1、离子反应 （第2课时） 大单元教学设计-高中化学必修1第一章第二单元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。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。【任务三】废水的处理离子反应【任务四】水质监控离子检验 【任
2、务三】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【活动设计】化工厂、金属加工、鞭革厂、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
3、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。2. 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
4、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 （5） 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。3. 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
5、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。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。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(MgCO3CaCO3)粉末除去废酸，写出相应的离子方程式。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+SO42=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： (2) 离子方程
6、式的书写： （3）离子反应可表示为Ba2+SO42=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1. 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 NH4+、Na+、K+、SO42、C1的废水，需要处理达到排放标准，这就需要检测，
7、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NH4+、Cl、SO42的实验方法，写出相应的离子方程式。NH4+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： SO42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。2. 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
8、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 molL1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
9、，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。3. 废水中的离子共存离子推断【活动设计】某废水中可能含有NH4+、Cu2+、Na+、Cl、CO32、SO42中的几种离子，取等体积的两份该废水，进行如下实验。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。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
10、)由可知溶液中一定含有哪些离子？说明理由。由实验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。1. 下列各组离子在水溶液中能大量共存的是（ ）A. Na+、Ba2+、Cl、SO42 B.Na+、HCO3、Cl、K+ C.Mg2+、A
11、g、NO3、Cl D.H+、Cl、Na+、CH3COO2. 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+=H2OB.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+AgD.碳酸钙溶于稀盐酸中：CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO23. 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
12、.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0.1molL1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
13、反应，做了如下三组实验。(1)实验I的目的是 (2)实验证明了 (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 molL1)、Na(约0.47molL1)、Mg2+(约0.054molL1)、SO42(约0.027 molL1)、Ca2+(约0.01 molL1)。按要求回答下列问题：(1) 医生在给“病人”做
14、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+、SO42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）：NaOH溶液，Na2CO3溶液，BaCl2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)
15、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
16、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1B2宏观辨识与微观探析水平1D3科学探究与创新意识证据推理与模型认知水平2水平2C4宏观辨识与微观探析证据推理与模型认知水平2水平2D5宏观辨识与微观探析科学探究与创新意识水平2水平2(1) 证明溶液中的Na+和SO42、Cl和Cu2+相互间不发生反应(2)Ba2+ SO42 反应后的液体过滤后得到的溶液呈蓝色(3)Ag+C1=AgC16宏观辨识与微观探析科学探究与创新意
17、识水平3水平3（1）A 增强导电性（2）或或 要除去过量的Ba2+，必须使碳酸钠溶液在氯化钡容液后面加入 CO32+Ca2+=CaCO3，CO32+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SO42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NaC12C1+2H2O=Cl2+H2+2OH Cl2+H2=2H+2C1（6） 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。
