最新人教版高中化学《弱电解质的电离》示范教案第1课时文档格式.docx
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这种理念在教学中的贯彻对学生在学习过程中开阔思路、完善知识体系是有帮助的。
从具体知识结构来看,化学平衡、电离平衡、溶解平衡是研究电解质在溶液中发生各种变化的理论基础,而电离理论又是联系化学平衡与溶解平衡的纽带。
因此,本节知识对于后续章节的学习有着重要的指导作用。
本节包括两大部分:
一是“电解质有强弱之分”;
二是“弱电解质的电离过程是可逆的”,并存在着电离平衡。
要求学生在已经学过化学平衡理论并了解电解质发生电离和发生离子反应的条件等知识的基础上,进一步学习强电解质和弱电解质的概念,了解强、弱电解质与酸、碱、盐在物质类别方面的联系,及弱电解质的电离平衡以及浓度等条件对电离平衡的影响。
教学建议如下:
1.新课导入。
可以依据引言选择几幅有代表性的画面展示自然奇观和科技时事资料,帮助学生了解:
为什么说地球上广阔的水域是离子反应广泛存在的先决条件,为什么说离子反应是了解生命过程的基础,以及研究离子反应在现代化工生产和环保建设中有何意义。
2.【实验31】的目的是帮助学生建立强电解质和弱电解质的概念,是本节课的基本要求,实验中应强调以下知识点:
(1)HCl和CH3COOH都是电解质,在水溶液中都能发生电离;
(2)镁无论是与盐酸还是醋酸反应,其实质都是与溶液中的H+反应;
(3)由于酸液浓度、温度、体积均相同,且镁条的量也相同,因此,实验中影响反应速率的因素只能是溶液中c(H+)的大小,通过对溶液pH的测定也能证实这一点;
(4)对于学习基础较好的学生,可以向他们说明pH的实际意义是指溶液中c(H+)的负对数,以利于学生对盐酸中HCl的完全电离有更为确切的理解。
3.为了帮助学生认识弱电解质的电离过程是动态的、可逆的,理解弱电解质的电离平衡是一个动态平衡,可以补充相关实验或实验事实,即让学生通过感性认识加深对相关理论的理解。
4.围绕图33的教学,可采取先微观后宏观、先具体后抽象的原则,并借助学生已经具备的化学平衡移动原理的知识来实现教学目标。
(1)以少量冰醋酸溶于水形成0.1mol/L溶液为例
(2)讨论:
关于上述电离平衡,哪些条件的改变会导致该平衡向电离方向移动?
①加入少量冰醋酸;
②加水稀释;
③加少量NaOH溶液;
④加锌粒或加入硝酸铅等均可。
(说明:
升高温度,一般有利于弱电解质的电离平衡向电离方向移动,但对醋酸的电离平衡影响比较复杂,所以尽量回避在此讨论)
温度/℃
10
20
30
40
50
60
电离常数
1.729×
10-5
1.743×
1.750×
1.703×
10-4
1.633×
10-3
1.542×
10-2
另外,教材中相应的【思考与交流】可以认为是对上述图象分析的补充。
5.本节教材通过【科学视野】引入了“电离常数”的概念,意在使有兴趣的学生比照化学平衡常数了解电离平衡常数表达式的意义,了解影响电离常数大小的因素以及电离常数大小与弱电解质相对强弱的关系。
第一课时 强弱电解质
教学设计
(一)
袁虹,靖江市第二中学
教材分析
本节内容是第三章的第一节,在教学时要注意与初中和高中必修内容的衔接,并应用前一章所学化学平衡理论知识和实验探究相结合,逐步分析得出强弱电解质的概念、弱电解质的电离平衡和外界条件对电离平衡的影响一系列知识点,知识点之间环环相扣,并为后两节内容——水的电离和溶液的酸碱性、盐类水解的学习作好铺垫。
在本节内容的教学中,我主要应用了两个探究实验来突破教学的难点。
