鲁科版高中化学选修4第三章物质在水溶液中的行为第1节水溶液第1课时教学设计2

第三章物质在水溶液中的行为第1节水溶液第1课时教学设计2【教学目标】知识与技能1.知道水分子能电离，存在电离平衡，其平衡常数成为水的离子积常数；2.了解强、弱电解质的特点，知道弱电解质的电离存在电离平衡，并能结合实例进行描述；3.能够书写常见弱电解质的电离方程式。过程与方法1.学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取所需要的信息；2.学习水的电离及强、弱电解质的判断，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力；3.培养团队合作精神，在活动中学会与人相处。情感态度与价值观通过小组协作，发挥团队精神，发扬献身科研的品质【教学过程】本节内容是这一章的引领，在认识水的电离之后，才能深入继续学习其它物质或体系在水溶液中的行为，故正确理解、运用本节的知识点，认识其地位有着重要的意义。本节的关键点有以下几点：水的电离平衡及定量表示（水的离子积Kw）；水的平衡影响因素；两个定量关系，即：[H+]·[OH—]=Kw，[H+]水电离的=[OH—]水电离的；强、弱电解质的判断及电离方程式的书写。通过学习，让学生了解水的电离平衡特点及外界对其的影响，深化对水溶液体系的认识。一、水的电离1．纯水具有导电性，是因为纯水中存在能够自由移动的离子：H＋、OH－。水的电离方程式为H2OH＋＋OH－。2．25℃时，纯水中[H＋]＝[OH－]＝1.0×10－7mol·L－13．水的电离平衡常数表达式为K＝eq\f([H＋]·[OH－],[H2O])。教材整理2水的离子积常数1．表达式：KW＝[H＋][OH－]。2．影响因素：(1)25℃时，KW＝1.0×10－14_mol2·L－2(2)水的电离是吸热的可逆过程，故温度升高，KW增大。(3)水的离子积常数只受温度的影响，与[H＋]、[OH－]的变化无关。[探究·升华][思考探究](1)某温度下，测得纯水中的[H＋]＝2.5×10－7mol·L－1，则[OH－]为多少？【提示】只要是纯水，水电离出来的氢离子浓度就等于水电离出来的氢氧根离子浓度，故[OH－]＝2.5×10－7mol·L－1。(2)25℃时，0.01mol/L的HCl溶液中H＋和OH－的来源是什么？溶液中[H＋]和[OH－]为多少？水电离出的[H＋]水和[OH－]水【提示】H＋来源于盐酸电离和H2O电离，OH－只来源于水电离。[H＋]＝0.01mol/L＋[H＋]水≈0.01mol/L，[OH－]＝eq\f(KW,[H＋])＝1×10－12mol/L，[OH－]水＝[H＋]水＝1×10－12mol/L。(3)25℃时，0.01mol/L的NaOH溶液中H＋和OH－来源是什么？溶液中[H＋]、[OH－]为多少？水电离出的[H＋]水和[OH－]水【提示】H＋只来自水电离，OH－来源于NaOH和H2O电离。[OH－]＝0.01mol/L＋[OH－]水≈0.01mol/L，[H＋]＝eq\f(KW,[OH－])＝1×10－12mol/L，[H＋]水＝[OH－]水＝1×10－12mol/L。[认知升华]1．水的离子积是水达到电离平衡时具有的性质，不仅适用于纯水，也适用于其他物质稀的水溶液，如酸、碱、盐稀溶液中都有KW＝[H＋]·[OH－]，在常温时KW＝1.0×10－14mol2·L－2。2．KW＝[H＋][OH－]式中[H＋]、[OH－]指的是溶液中总的[H＋]和[OH－]，包括水电离的和溶质电离的，如果酸、碱浓度大，水电离出来的[H＋]水或[OH－]水在计算时可忽略不计。3．外界条件对水的电离平衡的影响影响因素电离平衡移动H2OH＋＋OH－影响结果方向原因Kw[H＋]变化[OH－]变化[H＋]与[OH－]的关系温度升温右移水的电离过程吸热增大增大增大[H＋]＝[OH－]降温左移减小减小减小[H＋]＝[OH－]外加酸碱加酸左移增大[H＋]不变增大减小[H＋]＞[OH－]加碱左移增大[OH－]不变减小增大[H＋]＜[OH－]外加活泼金属右移金属消耗水电离出的H＋不变减小增大[H＋]＜[OH－]

