课题:第二节 水的电离和溶液的酸碱性(一) 知识 教 学 目 的 与 技能 过程 与 方法 情感 态度 1、 知道水的离子积常数, 授课班级 1 课 时 1、通过水的电离平衡分析,提高运用电离平衡基本规律分析问题的解决问题的能力。 2、通过水的离子积的计算,提高有关的计算能力,加深对水的电离平衡的认识 1、通过水的电离平衡过程中H+、OH-关系的分析,理解矛盾的对立统一的辩证关系。 价值观 2、由水的电离体会自然界统一的和谐美以及“此消彼长”的动态美。 重 点 难 点 水的离子积。 水的离子积。 第二节 水的电离和溶液酸碱性 一、水的电离 1、H2O + H2O H3O + OH+- 简写: H2O H+ OH +-2、 H2O的电离常数K电离== 知 识 结 构 与 板 书 设 计 ―+C(H)C(OH-) C(H2O)--143、水的离子积(ion-product contstant for water ): 25℃ K W= c(H)· c(OH)= = 1.0×10。 4、影响因素:温度越高,Kw越大,水的电离度越大。 对于中性水,尽管Kw,电离度增大,但仍是中性水, 5、KW不仅适用于纯水,还适用于酸性或碱性的稀溶液,不管是哪种溶液均有:C(H)H2O == C(OH)H2O KW== C(H)溶液·C(OH)溶液 二、溶液的酸碱性与pH 1、溶液的酸碱性 稀溶液中25℃: Kw = c(H)·c(OH)=1×10 常温下: 中性溶液:c(H)=c(OH)=1×10mol/L 酸性溶液:c(H)> c(OH), c(H)>1×10mol/L 碱性溶液:c(H)< c(OH), c(H)<1×10mol/L c(OH)>1×10mol/L 用心 爱心 专心
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+-+-7--7+-+-7+--7+--14+―+
教学过程 教学步骤、内容 [实验导课]用灵敏电流计测定纯水的导电性。 现象:灵敏电流计指针有微弱的偏转。 说明:能导电,但极微弱。 分析原因:纯水中导电的原因是什么? 结论:水分子能够发生电离,水分子发生电离后产生的离子分别是H3O和OH ,发生电离的水分子所占比例很小。水是一种极弱电解质,存在有电离平衡: [板书] 第二节 水的电离和溶液酸碱性 一、水的电离 [讲]水是极弱的电解质,发生微弱的(自偶)电离。 [投影]水分子电离示意图: ―+教学方法、手段、师生活动 +―实验测定:25℃ c(H)= c(OH)=1×10mol/L 100℃ c(H)= c(OH)= 1×10mol/L [板书] 1、H2O + H2O简写: H2O ++--6+--7 H3O + OH -+- H+ OH [讲]与化学平衡一样,当电离达到平衡时,电离产物H和OH浓度之积与未电离的H2O的浓度之比也是一个常数。 [板书]2、 H2O的电离常数K电离== C(H)C(OH-) C(H2O)-7-7[讲]在25℃时,实验测得1L纯水(即550.6 mol)只有1×10mol H2O电离,因此纯水中c(H)=c(OH)= 1×10mol/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,实验测定:25℃ c(H++- )= c(OH)=1×10mol/L --7[讲]因为水的电离极其微弱,在室温下电离前后n(H2O)几乎不变,因此, +―C(H2O)可视 为常数,则C(H)·C(OH)==K电离·C(H2O)。常数K电离与常数 C(H2O)的积作为一新的常数,叫做水的离子积常数,简称水的离子积常数, 简称水的离子积,记作KW,即K W= c(H)· c(OH) [板书] 3、水的离子积(ion-product contstant for water ): +- 用心 爱心 专心 2
25℃ K W= c(H)· c(OH)= = 1.0×10[投影] 表3-2 总结水的电离的影响因素。 +--14。 [板书]4、影响因素:温度越高,Kw越大,水的电离度越大。 对于中性水,尽管Kw,电离度增大,但仍是中性水, [投影]知识拓展---影响水电离平衡的因素 1、温度: 水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡右移,电离程度增大, +―+―C(H)和C(OH)同时增大,KW增大,但由于C(H)和C(OH)始终保持相等, 故仍呈中性。 2、酸、碱 向纯水中加入酸或碱,由于酸(碱)电离产生的H(OH),使溶液中的C(H)或C(OH)增大,使水的电离平衡左移,水的电离程度减小。 3、含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐 在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐,由于它们能跟水电离出的H和OH结合生成难电离物,使水的电离平衡右移,水的电离程度增大。 