高三复习教案水的电离与溶液的pH教案.doc

高三复习教案水的电离与溶液的pH教案 一、教学目标知识技能：掌握水是一种极弱的电解质，存在一电离平衡；正确判断和计算有关纯水及水溶液中各种量的计算及换算，如离子浓度、电离度、离子积常数、溶液的pH等。能力培养：培养学生对知识的迁移能力，通过训练使学生能做到举一反三，达到触类旁通的效果，不断提高学生抽象思维和逻辑思维的能力。科学思想：学会多层面、多角度的分析和看待问题，对学生进行矛盾的对立统一、事物间的相互联系和相互制约等辩证唯物主义观点的教育；要善于抓住矛盾的主要方面去讨论问题，形成尊重事实、尊重科学的学风。科学品质：能够应用电离及平衡移动的理论，解决一些具体的问题。训练学生分析问题和解决问题的综合能力。引导学生进行一些简单的实验设计，逐步培养学生的创造性，从而全面提高学生的科学素质。科学方法：比较和分类、分析和综合等逻辑方法。二、重点、难点水的电离平衡及影响平衡的因素；有关电离度、溶液的pH、H+和OH-浓度、水的离子积常数的计算。三、 教学过程设计第一课时 教师活动学生活动设计意图 【引言】水是生物生存的基本物质，也是我们非常熟悉的一种物质。经过我们学习化学，对水的认识已经更全面、更深入。请同学们从微观的角度，从量的方面谈一谈对纯水的认识。回答：1每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成。相对分子质量为18。2分子的空间构型为折线形，HO键的键角为104.5。3水是一种极弱的电解质，存在电离平衡：4在25时，纯水中H+和OH-的浓度各等于110-7molL-1。则Kw=通过启发、联想、描述，激活学生的思维，使学生迅速进入学习状态。教师活动学生活动设计意图 【引入】下面我们以水为中心，利用必要的信息和我们已有的知识，通过推理和计算从更多的方面来获取关于水的新知识。【板书】1有关纯水的计算H+OH-=110-14思考：把以往所学知识中与水有关的内容尽量多的调动出来，为进一步的学习做好必要的准备。记录：明确本节课要学的重点问题。明确要讨论的问题，使学生的思维过程有序，重点突出。例1（投影）从纯水的导电实验可以测得，在25（常温）时，纯水中H+和OH-的浓度各等于110-7molL-1。请利用上述条件，求25时，纯水的电离度和纯水的pH。【提问】（1）以上计算结果适用于什么条件之下？（2）在计算过程中，我们是否使用了水的密度？所用数据是否精确。（3）你认为该题在审题时要注意哪些问题？请给出关键词。计算：根据电离度的定义，利用已知条件有：=1.810-7pH=-lgH+=lg10-7=7讨论：（1）适用于常温的条件下。（2）使用了水的密度，认为近似为1gcm-3。忽略了温度对水的密度的影响。（3）纯水、25。回忆归纳知识，经过推论和计算，得出新结论，训练学生对知识的迁移能力。培养思维的精确性和严密性，提高思维品质。例2（投影）经测定100时纯水的pH=6，求此时，纯水中H+和OH-各为多少？Kw和如何发生变化？计算：pH=6，H+=110-6molL-1OH-=110-6molL-1Kw=110-12=1.810-6通过变换已知条件，检查学生对知识的掌握情况，及时反馈问题，巩固所学知识。教师活动学生活动设计意图 【提问】（1）温度使水的电离平衡如何发生移动？为什么？（2）平衡移动的结果使Kw和增大还是减小？讨论：（1）升高温度，水的电离平衡向右移动。因为电离过程吸热。（2）平衡移动的结果使Kw和均增大。通过讨论，使学生不但知其然，而且知其所以然。例3（投影）25时，重水（D2O）的离子积为1.610-15，也可用pH一样的定义来规定其酸碱度：pD=-lgD+。（1）写出重水的电离方程式。（2）求25时，重水中各种离子的物质的量浓度。（3）求25时，重水的pD。讨论：（2）已知：D+OD-=1.610-15所以重水中：D+=OD-=410-8molL-1（3）25时pD=lgD+=-lg（410-8）=7.4检查对pH概念的理解，训练对信息的转换处理能力和自学能力。【提问】（1）如某D2O溶液的pD为7，则该溶液显酸性、碱性还是中性？（2）欲使某D2O溶液的pD为5，可通过加入哪类物质来达到目的。