第三章 本章知识体系构建与核心素养解读 教案及习题（高中化学 选修4 步步高）.docx

1、本章知识体系构建与核心素养解读本章知识体系构建与核心素养解读 在学习化学平衡的基础上，本章系统地学习研究了弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和 难溶电解质的溶解平衡。通过分析推理等方法认识三大平衡的本质特征，建立相关的思维模 型，并能运用模型解释三大平衡的移动及其应用。围绕弱电解质的判断、盐类水解的判断、 难溶电解质溶解平衡的判断等问题，设计实验进行科学探究。由此可见，本章的学习，对促 进“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等化学核心素 养的发展具有重要的价值。 例析 砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素， 使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之 一。 (1)将

2、硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合，搅拌使其充分反应，可获得一种砷的 高效吸附剂 X，吸附剂 X 中含有 CO2 3，其原因是_。 (2)H3AsO3和 H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度 之和的分数)与 pH 的关系分别如图 1 和图 2 所示。 以酚酞为指示剂(变色范围 pH 8.010.0)，将 NaOH 溶液逐滴加入 H3AsO3溶液中，当溶液 由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为_ _。 H3AsO4第一步电离方程式 H3AsO4H2AsO 4H 的电离常数为 K a1，则 pKa1 _(pKa1lg Ka1)。

3、(3)溶液的 pH 对吸附剂 X 表面所带电荷有影响。pH7.1 时，吸附剂 X 表面不带电荷；pH 7.1 时带负电荷，pH 越高，表面所带负电荷越多；pH7.1 时带正电荷，pH 越低，表面所带 正电荷越多。pH 不同时吸附剂 X 对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸 附剂 X 吸附砷的质量)如图 3 所示。 在 pH 79 之间，吸附剂 X 对五价砷的平衡吸附量随 pH 升高而迅速下降，其原因是 _ _。 在 pH 47 之间吸附剂 X 对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱，这是因为 _ _ _。 提高吸附剂 X 对三价砷去除效果可采取的措施是_ _。 答案 (1)碱性溶

4、液吸收了空气中的 CO2 (2)OH H 3AsO3=H2AsO 3H2O 2.2 (3)在 pH 79 之间，随 pH 升高 H2AsO 4转变为 HAsO 2 4，吸附剂 X 表面所带负电荷增多， 静电斥力增强 在 pH 47 之间，吸附剂 X 表面带正电荷，五价砷主要以 H2AsO 4和 HAsO 2 4阴离子存在， 静电引力较大；而三价砷主要以 H3AsO3分子存在，与吸附剂 X 表面产生的静电引力小 加 入氧化剂，将三价砷转化为五价砷 解析 (1)吸附剂 X 中含有 NaOH 溶液，能吸收空气中的 CO2生成 CO2 3。 (2)图 1 中 pH 为 810 时， 三价砷物种主要以

5、H3AsO3和 H2AsO 3的形式存在， 故滴加 NaOH 溶液的过程中主要反应的离子方程式为 OH H 3AsO3=H2AsO 3H2O。 Ka1cH2AsO 4 cH cH3AsO4 ，K 仅与温度有关，为方便计算，在图 2 中取 pH2.2 时计算，此时 c(H2AsO 4)c(H3AsO4)，则 Ka1c(H )102.2，pK a12.2。 (3)从图 2 知，pH 由 7 升至 9 时，H2AsO 4转变为 HAsO 2 4，由题中信息知，pH7.1 时，pH 越高，吸附剂 X 所带负电荷越多，则吸附剂 X 与 HAsO2 4的静电斥力增强。 在 pH 为 47 时，吸附剂 X

6、表面带正电荷，从图 2 知，pH 在 47 之间时，吸附剂 X 吸 附 H2AsO 4和 HAsO 2 4；从图 1 知，pH 在 47 之间时，三价砷主要以分子形式存在，二者静 电引力小。加入氧化剂，可以将三价砷转化为五价砷，而被吸附剂 X 吸附。 点评：本题以化学反应原理中弱电解质电离平衡、中和反应过程中各粒子的分布图为载体， 考查学生对电离平衡的理解、电离平衡常数的计算，引导学生从更深层次认识电解质溶液理 论。 题目中第(3)问要求学生分析出现这种现象的原因； 最后要求学生写出问题的解决方案， 考查学生分析问题、解决问题的能力。该题考查了“证据推理与模型认知”“科学探究与创 新意识”等化学学科核心素养。