高中化学 3-2-1 水的电离和溶液的酸碱性教案 新人教版选修4

1、第二节 水的电离和溶液的酸碱性第1课时水的电离和溶液的酸碱性课标要求1知道水的离子积常数。2初步掌握pH测定的方法，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。课标解读 1.了解水的电离及水的离子积常数。2了解溶液的酸碱性与pH的意义。教学地位本课时介绍了水是一种弱电解质，在一定条件下水的离子积是常数。了解测定溶液pH的方法。利用pH，c(H)，c(OH)等判断水溶液的酸碱性是本章的基础。新课导入建议追求健康长寿是人类共同的愿望。人们首先要拥有健康，才有可能获得财富、地位和幸福。健康从哪里来呢？水是生命之源，如果没有水，就不可能有生命。风靡日本、欧美等国的活性离子水是一种高品质的饮用

2、水。离子水比普通水分子团直径小，渗透作用快，有利于消除体内过多的自由基，能够延缓机体衰老，且对多种疾病有预防和辅助治疗的作用。它的诞生，在全世界掀起了一场饮水领域的革命，善待生命，从水开始。你知道水中有哪些粒子吗？【提示】水中有H2O、H、OH三种微粒。教学流程设计课前预习安排：(1)看教材P4546，填写【课前自主导学】中的“知识1，水的电离”，并完成【思考交流1】；(2)看教材P4647页，填写【课前自主导学】中的“知识2，溶液的酸碱性与pH”，并完成【思考交流2】。步骤1：导入新课并对本课时教材地位分析。步骤2：建议对【思考交流1、2】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以

3、利于下一步对该重点知识的探究。步骤5：在老师指导下学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、4、5三题，验证学生对探究点的理解掌握情况。步骤4：教师通过【例1】和教材P4546页的讲解研析，对“探究1”的内容进行总结。步骤3：师生互动完成“探究1，影响水电离平衡的因素及水的离子积”可利用【问题导思】的设问由浅入深的进行，建议教师除【例1】外，再变换一下命题角度，可采用【教师备课资源】，以拓展学生的思路。步骤6：师生互动完成探究2，可利用【问题导思】的设问由浅入深的进行。步骤7：教师通过【例2】和教材P4647页的讲解研析对“探究2”进行总结。步骤8：在老师指导下学生自主完成【变式训练

4、2】和【当堂双基达标】中的2、3两题，验证学生对探究点2的理解掌握情况。步骤9：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】明确掌握的内容，并安排课下完成【课后知能检测】。课标解读重点难点1.了解水的电离及水的离子积常数。2.了解溶液的酸碱性与pH的定义。1.利用勒夏特列原理分析H2O的电离平衡。(重点)2.知道水的离子积常数仅与温度有关，并运用它进行计算。(难点)3.会用不同方式对溶液酸碱性进行判断。(重点)水的电离1.水的电离电离方程式：H2OH2OH3OOH简写：H2OHOH 电离常数：K电离2.水的离子积表达式：Kwc(H)c(OH)常温下：Kw1.01014，此时c(H

5、)c(OH)1. 0107mol/L影响因素：Kw只受温度影响，温度越高，Kw越大适用范围：Kw不仅适用于纯水，还可使用于任何水溶液1某温度时，水溶液中Kw41014，那么该温度比室温(25 )高还是低？该温度下纯水中c(H)是多少？【提示】因此时水的离子积大于常温时水的离子积，故温度高于25 ，此时c(H)2107mol/L。溶液的酸碱性与pH1.pH(1)计算公式：pHlgc(H)(2)表示意义：表示溶液酸碱性的强弱。pH越小，酸性越强。pH越大，碱性越强。(3)测定方法：溶液pH的测定方法有pH试纸法、pH计法。2溶液的酸碱性c(H)与c(OH)的关系c(H)的范围(25 )pH范围(2

6、5 )中性溶液c(OH)c(H)c(H)1.01077酸性溶液c(OH)1.0107c(H)c(H)72(1)某溶液中c(H)106 mol/L，该溶液一定为酸性吗？(2)某溶液的pH7，该溶液一定为中性吗？(3)某溶液中c(H)c(OH)，该溶液一定为酸性吗？【提示】(1)、(2)温度不确定，不能确定溶液的酸碱性。(3)一定为酸性。影响水电离平衡的因素及水的离子积常数【问题导思】升高温度、水的离子积变大还是变小？【提示】变大。常温下水的离子积为Kw1014，NaOH溶液中Kw是多少？【提示】Kw10141水的电离平衡H2OHOHH0条件变化移动方向c(H)c(OH)Kw升高温度向右移动增大增

