第二节 水的电离和溶液的酸碱性全节教案.docx

第二节 水的电离和溶液的酸碱性全节教案.docx

《第二节 水的电离和溶液的酸碱性全节教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二节 水的电离和溶液的酸碱性全节教案.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第二节水的电离和溶液的酸碱性全节教案

第二节　　水的电离和溶液的酸碱性

一、教学要求：

模块学习要求

1．知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。

1.1知道水的离子积常数Kw与其与温度的关系。

1.2了解溶液的pH、溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度大小、溶液酸碱性三者之间的关系。

1.3知道pH与c（H+）的定量关系，能进行溶液pH的简单计算。

2．初步掌握测定溶液pH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。

2.1初步掌握测定溶液pH的方法。

2.2了解酸碱中和滴定的原理；学会使用滴定管，能利用中和滴定法测定强酸或强碱溶液的浓度；了解酸碱中和过程中溶液pH的变化规律。

2.3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。

高考要求

电解质溶液

1、了解水的电离，离子积常数。

2、了解溶液pH的定义。

了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。

二、教材内容：

介绍思考

交流

实践活动推理

应用一例

本节教材在弱电解质电离平衡的基础上，将水看成一种反应物浓度不变的弱电解质，从一般到特殊认识水的电离平衡的特征（水的电离平衡和离子积），逐步认识水溶液中离子浓度的特点（溶液的酸碱性），从定性到定量的研究其酸碱性（溶液pH的简单计算），最后考虑其应用（中和滴定实验和应用）。

在方法上遵循从一般到特殊，从定性到定量，从简单到复杂的认识观。

三、教学目标：

1、知识与技能：

（1）知道水是一种弱电解质，外界条件会影响其电离平衡的移动，

（2）知道水的离子积常数不仅适用与纯水，也适用于稀的电解质溶液。

（3）了解测定溶液pH的方法有pH试纸测量（广泛pH试纸和精密pH试纸）、pH计测量和酸碱滴定测量，了解各种方法的优缺点与适用条件。

（4）掌握酸碱中和滴定的原理和操作方法，并能进行误差分析。

（5）能进行溶液pH的简单计算；了解pH在工农业生产和科学研究中的重要作用。

2、过程与方法：

（1）经历对水的离子积常数的分析，加深对弱电解质电离平衡的认识，了解一般与特殊的辩证关系。

（2）经历对溶液中H+和OH-浓度的变化对酸碱性的影响分析，体会对立统一与由量变到质变的辩证思想。

（3）通过亲手操作酸碱滴定实验与误差分析，体会操作原理对具体操作步骤和方法的指导作用，训练思维的有序性和严谨性。

3、情感态度与价值观：

（1）了解化学定量分析的方法，体验化学在科学研究中作用和地位，提高学生的科学素质。

（2）通过酸碱溶液中离子浓度对溶液性质的影响，培养学生辩证唯物主义的世界观和方法论。

四、教学重点和难点：

本节教学重点：

溶液的酸碱性与其定量表示方法，酸碱滴定的原理与操作

本节教学难点：

溶液的酸碱性的定量表示方法，酸碱滴定的操作

五、课时安排：

3课时

六、教学过程：

第一课时

【引入】

由复习强电解质盐酸的电离和弱电解质醋酸的电离入手，提出问题——水是如何电离的？

如何用实验证明水的电离过程？

精确的纯水导电实验

[设计意图]从运用已学知识分析、推导新知识入手，减少学生的陌生感，做好知识的铺垫。

一．水的电离与水的离子积常数

[教师]精确的纯水导电实验说明什么？

[学生]水是一种极弱的电解质，电离方程式可表示为：

H2O+H2O

H3O++OH-或H2O

H++OH-

[教师]请用公式表述水的电离常数

[学生]

