水的电离和溶液的酸碱性说课案

1、第二节水的电离和溶液的酸碱性说课案教案课程标准内容标准：知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。初步掌握测定溶液pH的方法，知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。活动与探究建议：实验：用pH计测定中和反应过程中溶液pH的变化，绘制滴定曲线。一、教材分析1、教材的地位和作用在第一节内容中，学生认识到弱电解质的电离平衡以及电离平衡常数，本节内容在第一节内容的基础上进行推进，通过水的电离平衡引出离子积常数，利用影响平衡移动的因素推导离子积常数的使用范围，是理论知识的具体应用，并和初中学习过的相关pH的相关知识进行衔接和过渡，使学生从本质上理解溶液的酸碱性和pH值。同时，本节的学

2、习也为以后盐类水解及电解的知识奠定基础。本节的理论性比较强，在理论分析的过程中也穿插了一定量的实验、思考与交流，并通过一定资料内容的补充，或验证推理、或引导探究与分析，使理论分析形象生动。不仅如此，教材多处还以不同方式涉及了相关知识的应用。由于其中相当部分的内容不仅仅是简单的事实介绍，而是于实际问题中应用所学进行理论分析或技能实践，因此在教材中这些理论联系实际的内容，不仅有展示相关知识价值的作用，还有巩固、加深学生对相关知识理解的作用。2、教材内容分析本节内容包括水的电离、水的离子积。只有认识水的电离平衡及其移动才能从本质上认识溶液的酸碱性和pH。实践活动应用一例实验测定酸碱滴定曲线中和滴定及

3、其过程中pH的变化和意义中和滴定计算例pH的应用（测试、调控的意义）溶液酸碱性与pH的关系pH试纸与pH计思考交流介绍水是极弱电解质水离子积常数适用于稀电解质水溶液应用离子积常数，思考、推理明确酸性溶液中有OH-，碱性溶液中有H推理 本节教材在弱电解质电离平衡的基础上，将水看成一种反应物浓度不变的弱电解质，从一般到特殊认识水的电离平衡的特征（水的电离平衡和离子积），逐步认识水溶液中离子浓度的特点（溶液的酸碱性），从定性到定量的研究其酸碱性（溶液pH的简单计算），最后考虑其应用（中和滴定实验和应用）。在方法上遵循从一般到特殊，从定性到定量，从简单到复杂的认识观。二、教学目标：1、知识与技能知道水

4、是一种弱电解质，外界条件会影响其电离平衡的移动；知道水的离子积常数不仅适用与纯水，也适用于稀的电解质溶液。了解测定溶液pH的方法有pH试纸测量（广泛pH试纸和精密pH试纸）、pH计测量和酸碱滴定测量，了解各种方法的优缺点及适用条件。掌握酸碱中和滴定的原理和操作方法，并能进行误差分析。能进行溶液pH的简单计算；了解pH在工农业生产和科学研究中的重要作用。2、过程与方法经过对水的离子积常数的分析，加深对弱电解质电离平衡的认识，了解一般与特殊的辩证关系。经过对溶液中H+和OH-浓度的变化对酸碱性的影响分析，体会对立统一及由量变到质变的辩证思想。通过亲手操作酸碱滴定实验及误差分析，体会操作原理对具体操

5、作步骤和方法的指导作用，训练思维的有序性和严谨性。3、情感态度与价值观了解化学定量分析的方法，体验化学在科学研究中作用和地位，提高学生的科学素质。通过酸碱溶液中离子浓度对溶液性质的影响，培养学生辩证唯物主义的世界观和方法论。三、学生情况分析1、通过第一节对弱电解质的电离的学习，学生能应用化学平衡理论描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，并了解电离平衡常数，为本节学习奠定了能力基础。2、在日常生活中学生经常接触到酸碱性的物质，如醋是酸的，桔子、酸牛奶也是酸的。学生对酸碱性的本质具有浓厚的兴趣，为本节课的学习奠定了情感基础。3、学生对表观现象的认识深刻。部分学生对酸碱性的知识存在误区，认为酸性溶液中没

6、有OH-，碱性溶液中没有H+，本节课要求学生从本质上理解溶液的酸碱性。由感性经验上升为理性认识，由于知识点与已有经验的冲突和知识本身的抽象性，学生在学习的过程中有一定的困难。四、教学重点和难点本节教学重点：水的离子积、c(H+)、 pH与溶液酸碱性的关系、酸碱中和滴定的原理本节教学难点：水的离子积、有关溶液pH的简单计算、酸碱中和滴定的误差分析五、教学方法1、从水的电离平衡入手，掌握水的离子积。水的离子积的教学是完成本节教学任务的关键，从纯水是弱电解质，只能微弱的电离出发，应用电离理论导出水的离子积常数。推导过程中应着重说明电离前后c (H2O)几乎不变的原因，并将其看做常数。然后由两个常数的

