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1、2022年高中化學(xué)(大綱版)第二冊(cè) 第三章 電離平衡 第二節(jié)水的電離和溶液的pH(第一課時(shí))
從容說(shuō)課
水的電離及電離平衡移動(dòng)知識(shí)的教學(xué),對(duì)學(xué)生了解溶液的酸堿性以及pH具有重要的意義,也為下一節(jié)鹽類(lèi)的水解以及高三電解食鹽水等知識(shí)的教學(xué)奠定了很重要的基礎(chǔ)。
教材首先從實(shí)驗(yàn)事實(shí)入手,說(shuō)明水是一種極弱的電解質(zhì),只能微弱地電離,并存在著電離平衡。由此引出水的離子積,并使學(xué)生了解水的離子積是個(gè)很重要的常數(shù)。在25℃時(shí).水的離子積KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,這是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵之一。
本節(jié)教學(xué)的另一個(gè)關(guān)鍵是使學(xué)生了解“二、溶液的酸堿性和pH”中第一自然段的含義.即了解在室溫時(shí)
2、,不僅是純水,就是在酸性或堿性稀溶液中.其中H+濃度與OH-濃度的乘積總是一個(gè)常數(shù)——1×10-14使學(xué)生了解在酸性溶液中,不是沒(méi)有OH-,而是其中的c(H+)> c(OH-);在堿性溶液中,不是沒(méi)有H+,而是其中的c(OH一)>c(H+);在中性溶液中.并不是沒(méi)有H+和OH一,而是c(H+)=c(OH-)。使學(xué)生了解溶液中H+濃度與OH-濃度的關(guān)系,就可使學(xué)生了解溶液酸堿性的本質(zhì),并對(duì)學(xué)生進(jìn)行矛盾的對(duì)立統(tǒng)一以及事物間的相互聯(lián)系和相互制約等辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。
在了解中性、酸性和堿性溶液中c(H+)與c(OH-)關(guān)系的基礎(chǔ)上,教材介紹了pH的含義.將pH與c(H+)聯(lián)系起來(lái),并結(jié)
3、合圖3-6.介紹了有關(guān)pH的簡(jiǎn)單計(jì)算。圖3-7中c(H+)、pH與溶液酸堿性的關(guān)系,實(shí)際上是對(duì)本節(jié)第二部分內(nèi)容的小結(jié),在黑板上由師生共同討論歸納出 圖3-7的有關(guān)內(nèi)容。
使用pH來(lái)表示溶液的酸堿性是為了實(shí)際應(yīng)用時(shí)更方便,當(dāng)用pH來(lái)表示某些溶液酸堿 性并不感到簡(jiǎn)便時(shí),就不宜使用這種表示方法。因此,本節(jié)教材的最后提到了溶液的c(H+)大于l mol·L-1時(shí),一般不用pH來(lái)表示溶液的酸堿性,而是直接用H+的濃度來(lái)表示,以教育學(xué)生應(yīng)靈活應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)。
本節(jié)末編有資料“一些食物的近似Ph”.以供學(xué)生查閱,并編有“測(cè)定溶液pH的實(shí)際意義”的閱讀材料.使學(xué)生了解測(cè)定溶液的pH與工
4、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保、人體健康等的關(guān)系,開(kāi)闊學(xué)生的眼界,使學(xué)生體會(huì)到化學(xué)的重要作用。
大綱中沒(méi)有要求電離平衡常數(shù)的概念,因此,教材中水的離子積不是推導(dǎo)出來(lái)的,而是直接給出的,在教學(xué)中只要求學(xué)生了解并記住水的離子積即可。
使學(xué)生了解溶液的酸堿性與c(H+)、c(OH-)的關(guān)系,采用了實(shí)例討論的教學(xué)方法.引導(dǎo)學(xué)生分析對(duì)比,并以列表的方法歸納出溶液的酸堿性與c(H+) 、c(OH-)的關(guān)系。
●教學(xué)目標(biāo)
1.使學(xué)生了解水的電離和水的離子積;
2.使學(xué)生了解溶液的酸堿性和pH的關(guān)系。
3.使學(xué)生掌握純水及溶液中離子濃度及溶液pH、離子積常數(shù)的有關(guān)計(jì)算及換算。
4.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)
5、知識(shí)的遷移能力及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,并對(duì)學(xué)生進(jìn)行對(duì)立統(tǒng)一等辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。
●教學(xué)重點(diǎn)
水的離子積、c(H+)、pH與溶液酸堿性的關(guān)系。
●教學(xué)難點(diǎn)
水的離子積,有關(guān)pH的簡(jiǎn)單計(jì)算
●課時(shí)安排
二課時(shí)
●教學(xué)方法
采用類(lèi)比、推理法,以講、練結(jié)合為主。
●教具準(zhǔn)備
投影儀、電腦
●教學(xué)過(guò)程
★第一課時(shí)
[引言]在初中我們已經(jīng)學(xué)過(guò)一些pH的知識(shí),現(xiàn)在我們先來(lái)回憶一下溶液的pH與酸堿性有什么關(guān)系?