7、大增大加酸向左移动增大减小不变加碱向左移动减小增大不变加活泼金属(如Na)向右移动减小增大不变2.水的离子积常数理解Kw应注意的几个问题如下：(1)表达式的推出水的电离平衡常数：K电离，则c(H)c(OH)K电离c(H2O)。从实验可知，在25 时1 L纯水中只有1107 mol H2O电离，电离前后H2O的物质的量几乎不变，因此c(H2O)可视为一常数，K电离也为一常数。所以K电离c(H2O)必然也为常数，用Kw表示，因此有c(H)c(OH)Kw。(2)影响因素Kw随温度的变化而变化，温度升高，Kw增大；温度降低，Kw减小。(3)适用范围Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱、盐的稀溶液，且由水

8、电离的c水(H)c水(OH)。此时，水溶液中水的离子积常数不变。(4)表达式的应用Kw表达式中，c(H)、c(OH)均表示整个溶液中相应离子总物质的量浓度。但是一般情况下有：酸溶液中Kwc(H)酸c(OH)水(忽略水电离出的H的浓度)。碱溶液中Kwc(H)水c(OH)碱(忽略水电离出的OH的浓度)。1Kw不仅适用于纯水，还适用于酸性或碱性的稀溶液，不管哪种溶液均有c(H)水c(OH)水。225 ，任何稀的电解质水溶液中c(H)c(OH)Kw这一关系不变，当条件改变使c(H)增大时，c(OH)必然降低，反之亦然。(2012山西大学附中高二月考)25 时，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨水，水

9、的电离平衡逆向移动，c(OH)降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，Kw不变C向水中加入少量CH3COOH，水的电离平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，Kw增大，pH不变【解析】A中c(OH)增大；C中水的电离平衡逆移，但c(H)增大；D中加热水，Kw增大，pH减小；Kw仅与温度有关，B正确。【答案】B本题易错选A，没考虑水的电离平衡逆移，是因为加NH3H2O提供了OH；也易不选B，错误认为c(H)增大，Kw增大。1已知25 时水的离子积为Kw1.01014,35 时水的离子积为Kw2.11014。下列说法中正确的是()A水中的c(H)随温度的升高而降低B25 时水呈中性，35 时

10、水呈酸性C水的电离过程是吸热过程D一定温度下，向水中加入酸或碱时，水的离子积将发生变化【解析】温度越高，水的电离程度越大，c(H)越大，A不正确；纯水在任何温度下都是中性的，B不正确；电离过程一般是吸热的，水的电离是中和反应的逆过程，为吸热过程，C正确；水的离子积只与温度有关，与溶液浓度无关，D不正确。【答案】C【教师备课资源】25 时，0.01 molL1的H2SO4溶液中，水电离出的c(H)是()A0.01 molL1B0.02 molL1C11012 molL1D51013 molL1【解析】本题关键在于弄清楚溶液中的c(H)主要来源于H2SO4的电离，水电离的c(H)可以忽略不计，c(

11、OH)来源于水的电离。c(H)溶液c(H)H2SO42c(H2SO4)20.01 molL10.02 molL1Kwc(H)溶液c(OH)水c(OH)水 molL1c(H)水c(OH)水51013 molL1【答案】D溶液的酸碱性与酸碱强弱的关系【问题导思】强酸的酸性一定比弱酸的酸性强吗？【提示】不一定。等浓度等体积的HCl与CH3COOH中和NaOH的量相同吗？【提示】相同。1区别(1)溶液的酸碱性指的是溶液中c(H)、c(OH)的相对大小；而酸和碱的酸碱性是指其潜在的电离出H或OH的能力。(2)酸、碱的强弱是以电解质的电离程度来区分的。强酸、强碱在溶液中完全电离，弱酸、弱碱在溶液中部分电离

12、。2联系(1)强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强。(2)酸性强的溶液不一定是强酸溶液。(3)酸性相同的溶液弱酸浓度大，中和能力强。例如：c(H)1 molL1的醋酸溶液和盐酸溶液，体积均为1 L时，醋酸溶液中和能力更强。(4)中和能力相同的酸，其提供H的能力相同。例如：1 L 0.1 molL1的CH3COOH和1 L 0.1 molL1的盐酸，均可提供0.1 mol的H。3溶液pH的测定方法(1)酸碱指示剂这种方法只能测出pH的范围，一般不能准确测定pH。常用指示剂的变色范围和颜色变化如下表：指示剂甲基橙石蕊酚酞变色范围(pH)3.14.45.08.08.210.0溶液颜色红(酸色)、橙