7、乘积为常数而得出水的离子积常数。启发学生应用平衡移动原理，讨论温度对水的电离平衡的影响，进而得出水的离子积随温度升高而增大这一结论。2、从水的电离平衡移动入手，认识稀溶液的酸碱性与c (H+)、c (OH- )的关系，同时也指出水的离子积常数的适用范围。H2O H+ OH-，当在纯水中加入强酸时，水的电离平衡向逆方向移动，使c (H+)上升，c (OH -)等倍数下降。如：达到电离平衡时，c (H+)增至110-5mol/L, c (OH- )则会减至110-9mol/L，但溶液中水的离子积仍保持不变，从而可以利用离子积常数进行相关的计算。3、对溶液pH计算的教学，指出用c (H+)的数值可以

8、表示溶液的酸碱度，但当溶液酸性很弱时，使用c (H+)不方便，常采用c (H+)的负对数表示溶液的酸碱度，这就是溶液的pH。其数学表达式是：pH=-lg c (H+)，再结合水的离子积常数进行计算。4、对酸碱中和滴定实验的误差分析，充分利用学校实验室，通过实验教学，让学生自己动手操作时发现问题及相关的注意事项，思考操作不当会引起什么结果。六、课时安排：3课时七、教学过程第一课时【情境导入】用潮湿的手接触正在工作的电器、可能会触电，这是为什么呢？【讲述】初中时大家学习过电解水可以得到氢气和氧气，我们的生活经验也告诉我们为了安全，不要用手触摸正在工作的电器，这一切，都说明了水是一种电解质，是可以导

9、电的。【板书】一、水的电离【实验介绍】水的导电性实验：G灵敏电流计现象：电流计的指针发生偏转。结论：水能导电，水是电解质。【讲解】通过纯水的导电性实验，我们发现，纯水的导电性很微弱，溶液的导电性是取决于离子浓度的大小，这就说明了纯水能电离，但电离程度很微弱，是一种弱电解质，那么水是如何电离的呢？【观察思绪】观察水分子电离示意图：【归纳】1、水的电离平衡：H2O + H2OH3O+ + OH 简写为：H2OH+ + OH2、水的电离平衡常数【讲解】1L纯水的物质的量是556mol，经实验测得250C时，发生电离的水只有110-7mol，二者相 比，水的电离部分太小，可以忽略不计。因此电离前后水的

10、物质的量几乎不变，可以视为常数，上式可以表示为：c (H+)c (OH )K电离c (H2O)，常数乘以常数必然为一个新的常数，即为水的离子积常数，简称水的离子积。用KW 表示：Kw = c（H+）c（OH）【板书】3、水的离子积：Kw c（H+）c（OH）【思考】请大家观察课本表格3-2，思考下列问题：水的离子积Kw的大小受什么因素的影响？改变温度对水的离子积有何影响？水的离子积Kw适用范围是什么？【讲解】不同温度下，水的离子积常数不同， 25时，水的离子积常数Kw110-14【归纳】4、影响水的离子积的因素：温度升高温度，水的电离平衡向右移动，水的离子积增大 降低温度，水的电离平衡向左移动

11、，水的离子积减小【思考与交流】对于电离平衡H2OH+ +OH中，在25时比较下列情况：c(H+)/molL-1c(OH-)/molL-1c(H+)与c(OH-)大小比较Kw酸碱性水的电离平衡蒸 馏 水蒸馏水11071107c(H+)c(OH-)不变中性不发生移动加酸后11071107c(H+)c(OH-)不变酸性向左移动加碱后11071107c(H+)c(OH-)不变碱性向左移动【讲解】通过上述表格，我们可以发现，当向纯水中加入酸或碱时，酸、碱由于电离产生的H或OH对水的电离平衡起抑制作用，使水的电离程度减小，但是水电离出的c(H+)与c(OH)总是相等。在温度一定的情况下，水是离子积不变，说

12、明水的离子积常数不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。任何电解质溶液中，H+与OH总是共存，c(H+)与c(OH)此增彼长，且Kw c(H+)c(OH)不变【归纳】5、水的离子积适用范围：电解质的稀溶液。【思考】常温下，浓度为1105 mol/L的盐酸溶液中，由水电离产生的c(H+)是多少？常温下，浓度为1105 mol/L的NaOH溶液中，由水电离产生的c(OH-)是多少？在常温下，由水电离产生的c(H+) 1109 mol/L的溶液，则该溶液的酸碱性如何？【交流】c水 (H+)1109 )molL-1与c水(OH)molL-1酸性或碱性【过渡】判断溶液酸碱性强弱的依据是什么？【归纳】