设计实验探究“同浓度盐酸和醋酸的酸性强弱”来突破强弱电解质的概念。
实验可由学生通过小组讨论自行设计可行性方案,再进行分组实验探究,通过小组汇报、交流、评价,从而得出结论。
在教学时,要取众人所长,教师对探究的评价要注意策略,多肯定学生好的方面,对于违反教学常规的设计也不要立即否定,要鼓励学生质疑,引导学生分析原因。
另外,在分析实验现象时,要让学生学会透过现象看本质的学习方法,并学会归纳整理,培养学生逻辑思维能力,获取科学探究的体验。
课时分配
强弱电解质 1课时
弱电解质的电离平衡 1课时
三维目标
知识与技能
1.认识电解质有强弱之分,了解强、弱电解质的概念并能区分强弱电解质。
2.培养学生设计实验技能,并通过实验现象分析化学问题的能力。
过程与方法
1.通过学生分组讨论、设计实验“探究盐酸和醋酸酸性强弱”,初步学会分析问题、解决问题的方法。
2.引导学生通过实验现象,得出强弱电解质的概念。
情感态度与价值观
1.通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感。
2.培养学生严谨求实,勇于探索的科学态度。
3.对学生进行透过现象看本质的辩证唯物主义教育。
教学重难点
教学重点
强弱电解质的概念。
教学难点
区分强弱电解质。
课前准备
多媒体课件
实验仪器和用品:
水槽、碳棒、灯泡、导线若干、pH试纸、砂纸;
所需药品:
1mol/LHCl溶液、1mol/LCH3COOH溶液、镁条。
[引入本章内容]自然界中有许多神奇的景观,其中溶洞景观就是一绝,溶洞里的石笋、石柱千奇百怪,引人入胜,你一定会惊叹大自然的神奇妙笔。
在惊叹大自然的美景之余,你是否想过,如此坚硬的石头怎么会溶成一个大洞呢?
溶洞里造型奇特的石笋、石柱又是怎样形成的呢?
这就是我们今天要学习的第三章内容——水溶液中的离子平衡。
首先我们来学习第一节——弱电解质的电离。
[设计意图]利用自然界的奇观以引起学生的注意,激发学生的求知欲。
复习回顾
[引导]在前面学习必修——离子反应时,我们曾介绍了电解质和非电解质,请同学们回忆一下什么是电解质?
什么是非电解质?
哪些物质是电解质?
哪些物质是非电解质?
[学生回答]电解质是在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物;
非电解质是在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物。
酸、碱、盐、部分金属氧化物和水是电解质;
非金属氧化物、气态氢化物和大部分有机化合物是非电解质。
[设计意图与预期目标]引导学生回忆,让学生打开记忆之窗,进行新旧知识衔接。
[提问]电解质都能导电吗?
[回答]电解质导电是有条件的,即电解质必须在水溶液或熔化状态下才能导电。
[提问]酸、碱、盐的水溶液为什么能导电?
[回答]酸、碱、盐在水溶液中能导电是因为它们在溶液中发生了电离,产生了能够自由移动的离子。
引入新课
[演示实验]用1mol/L盐酸和1mol/L的醋酸分别做导电性实验。
[实验现象]1mol/LHCl溶液:
灯泡亮;
1mol/LCH3COOH溶液:
灯泡暗。
[设问]为什么会出现这样的实验结果呢?
这就是今天我们要学习的内容——强、弱电解质。
[设计意图]通过演示实验为学习创设良好的氛围。
推进新课
一、强弱电解质
[提出问题]盐酸和醋酸是经常用到的酸,盐酸常用于卫生洁具的清洁或去除水垢。
我们知道醋酸的腐蚀性比盐酸小,比较安全,为什么不用醋酸代替盐酸呢?
[学生推测]同浓度的盐酸酸性比醋酸强。
[实验探究]你能否设计实验探究同浓度盐酸和醋酸的酸性强弱?