13、、黄(碱色)红(酸色)、紫、蓝(碱色)无色(酸色)、浅红、红(碱色)(2)pH试纸法：可以粗略测定溶液的pH。其使用方法如下：测量时，将pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在干燥的pH试纸上，在半分钟内将试纸与标准比色卡进行对照得pH。测定溶液的pH时，pH试纸不能湿润，否则，非中性溶液的pH测定值将比实际pH大(酸)或小(碱)。用广泛pH试纸测溶液的pH时，pH只能读整数。(3)pH计：精确测定溶液的pH时使用pH计(也叫酸度计)，测量时可以从仪器上直接读出溶液的pH。判断溶液酸碱性1若用c(H)与c(OH)相对大小，无外界条件限制。2若用c(H)的数值与107mol/

14、L作比较或用pH与7作比较，必须是常温(或25 )。下列溶液一定呈中性的是()ApH7的溶液Bc(H)c(OH)的溶液C由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液D非电解质溶于水得到的溶液【解析】A项，只有在25 下pH7的溶液才呈中性，如100 时，纯水中有：c(H)c(OH)1.0106 mol/L，此时pH6为中性，pH7为碱性，故A项错误；B项，c(H)c(OH)的溶液，一定为中性，故B项正确；C项，如果酸、碱不是相同元数的酸、碱，如H2SO4和NaOH等物质的量混合，酸过量显酸性，故C项错误；D项，如非电解质SO2溶于水得到H2SO3，显酸性，故D项错误。【答案】B本题易错选A，认为pH7

15、就是中性而忽略了温度；也易错选C，没有考虑酸与碱可能是不同元的。2下列溶液一定显碱性的是()A溶液中c(OH)c(H)B溶液中含有OHC滴加甲基橙后溶液显红色D滴加甲基橙后溶液显黄色【解析】碱性溶液中，c(OH)c(H)，故A对；无论酸性、碱性还是中性溶液都含有OH，故B错误；甲基橙变红色，pH4.4，说明溶液可能呈酸性、中性或碱性，故D错，故选A。【答案】A【教师备课资源】取pH均等于2的盐酸和醋酸各100 mL，分别稀释2倍后，再分别加入0.03 g锌粉，在相同条件下充分反应，下列叙述正确的是()A醋酸与锌反应生成的氢气多B盐酸和醋酸中生成的氢气一样多C醋酸与锌反应的速率大D盐酸和醋酸与锌

16、反应的速率一样大【解析】本题考查影响弱电解质的电离平衡的因素。Zn与酸反应速率的大小取决于溶液中c(H)的大小，而生成H2的量则由n(Zn)和n(H)决定，pH相同的盐酸和醋酸都稀释2倍，盐酸中c(H)变为原来的一半，而醋酸是弱酸，稀释后，其电离程度增大，c(H)比稀释前小，但大于原来浓度的一半，即醋酸溶液中c(H)大，故锌与醋酸的反应速率大；酸和锌的量都是已知的，首先进行过量判断，经计算知锌的量不足，所以两种溶液中生成H2的量是相等的故选BC。【答案】BC水的电离水的离子积常数Kwc(H)c(OH)电离平衡影响因素溶液酸碱性的判断方法1下列说法中正确的是()AHCl溶液中无OHBNaOH溶液

17、中无HCNaCl溶液中既无OH也无HD常温下，任何物质的水溶液中都有H和OH，且KWc(H)c(OH)1014【解析】水的电离平衡H2OHOH为动态平衡。HCl、NaOH、NaCl等任何物质的水溶液里都存在一定量的H和OH，故A、B、C都不正确。水的离子积常数值的大小只与温度有关而与离子的浓度无关。在常温下，纯水中Kw11014，其他水溶液中同样是Kw11014，故D正确。【答案】D2常温下，某溶液由水电离出的c(OH)11013molL1，对该溶液的叙述正确的是()A溶液一定显酸性B溶液一定显碱性C溶液一定不显中性D溶液可能是pH13的溶液【解析】根据水的离子积原理，溶液中c(H)c(OH)

18、11013molL1，是由于在水中加酸或加碱，抑制了水的电离，如水中加碱c(OH)1101molL1，溶液的pH13。【答案】CD3关于pH的测定下列说法正确的是()ApH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿B用广泛pH试纸测得某盐酸的pH2.3C利用酸碱指示剂可以测溶液的pHDpH计是精确测定溶液pH的仪器【解析】pH试纸在使用之前不能用水润湿，如果用水润湿了则会使酸、碱中的c(H)发生变化，使所测pH值与实际不符，故A项说法错误；广泛pH试纸可以识别的pH差值为1，所以用广泛pH试纸测的是整数，故B项错误；酸、碱指示剂只能判断溶液的酸碱性，无法测其pH，故C项错误；pH计可以精确测定溶液的pH，可以精确到0.1个pH单位，故D项叙述正确。【答案】D4下列物质溶于水时会破坏水的电离平衡，且属于电解质的是()A氯气B二氧化碳C碘化钾 D醋酸钠【解析】Cl2是单质，不属于