13、 6、溶液的酸碱性(25时)酸性溶液：c (H+)c (OH)， c (H+) 1.0107mol/L碱性溶液：c (H+)c (OH) ，c (H+) 1.0107mol/L中性溶液：c (H+) c (OH) ，c (H+) 1.010-7mol/L【课堂小结】第二课时【导入】我们上一节学习过，如何判断溶液的酸碱性，那么，我们如何知道酸碱性的强弱呢？溶液的酸碱性又该如何表示呢？溶液的酸碱性可以用c（H）与c（OH）表示。【讲解】植物适宜生长在中性的土壤中，要测土壤溶液的酸碱度；医生要检测病人的血液，尿液等，要测酸碱度，掌握病人的健康状况；有关部门需要经常测定雨水是否是酸雨；工厂要配制电镀液

14、等都需要了解溶液的酸碱性，经常要用到一些c(H)很小的溶液，这时就很不方便，因此如果溶液中c(H)太小的话，表示不太方便，为了表示稀溶液（1mol/L）酸碱性的强弱，我们引入了一个新的物理量pH【板书】二c(H+) 和 c(OH) 与溶液酸碱性、pH的关系1、pH：c(H+)的负对数。pHlg c（H） 【思考】pH与溶液酸碱性的关系？【归纳】2、pH与溶液酸碱性的关系(25时)中性溶液c（H）1107mol/L pH7；酸性溶液c（H）1107mol/L pH7；碱性溶液c（H）1107mol/L pH7。pH的适应范围：稀溶液，014之间【讲解】酸性溶液中c（H）越大，酸性越强，pH越小；

15、碱性溶液中c（OH）越大，c（H）越小，pH越大，碱性越强。【问题】如何测定溶液的pH呢？【板书】3、pH的测定方法【阅读】指导学生阅读教材P49页资料卡片：常用酸碱指示剂及其变色范围：指示剂变色范围的pH石蕊5红色58紫色8蓝色甲基橙3.1红色3.14.4橙色4.4黄色酚酞8无色810浅红10红色【板书】粗略测定：酸碱指示剂甲基橙、石蕊、酚酞pH试纸 最简单的方法。 【讲解】操作：将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒沾取未知液点试纸中部，然后与标准比色卡比较读数即可。注意：事先不能用水湿润pH试纸；只能读取整数值或范围【板书】精确测定：pH计【过渡】知道如何测量pH后，我们如何进行p

16、H的计算呢？【板书】4、pH的计算单一溶液的pH的计算【讲解】若是酸性溶液，应先确定c(H+)，再进行pH的计算。若是碱性溶液，应先确定c(OH-)，再根据c(H+)c(OH)Kw换算成c(H+)，求pH。【板书】溶液稀释后的pH的计算强酸或强碱的稀释【讲解】在稀释强酸或强碱时，当浓度大于10-5mol/L时，不考虑水的电离，如 pH=6的盐酸，稀释100倍后，pH7（不能大于7）； pH8的NaOH溶液，稀释100倍后，pH7（不能小于7）； pH3的盐酸，稀释100倍后，pH5； pH10的NaOH溶液，稀释100后，pH8。【板书】弱酸或弱碱的稀释【讲解】在稀释弱酸或弱碱过程中既有浓度的

17、变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。如pH3的醋酸溶液，稀释100倍，稀释后3pH5；pH10的氨水，稀释100倍，稀释后8pH10；【例题】1、pH11的氨水溶液和NaOH溶液，用蒸馏水稀释100倍，二者的pH的关系是（AC ） A氨水的PH大于NaOH的pH B氨水的PH小于NaOH的pHC都比原来小 D氨水比原来的大，NaOH比原来的小【板书】溶液混合后的pH的计算两强酸混合后的pH的计算【讲解】先求混合后的c(H+)，再直接求pH。即：c(H+)混 c(H+)1V1+ c(H+)2V2/（V1+ V2）【例题】2、pH4的盐酸和pH2的盐酸等体积混合后，溶液