[学生分组讨论]提出可行性实验方案有:
1.测同浓度HCl、CH3COOH导电性;
2.用pH试纸测定同浓度HCl、CH3COOH溶液的pH;
3.等体积、等浓度的HCl、CH3COOH溶液与表面积大小相等的镁条反应,比较反应速率的快慢。
(注意:
镁条表面应用砂纸打磨,除去氧化层)
[学生分组实验]利用桌上所提供的试剂和用品完成相关实验。
[设计意图]培养学生合作学习能力和实验操作能力。
[学生现象描述并相互补充]
1.1mol/LHCl溶液pH=0,1mol/LCH3COOH溶液pH=2;
2.等体积等浓度的HCl、CH3COOH溶液分别与表面积大小相等的镁条反应,HCl溶液反应速率快。
[设计意图]培养学生语言表达能力。
[实验分析]
(1)HCl与CH3COOH都是电解质,在水溶液中都能发生电离;
(2)镁无论是与HCl还是CH3COOH溶液反应,其实质都是与溶液中的H+反应;
(3)由于酸液浓度、温度、体积均相同,且镁的量也相同,因此,实验中影响反应速率的因素只能是溶液中c(H+)的大小,通过对溶液pH的测定也能证实这一点。
[实验结论]
(1)由于镁与盐酸反应速率较大,表明同体积、同浓度的盐酸比醋酸溶液中c(H+)大,并由此推断在水溶液中,HCl易电离,CH3COOH较难电离;
(2)由于相同物质的量浓度的盐酸比醋酸pH小,且盐酸的物质的量浓度与盐酸中H+浓度几乎相等,表明溶液中HCl分子是完全电离,而CH3COOH分子只有部分电离。
[设计意图]培养学生分析问题和总结归纳能力。
[总结]不同电解质在水中的电离程度不一定相同
强电解质:
在水分子作用下,能完全电离为离子的化合物。
弱电解质:
在水分子作用下,只有部分电离为离子的化合物。
[思考]酸、碱、盐和水哪些属于强电解质,哪些属于弱电解质?
[分析]强酸、强碱在水中完全电离,属于强电解质;
弱酸、弱碱、H2O在水中部分电离,属于弱电解质。
[追问]盐呢?
[分析]可溶性的盐在水中也能全部电离,难溶性的盐如BaSO4、CaCO3等,在水中虽然难溶,但溶于水的部分在水中能完全电离,因此,难溶性的盐也属于强电解质。
二、强弱电解质的类型
强酸、强碱、大部分盐
弱酸、弱碱、H2O
[练习]下列物质哪些属于强电解质,哪些属于弱电解质?
(1)NaCl
(2)盐酸 (3)Ca(OH)2 (4)CO2 (5)H2O (6)小苏打 (7)BaSO4 (8)酒精 (9)石墨 (10)NH3·
H2O (11)HClO (12)Cu(OH)2
解析:
强电解质、弱电解质都属于化合物范畴,所以
(2)(9)既不是强电解质,也不是弱电解质;
Ca(OH)2属于强碱,NaCl、小苏打、BaSO4属于盐,因此都为强电解质;
HClO是弱酸,NH3·
H2O、Cu(OH)2是弱碱,还有H2O都属于弱电解质;
CO2、酒精分别是非金属氧化物和有机物,因此是非电解质。
答案:
(1)(3)(6)(7);
(5)(10)(11)(12)
三、强弱电解质的导电性
[思考]从刚才的实验探究中我们知道同浓度的HCl与CH3COOH溶液相比,HCl导电能力强,是因为HCl是强电解质,CH3COOH是弱电解质,强电解质的导电能力一定强吗?
弱电解质的导电能力一定弱吗?
[分析]溶液导电能力强弱主要取决于①自由移动离子的浓度;
②离子所带的电荷。
强电解质首先不一定存在自由移动的离子,如NaCl晶体,因此不导电;
其次强电解质在水溶液中自由移动离子的浓度不一定大,比如BaSO4溶液,因此也几乎不导电;
弱电解质导电能力也不一定弱,如5mol/LCH3COOH溶液比0.01mol/LHCl溶液导电能力强。
[结论]溶液的导电性强弱与电解质的强弱无关。
四、电离方程式
[分析]强电解质在水中完全电离,因此用“===”,弱电解质在水中部分电离,因此用“
”。
[练习]用电离方程式表示下列物质的电离:
H2SO4 CH3COOH
NaOH NH3·
H2O
NaCl Al2(SO4)3
[结论]H2SO4===2H++SO
CH3COOH
CH3COO-+H+
NaOH===Na++OH- NH3·
NH
+OH-
NaCl===Na++Cl- Al2(SO4)3===2Al3++3SO
[思考]NaHCO3、NaHSO4呢?