[學(xué)生回答后投影顯示]
[過(guò)渡]這節(jié)課的標(biāo)題是水的電離和溶液的pH,那么溶液的pH與水的電離有關(guān)系嗎?我們學(xué)習(xí)完本節(jié)的內(nèi)容就知道了。
6、[板書(shū)]第二節(jié) 水的電離和溶液的pH
一、水的電離
[提問(wèn)]什么樣的物質(zhì)才能發(fā)生電離?
[生]電解質(zhì)。
[師]本節(jié)的標(biāo)題為水的電離和溶液的pH,那么水是強(qiáng)電解質(zhì),還是弱電解質(zhì)?
[生]弱電解質(zhì)。
[師]弱電解質(zhì)的電離有什么特點(diǎn)?
[指定學(xué)生回答,并由其他學(xué)生補(bǔ)充]
①不能完全電離;②電離過(guò)程可逆,存在電離平衡;③條件改變時(shí),電離平衡發(fā)生移動(dòng)。
[講述]水的電離也具有以上特征,水中也存在著電離平衡。
[板書(shū)]H2O+H2O H3O++OH-
簡(jiǎn)寫(xiě)為H2O H++OH-
[電腦模擬顯示]水的電離平衡的建立。
[師]大家能根據(jù)水的密度求出純水的濃度嗎
7、?請(qǐng)大家求一下是多少mol·L-1?
[學(xué)生活動(dòng)]1000 g·L-1/18 g·mol-1=55.56 mol·L-1
[師]實(shí)驗(yàn)證明,25℃時(shí),1升水中只有1×10-7mol的水分子發(fā)生電離,那么純水電離出的H+及OH-濃度是多少呢?
[生]均為1×10-7mol·L-1
[師]可見(jiàn)水達(dá)電離程度是很上的。在一定溫度時(shí),c(H+)與c(OH-)的乘積中一個(gè)常數(shù),通常我們把它寫(xiě)作KW,叫水的離子積常數(shù)。
[板書(shū)]1.水的離子積常數(shù)
Kw=c(H+)·c(OH-)叫水的離子積常數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)水的離子積。
[問(wèn)]已知25℃時(shí),水電離出的H+和OH-濃度均為1×10-7mol·L-1,那么在
8、該溫度下,水的離子積常數(shù)為多少?
[生]1×10-14
[板書(shū)]25℃時(shí),Kw=1×10-14
[講述]雖然c(H+)和c(OH-)都有單位,但水的離子積常數(shù)是沒(méi)有單位的,在計(jì)算時(shí),注意別畫(huà)蛇添足。
[問(wèn)]影響弱電解質(zhì)電離的因素有哪些?
[生]濃度、溫度
[問(wèn)]升高溫度,水的電離平衡如何移動(dòng)?
[生]升高溫度,水的電離平衡正向移動(dòng),使c(H+)與c(OH-)均增大,因此水的離子積常數(shù)也隨溫度的升高而增大。
[師]指出:水的離子積只隨溫度的改變而改變,與濃度無(wú)關(guān)。下面請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)我們學(xué)過(guò)的電離平衡知識(shí)討論影響水的電離的因素有哪些?
[板書(shū)]2.影響水的電離的因素。
[投影]改
9、變下列條件水的電離平衡是否移動(dòng)?向哪個(gè)方向移動(dòng)?水的離子積常數(shù)是否改變?是增大還是減小?
①升高溫度 ②加入NaCl ③加NaOH ④加HCl
[學(xué)生討論]
[答案]①平衡正向移動(dòng),離子積增大;②平衡不移動(dòng),離子積不變;③平衡逆向移動(dòng),離子積不變;④平衡逆向移動(dòng),離子積不變。
[小結(jié)并板書(shū)]a.升高溫度,促進(jìn)水的電離,水的離子積增大。
[講述]實(shí)驗(yàn)證明,在100℃時(shí),水的離子積為1×10-12
[板書(shū)]100℃時(shí),Kw=1×10-12
b.加入某些鹽,促進(jìn)水的電離,Kw不變。
[提問(wèn)]水中加入酸后,就成了酸溶液,此時(shí)溶液中還有OH-嗎?