4、强酸的酸式盐 向纯水中加入强酸的酸式盐,如加入NaHSO4,由于电离产生H,增大C(H),使水的电离平衡左移,抑制了水的电离 5、加入活泼金属 向纯水中加入活泼金属,如金属钠,由于活泼金属能与水电离的H直接作用,产生氢气,促进水的电离。 ++++―+―+― -14[讲]KW与温度有关,随温度的升高而逐渐增大。25℃时KW==1*10,100℃ -12KW=1*10。KW不仅适用于纯水(或其他中性溶液),也适用于酸、碱、盐的 稀水溶液。在不同溶液中,C(H)、C(OH)可能不同,但任何溶液中由水电离的C(H)与C(OH)总是相等的。KW==C(H)·C(OH)式中,C(H)、C(OH)均表示整个溶液中总物质的量浓度。 [板书]5、KW不仅适用于纯水,还适用于酸性或碱性的稀溶液,不管是哪种溶液均有:C(H)H2O == C(OH)H2O KW== C(H)溶液·C(OH)溶液 [过渡]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。由此我们可以进行有关c(H)、 c(OH)的简单计算。 用心 爱心 专心 3
[板书]二、溶液的酸碱性与pH 1、溶液的酸碱性 [思考与交流] 1、1L酸或碱稀溶液中水的物质的量为55.6 mol,此时发生电离后,发生典礼的水是否仍为纯水时的1×10mol/L? 2、比较纯水、酸、碱溶液中的c(OH)、c(H)的相对大小关系。 3、酸溶液中是否存在OH?碱溶液中是否存在H?解释原因。 [讲]碱溶液中:H2O ++-+---+-+-7 H + OH NaOH == Na + OH, c(OH) H + OH +--14+升高, c(H)下降,水的电离程度降低。酸溶液中:H2O -+-+- HCl == H + Cl , c(H)升高,c(OH)下降,水的电离程度降低。 实验证明:在稀溶液中:Kw = c(H)·c(OH) 25℃ Kw=1×10[板书]稀溶液中25℃: Kw = c(H)·c(OH)=1×10 常温下: 中性溶液:c(H)=c(OH)=1×10mol/L 酸性溶液:c(H)> c(OH), c(H)>1×10mol/L 碱性溶液:c(H)< c(OH), c(H)<1×10mol/L c(OH)>1×10-7+-+-7-+-+-7+--7+--14 mol/L [小结]最后,我们需要格外注意的是,酸的强弱是以电解质的电离来区分的:强电解质即能完全电离的酸是强酸,弱电解质即只有部分电离的酸是弱酸。溶液的酸性则决定于溶液中C(H)。C(H)越大,溶液的酸性越强;C(H)越小,溶液的酸性越弱。强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强;酸性强的溶液不一定是强酸溶液;酸性相同的溶液,弱酸浓度大、中和能力强;中和能力相同的酸,提供H的物质的量相同,但强酸溶液的酸性强。 ++++[随堂练习] 1、如果25℃时,KW==1*10,100℃ KW=1*10。这说明( AC ) A、100℃水的电离常数较大 B、前者的C(H)较后者大 C、水的电离过程是一个吸热过程 D、KW和K无直接关系 2、已知NaHSO4在水中的电离方程式为:NaHSO4==Na+H+SO4 。某温度下,向pH==6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH为2。下列对该溶液的叙述中,不正确的是( ) A、该温度高于25℃ B、由水电离出来的C(H)==1*10 mol/L C、NaHSO4晶体的加入抑制了水的电离 +-10++2―+-14-12用心 爱心 专心 4
D、该温度下加入等体积pH为12的NaOH溶液,可使反应后的溶液恰好呈中性 教学回顾:
教 案
课题:第二节 水的电离和溶液的酸碱性(二) 用心 爱心 专心
授课班级 5
课 时 知识 教 学 目 的 与 技能 1、能进行溶液的pH的简单计算 2 2、初步掌握测定溶液的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 3、理解溶液的pH。理解溶液的pH跟溶液中c(H)之间的关系。 1、通过各种类型溶液pH的计算,掌握电解质溶液pH计算方法。 2、通过不同溶液混合后pH的计算,掌握具体情况具体分析的思考方法,提高分析问题解决问题能力。 3、通过溶液pH的测试方法,掌握实验室测试溶液酸碱性的方法。 通过用pH表示溶液的酸碱性,理解化学学科中对极小数值的表示方法,让学生体会化学学科的特有价值。 +过程 与 方法 情感 态度 价值观 重 点 pH与溶液酸碱性的关系,有关溶液的pH的简单计算 难 点 各类溶液、各类混合后的c(H)、pH的计算。 