【引导】下面我们就来讨论有关酸性溶液的计算。【板书】2有关酸性溶液的计算讨论：（1）由于中性D2O的pD为7.4，所以pD为7时是酸性溶液。（2）pD为5是酸性溶液，可通过加入DCl等酸或加入强酸弱碱盐来达到目的。思考：为下一步学习做好准备。记录：明确本节课要学习的第二个重点问题。将例题所涉及的知识引申，以便从更深、更广的角度认识问题，并为下一步的学习做好铺垫。合理过渡，科学引导，以启迪思维。教师活动学生活动设计意图 例4（投影）常温下，将0.05mL1molL-1的盐酸滴加到50mL纯水中，求此溶液的pH。【提问】（1）在该溶液中，由水电离出来的H+是多大？（2）由盐酸电离出来的H+是由水电离出来的H+的多少倍？（3）由以上计算结果，你可以得出什么推论？计算：H+= =0.001molL-1pH=-lg（110-3）=3讨论：（1）约为110-11molL-1。（2）约为108倍。（3）当向纯水中加入酸时，水的电离平衡向左移动；此时水所电离出来的H+往往可以忽略不计，我们只需根据盐酸全部电离产生的H+的物质的量和溶液的体积，求出H+即可求出溶液的pH。复习有关酸性溶液pH的计算方法。训练学生多层面、多角度的看待问题，能够发现事物间的联系与制约的关系，要善于抓住矛盾的主要方面去研究和解决问题。例5 投影在25时，0.1molL-1氢氟酸的pH是多少？查表知：25，0.1molL-1的氢氟酸电离度为8。【提问】（1）例5与例4有什么不同？（2）对水的电离平衡的影响是否相同？（3）由此你可以得出什么结论？【引导】想一想：如果向溶液中加入的物质不是酸而是盐，同样使溶液为酸性，此时应加什么样的盐？对水的电离平衡将产生什么影响？计算：H+=c=0.1molL-18=810-3molL-1pH=-lg（810-3）=2.1讨论：（1）电解质有强弱之分，在弱电解质溶液中，离子浓度的大小不但与起始浓度有关，还与该浓度下的电离度有关。所以，两道例题在计算溶液的pH时有很大差异。（2）加入强酸与弱酸都将抑制水的电离，水的电离平衡都将向左移动。（3）能使水的电离平衡向左移动的原因是：盐酸与复习有关弱电解质溶液pH的计算；比较强酸与弱酸对水的电离平衡的影响。通过及时的归纳、比较、寻找异同点，培养和训练学生分析和综合、比较和论证的能力，以逐步掌握科学的学习方法。教师活动学生活动设计意图 氢氟酸均能电离出H+；但与它们是完全电离还是部分电离无关。例6 （投影）常温下，pH=5的氯化铵溶液中OH-及由水电离出来的H+、OH-各为多大？【提问】（1）在这道题中，水所电离出来的H+能否忽略？为什么？（2）在题中所给条件下，水的电离平衡是否发生了移动？向哪个方向移动？为什么？【小结】比较例4、例5和例6三道题中的异同点。【引导】想一想：当溶液为碱性溶液时，与以上三道例题有何不同？有没有相似之处呢？讨论：（1）由pH=5；H+=10-5molL-1，则=110-9molL-1。（2）由于溶液中的H+全部来自水的电离，所以由水电离出的H+为110-5molL-1，OH-为110-9molL-1。讨论：（1）不能忽略。否则无法解释该溶液为什么“pH=5”。（2）由于加入强酸弱碱盐，盐所电离出来的弱碱阳离子将与水所电离出来的OH-结合，破坏水的电离平衡，使水的电离平衡向右移动。讨论：同：均为酸性溶液，其溶液的pH小于7；水的电离平衡均发生了移动。异：加酸（无论强酸、弱酸）时水的电离平衡向左移动，水所电离出来的H+可以忽略；而加盐时（酸式盐或碱式盐除外）水的电离平衡向右移动，水所电离出的H+不能忽略。换个角度，引导学生更全面、深入地研究有关酸性溶液中的各种问题。进一步培养学生分析和解决问题的能力；要善于找出解答问题的关键，训练思维的广阔性和整体性。及时概括总结所学知识，以准确、完整的掌握其内涵和外延。在此基础上，提出新问题，引发更深层次的思考，以便从更高的角度把握问题的实质。教师活动学生活动设计意图 【随堂检测】1在常温下，pH等于4的盐酸和碘化铵溶液，水的电高度分别为1和2，则1与2的比值是_。2常温下，某一元弱酸HA的溶液中，HA的电离度为，溶液的pH=2-lg，则该HA溶液的物质的量浓度为_。