[生]有。
[過(guò)渡]既然酸溶液
10、中有OH-,堿溶液中有H+,那么為什么溶液還有酸、堿之分呢?酸或堿溶液中的H+和OH-濃度之間有什么關(guān)系呢?下面我們學(xué)習(xí)第二個(gè)問(wèn)題。
[板書(shū)]二、溶液的酸堿性和pH
1.溶液的酸堿性與c(H+)、c(OH-)的關(guān)系
[講述]由于酸、堿或鹽溶液中都同時(shí)存在著H+和OH-,而且水的離子積與濃度無(wú)關(guān),在水中加酸時(shí),水的電離平衡移動(dòng)后,OH-濃度減小了,但溶液中H+濃度增大了,在水中加堿水中OH-濃度增大,H+濃度減小,但在酸或堿的稀溶液中,H+濃度和OH-濃度的乘積始終等于水的離子積,在25℃時(shí),為1×10-14。
[師]請(qǐng)同學(xué)們討論以下問(wèn)題:
[投影]1. 0.1 mol·L-1的NaO
11、H溶液中,c(OH-)=? c(H+)=? 由水電離出的c(OH-)水=? c(H+)水=?
2. 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液中,c(H+)=? c(OH-)=? 由水電離出的c(OH-)水=? c(H+)水=?
3. 0.1 mol·L-1的NaCl溶液中,c(H+)=? c(OH-)=?
[說(shuō)明]在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下,水的離子積均指25℃的數(shù)值。
[答案]1.c(OH-)=0.1 mol·L-1 c(H+)=10-13mol·L-1 c(OH-)水=1×10-3mol·L-1
c(H+)水=1×10-13mol·L-1
2.c(H+)=0.2
12、 mol·L-1 c(OH-)=5×10-14mol·L-1 c(OH-)水=5×10-14mol·L-1 c(H+)水=1×10-14mol·L-1
3.c(H+)=1×10-7mol·L-1 c(OH-)=1×10-7mol·L-1
[討論]從以上練習(xí)可以看出,溶液的酸堿性與溶液中的H+、OH-濃度有何關(guān)系?在酸、堿或鹽溶液中,水電離出的H+、OH-濃度有何關(guān)系?
[學(xué)生討論后得出結(jié)論,指定學(xué)生回答,并由其他同學(xué)補(bǔ)充,最后教師總結(jié)]
[板書(shū)]a.溶液中c(H+)>c(OH-),且c(H+)>10-7mol·L-1時(shí),溶液顯酸性。
b.溶液中,c(OH+)>c(H
13、+),且c(OH-)>10-7mol·L-1時(shí),溶液顯堿性。
c.溶液中,c(OH-)=c(H+)=1×10-7mol·L-1時(shí),呈中性。
d.無(wú)論在什么溶液中,水電離出的H+濃度總等于水電離出的OH-濃度。
[布置作業(yè)]課本習(xí)題一、1、2 三、1
●板書(shū)設(shè)計(jì)
第二節(jié) 水的電離和溶液的pH
一、水的電離
H2O+H2O H3O++OH-
簡(jiǎn)寫(xiě)為:H2O H++OH-
1.水的離子積常數(shù)
Kw=c(H+)·c(OH-)叫水的離子積常數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)水的離子積。25℃時(shí),Kw=1×10-14
2.影響水的電離的因素
a.升高溫度,促進(jìn)水的電離,水的離子積增
14、大。
b.加入酸或堿,抑制水的電離,Kw不變。
二、溶液的酸堿性和pH
1.溶液的酸堿性與c(H+)、c(OH-)的關(guān)系:
a.溶液中c(H+)>c(OH-),且c(H+)>10-7mol·L-1時(shí),溶液顯酸性。
b.溶液中c(OH-)>c(H+),且c(OH-)>10-7mol·L-1時(shí),溶液顯堿性。
c.溶液中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1時(shí),溶液顯中性。
d.無(wú)論在什么溶液中,水電離出的H+濃度總等于水電離出的OH-濃度。
●教學(xué)說(shuō)明
本節(jié)是電離平衡在水的電離及電離平衡移動(dòng)方面的具體應(yīng)用,是第三節(jié)鹽類(lèi)水解的基礎(chǔ),本節(jié)課主要通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)弱電解質(zhì)的
15、電離特點(diǎn)及平衡移動(dòng)問(wèn)題,使學(xué)生理解酸、堿溶液中,水的電離程度減小,使溶液中H+、OH-濃度不相等,從而表現(xiàn)出酸性或堿性。本節(jié)課以復(fù)習(xí)為主,主要是為了培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的遷移應(yīng)用能力。
參考練習(xí)
1.下列各種離子,不能破壞水的電離平衡的是( )
A.所有離子中半徑最小的離子。
B.最外層電子排布和氖原子相同的+1價(jià)陽(yáng)離子。
C.NaOH溶于水電離出的離子。
D.NaHSO4溶于水電離出的離子。
答案:B
2.向純水中加入少量NaHSO4晶體,若溫度不變,則溶液中( )
A.水電離出的H+濃度大于水電離出的OH-濃度
B.c(H+)·c(OH-)乘積增大
C.酸性增強(qiáng)
D.OH-濃度減小
答案:CD