二、电解质在水溶液中的存在形态1．强、弱电解质(1)在稀的水溶液中完全电离的电解质称为强电解质，包括强酸、强碱和大多数盐类；在水溶液中部分电离的电解质称为弱电解质，其溶液中存在着电离平衡。如弱酸、弱碱和水是弱电解质。(2)强电解质在水溶液中全部以离子的形态存在，弱电解质在水溶液中主要以分子的形态存在。2．电解质电离方程式的书写(1)强电解质，用符号“=”，如氯化氢、氯化钠的电离方程式分别为HCl=H＋＋Cl－、NaCl=Na＋＋Cl－。(2)弱电解质，用符号“”，如醋酸、一水合氨的电离方程式分别为CH3COOHCH3COO－＋H＋、NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－。3．溶剂化作用溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用叫做溶剂化作用。电解质溶于水后形成的离子或分子实际是以水合离子或水合分子的形态存在。[思考探究]小明等同学为了探究酸、碱、盐溶液的导电性，设计了如下实验：a．在5只250mL烧杯中分别加入浓度为0.1mol·L－1的盐酸、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、氨水各150mL。b．在5种溶液中分别放入相同规格的石墨电极，按下图连接好。c．接通电源，仔细观察现象。问题思考：(1)现象①五个灯泡都亮起来，由此可得出什么结论？【提示】结论：酸、碱、盐都是电解质，它们溶于水时会发生电离。(2)现象②盐酸、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液对应的灯泡较亮，醋酸、氨水对应的灯泡较暗，由此可得出什么结论？【提示】结论：醋酸、一水合氨的电离程度较小，都是弱电解质。HCl、NaCl、NaOH的电离程度较大。(3)五种溶液的溶质在水中的存在形式是怎样的？【提示】盐酸、NaCl、NaOH溶液中盐酸、NaCl、NaOH全部电离，以离子形式存在于溶液中；氨水、CH3COOH溶液中的NH3·H2O、CH3COOH主要以分子的形式存在于溶液中，只有极少量电离为离子。(4)强电解质溶液的导电能力一定强，弱电解质溶液的导电能力一定弱吗？溶液的导电能力取决于什么？【提示】不一定。溶液的导电能力取决于溶液中自由移动离子的浓度和所带电荷数，溶液中自由移动离子的浓度越大，所带电荷越多，则导电能力越强。而电解质的强弱是指电解质在水溶液中的电离情况，二者无必然关系，即强电解质溶液的导电能力不一定强，弱电解质溶液的导电能力不一定弱。三、强、弱电解质的判断和电离方程式的书写1．强、弱电解质的判断强电解质eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(强酸：HCl、H2SO4、HNO3、HI、HBr等,强碱：KOH、NaOH、CaOH2、BaOH2等,多数盐：NaCl、Na2SO4等))弱电解质eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(弱酸：H2S、HF、H2SO3、CH3COOH等,弱碱：NH3·H2O、CuOH2、MgOH2等,少数盐：HgCl2、CH3COO2Pb等))2．电离方程式的书写(1)电解质在熔融状态下电离时，只能破坏离子键，如NaHSO4；在水溶液中电离时，既能破坏离子键，也能破坏共价键。(2)多元弱酸的酸式盐为离子化合物，属于强电解质，在水溶液中首先完全电离为金属阳离子和酸式酸根离子，弱酸的酸式酸根离子只能微弱电离，故其电离出H＋和酸根离子时用“”表示，如NaHCO3溶于水时，NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)。(3)多元弱酸分步电离，主要进行第一步电离，第二步电离较第一步更微弱，如H2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)(主)，HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)(次)；多元弱碱分步电离，但书写电离方程式时一步写出，如Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。四、检测题1.在常温下，某无色溶液中，由水电离出的c(H+)＝1×1014mol/L，则该溶液中，一定能大量共存的离子是()A．K+、Na+、MnO4、SO42B．Na+、CO32、AlO2、ClC．K+、Na+、Cl、BrD．K+、Cl、Ba2+、HCO32．浓度均为0.10mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随的变化如图所示，下列叙述错误的是（）A．MOH的碱性强于ROH的碱性B．ROH的电离程度：b点大于a点C．若两溶液无限稀释，则它们的c(OH－)相等D．当=2时，若两溶液同时升高温度，则QUOTE增大3．已知水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是()A．水的离子积常数关系为：KW(B)>KW(A)>KW(C)>KW(D)B．