18、的pH最接近于（ B ） A2.0 B. 2.3 C. 3.5 D. 3.7【板书】两强碱混合后的pH的计算【讲解】先求混合后的c(OH-)混，再间接求pH 即c(OH-)混= c(OH-)1V1+ c(OH-)2V2/（V1+ V2）知识拓展0.3规则（近似规则）若两种强酸溶液或两种强碱溶液等体积混合，且其pH相差2个或2 个以上时，混合液的pH有如下近似规律：两强酸等体积混合，pH=pH小+0.3；两强碱等体积混合，pH=pH大0.3如上述例2若用0.3规则，就很方便，混合液的pH= pH小+0.3=2+0.3= 2.3【板书】强酸与强碱溶液混合后的pH的计算【讲解】根据n(H+)与n(O

19、H-)的相对大小先判断酸、碱的过量情况。 若恰好完全反应，溶液呈中性，pH=7。若酸过量，溶液呈酸性，n(H+)n(OH-)，c(H+)混 n(H+)n(OH-)/V总。若碱过量，溶液呈碱性，n(OH-)n(H+)，c(OH-)混= n(OH-)n(H+)/V总，再求出c(H+)。【例题】3、50ml 0.4mol/LNaOH溶液和50ml 0.3mol/L硫酸混合后，溶液的pH最接近于（ A ） A1 B13 C 3.3 D10.7【小结】在进行溶液pH值计算时，一定要先确定溶液类型，再套用公式计算。第三课时 pH的应用【阅读】指导学生阅读课本，了解pH在生产生活中的应用。【讲解】我们已经知

20、道不仅工农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性，人们的生活和健康也与溶液的酸碱性有关，因此，测试和调控溶液的pH对工农业生产、科学研究，以及日常生活和医疗保健都具有重要意义，我们如何测定溶液的pH呢？下面我们一起从定量的角度学习如何测量溶液的酸碱性。【实验活动】酸碱中和滴定【板书】一、酸碱中和滴定1、定义：用已知物质的量的浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的方法 2、原理：在酸碱中和反应中，使用一种已知物质的量浓度的酸或碱溶液跟未知浓度的碱或酸溶液完全中和，测出二者的体积，根据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值，就可以计算出碱或酸的溶液浓度。 3、公式：c酸V酸=c碱V碱(一元酸和一

21、元碱)4、实验的关键：准确测量参加反应的两种溶液的体积（滴定管）准确中和反应是否恰好完全反应（合适的指示剂）5、实验仪器及试剂：仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、 铁架台、滴定管夹、烧杯、白纸试剂：标准液、待测液、指示剂二、指示剂的选择：1、原则：终点时，指示剂的颜色变化明显；变色范围越窄越好，对溶液的酸碱性变化较灵敏。2、酸碱指示剂类型：一般是有机弱酸或有机弱碱（定性测定）种类变色范围适用于甲基橙溶液红3.1橙4.4黄酸性溶液酚酞溶液无8.2浅红10红碱性溶液石蕊溶液红5 紫 8蓝适用于酸性或碱性溶液【讲解】甲基橙和酚酞的变色范围较小：4.43.11.3，108.22，对溶液的酸碱性变化

22、较灵敏。溶液使指示剂改变颜色，发生的化学变化。指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液（一般为12滴）。【板书】3、酸碱中和滴定中指示剂的选择强酸强碱间的滴定：酚酞溶液、甲基橙【思考】向20.00mL 0.100mol/L HCl中滴加0.100mol/L NaOH溶液过程中，溶液的pH值变化如下，你发现了什么现象与规律，而在实际的中和滴定中，我们需要注意哪些方面？V(NaOH)/mL0.0010.0015.0018.0019.0019.9620.0020.0421.00pH1.01.21.82.32.63.9710.011.4【交流】在接近pH7时，很少量的酸或碱的加入，就会引起溶液pH突变。指

23、示剂的选择对实验起着重要的作用【思考】以下哪一条曲线符合上述实验中过程的pHV(NaOH)曲线图ApHV（NaOH）0720mL20mL7pHV（NaOH）0图B20mL7pHV（NaOH）0图CpHV（NaOH）0720mL图D【思考】三、滴定管使用的注意事项：1、滴定管的种类有几种？使用时要注意哪些问题？为什么？2、怎样检查滴定管是否漏液？如何排净滴定管中的气泡？如何润洗滴定管？怎样读取数据？3、在实验室进行实验时，为什么要把初始液面调至“0”或“0”刻度以下？将一个量程为25mL 的滴定管中液面在“0”刻度的溶液全部放入量筒中，溶液的体积为：（A）大于25mL（B）等于25mL（C）小于25mL，为什么？【讲解】四、实验步骤： 1、查漏：检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活；2、洗涤：用水洗净后，各用少量待装液润洗滴定管23次；3、装液：用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中，使液面高于刻度2-3cm 4、