化学选修4教案：第三章第二节水的电离和溶液的酸碱性

第二节水的电离和溶液的酸碱性从容说课最常见的溶液无疑是水溶液，在溶液中发生的酸碱中和反应也是最基础的反应之一，并且溶液的酸碱性还在很大程度上影响着许多化学反应及其在生产和生活中的应用。本节是以了解水的电离作为理解影响溶液酸碱性本质因素的突破口。由于要得到真正意义上的纯净水并不容易，因此，教科书以提供“精确的导电性实验”的结果这种方式来说明水的微弱电离，证明水是一种极弱的电解质，并以此作为后面讨论问题的实验依据。通过水的离子积的导出，可以加深学生对弱电解质电离的理解，找到溶液发生酸碱性变化的平衡点。帮助学生认识到水不仅是促使酸、碱、盐等电解质发生电离的环境因素，它自身也是一种弱电解质，尽管水的离子积非常微小，但恰恰是它对溶液酸碱性变化起着重要的杠杆作用。通过教科书表32可以告诉学生：我们一方面需要了解水的离子积大小受温度变化的影响，可以通过“水的离子积随温度升高而增大”这一事实认定水的电离是一个吸热过程；但另一方面，由于水的离子积在室温条件下的变化不是很大，所以为了实际应用的方便，通常“可忽略温度的影响，KW值为1x10-14”。教科书中的【思考与交流】要求学生分析酸或碱的稀溶液中。3+)和c(OH-)的相对大小，主要是为理解pH的大小与溶液酸碱性关系作铺垫。关于溶液pH的教学可大致分为这样几部分：pH的概念、pH的大小与溶液酸碱性的关系、溶液pH的测定方法和pH的应用。为了扩大学生的知识面，教科书以图示和资料的方式介绍pH与农业生产的密切关系，在教学中利用这些资源可使教学的知识更加鲜活。【实践活动】是本节教材的一个重要组成部分，要求学生理解实践活动设计的原理、了解化学定量分析的方法，并学会用图象和表格的方式去分析问题，以提高学生从事科学探究的能力和综合素质。.新课导入，可按这样的思路进行：水的性质—水分子之间的相互作用一水的电离。让学生注意到：水是一种最普通而又具有许多特性的物质，也是应用最广泛的溶剂。在水分子的作用下，各种电解质都会不同程度地发生电离，这表明，在水分子与各种电解质的结构粒子之间存在着较强的相互作用。并且，在相对分子质量接近的化合物中，水是熔、沸点较高的物质，这表明水分子间也存在着较强的相互作用。那么，水分子彼此间的作用是否可能导致水分子也发生电离呢？(这时可以引导学生阅读教科书第45页中的第二自然段).关于水的离子积常数(KW)的导出，可按教科书中的基本思路：水的电离方程式的书写一水的电离平衡常数一水的离子积常数讲清水的离子积的涵义是完成本节教学任务的关键。让学生借助对化学平衡状态以及化学平衡常数的了解，去理解水的电离平衡；然后强调在酸或碱的稀溶液中，水的浓度基本不变，进而引出：水的离子积在一定温度下是个常数，并为认识溶液pH和后面学习盐类水解打下基础。.要使学生从本质上认识稀溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系，关键还是要学生在思路上紧扣平衡移动原理，通过对水的电离平衡及其影响因素的分析，明确一个变化趋势：外界对溶液中。3+)或c(OH-)所作的任何改变，结果总是c(H+>c(OH-)=KW，而与此相反的是，KW值并不随溶液中c(H+)、c(OH-)的改变而改变，这就是水的电离平衡的特点。教学中，可以组织学生讨论下面的问题：℃时，在10mL蒸馏水中c(H+)和c(OH-)各是多少？向其中加入10mL0.2mol/LHCl溶液后，其/1)和c(OH-)将发生怎样的变化？对水的电离平衡有何影响？讨论的结果可用下面表格的方式来体现：c(H+)c(OH-)c(H+)与c(OH-)大小比较酸碱性加酸后水的电离平衡蒸馏水加酸、乙前10-710-7c(H+)=c(OH-)中性向H+与OH-结合成H2O的方向移动加酸后10-110-13c(H+)>c(OH-)酸性通过讨论，要帮助学生认识到，分析问题的方法，就是要首先关注影响事物变化的主要原因和主流趋势，不能让某些次要因素干扰了我们的整体思路。例如HCl是强电解质，在水中是完全电离的，且电离产生的c(H+)远远大于纯水电离产生的c(H+),所以加入盐酸引起溶液中c(H+)的增大是影响水的电离平衡移动方向的主导因素；同理，确定混合后溶液中c(H+)仍以盐酸为主，而水电离出的H+因为太少而被忽略不计。另外，可以结合水溶液中H+与OH-互相依存、互相制约的关系，对学生进行矛盾的对立统一的辩证唯物主义观点教育。4．