向水中加入醋酸钠固体，可以从C点到D点C．B点对应的温度下，pH＝4的硫酸与pH＝10的氢氧化钠溶液等体积混合，溶液的pH＝7D．升高温度可实现由C点到D点4．如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是（）A．盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1B．P点（两曲线交点）时恰好完全中和，溶液呈中性C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线D．酚酞不能用作本实验的指示剂5．常温下用0．02mol/LNaOH溶液滴定0.01mol/L的H2SO4溶液中和后加水到100mL。若滴定时终点判断有误差：①多加了一滴NaOH，②少加了一滴NaOH(设1滴为0．05mL)，则①和②溶液中c(OH)比值是()A.1B.10-4C.104D.4×106．某固态化合物A不导电，但熔化或溶于水都能完全电离。下列关于物质A的说法中，―定正确的是A．非电解质B．弱电解质C．离子化合物D．易溶性盐7．在不同温度下，水溶液中c(H＋)与c(OH)关系如图所示。下列说法不正确的是()A．图中五点Kw间的关系：B>C>A=D=EB．E点对应的水溶液中，可能有NH4+、Ba2+、Cl、I大量同时存在C．若0.1mol/L的NaHA溶液水溶液中c(H+)与c(OH)关系如图D点所示，则溶液中有：c(HA)＞c(OH)＞c(A2)＞c(H2AD．向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液，当c(H+)与c(OH)关系如图A点所示，则溶液中反应：2H++SO42+Ba2++2OH=BaSO4↓+2H2O参考答案1.【答案】C【解析】A、MnO4－显紫红色，故错误；B、此溶质为酸或碱，CO32－和AlO2－在酸中不能大量共存，故错误；C、既能在碱中大量共存，又能在酸中大量共存，故正确；D、HCO3－既不能在碱中大量共存，也不能在酸中大量共存，故错误。2．【答案】D【解析】A、相同浓度的一元碱，碱的pH越大其碱性越强，根据图知，未加水时，相同浓度条件下，MOH的pH大于ROH的pH，说明MOH的电离程度大于ROH，则MOH的碱性强于ROH的碱性，正确；B、由图示可以看出ROH为弱碱，弱电解质在水溶液中随着浓度的减小其电离程度增大，b点溶液体积大于a点，所以b点浓度小于a点，则ROH电离程度：b点大于a点，正确；C、若两种溶液无限稀释，最终其溶液中c（OH）接近于纯水中c（OH），所以它们的c（OH）相等，正确；D、根据A知，碱性MOH＞ROH，当=2时，由于ROH是弱电解质，升高温度能促进ROH的电离，则减小，错误。3．【答案】B【解析】A、水的离子积只受温度的影响，温度不变，C和D的温度相同，则Kw(C)=Kw(D)，C点Kw=10－14，A点Kw=10－12，说明A点温度高于C，即温度大小顺序是A>B>C，温度升高，促进水的电离，因此水的离子积大小顺序是Kw(A)>Kw(B)>Kw(C)=Kw(D)，故错误；B、加入醋酸钠，温度不变，因此水的离子积不变，醋酸钠属于强碱弱酸盐，溶液显碱性，即c(OH－)>c(H＋)，故正确；C、B点温度高于C点，即B点水的离子积大于C点，pH=4的硫酸和pH=10的NaOH，等体积混合后，两者恰好完全反应，溶液显中性，即6<pH<7，故错误；D、根据选项A的分析，故错误。4．【答案】B【解析】A、a点起始，盐酸浓度为0.1mol·L－1，故错误；B、盐酸和NaOH都是强电解质，交点两者恰好完全反应，生成溶质为NaCl，溶液显中性，故正确；C、曲线a是NaOH滴定盐酸，故错误；D、强酸滴定强碱，可以用酚酞作指示剂也可以用甲基橙作指示剂，故错误。5．【答案】C【解析】①多加了一滴NaOH，溶液显碱性，此时c(OH)=(0.02mol/L×0.05mL)÷100mL=1×105mol/L；②少加一滴NaOH此时溶液显酸性，c(H+)=1×105mol/L，溶液里的c(OH)=1014÷105mol/L=109mol/L，则则①和②溶液中c(OH)比值是(1×105mol/L):(109mol/L)=104，故答案为C。6．【答案】C【解析】由于A在熔化或溶于水都能完全电离的化合物，所以A一定为强电解质，熔化状态下能够电离出阴阳离子，则一定属于离子化合物，故选C。灵活运用概念是解题关键；电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物，例如酸、碱和盐等；非电解质是在水溶液中或熔融状态下都不能能够导电的化合物；因为A为固体化合物并且在