[分析]酸式盐也是强电解质,但是因为对应的酸式酸根离子电离程度也有难易,所以表示方法也不尽相同。
NaHCO3===Na++HCO
,HCO
H++CO
NaHSO4===Na++H++SO
这是因为HSO
在水中电离程度大,而HCO
则在水中难电离。
[思考]多元弱酸呢?
[分析]多元弱酸在水溶液中是分步电离,且以第一步电离为主。
如:
磷酸溶液的电离方程式为:
H3PO4
H++H2PO
①
H2PO
H++HPO
②
HPO
H++PO
③
上述三步电离难易程度①>②>③,其原因可从平衡移动原理来理解,其第①步电离出的H+,对H2PO
第②步电离平衡起到抑制作用;
同样①、②两步电离出的H+也会对HPO
的第③步电离平衡起到抑制作用。
所以,在磷酸溶液中,H3PO4的第一步电离是主要的。
[练习]1.下列说法正确的是( )
A.强电解质的水溶液中不存在溶质分子,弱电解质的水溶液中存在溶质分子和离子
B.强电解质的水溶液的导电性强于弱电解质的水溶液
C.强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
D.强电解质易溶于水,弱电解质难溶于水
强电解质在水溶液中全部电离,因此不存在溶质分子,弱电解质在水溶液中部分电离,因此既存在溶质分子,又存在阴阳离子,A正确;
强弱电解质与溶液导电性无关,溶液导电性主要由离子浓度大小决定,B错误;
强电解质中强酸属于共价化合物,C错误;
强、弱电解质与溶解性也无关,如强电解质HCl、BaSO4;
弱电解质CH3COOH、Cu(OH)2等,D错误。
答案为A。
A
2.把0.05molNaOH固体分别加入到100mL下列液体中,溶液的导电能力变化不大的是( )
A.自来水B.0.5mol/L盐酸
C.0.5mol/L醋酸D.0.5mol/L氯化铵溶液
本题是有关溶液导电能力的判断,溶液导电能力的强弱取决于溶液中自由移动离子的浓度大小,两物质混合,若混合后溶液的离子浓度变大,则溶液的导电能力增强。
将NaOH固体加入自来水或醋酸中,都可使原来的弱电解质溶液变为强电解质溶液,溶液中离子浓度显著增大,导电性增强。
而把NaOH固体加入到盐酸或氯化铵溶液中,由于它们都恰好完全反应生成NaCl,且反应后,溶液中离子的浓度基本不变,所以溶液导电性变化不大。
答案为B、D。
BD
课堂小结
本节课我们通过实验探究分析得出强弱电解质的概念,并进一步通过导电本质得出强弱电解质与导电性强弱无关,在解题时,不仅要求同学们会辨别强弱电解质,还要会书写有关电离方程式。
下面是有关强弱电解质的比较,请同学们根据已学知识完成表格:
强电解质
弱电解质
定义
在水溶液中几乎完全电离的电解质
在水溶液中部分电离的电解质
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
部分共价化合物
电离过程
不可逆
可逆
电离程度
几乎完全电离
只有部分电离
电离式
用等号表示:
“===”
Na2SO4===2Na++SO
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
用可逆号表示:
如“
”
CH3COOH
H2SO3
H++HSO
典型物质
强酸:
H2SO4、HNO3、HCl
强碱:
NaOH、Ba(OH)2
大多数盐:
NaCl、(NH4)2SO4
弱酸:
H3PO4、H2SO3、H2S
弱碱:
NH3·
水:
弱电解质的电离
溶液导电性强弱与电解质强弱无关
本节教学活动中,通过学生重温高一时电解质、非电解质概念,引入本节课教学重点强弱电解质。
本节课探究性实验主要是帮助学生建立强弱电解质的概念,是本节课的基本要求,通过实验现象逐步分析得出相关结论。
教学设计
(二)
王万余,江苏省东海县白塔高级中学
本节内容是化学平衡的延续,在学习过程中可要求学生在已经学过化学平衡原理(勒夏特列原理),并在了解电解质的电离和离子反应发生的条件等知识的基础上,来描述弱电解质在水溶液中的电离及电离平衡情况。
设计实验探究“外界条件对电离平衡的影响”来突破影响电离平衡的外界因素,指导分析弱电解质的电离平衡受浓度等外界条件的影响时的变化及变化结果,并要求学生能及时总结规律,联系实际,解释日常生活中的实际问题。
1.了解强电解质、弱电解质在水溶液中电离程度的差异,能判断常见的强电解质和弱电解质。
2.了解电离平衡概念,能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡。
3.会书写常见弱电解质的电离方程式。
1.能与同学、教师交流、合作,来了解有关弱电解质电离的知识。
2.通过实验,培养学生观察、分析能力,掌握推理、归纳、演绎和类比等科学方法。
能通过研究弱电解质的电离平衡及在生活中的应用,解释生活中的一些问题,培养学生学习化学的兴趣。
强、弱电解质的概念和弱电解质的电离平衡。
弱电解质的电离平衡。
实验仪器和药品:
试管、滴管、pH计、1mol/LHCl、1mol/LCH3COOH、0.1mol/LHCl、0.1mol/LCH3COOH、镁条、冰醋酸、NaCl晶体、CH3COONH4晶体等。
导入新课
[投影]展示几幅自然奇观和科技时事资料图片:
[思考]为什么说地球上广阔的水域是离子反应广泛存在的先决条件?
