高中化学上学期《水的电离和溶液酸碱性》教学设计.docx
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高中化学上学期《水的电离和溶液酸碱性》教学设计
高中化学上学期《水的电离和溶液酸碱性》教学设计
课题
第三章第一节弱电解质的电离
学
习
目
标
知识与技能
1.了解水的电离、水的离子积及影响因素
2.了解溶液的酸碱性和pH的关系,能判断和比较溶液的酸碱性
3.掌握溶液稀释和混合时pH的变化规律,掌握溶液pH的简单计算
4.初步掌握测定溶液pH的方法,知道溶液pH在工农业生产和科学研究中的重要应用。
5.理解酸碱滴定的原理,掌握滴定管的结构和使用方法,能规范进行酸碱中和滴定实验操作并能分析相关实验的误差。
过程与方法
情感、态度
与价值观
学习
重点
1.掌握溶液稀释和混合时pH的变化规律,掌握溶液pH的简单计算
2.理解酸碱滴定的原理,掌握滴定管的结构和使用方法,能规范进行酸碱中和滴定实验操作并能分析相关实验的误差。
学习
难点
1.掌握溶液稀释和混合时pH的变化规律,掌握溶液pH的简单计算
2.理解酸碱滴定的原理,掌握滴定管的结构和使用方法,能规范进行酸碱中和滴定实验操作并能分析相关实验的误差。
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
一、新课引入
【复习提问】(投影)
醋酸是弱酸,在溶液中存在如下电离平衡;CH3COOH
CH3COO-+H+,当改变以下外界条件:
①加少量盐酸;②加适量水;③适当加热,对醋酸的电离平衡和电离度有什么影响?
【引入】很多电解质溶液都显一定的酸碱性,这不仅仅与溶液中的溶质有关,而且与溶剂水的电离也有着密切的关系,今天我们学习的内容是水的电离和溶液的pH。
回答:
CH3COOH
CH3COO+H+,①加入盐酸,上述平衡逆向移动,电离度减小;②加水,平衡正向移动,电离度增大;③加热,平衡正向移动,电离度增大。
环节二、水的电离
一、水的电离
[讲解]水是极弱的电解质,发生微弱的(自偶)电离。
H2O+H2O
H3O++OH-
[投影]水分子电离示意图:
[板书]1、简写:
H2O
H++OH-
[练习]
写出H2O
H++OH-的电离平衡常数。
[讲解]
在25℃时,实验测得1L纯水只有1×10-7molH2O电离,因此纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/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,c(H2O)=55.6mol/L。
故25℃时,
H2O的电离常数K==1.8×10-16
[板书]
H2O的电离常数K电离==1.8×10-16
[讲解]
电离前后水的浓度几
乎不变,因此,在25℃时,KW=c(H+)·c(OH-)=K电离·c(H2O)=1×10-14,KW就叫做水的离子积。
[板书]
2.水的离子积常数及影响条件
离子积常数KW=____________________。
影响条件:
在常温KW=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14,并且随______的升高,KW增大。
因为水的电离过程是________过程。
3.适用范围
水的离子积不仅适用于纯水_,也适用于___稀的电解质水溶液_
[过渡]
根据影响弱电解质电离的因素分析影响水的电离因素有那些?
[板书]:
4、影响水的电离因素
[讨论]:
影响水的电离平衡的因素并填写下表
影响因素
条件改变
平衡移动
溶液中的c(H+)
溶液中的c(OH-)
Kw
温度
升高温度
向右
增大
增大
变大
降低温度
向左
减小
减小
变小
酸碱性
加入酸
向左
增大
减小
不变
加入碱
向左
减小
增大
不变
由水的离子积可
知,在水溶液中,H+和OH-离子共同存在,无论溶液呈酸性或碱性始终满足KW=c(H+)·c(OH-)。
在酸、碱溶液中c(H+),·c(OH-)与水电离出的c(H+)水,c(OH-)水的关系如下:
(1)在酸溶液中:
c(H+)水=c(OH-)水=c(OH-)=KW/c(H+)
(2)在碱溶液中:
c(H+)水=c(OH-)水=c(H+)=KW/c(OH-)
由此我们可以进行有关c(H+)、c(OH-)的简单计算。
[练习]:
1、0.01mol/L的盐酸中c(H+)水为多少?
c(OH-)水为多少
2、0.001mol/L的氢氧化钠溶液中c(H+)水为多少?
c(OH-)水为多少?
[过渡]:
在常温时,由于水的电离平衡的存在,不仅是纯水,就是在酸性或碱性的稀溶液里,H+浓度和OH—浓度的乘积总是一个常数——1×10-14,请考虑一下,当纯水中加入盐酸或氢氧化钠时,c(H+)和c(OH—)如何变化?
课堂反馈:
1、下列说法中正确的是()。
A.水是极弱的电解质,它能微弱电离生成
,所以严格地说纯水呈微酸性
B.纯水
,
是一常数,不随任何条件改变而改变
C.25℃时纯水中
,稀酸和稀碱中
D.