[分析]1L纯水的物质的量是55·6mol，经实验测得250C时，发生电离的水只有1×10-7mol，二者相比，水的电离部分太小，可以忽略不计。

因此电离前后水的物质的量几乎不变，可以视为常数，常数乘以常数必然为一个新的常数，用Kww表示，即为水的离子积常数，简称水的离子积。

Kw=c（H+）·c（OH—）

由于250C时，c（H+）=c（OH—）=1×10-7mol/L

所以250C时，Kw=c（H+）·c（OH—）=1×10-14

[探究]影响水的电离平衡的因素

[教师]情景1：

观察下表的数据

t（℃）

90

100

Kw/10-14

0.134

0.292

0.681

1.01

2.92

5.47

38.0

55.0

1）从以上数据中发现什么递变规律？

2）以上数据说明温度与水的电离程度之间存在什么关系？

[学生小结]在H2O

H++OH-中，

升高温度，水的电离程度______，水的电离平衡向____移动，Kw_____。

降低温度，水的电离程度______，水的电离平衡向____移动，Kw_____

[PPT小结]温度越高，Kw越大。

Kw在一定温度下是个常数。

升高温度，促进水的电离。

水的电离是一个吸热过程。

[教师]水的离子积Kw=[H+][OH-]=1×10-14不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。

[教师]情景2：

比较下列情况下，C（H+）和C（OH—）的值或变化趋势。

纯水

加入少量盐酸

加入少量NaOH

C（H+）

C（OH—）

C（H+）与C（OH—）大小比较

[学生小结]：

对于电离平衡　H2O

　　H++OH-中

c（H+）

c（OH-）

c（H+）与c（OH-）大小比较

Kw

酸碱性

水的电离平衡

蒸

馏

水

蒸馏水

加酸后

加碱后

[设计意图]加深对水的离子积常数Kw的认识与理解，为Kw在酸碱溶液中的应用做好准备。

[教师]情景3：

有哪些方法可以抑制水的电离？

[学生]加酸、加碱、降温。

[教师小结]酸、碱由于电离产生的H＋或OH－对水的电离平衡起抑制作用，使水的电离程度减小，而某些盐溶液中由于Ac－、NH4＋等“弱离子”因结合水电离出的H＋或OH－能促进水的电离平衡（下一节介绍），使水的电离程度增大，但无论哪种情况，只要温度不变，KW就不变。

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，c（H+）与c（OH—）此增彼长，且Kw=c（H+）·c（OH—）不变。

[教师]情景4：

请计算

（1）常温下，浓度为1×10-5mol/L的盐酸溶液中，由水电离产生的c（H+）是多少？

（2）常温下，浓度为1×10-5mol/L的NaOH溶液中，由水电离产生的c（OH-）是多少？

（3）在常温下，由水电离产生的c（H+）=1×10-9mol/L的溶液，则该溶液的酸碱性如何？

[引申]判断溶液酸碱性强弱的依据是什么？

[学生小结]溶液的酸碱性

酸性溶液：

c（H+）______c（OH—），c（H+）______1.0×10-7mol/L

碱性溶液：

c（H+）______c（OH—），c（H+）______1.0×10-7mol/L

中性溶液：

c（H+）______c（OH—），c（H+）______1.0×10-7mol/L

二．c（H+）和c（OH-）与溶液酸碱性、pH的关系

[教师]溶液的酸碱性如何表示？

1、溶液的酸碱性可用c（H＋）与c（OH－）表示。

2、c（H+）和c（OH-）都较小的稀溶液（＜1mol/L），化学上常采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。

pH表示c（H+）的负对数，pH＝－lg[H＋]

中性溶液c（H＋）＝1×10－7mol/LpH＝7

酸性溶液c（H＋）＞1×10－7mol/LpH＜7

碱性溶液c（H＋）＜1×10－7mol/LpH＞7

[小结]pH的适应范围：

稀溶液，0～14之间；

酸性溶液中c（H＋）越大，酸性越强，pH越小；碱性溶液中c（OH－）越大，c（H＋）越小，pH越大，碱性越强。

[教师]如何测定pH？

pH的测定方法：

粗略测定：

（1）酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞

常用酸碱指示剂与其变色范围：

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

＞10红色

（2）pH试纸——最简单的方法。

操作：

将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒沾取未知液点试纸中部，然后与标准比色卡比较读数即可。

