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(xué)選擇性必修1第三章導(dǎo)入導(dǎo)入總?cè)蝿?wù)：制備簡易泡沫滅火器子任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理子任務(wù)二：應(yīng)如何成功制作泡沫滅火器子任務(wù)三：泡沫滅火器的適用范圍Al3+和HCO3-的雙水解反應(yīng)影響鹽類水解的主要因素物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)查閱資料，了解泡沫滅火器的組成和結(jié)構(gòu)分組討論設(shè)計一款簡易的泡沫滅火器。完成相關(guān)實驗探究，確定滅火器的反應(yīng)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(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)？應(yīng)如何成功制備出泡沫滅火器？哪些火災(zāi)滅火不能用泡沫滅火器？總?cè)蝿?wù)子任務(wù)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(dá)到滅火的目的

泡沫滅火器的外殼是鐵皮制成的，內(nèi)裝碳酸氫鈉溶液，另有一玻璃瓶內(nèi)膽，裝有硫酸鋁水溶液。使用時將筒身顛倒，兩溶液混合后發(fā)生化學(xué)作用，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w泡沫，體積膨脹7～10倍，一般能噴射10m左右。資料卡片2導(dǎo)入任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)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20ml0.01mol/L

Al2(SO4)3溶液，將試管放入塑料瓶，加入20mlNaHCO3溶液，迅速搖晃并倒置塑料瓶，將管口對準(zhǔn)火源。任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理

Al3++3H2O?Al(OH)3

+3H+HCO3-+H2O?H2CO3+OH-3H2O3OH-+3H++Al3+

Al(OH)3

?+3HCO3-

3CO2↑+3H2O

?理論解釋

Al3+與水電離出來的OH-結(jié)合，生成弱電解質(zhì)Al(OH)3，HCO3-與水電離出來的H+結(jié)合，生成弱電解質(zhì)H2CO3，H2CO3

分解成CO2↑和H2O。驅(qū)動問題一泡沫滅火器的工作原理是什么？兩溶液發(fā)生了什么反應(yīng)？任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理o理論依據(jù)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(jìn)完全水解的反應(yīng)。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(jìn)水解的弱酸陰離子與弱堿陽離子且水解程度大②水解產(chǎn)物至少有一種難溶物任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理。o（3）完全雙水解反應(yīng)方程式的書寫規(guī)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(jìn)行到底，此類水解用“=”表示，生成物中沉淀、氣體分別“↓”“↑”標(biāo)出。（4）練習(xí)：請寫出下列物質(zhì)發(fā)生雙水解的離子方程式。①Al3+和CO32－：

.②Al3+和HCO3－：

.理論依據(jù)一：雙水解Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑2Al3++3CO32-+3H2O＝2Al(OH)3↓+3CO2↑任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理o理論依據(jù)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(jìn)完全水解的反應(yīng)。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(jìn)水解的弱酸陰離子與弱堿陽離子且水解程度大②水解產(chǎn)物至少有一種難溶物？任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)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/LAl2(SO4)3溶液,0.01mol/LNaHCO3溶液，0.01mol/LNa2CO3溶液實驗方案實驗結(jié)論1.從反應(yīng)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(yīng)，碳酸氫鈉產(chǎn)生氣泡的速率更快。2.從產(chǎn)生CO2的量的角度分析：相同質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別和硫酸鋁反應(yīng)，碳酸氫鈉產(chǎn)生的二氧化碳更多。補充（補充）向兩只試管中分別加入5ml0.01mol/L

NaHCO3溶液和5ml0.01mol/L

Na2CO3，再迅速加入5mlAl2(SO4)3

溶液，

觀察實驗現(xiàn)象o反應(yīng)速率太慢，同時產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w太少，瓶內(nèi)的氣壓不夠大，無法將液體迅速壓出。任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理驅(qū)動問題二為什么我們的泡沫滅火器制作不成功？應(yīng)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(yīng)該改變條件使弱離子水解平衡右移，同時加快雙水解反應(yīng)的速率。（3）理論依據(jù)：鹽類水解的影響因素任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理o理論依據(jù)二：影響鹽類水解的因素（1）內(nèi)因：

鹽本身的性質(zhì)是影響鹽類水解的主要因素，構(gòu)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(zhì)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(guān)系）。如：溫度，濃度，外加酸堿。任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)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/LAl2(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(xiàn)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(xiàn)象。分步實驗3：往硫酸鋁溶液中加氫氧化鈉觀察實驗現(xiàn)象分步實驗4：升高硫酸鋁溶液的溫度觀察實驗現(xiàn)象。實驗方案任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理o實驗結(jié)果的預(yù)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(guān)系PH值水解程度現(xiàn)象預(yù)測結(jié)果實驗結(jié)果加硫酸鋁晶體QQ＜KK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(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理驅(qū)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(yù)測的結(jié)果不一致？請通過相關(guān)計算說明原因解釋（1）pH＝－lgc(H＋)

，C=n/V（2）根據(jù)PH計算溶液中nH+的變化任務(wù)一：泡沫滅火器的反應(yīng)原理o實驗結(jié)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(jìn)弱酸陰離子的水解。b.向鹽溶液中加入堿，可以促進(jìn)弱堿陽離子的水解。任務(wù)二：應(yīng)如何成功制作泡沫滅火器o經(jīng)過實驗探究要想成功制備泡沫滅火器應(yīng)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(chǎn)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(yīng)選擇高濃度的NaHCO3和Al2(SO4)3溶液制備泡沫滅火器。任