3设某pH的H2SO4溶液中水的电离度为1，相同pH的Al2（SO4）3溶液中：（1）水的电离度为2，则1_2（填大于、小于、等于）。（2）若H2SO4和Al2（SO4）3两溶液的pH均为3，那么H2SO4溶液中由水电离出的H+是Al2（SO4）3溶液中水电离出的H+的_倍。（3）若某pH的H2SO4溶液中水电离出的H+=1.010-amolL-1。而相同pH的Al2（SO4）3溶液中水电离出的H+=1.010-bmolL-1，（已知a、b均为小于14的正整数），那么a和b之间满足的数量关系是（用一个等式和一个不等式表示）_；_。通过有关水的电离平衡移动、电高度和溶液pH的综合计算，培养学生运用知识的综合能力。【作业】通过今天的练习，我们已经知道了在酸性溶液中水的电离平衡要发生移动，但移动的方向因所加物质的不同而不同。那么，在碱性溶液中，水的电离平衡又将发生怎样的移动？请在深刻理解今天所讲例题的基础上，仿照以上三道例题，参考某些资料，编写三道碱及强碱弱酸盐对水的电离平衡产生影响的计算题，在下节课上进行交流。通过编写简单的例题，训练学生举一反三的能力；并培养抽象思维的能力和表达能力。附：随堂检测答案110-620.01molL-13（1）小于 （2）10-8倍 （3）a+b=14 ab第二课时 教师活动学生活动设计意图 【检查】上节课我们布置了作业，要求同学们编写习题。今天，我们比一比谁编写的习题条件充分、过程合理、设计巧妙；同时通过这些习题，来完成关于碱性溶液计算的讨论。分组讨论：经过同学之间的交流和补充，拿出较为完整、正确的习题；并讨论、比较优劣。提高学生分析问题及进行知识迁移的能力；促进思维能力和创造能力的发展；以利于自学能力的提高。【板书】3有关碱性溶液的计算【引导】首先，在分组讨论的基础上请各小组派代表发言，拿出本组的最佳方案。【评价】该题要点：（1）条件-常温。（2）溶质-强碱。如NaOH、KOH（3）浓度-较小。（4）单位-注意使用国际单位制。【提问】与酸性溶液时相比，本题有哪些不同之处？请加以对比。记录：明确本节课要学的重点内容。发言：（只要合理，形式不限）题1：常温下，在110-4molL-1（或pH=10）的NaOH溶液中，求OH-及由水电离出的H+和OH-。思考：对比同学的发言和老师的讲评，找出自己存在的问题。发言：积极参与评论，大胆提出自己的看法和认识。明确：（1）原溶液的pH小于7，现为大于7。（2）将溶质由强酸改为强碱。（3）由求溶液的H+改为求OH-。明确目的，把握重点。了解学生讨论情况，及时讲评，及时纠正错误，及时肯定成绩。营造宽松、和谐的学习气氛。培养学生科学的学习方法和热爱科学的情感。帮助学生理清思路，掌握方法，难中求易。教师活动学生活动设计意图 【引导】通过以上的发言和讨论，我们已明确所用方法和思路，在此基础上，相信第二道题的改编会更加顺利和成功！【提问】（1）改编此题时的要点有哪些？（2）与酸性溶液时相比，本题有哪些不同之处？请加以对比。【引导】下面，我们继续讨论第三题。抓住改编的要点，迅速得出结果。【小结】（1）对我们以上所讲的全部内容，加以概括和小结。（2）找出一种最为简洁的方式，把以上知识及知识间的关系表达出来。发言：题2：常温下，pH=10的氨水中，OH-及由水电离出的H+和OH-各为多大？水的离子积常数为多少？水的电离平衡如何移动？水的电离度如何变化？明确：（1）温度、溶液的浓度、溶质的成分、欲求的离子浓度。（2）溶液的pH、溶质、离子浓度。发言：题3：常温下，pH=9的Na2S溶液中OH-及由水电离出的H+和OH-各多大？发言：概括以上内容。板演：表现知识及知识间的关系。（见附录：投影片）巩固所学的学习方法，做到举一反三、触类旁通。要能逐渐对比和抽象出题目中的要点，提高审题能力和自学能力。要对思维的敏捷性有所要求，作到快速、准确。培养学生概括总结的能力和表达能力。对知识的全貌及相互关系有明确而深刻的认识，以便记忆和使用该知识。【引导】在对酸、碱、盐的水溶液分别讨论的基础上，我们再来看一看更复杂、更综合的情况-混合溶液。【板书】4有关酸与碱混合溶液的计算思考：（1）简单与复杂间存在什么关系？（2）如何将所学知识综合应用？