第二节-水的电离和溶液的酸碱性(全节教案)

1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及其与温度的关系。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。水是极弱电解质·水离子积常数·适用于稀电解质水溶液应用离子积常数，思考、推理明确酸性溶液中有OH-，碱性溶液中有H+实验测定酸碱滴定曲线·中和滴定及其过程中pH的变化和意义·中和滴定计算例pH的应用（测试、调控的意义）·溶液酸碱性与pH的关系·pH试纸与pH计2（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及适用条件。（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，体会对立统一及由量变到质变的辩证思想。（3）通过亲手操作酸碱滴定实验及误差分析，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：溶液的酸碱性及其定量表示方法，酸碱滴定的原理及操作本节教学难点：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+H2OH3O++OH-或H2OH++OH-[教师]请用公式表述水的电离常数[学生])OH(c)OH(c)H(cK2电离[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。3Kw=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(℃)0102025405090100Kw/10-140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.01）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H2OH++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NaOHC(H+)C(OH—)C(H+)与C(OH—)大小比较[学生小结]：对于电离平衡H2OH++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），4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（（11））常常温温下下，，浓浓度度为为11××1100--55mmooll//LL的的盐盐酸酸溶溶液液中中，，由由水水电电离离产产生生的的c(H+)是是多多少少？？（（22））常常温温下下，，浓浓度度为为11××1100--55mmooll//LL的的NNaaOOHH溶溶液液中中，，由由水水电电离离产产生生的的c(OH-)是是多多少少？？（（33））在在常常温温下下，，由由水水电电离离产产生生的的c(H+)==11××1100--99mmooll//LL的的溶溶液液，，则则该该溶溶液液的的酸酸碱碱性性如如何何？？[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及其变色范围：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5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—）=1mol/L酸过量：c（H+）=6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、实验仪器及试剂: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