鲁科版高中化学选修四31《水溶液》教案.docx
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鲁科版高中化学选修四31《水溶液》教案
第3章物质在水溶液中的行为
第1节水溶液
知识与技能:
使学生理解水的电离以及水的离子积常数的含义,并能应用水的离子积常数进行相关计算;认识溶液的酸、碱度与H+、OH—浓度,以及与PH的关系,会进行有关PH的简单计算;知道强、弱电解质的区别,理解弱电解质电离平衡的含义,并掌握其表示方法。
过程与方法:
使学生了解从单一物质到多种物质、分清主次矛盾的研究思路,初步学会对复杂体系研究的一般方法。
情感态度与价值观:
通过认识调控溶液的酸碱度、PH在工农业生产中的重要作用,使学生体会化学对人类生产、生活的作用。
教学重点:
水的电离过程和Kw的含义的理解,有关PH、Kw的简单计算。
教学难点:
水的电离过程和Kw的含义的理解,有关PH、Kw的简单计算。
课时安排:
共两课时
教学内容:
第一课时
【引入】通过必修课程的学习,我们知道:
在水中加入可溶性的电解质所形成的溶液可以导电。
那么,纯水能导电吗?
为了解决这个问题,有人曾经用经过很多次纯化处理的纯水来进行导电实验,最终发现它仍然导电,这是为什么呢?
【学生】思考,预习。
【教师】这是因为纯水中存在自由移动的离子,是由水分子电离产生的。
【板书】一、水的电离
H2OH++OH—△H< 0
【教师】这个电离是一个可逆过程,在一定条件下可以达到电离平衡,平衡常数可以表示为:
【板书】K=
【教师】由这个式子可以知道:
【副板书】K[H2O]=[H+][OH—]
【教师】在一定温度下,K和[H2O]都是常数,其乘积必然还是常数,因此[H+][OH—]也是常数。
把这个常数写成Kw。
【板书】1、Kw=[H+][OH—]
水的离子积常数(水的离子积)
25℃,Kw=1.0x10—14mol—2•L—2
【练习】1、求纯水的近似浓度,若平均每n个水分子中有1个发生电离则n值是_________。
(令水的密度是1g/cm3)
答案:
55.56mol/Ln=55.56×107
【说明】水的离子积很小,说明水的电离程度很小,其主要存在形态还是水分子。
【教师】同学们注意,Kw的值的大小只与温度有关。
因为水的电离是中和反应的逆反应,故其是吸热的,即:
T,Kw。
【板书】2、Kw只与温度有关,T,Kw
【练习】2、说明下列操作,使水的电离程度是增大了,还是减小了,还是不变?
(1)温度升高
(2)向水中加入酸(3)向水中加入碱(4)向水中投入钠
【教师】因为水中存在水的电离,故只要是水溶液都存在H+和OH—,下面我们看看水溶液中[H+]和[OH—]的计算。
【例题】计算下列溶液中[H+]和[OH—](室温)
(1)1×10—3mol/LHCl
HCl===H++Cl—H2OH++OH—
10—310—310—3xx
有:
(10—3+x)x=1.0x10—14
(2)0.05mol/LBa(OH)2溶液
Ba(OH)2===Ba2++2OH—H2OH++OH—
0.050.050.10xx
有:
(0.1+x)x=1.0x10—14
【小结】水溶液中有关Kw的计算
1、抓住溶液中[H+]、[OH—]的计算关系:
Kw=[H+][OH—]
2、酸溶液:
[H+]=[H+]酸+[H+]H2O≈[H+]酸
3、碱溶液:
[OH—]=[OH—]碱+[OH—]H2O≈[OH—]碱
【提问】若由水电离出的H+的浓度为10—9mol—1•L—1,则该溶液是酸性还是碱性?
【答案】抑制了电离,酸碱性都有可能。
【过渡】纯水的导电能力非常弱,但是向其中加入电解质形成溶液以后,导电能力增强,那么,不同的电解质溶液的导电能力是否相同呢?