离子反应在现代化工生产和环保建设中有何意义?
[分析]酸、碱和盐在水溶液中的反应,以离子反应为特征。
离子反应的速率决定于溶液中离子的浓度和离子的扩散速率。
加上地球是个“水球”,海洋、江河和地下水就成了离子反应广泛存在的条件。
地球上所发生的许多变化,如生命活动过程、现代化工生产和环保建设等都与离子反应是分不开的。
[提问]什么是电解质?
非电解质?
举例说明。
[总结]电解质和非电解质比较
电解质
非电解质
概念
在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物
在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物
结构关系
大多数离子化合物、强极性键共价化合物
一些极性键或非极性键构成的化合物
实例
酸、碱、盐、H2O等
大多数有机物、SO3、CO2等
说明
溶液导电与否是由内外因共同作用的结果,内因为必须有电解质,外因在水的作用下两者缺一不可,可用下列图示表示:
电解质→电离→导电
溶液导电性强弱是由溶液中自由移动离子浓度决定
[投影]请大家根据电解质的概念,讨论以下几种说法是否正确,并说明原因。
1.石墨能导电,所以石墨是电解质。
2.硫酸溶液能导电,所以硫酸溶液是电解质。
3.由于CaCO3不溶于水,所以不是电解质。
4.Na2O溶于水可导电,所以Na2O为电解质。
5.SO2、NH3溶于水可导电,所以SO2、NH3为电解质。
[分析]根据电解质的概念——在水溶液中或熔融状态下,能够导电的化合物叫电解质,可判断上述说法的正误及原因如下:
1.错误——石墨虽然能导电,但它是单质,而电解质是化合物,因此它不是电解质。
2.错误——电解质是化合物,硫酸溶液是混合物,因此硫酸溶液不是电解质。
3.错误——虽然CaCO3属不溶物,但是CaCO3并不是一点都不溶于水,溶于水的少量CaCO3可电离成Ca2+、CO
,因此CaCO3是电解质。
4.错误——Na2O溶于水与水反应生成NaOH而导电,这时电解质是NaOH;
但Na2O在熔融状态下,可电离出Na+、O2-,故Na2O在熔融状态下导电,因此Na2O也是电解质。
5.错误——SO2、NH3溶于水与水反应生成H2SO3、NH3·
H2O而电离出自由移动的离子而导电,并不是SO2、NH3自身电离出离子;
同时SO2、NH3在熔融状态下不导电,所以SO2、NH3并不是电解质。
[思考]酸、碱、盐都是电解质,在水中都能电离出离子。
不同电解质的电离程度是否有区别?
[分析]有区别,电解质有强弱之分。
盐酸与醋酸是生活中常用的酸,盐酸常用于卫生洁具的清洁或去除水垢。
不用醋酸代替盐酸,是因为醋酸的去水垢能力不如盐酸强,酸性弱。
[过渡]醋酸的去水垢能力不如盐酸强,除浓度之外,是否还有其他因素?
下面我们可通过以下实验来帮助我们求得一个合理的解释。
[实验3