是一吸热过程,所以温度升高,同电离方向移动,
随之增大
2、能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的操作是
A.向水中投入一小块金属钠
B.将水加热煮沸
C.向水中通入氯化氢气体
D.向水中加食盐晶体
3、纯水能微弱地电离出______和______。
在25℃时,水电离出的
和
浓度为_________,其离子浓度的乘积为________,该乘积叫做_________。
在25℃时,其数值为__________100℃时,其数值为________,二者比较可知水的电离过程是一个______过程。
环节三、溶液的酸碱性和pH(常温下)
二、溶液的酸碱性和pH(常温下):
[阅读教材]46页思考与交流并思考回答相关问题
(3)溶液的酸碱性与c(H+)和c(OH—)的关系:
投影显示空表,教师引导填写,然后推出结论。
电解质
溶液
对水电离平衡的影响
溶液中
c(H+)
(mol/L)
溶液中c(OH—)(mol/L)
c(H+)与
c(OH—)比较
c(H+)·
c(OH—)
溶液酸碱性
纯水
=10-7
=10-7
相等
10-14
中性
盐酸
加HCl,c(H
+)增大,平衡左移
>10-7
<10-7
c(H+)>
c(OH—)
10-14
酸性
氢氧化钠
加NaOH,c(OH—)增大,平衡
左移
<10-7
>10-7
c(H+)<
c(OH—)
10-14
碱性
中性溶液c(H+)=c(OH—)=1×10-7mol/L
酸性溶液c(H+)>c(OH—),c(H+)>1×10-7mol/L
碱性溶液c(H+) 注: ①水中加酸或碱均抑制水的电离,但由水电离出的c(H+)与c(OH—)总是相等。 ②任何电解质溶液中,H+与OH—总是共存,但不能大量共存。 溶液的酸、碱性主要在于c(H+)与c(OH—)的相对大小。 c(H+)与c(OH—)此增彼长,且Kw=c(H+)·c(OH—)不变。 [练习]: 判断溶液的酸碱性有多种方法。 下列溶液中,一定呈碱性的是( ) A.c(OH—)>1×10-7mol·L-1B.溶液的pH>7 C.溶液中: c(H+) c(H+)>1×10-7mol·L-1 [过渡]: 酸性溶液中c(H+)越大,酸性越强,碱性溶液中c(OH—)越大,碱性越强。 我们经常用到一些c(H+)很小的溶液,如c(H+)=1×10-7mol/L的溶液,用这样的量来表示溶液的酸碱性的强弱很不方便。 为此,化学上常采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。 2、定义: PH= 广泛pH的范围为0~14。 注意: 当溶液中c(H+)或c(OH—)大于1mol/L时,不用pH表示溶液的酸碱性。 [练习]: 1、0.01mol/L的盐酸pH为多少? 2、0.001mol/L的氢氧化钠溶液pH为多少? 3、c(H+)水=10-5的溶液pH可能为多少? ⒊溶液PH的测定方法 (1)酸碱指示剂法 说明: 常用的酸碱指示剂有石蕊、甲基橙、酚酞试液。 常用酸碱指示剂的pH变色范围 指示剂 变色范围的pH 石蕊 <5红色 5-8紫色 >8蓝色 甲基橙 <3.1红色 3.1-4.4橙色 >4.4黄色 酚酞 <8无色 8-10浅红色 >10红色 (2)pH试纸法 使用方法: (3)PH计法 4、PH的应用 阅读教材P49-50 相关内容: 1、pH与人体健康的关系。 2、pH在环保上的应用。 3、土壤pH与土壤有效成分关系。 环节四、有关pH的计算 三、有关pH的计算 (一)单一溶液的PH计算 依据: pH=-lg{c(H+)} [练习]: 1、分别求0.05mol/LH2SO4溶液和0.05mol/LBa(OH)2溶液的PH值。 2、已知常温下浓度为0.01mol/L的CH3COOH溶液的电离度为1%,求该溶液的PH值。 [总结]: 求酸或碱溶液的pH,需先判断溶液的酸碱性 若为酸性,先求出c(H+)后,由pH=-lg{c(H+)}求pH 若为碱性,先求c(OH—)后,由Kw=c(H+)·c(OH—)求c(H+),再求pH (二)酸碱混合溶液的PH计算 [讨论]: 如何求混合溶液的pH,如酸与酸混合,碱与碱的混合,酸与碱的混合。 (1)酸I+酸IIc(H+)= [练习]: 3、将PH=2的H2SO4溶液与PH=4的H2SO4溶液等体积混合后,求溶液的PH值。 (2)碱I+碱IIc(OH—)= [练习]: 4、将PH=8的NaOH溶液与PH=10的NaOH溶液等体积混合后,求溶液的PH值。 (3)酸I+碱II 完全中和: c(H+)=c(OH—)=1 mol/L 酸过量: c(H+)= 碱过量: c(OH—)= [练习]: 5、常温下PH=4的HCl和PH=10的NaOH分别按体积比为1: 1,11: 9,9: 11混合,分别求三种情况下溶液的PH值。 (三)酸、碱加水稀释后溶液的PH值 [练习]: 1、常温下,将PH=1的H2SO4溶液和PH=13的NaOH溶液分别稀释1000倍,求所得溶液的PH值。 [思考]: 若在常温下,将PH=1的CH3COOH溶液和PH=13的NH3·H2O溶液分别稀释1000倍,则所得溶液的PH值在什么范围之内。 [讲解]: 分别加水稀释m倍时,溶液的物质的量的浓度均变为原来的1/m,强酸中c(H+)或强碱中的c(OH—)变为原来的1/m,但弱酸弱碱在稀释过程中平衡要正向移动,弱酸中的c(H+)或弱碱中的c(OH—)减小小于m倍,故PH相同的弱酸稀释相同倍数后弱酸酸性强于强酸,PH相同的弱碱稀释相同倍数后弱碱碱性强于强碱。 [总结]: 稀释定律: (1)强酸pH=a,加水稀释10 n倍,则pH=a+n(常温下不超过7) (2)弱酸pH=a, 加水稀释10n倍,
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- 水的电离和溶液酸碱性 高中化学 上学 电离 溶液 酸碱 教学 设计