注意：

①事先不能用水湿润pH试纸；②只能读取整数值或范围

精确测定：

pH计

三．pH的应用

第二课时

四．pH值的计算

[教师]pH是氢离子浓度的负对数（室温），pH=—lgc（H+）

pH值计算1——单一溶液

[练习1]取1mol/L的HCl溶液，其pH是多少？

取1mol/L的硫酸，其pH是多少？

[设计意图]强调c（H+）=n（H+）/V（aq），pH=—lgc（H+），

[练习2]1mLpH=3的HCl溶液，其c（H+）是多少？

[设计意图]强调pH值计算公式的变式：

c（H+）=10-pH

[巩固练习]

1．同一浓度的强酸与弱酸的pH值的比较，如0.1mol/L的盐酸与0.1mol/L的醋酸的pH值的比较

2．同一浓度的强碱与弱碱的pH值的比较，如0.1mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的氨水的pH值的比较

3．同一pH值的强酸（如盐酸）与弱酸（如醋酸）的浓度比较：

c（HCl）与c（HAc）的关系

4．同一pH值的强碱（如NaOH溶液）与弱碱（如氨水）的浓度比较：

c（NaOH）与c（NH3·H2O）的关系

5．体积相同、pH相同的HCl溶液和CH3COOH溶液，与NaOH溶液中和时两者消耗NaOH的物质的量

A．相同B．中和HCl的多C．中和CH3COOH的多D．无法比较

[学生小结]强弱电解质酸溶液的浓度与氢离子浓度的比较

[设计意图]应用强弱电解质的概念于pH值的计算，有助于新旧知识的联系与应用。

pH值计算2——强酸的稀释

[练习3]1mLpH=3的HCl溶液加水稀释到100mL后，溶液的pH是多少？

[设计意图]强调c（H+）降低为原先的1/10倍，pH上升一个单位

pH值计算3——强碱的稀释

[练习4]取pH=12的NaOH溶液与水按1：

99的体积比混合后，溶液的pH值是多少？

[设计意图]引入碱溶液的计算，强调可利用Kw常数计算溶液的c（H+），且pH=—lgc（H+）；或求pOH。

【小结】稀释过程溶液pH值的变化规律：

1、强酸溶液：

稀释10n倍时，pH稀＝pH原＋n（但始终不能大于或等于7）

2、弱酸溶液：

稀释10n倍时，pH稀＜pH原＋n（但始终不能大于或等于7）

3、强碱溶液：

稀释10n倍时，pH稀＝pH原－n（但始终不能小于或等于7）

4、弱碱溶液：

稀释10n倍时，pH稀＞pH原－n（但始终不能小于或等于7）

pH值计算4——强酸、强碱的混合

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]取80mLNaOH溶液加入到120mL盐酸中，所得溶液的pH为2。

如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量溶液浓度相同，则它们的浓度是多少？

第三课时

对于本部分内容是化学实验中为数不多的定量实验，为此采用的教学方法为实践式教学法，具体教学设计如下：

1、定义：

用已知物质的量的浓度的来测定未知浓度的的方法。

2、原理：

[教师]盐酸与NaOH溶液的酸碱中和反应的原理是什么？

两者的定量关系是什么？

[实验原理分析]c（H+）V（酸）=c（OH—）V（碱）

[练习]1．10mL0.100mol/LHCl溶液与10mL0.100mol/LNaOH溶液反应后，溶液的pH值是多少？

2．20mL0.100mol/LHCl溶液与10mL0.100mol/LNaOH溶液反应后，溶液的pH值是多少？

3．10mL0.100mol/LHCl溶液与10mL0.200mol/LNaOH溶液反应后，溶液的pH值是多少？

[设计意图]让学生理解与把握酸碱中和的定量关系，巩固pH值的计算。

3、实验的关键:

（1）准确测量参加反应的两种溶液的体积。

（2）准确中和反应是否恰好完全反应。

4、实验仪器与试剂:

仪器:

酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管夹、烧杯、白纸、pH计。

试剂：

标准液、待测液、指示剂。

5、指示剂的选择：

⑴原则：

①终点时，指示剂的颜色变化明显；

②变色范围越窄越好，对溶液的酸碱性变化较灵敏。

⑵常见指示剂变色范围

甲基橙：

（红）－3.1～橙色～4.4－（黄）

酚酞：

（无）－8.2～粉红色～10.0－（红）

石蕊：

（红）－5.0～紫色～8.0－（蓝）

[练习]向20.00mL0.100mol/LHCl中滴加0.100mol/LNaOH溶液过程中，溶液的pH值变化如下，你发现了什么现象与规律，而在实际的中和滴定中，我们需要注意哪些方面？

V（NaOH）/mL

0.00

10.00

15.00

18.00

19.00

19.96

20.00

20.04

21.00

pH

1.0

1.2

1.8

2.3

2.6

3.9

7

10.0

11.4

[引导学生小结]在接近pH=7时，很少量的酸或碱的加入，就会引起溶液pH突变。

[设计意图]通过数据建立滴定曲线，明白在接近终点时pH的变化，知道指示剂选择对滴定结果的影响。

pH

[练习]以下哪一条曲线符合上述实验中过程的pH-V（NaOH）曲线

图A

图B

[学生]图D

[引申]进行酸碱中和滴定时，当滴定接近终点时，应注意哪些实验操作？

[设计意图]让学生善于根据图中数据体会酸碱中和过程中pH值的变化趋势与变化快慢。

[视频介绍]pH计、酸碱滴定管的使用

[学生实验]实验测定酸碱反应曲线

按照课本P50实践活动进行，教师讲解实验注意问题。

6、实验步骤

⑴检漏：

检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活；

⑵洗涤润洗：

用水洗净后，各用少量待装液润洗滴定管2－3次；

⑶装液：

用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中，使液面高于刻度2-3cm。

⑷赶气泡：

①酸式:

快速放液；②碱式:

橡皮管向上翘起。

⑸调读数：

调节滴定管中液面高度，在“0－1”ml之间，并记下读数。

⑹取液：

①从碱式滴定管中放出25.00ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中；②滴入2滴酚酞试液，将锥形瓶置于酸式滴定管下方，并在瓶底衬一张白纸。

⑺滴定：

左手控制酸式滴定管活塞，右手拿住锥形瓶瓶颈，边滴入盐酸，边不断顺时针方向摇动，眼睛要始终注视锥形瓶溶液的颜色变化。

⑻记读数：

当看到加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变无色时，停止滴定，准确记下盐酸读数，并准确求得滴定用去的盐酸体积。

⑼算：

整理数据进行计算。

【学生】书写实验记录，并对实验结果进行分析。

[设计意图]通过学生的实践活动，对中和滴定的操作和实验数据的处理有初步了解，为下一步教学活动做知识准备。

7、误差分析

下面是用标准酸滴定待测碱而引起的结果变化情况，在实验时若出现下列情况，对实验结果有什么影响？

实验操作情况

对c碱的影响

①开始滴定时滴定管尖嘴处留有气泡

偏

②读数开始时仰视，终止时俯视

偏

③到滴定终点时尚有一滴酸挂在滴定管尖嘴外而未滴入锥瓶

偏

④洗净的酸管未用标准液润洗

偏

⑤洗净的锥瓶用待测碱润洗

偏

⑥不小心将标准液滴至锥瓶外

偏

⑦不小心将待测碱液溅至锥瓶外

偏

⑧滴定前向锥形瓶中加入10mL蒸馏水，其余操作正常

[设计意图]将知识进行归纳整理，应用实验解决实际问题。

【巩固练习】

[问题1]滴定管的种类有几种？

使用时要注意哪些问题？

为什么？

[问题2]怎样检查滴定管是否漏液？

如何排净滴定管中的气泡？

如何润洗滴定管？

怎样读取数据？

[问题3]在实验室进行实验时，为什么要把初始液面调至“0”或“0”刻度以下？

将一个量程为25mL的滴定管中液面在“0”刻度的溶液全部放入量筒中，溶液的体积为：

（A）大于25mL（B）等于25mL（C）小于25mL，为什么？

[教师小结]