xiàn)象、條件,書寫化學(xué)方程式。
3Fe+2O2 Fe3O4
2Mg+O22 MgO
4Al+3O2 2Al2O3
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu聯(lián)系生活,從學(xué)生熟悉的物質(zhì)、事實(shí)出發(fā)引入新課,同時(shí)復(fù)習(xí)相關(guān)知識。
【引導(dǎo)復(fù)習(xí)、回憶】金屬與氧氣的反應(yīng)
1、常溫能反應(yīng):以鎂、鋁為代表。
2、高溫下能反應(yīng):以鐵、銅為代表。
3、高溫下也不能反應(yīng):以金、銀為代表。回憶、記錄、鞏固相關(guān)知識。比較鎂、鋁、鐵、銅、銀、金的活潑程度差異。1、復(fù)習(xí)、鞏固相關(guān)知識,加深印象。
2、為金屬與酸、鹽反應(yīng)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
【過渡】有些金屬的化學(xué)性質(zhì)活潑,有些金屬的化學(xué)性質(zhì)不活潑,我們可以從①能否反應(yīng)②反應(yīng)的激烈程度來探究金屬的活潑程度即金屬活動(dòng)性差異。聽講了解判斷金屬活動(dòng)性差異的初步方法。
【設(shè)問】金屬與酸反應(yīng)現(xiàn)象是否也像金屬與氧氣反應(yīng)一樣存在差別呢?同學(xué)們可以先提出自己的假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,通過實(shí)驗(yàn)來探究這個(gè)問題。猜想、假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生思維推理能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
【探究活動(dòng)1】
鎂、鋅、鐵、銅與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)
【提示】
按操作規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn),認(rèn)真觀察現(xiàn)象。
【巡視、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)探究:
A組:鎂、鋅、鐵、銅分別與稀鹽酸反應(yīng)。
B組:鎂、鋅、鐵、銅分別與稀硫酸反應(yīng)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、思維推理能力和同學(xué)間的合作精神。
【引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論、交流和展示探究結(jié)果】學(xué)生進(jìn)行討論、交流。展示探究結(jié)果:鎂、鋅、鐵、銅的金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱依次為鎂>鋅>鐵>銅。在討論、交流中,吸取別人有益的意見,讓不同的意識在碰撞中相互同化。
【設(shè)問】在鎂、鋅、鐵、銅幾種金屬中,哪些金屬能與鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)?哪些金屬不能與鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)?由此你能把金屬分為哪兩類?思考、討論并得出結(jié)論。
結(jié)論:可分為能與鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)的金屬和不能與鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)的金屬這兩類。為后面學(xué)習(xí)金屬活動(dòng)順序時(shí),為什么會出現(xiàn)氫元素打下基礎(chǔ)。
【過渡】在第五單元我們曾做過鐵釘與硫酸銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),反應(yīng)后在鐵釘表面有紫紅色的銅產(chǎn)生,這說明了什么?說明鐵可以把銅從硫酸銅溶液中置換出來,鐵應(yīng)該比銅活潑。培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)知識的遷移能力,拓展學(xué)生思路。
【講述】可以用金屬和某些金屬化合物的溶液反應(yīng)來比較金屬的活動(dòng)性差異。實(shí)驗(yàn)桌上除剛才的實(shí)驗(yàn)藥品外還有幾種金屬化合物的溶液,同學(xué)們可以參考剛才的金屬與酸反應(yīng)的探究活動(dòng),提出自己的假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來探究。猜想、假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)思維能力和態(tài)度,增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
【探究活動(dòng)2】
金屬與金屬化合物的溶液反應(yīng)
【巡視、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)探究:鎂、鋅、鐵、銅分別與硫酸銅溶液、硫酸鋁溶液、硝酸銀溶液反應(yīng)。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力和同學(xué)間的協(xié)作精神。
【設(shè)問】通過實(shí)驗(yàn),結(jié)合上一個(gè)探究的結(jié)果,你能得出鎂、鋅、鐵、銅、銀這幾種金屬的活動(dòng)性順序嗎?
【引導(dǎo)學(xué)生討論、交流和展示探究結(jié)果】討論、交流并達(dá)成共識。得出結(jié)論:鎂、鋅、鐵、銅、銀的金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱依次為鎂>鋅>鐵>銅>銀。通過學(xué)生間對話、師生間對話,使知識在對話中形成,在交流中拓展。
【展示】金屬活動(dòng)順序
【設(shè)問】
為什么會出現(xiàn)氫元素?金屬元素的位置與它的活動(dòng)性有什么關(guān)系?位于前面的金屬能否把位于后面的金屬從其化合物的溶液里置換出來?觀察、記憶。
思考、交流、討論,總結(jié)出金屬活動(dòng)順序的應(yīng)用規(guī)律。加強(qiáng)學(xué)生記憶。培養(yǎng)學(xué)生思維的深度和廣度,培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納、總結(jié)知識的能力。
【設(shè)問】剛才做了有關(guān)金屬化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究,有的反應(yīng)已經(jīng)學(xué)過,如鋅與鹽酸、稀硫酸反應(yīng),鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)。這些化學(xué)反應(yīng)的類型和以前學(xué)過的化合反應(yīng)、分解反應(yīng)的類型相同嗎?如果從物質(zhì)類別的角度去分析,這些反應(yīng)有什么特點(diǎn)?思考、交流、討論,總結(jié)出置換反的應(yīng)特點(diǎn)和規(guī)律。理解、掌握置換反應(yīng)的應(yīng)特點(diǎn)和規(guī)律。
【課堂練習(xí)】
1.波爾多液是一種農(nóng)業(yè)上常用的殺菌劑,它是由硫酸銅、石灰加水配制而成,為什么不能用鐵制容器來配制波爾多液?
2.家用鋁鍋、鐵鍋為什么不能用來長時(shí)間盛放酸性食品?
3.不法商販常常用鋁制的假銀元坑害消費(fèi)者,小明在市場上買了一枚銀元,請你用化學(xué)方法幫他鑒別這枚銀元的真假。練習(xí)、鞏固。聯(lián)系生活,使學(xué)生學(xué)以致用,能運(yùn)用置換反應(yīng)和金屬活動(dòng)性順序判斷反應(yīng)能否發(fā)生,解釋某些與生活有關(guān)的化學(xué)問題。體會“生活處處有化學(xué)”。
指導(dǎo)學(xué)生自主歸納總結(jié)本課題。學(xué)生自主總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容。評價(jià)自己在本節(jié)課的啟示和收獲。培養(yǎng)學(xué)生對知識的歸納、總結(jié)能力。
【布置作業(yè)】
1、庭小實(shí)驗(yàn):收集幾種金屬,取少量分別放入幾個(gè)小玻璃杯中,然后向各個(gè)玻璃杯中加入一些醋精(主要成分是醋酸),仔細(xì)觀察發(fā)生的現(xiàn)象。試根據(jù)現(xiàn)象判斷這幾種金屬活動(dòng)性的差異。
2、課本14頁第3題、5題。記錄。體現(xiàn)新課標(biāo)“從生活走進(jìn)化學(xué),從化學(xué)走向社會”的教育理念。