【思考与交流】可作为第二课时的课前预习思考题，并作为第二课时的引入内容。5.溶液pH是本节教学的重点之一。教学可围绕下列问题进行：(1)什么叫做溶液的pH?(2)溶液的酸碱性和pH有什么关系？(3)为什么要引进pH?对于c(H+)和c(OH-)都较小(<1mol/L)的稀溶液，用pH表示溶液的酸碱性强弱比直接用c(H+)或c(OH-)要方便。这里可与“pH的应用”结合起来，如人体内各种体液的pH与人体健康；土壤酸碱度对农作物生长的影响；化工生产中对电解质溶液pH的调控；等等。(4)测定溶液pH的方法有哪些？(可演示pH计测溶液pH的方法，展示广泛pH试纸和精密pH试纸。强调使用过程中的注意事项。如用pH试纸测溶液pH时，试纸不能事先用蒸馏水润湿，以免降低被测溶液的浓度)6.关于溶液pH计算，只要求学生能够对强酸、强碱溶液的稀释以及强酸、强碱之间发生中和反应前后的溶液pH进行一些简单的计算。为掌握相关的计算方法，了解水的离子积与溶液pH的关系，建议补充适当习题供课堂讨论。第一课时水的电离教材分析最常见的溶液无疑是水溶液，在溶液中发生的酸碱中和反应也是最基础的反应之一，并且溶液的酸碱性还在很大程度上影响着许多化学反应及其在生产和生活中的应用。本节是以了解水的电离作为理解影响溶液酸碱性本质因素的突破口。教材中以提供“精确的导电性实验”的结果这种方式来说明水的微弱电离，证明水是一种极弱的电解质，并以此作为后面讨论问题的实验依据。通过水的离子积的导出，可以加深学生对弱电解质电离的理解，找到溶液发生酸碱性变化的平衡点。帮助学生认识到水不仅是促使酸、碱、盐等电解质发生电离的环境因素，它自身也是一种弱电解质，尽管水的离子积非常微小，但恰恰是它对溶液酸碱性变化起着重要的杠杆作用。三维目标知识与技能

知道水的离子积常数。过程与方法.通过水的电离平衡分析，提高运用电离平衡基本规律分析问题和解决问题的能力。.通过水的离子积的计算，提高有关的计算能力，加深对水的电离平衡的认识。情感态度与价值观.通过水的电离平衡过程中H+、0H-关系的分析，理解矛盾的对立统一的辩证关系。2.由水的电离体会自然界统一的和谐美以及“此消彼长”的动态美。教学重难点教学重点、难点：水的离子积的含义。课时划分：三课时教学过程设计引入新课［实验导课］用灵敏电流计测定纯水E［现象］灵敏电流计指针有微弱的偏］［说明］水能导电，但极微弱。［提问］纯水能导电的原因是什么？［讨论］水分子能够发生电离，水分子发生电离后产生的离子分别是H3O+和0H-,发生电离的水分子所占比例很小。水是一种极弱电解质，存在有电离平衡。推进新课［板书］第二节水的电离和溶液的酸碱性一、水的电离［分析］水是极弱的电解质，发生微弱的(自偶)电离。［投影］水分子电离示意图：斗［板书］l.H,O+H,O=^旦曲抬H-+峭:再卅__"抬料-IQTT-［分析］与化学平衡-样，当硒星到书期砂晶丽丽物谛-浓度未电离的h2o的浓度之比也是一个常数。［练习］写出H2。H++OH-的电离平衡常数的表达式。［板书］2.H2［板书］2.H2。的电离常数K_c(H+>c(OH-)电离一c(H2O)［分析］因为水的电离极其微弱，在室温下电离前后n(H2O)几乎不变，因此，c(H2O)可视为常数，则c(H+>c(OH—)K电离<(H2O)。常数K电离与常数c(H2O)的积作为一新的常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作KW,即KW=c(H+>c(OH-)［分析］在25℃时，实验测得1L纯水(约为55.6mol)只有1x10-7molH2O电离，因此纯水中c(H+)=c(OH-)=1x10-7mol/L。电离前后，H2O的物质的量几乎不变，c(H2O)可以看做是个常数，实验测定：25℃c(H+)=c(OH-)=1x10-7mol/Lo