记录：明确要讨论的最后一个问题。设置台阶，使学生在认识层次上更上一层楼。指明研究方向，掌握研究方法，以突破难点。教师活动学生活动设计意图 例7 （投影）在25时，若10体积某强酸溶液与1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，它们的pH之间应满足的关系是_。【提问】（1）如强酸与强碱等体积混合后溶液呈中性，则强酸与强碱溶液中的H+和OH-之间存在什么关系？两溶液的pH之间有什么关系？（2）如1体积强酸溶液与100体积强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前强酸与强碱溶液中的H+和OH-间存在什么关系？两溶液的pH之间有什么关系？【提问】（1）酸的浓度与酸溶液中H+有什么不同？同样，碱的浓度与碱溶液中OH-有什么不同？（2）上题中，如将强酸、强碱改为弱酸、弱碱行不行？为什么？计算：依题意：10H+=OH-两边同取负对数：-lgH+-lg10=lgOH-整理得：pH酸+pH碱=15讨论：经过计算和推理，得出以下结论。结论：（1）H+酸=OH-碱；pH酸+pH碱=14（2）H+酸是OH-碱的100倍；pH酸+pH碱=12（1）只有一元强酸的浓度与其溶液中的H+相等；多元强酸的浓度小于其溶液中的H+；弱酸的浓度则远远大于其溶液的H+。关于碱可同样讨论。（2）由于强酸、强碱与弱酸、弱碱在电离时存在差异所以不能做此更改；否则情况将会变化。强化计算能力，加深对溶液浓度、溶液体积、溶液的pH、离子浓度等相关量的理解。加深理解，举一反三，强化综合应用的能力。对题目的分析到位，为下一步的讨论做好铺垫。例8（投影）常温下，pH=3的酸溶液与pH=11的碱溶液等体积混合后：（1）混合溶液的pH是否一定等于7？为什么？（2）若酸溶液是盐酸，则混合后溶讨论：（1）不一定。由于题中没有说明所给酸碱的强弱，所以无法确定混合液的pH。如是强酸、强碱，则pH=7；如是强酸、弱碱，则pH7；对于讨论出的结果，要及时检查学生理解和掌握的情况；并逐步具备应变的能力。教师活动学生活动设计意图 液的pH是否一定小于7？为什么？【提问】（1）当酸中的H+等于碱中的OH-，且酸与碱等体积混合时，如酸与碱的强弱不同，为什么会导致混合液的pH不同？（2）pH=3的酸溶液与0.001molL-1的酸溶液有什么不同？试加以比较。（3）请指出该题在审题时的关键词。如是弱酸、强碱，则pH7；（2）一定不小于7。当确定了酸是盐酸即为强酸时，则混合液的pH只能有两种情况：等于7或大于7。讨论：（1）因为强酸、强碱在水中全部电离，而弱酸、弱碱只有部分电离。所以当H+=OH-时，酸与碱的浓度不一定相等。（2）pH=3的酸溶液，如是一元强酸，则酸的浓度等于0.001molL-1；如是多元强酸，则酸的浓度小于0.001molL-1；如是弱酸，则酸的浓度远远大于0.001molL-1。（3）常温、pH、酸、碱、等经过对比、举例，进一步检查学生对问题实质的理解和把握，为深入学习打好基础。例9 （投影）某氨水的pH=x，其中水的电离度为1；某盐酸的pH=y，其中水的电离度为2；x+y=14，且x11，x、y都是正整数。（1）将氨水、盐酸等体积混合后，所得溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_。（2）若相同条件下的纯水的电离度为3，反应后溶液中水的电离度为4，则1、2、3、4由小到大的顺序是_。分析：1题中所给已知条件是什么？（x+y=14；两溶液等体积混合。）2x+y=14说明了什么？（说明氨水中的OH-与盐酸溶液中H+相等）答案：（1）NH4+Cl-OH-H+（2）1=2=4=3训练学生的审题能力，善于挖掘隐含条件，找到解决问题的突破口，并最终将问题顺利解决。教师活动学生活动设计意图 例10 （投影）在一定温度下，将pH=3的硫酸与pH=9的氨水等体积混合，恰好完全反应，求在该温度下氨水的电离度。【提问】（1）上题中计算的依据是什么？（2）你认为哪里容易出错？计算：氨水中OH-=10-5molL-1氨水的浓度=10-3molL-1讨论：（1）抓住