我们看课本P74《观察•思考》。
【学生】不同。
【提问】那么溶液的导电性与哪些因素有关呢?
【学生】影响溶液导电性的因素:
离子的浓度和离子本身所带的电荷。
【追问】那么浓度同是0.5mol—1•L—1的盐酸、NaCl溶液、氨水和CH3COOH溶液,氨水和CH3COOH溶液的导电性弱说明了什么问题?
【学生】自由移动的离子的浓度小。
【追问】为什么小?
【学生】只有一小部分发生了电离。
【教师】对,这说明不同电解质在水溶液中的电离程度是不一样的。
【板书】二、电解质在水溶液中的存在形态
1、强弱电解质
强电解质:
在稀的水溶液中完全电离的电解质
常见的强电解质:
强酸、强碱和绝大部分的盐,金属氧化物
弱电解质:
在稀的水溶液中部分电离的电解质
常见的弱电解质:
弱酸、弱碱和水
【注意】强弱电解质的划分与物质的溶解性没有关系
【练习】3、下列电解质中,哪些是强电解质?
哪些是弱电解质?
①NaCl②NaOH③NH3·H2O④CH3COOH⑤BaSO4⑥AgCl⑦Na2O⑧K2O⑨H2O
【教师】表示电离的式子叫电离方程式,下面我们看看电解质的电离方程式。
【板书】2、电离方程式
(1)强电解质:
用“===”
如:
H2SO4===H++SO42—
BaSO4===Ba2++SO42—
(2)弱电解质:
用“”
如:
HFH++F—
CH3COOHCH3COO—+H+
NH3•H2ONH4++OH—
【教师】弱电解质溶液中存在电离平衡,例如:
在CH3COOH溶液中,达到电离平衡时,H+和CH3COO—很少,大部分仍以CH3COOH分子的形态存在。
【讲解】(3)多元弱酸和多元弱碱的电离方程式(以第一步为主)
【例题】H2CO3H++HCO3—HCO3—H++CO32—
H2SO3H++HSO3—HSO3—H++SO32—
H3PO4H++H2PO4—H2PO42—H++HPO42—
HPO42—H++PO43—
Cu(OH)2Cu2++2OH—
Al(OH)3:
两性按两种方法电离
酸式电离:
Al(OH)3+H2O[Al(OH)4]—+H+
碱式电离:
Al(OH)3Al3++3OH—
【注意】1、强酸的酸式盐在熔化和溶解条件下的电离方程式不同
熔化:
NaHSO4===Na++HSO4—
溶解:
NaHSO4===Na++H++SO42—
2、弱酸的酸式盐受热易分解,一般没有熔化状态,在溶解中电离时强中有弱
溶液中:
NaHCO3===Na++HCO3—HCO3—H++CO32—
【教师】大家要注意:
电解质溶于水后形成的离子或分子并不是单独存在的,而是与水分子相互吸引、相互结合(因为水是极性分子,存在偶极矩),以“水合离子”或“水合分子”的形态存在。
这种溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用叫做溶剂化作用。
可以看看课本P75图3—1—4。
【作业】P785
【板书设计】第3章物质在水溶液中的行为
第1节水溶液
一、水的电离
H2OH++OH—△H< 0
以表示为:
K=
1、Kw=[H+][OH—]
水的离子积常数(水的离子积)
25℃,Kw=1.0x10—14mol—2•L—2
2、Kw只与温度有关,T,Kw
二、电解质在水溶液中的存在形态
1、强弱电解质
强电解质:
在稀的水溶液中完全电离的电解质
常见的强电解质:
强酸、强碱和绝大部分的盐,金属氧化物
弱电解质:
在稀的水溶液中部分电离的电解质
常见的弱电解质:
弱酸、弱碱和水
2、电离方程式
(1)强电解质:
用“===”
如:
H2SO4===2H++SO42—
BaSO4===Ba2++SO42—
(2)弱电解质:
用“”
如:
HFH++F—
CH3COOHCH3COO—+H+
NH3•H2ONH4++OH—
(3)多元弱酸和多元弱碱的电离方程式(以第一步为主)
(4)①强酸的酸式盐在熔化和溶解条件下的电离方程式不同
熔化:
NaHSO4===Na++HSO4—
溶解:
NaHSO4===Na++H++SO42—
②弱酸的酸式盐受热易分解,一般没有熔化状态,在溶解中电离时强中有弱
溶液中:
NaHCO3===Na++HCO3—HCO3—H++CO32—
第二课时
【复习提问】1、什么叫强电解质?