［板书］3.水的离子积25℃,Kw=c(H+)-c(OH-)=1.0xlO-i4o［投影］不同温度下水的离子积常数t/℃0102025405090100KW/10-140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0［讨论］分析表格中的数据，有何规律，并解释。.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？［小结］1.影响水的离子积的因素：只与有关。25℃时，Kw=1x10-14温度升高，水的电离平衡向移动，KW(增大或减小)；温度降低，水的电离平衡向移动，KW(增大或减小)。.水的离子积适用于：纯水、酸、碱、盐的稀溶液。即温度一定时，H+、OH-的浓度的乘积是一个常数KW。在25℃时，该常数的值为1x10-14。［分组讨论］1.在纯水中加入酸(或碱)时，对水的电离平衡有怎样的影响?.将纯水加热，其中c(H+)、c(OH-)如何变化?完成下列表格：条件溶液的平衡移酸碱性动方向c(条件溶液的平衡移酸碱性动方向c(H+)c(H+)c(OHc(OH-)-)KW的变化大小关系升温加酸加碱力口NaCl［总结］影响水的电离平衡的因素加酸或碱抑制水的电离，KW保持不变；升高温度促进(促进或抑制)水的电离，KW增大。［提问］如果向水溶液中加NH4Cl、Na2CO3这类盐，水的电离将如何变化呢？请大家课后查阅相关资料。［随堂练习］.水的电离过程为H2O---H++OH-,在不同温度下其离子积为KW(25℃)=1x10-14,KW(35℃)=2.1x10-14o则下列叙述正确的是()A.c(H+)随着温度的升高而降低B.在35℃时，纯水中c(H+)>c(OH-)C.水的电离常数K(25℃)>K(35℃)D.水的电离是一个吸热过程0.001mol/L盐酸溶液中，由水电离出的c(H+)、c(OH-)分别是多少？0.001mol/LNaOH溶液中，由水电离出的c(H+)、c(OH-)分别是多少？某溶液中由水电离产生的c(H+)=1x10-11mol/L,则该溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中c(H+)的可能值。［讨论］.酸性溶液中是不是没有OH-碱性溶液中是不是没有H+？中性溶液中是不是既没有H+也没有OH-？为什么？.溶液显酸性、碱性的实质是什么？［板书］二、溶液的酸碱性与pH溶液的酸碱性［分析］碱溶液中：NaOH===Na++OH->H2O^^H++OH-,c(OH-)升高，c(H+)下降，水的电离程度降低。酸溶液中：HC1===H++C1-、H20H++OH-,c(H+)升高，c(OH-)下降，水的电离程度降低。实验证明：在稀溶液中：Kw=c(H+)c(OH-)25℃Kw=1x10-14［板书］稀溶液中25℃：Kw=c(H+)-c(OH-)=1x10-14常温下：中性溶液：c(H+)=c(OH-)=1x10-7mol/L酸性溶液：c(H+)>c(OH),c(H+)>1x10-7mol/L碱性溶液：c(H+)<c(OH),c(H+)<1x10-7mol/Lc(OH-)>1x10-7mol/L［小结］溶液的酸碱性实质则决定于溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小。［典型例题］下列能说明溶液呈酸性的是()A.c(H+)>1x10-7mol/LB.c(H+)=1x10-6mol/LC.c(H+)>c(OH)D.加入酚欧后溶液不变红［分析］c(H+)与c(OH-)的相对大小是判断溶液酸碱性的根本方法，故C正确；A、B中的H+浓度都大于1x10-7mol/L,但OH-浓度不一定小于1x10-7mol/L,c(OH-)=Kw/c(H+),其大小与Kw有关，即与温度有关。温度不同，c(OH-)值不同，可能比c(H+)值大(溶液呈碱性)，也可能小(溶液呈酸性)，也可能相等(溶液呈中性)。D加入酚欧不变红，只能说明pH小于8,溶液不一定为酸性。正确答案：C［举一反三］在25C时，能说明溶液呈酸性的答案又是什么？［课堂小结］这节课我们与大家一起学习了水的电离，要求大家能理解水的离子积的含义，并能进行相关计算。从水的电离角度来理解溶液呈现酸碱性的本质原因。板书设计第二节水的电离和溶液的酸碱性一、水的电离.H2O+H2OH3O++OH-简写：H2OH++OH-山」一皿迎cH+-cOH-.凡0的电禺常数K电离=°H2O.水的离子积25℃KW=c(H+>c(OH-)=1.0x10-14。.影响因素：温度越高，KW越大，水的电离度越大。对于中性水，尽管KW、电离度增大，但仍是中性水。.KW不仅适用于纯水，还适用于酸性或碱性的稀溶液，不管是哪种溶液均有：c(H+)H2O=c(OH-)H2OKw=c(H+)溶液.'(OH-)溶液二、溶液的酸碱性与pH溶液的酸碱性稀溶液中25℃：KW=c(H+>c(OH-)=1x10-14常温下：中性溶液：c(H+)=c(OH-)=1x10-7mol/L酸性溶液：c(H+)>c(OH