什么叫弱电解质?
2、溶液的导电性与什么因素有关?
与物质的溶解度和电解质的强弱有没有关系?
3、判断下列说法正误
(1)HCl溶液中无OH—,NaOH溶液中无H+
(2)NaCl溶液中既无H+也无OH—
(3)常温下,任何物质的水溶液中都有H+和OH—且Kw=[H+][OH—]=1.0x10—14mol—2•L—2
【引入新课】这节课我们主要看看溶液中的H+、OH—的浓度与溶液的酸碱度之间的关系。
【交流•研讨】指导学生完成课本P76的【交流•研讨】。
化合物
c/mol·L—1
[H+]/mol·L—
[OH—]/mol·L—1
HCl
1.0×10—2
1.0×10—2
1.0×10—12
HNO3
1.0×10—3
1.0×10—3
1.0×10—11
NaOH
1.0×10—2
1.0×10—12
1.0×10—2
KOH
1.0×10—3
1.0×10—11
1.0×10—3
NaCl
1.0×10—2
1.0×10—7
1.0×10—7
讨论溶液的酸碱性与[H+][OH—]关系
【板书】三、溶液的酸碱性与pH
1、溶液的酸碱性
[H+]=[OH—],溶液呈中性
[H+]>[OH—],溶液呈酸性,且[H+]越大酸性越强
[H+]<[OH—],溶液呈碱性,且[OH—]越大酸性越强
【教师】在实际应用中,人们常用pH来表示溶液的酸碱性
【板书】2、溶液酸碱性的一种表示——pH
表达式:
pH=—lg[H+]【练习】说出下列溶液的pH值
1.0×10—2mol·L—1HClpH=2
1.0×10—3mol·L—1HNO3pH=3
1.0×10—2mol·L—1NaOHpH=12
1.0×10—3mol·L—1KOHpH=11
1.0×10—2mol·L—1NaClpH=7
【小结】常温下:
中性溶液:
[H+]=[OH—]=1.0×10—7mol·L—1pH=7
酸性溶液:
[H+]>[OH—],[H+]>1.0×10—7mol·L—1pH<7
碱性溶液:
[H+]<[OH—],[H+]<1.0×10—7mol·L—1pH>7
【思考】已知100℃时,Kw=5.5x10—13mol2·L—2,在中性溶液中,其pH=?
【练习】1、室温,求5×10—3mol/LH2SO4溶液的pH和水电离出的[H+]与[OH—]?
2、室温,求5×10—3mol/LBa(OH)2溶液的pH和水电离出的[H+]与[OH—]
3、室温,求1×10—6mol/LHCl溶液的pH和水电离出的[H+]与[OH—]
4、室温,将1×10—3mol/LNaOH稀释,体积变为原来的10倍,求稀释后溶液的pH?
5、室温,将1×10—3mol/LNaOH稀释,体积变为原来的105倍,求稀释后溶液的pH?
6、室温,将100mL1.0mol/L的NaOH与50mL0.55mol/L的H2SO4混合,求混合后溶液的pH?
7、pH=3的盐酸中,盐酸的浓度是mol/L,pH=3的硫酸中,硫酸的浓度是______mol/L?
【讲解并板书】3、溶液酸碱度的测定与测控溶
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