三、pH 1、定义:pH=-lg[c(H)] 2、广泛pH的范围:0-14; 溶液的酸性越强,其pH越小;溶液的碱性越强,其pH越大。 知 识 结 构 与 板 书 设 计 3、pH的测定方法 (1) 试纸的使用 (2) 酸碱指示剂 (3) pH计 4、pH的应用 四、pH的有关计算 1、单一溶液的pH计算 (1) 求强酸溶液的pH (2)求强碱溶液的pH 2.混合溶液的pH计算 (1)求强酸与强酸混合溶液的pH (2)求强碱与强碱混合溶液的pH (3)求强酸与强碱混合溶液的PH 3、稀释的计算 (1)强酸 pH=a,加水稀释10倍,则pH=a+n (2)弱酸 pH=a,加水稀释10倍,则pHb-n 教学过程 nnnn++用心 爱心 专心 6 教学步骤、内容 [回顾]水的电离、离子积常数、水电离平衡的影响因素、溶液的酸碱性. [过渡]利用离子积计算溶液中的H或OH浓度 [点击试题]例1、求25℃0.01mol/L盐酸的C(H) [分析]1、在该溶液中存在哪几种电离 2、c(H)×c(OH)中的c(H)应等于两者之和 3、HCl = H+ +-+++-教学方法、手段、师生活动 + Cl - 0.01 0.01 H2O=H+OH x x 所以,(0.01+x)x=10-14 +- 一般地,x 与0.01相比,可以忽略不计 + n(OH)==0.05*2==0.1 n(H)==10-13 +―[随堂练习]1、求25℃0.05mol/LBa(OH)2溶液C(H) 2、求25℃0.05mol/L硫酸溶液由水电离出来的[H] [过渡]从上述数据,上述c(H)、c(OH)都较小,使用起来不方便,因此,化学上常采用pH来表示溶液的酸碱性的强弱。 [板书]三、pH 1、定义:pH=-lg[c(H)] [讲]溶液的pH指的是用C(H)的负常用对数来表示溶液的酸碱性强弱,即pH=-lg[c(H)],要注意的是的,当溶液中C(H)或C(OH)大于1 mol 时,不用pH来表示溶液的酸碱性。广泛pH的范围为0-14 [投影]中性溶液,c(H)=c(OH)=10mol/L pH=7 酸性溶液,c(H)>c(OH) pH<7 碱性溶液,c(H) [投影] [过]除了试纸外,我们在实验室最常用的是酸碱指示剂。 [板书](2) 酸碱指示剂 [讲]酸碱指示剂一般是弱有机酸或弱有机碱,它们的颜色变化在一定的pH范围内发生的,因此,可以用这些弱酸、弱碱来测定溶液的pH。但只能测出pH的范围,一般不能准确测定pH。 [投影] 指示剂 甲基橙 石蕊 5-8 酚酞 8-10 变色范围pH 3.1-4.4 溶液颜色 红-橙-黄 红-紫-蓝 无色-浅红-红 [讲]上述两种测定方法,都不是很精确,要想准确测定溶液的pH应该使用pH计 [板书](3) pH计 [讲]测试和调控溶液的pH,对工农业生产、科学研究、以及日常生活和医疗保健都具有重要意义。在医疗上,当体内的酸碱平衡失调时,血液的pH是诊断疾病的一个重要参数,而利用药物调控pH则是辅助治疗的重要手段之一。在生活中,人们洗发时用的护发素,其主要功能也是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度。在环保领域中,酸性或碱性废水处理常常利用中和反应,在中和处理的过程中可用pH自动测定仪进行监测和控制。在农业生产中,因土壤pH影响 植物对不同形态养分的吸收及养分的有效性,各种作物生长都对土壤土壤的pH范围有一定的要求。在科学实验和工业生产中,溶液的pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。 [板书]4、pH的应用 用心 爱心 专心 8 [投影] [过渡]用pH来表示溶液的酸碱性,是十分方便,掌握有关的pH计算是十分重要的。 [板书]四、pH的有关计算 1、单一溶液的pH计算 (1) 求强酸溶液的pH [点击试题]例1:求1×10mol/LHCl溶液的PH 解:PH=-lg10=3 [随堂练习]求1×10mol/LH2SO4溶液的PH [板书](2).求强碱溶液的pH [点击试题]例2、求0.1mol/LNaOH溶液的PH 解:C(H)=1×10mol/L PH=-lg10=13 [随堂练习]求0.1mol/LBa(OH)2溶液的PH +-13-13-3-3-3 解:PH=-lg2×10=3- lg2=2.6 -3 用心 爱心 专心 9 [板书]2.混合溶液的pH计算 (1)求强酸与强酸混合溶液的pH [点击试题]例3、10mL0.1mol/LHCl与20mL0.2mol/LHCl混合,求该混合溶液的PH值。 C(H)=(0.01×0.1+0.02×0.2)mol/(0.01+0.02)L=0.17mol/L PH=-lg1.7×10=1- lg1.7 -1+解-14:C(H)=5+×10mol/L PH=-lg5×10=14-lg5 -14 [随堂练习]将PH=1和PH=3的盐酸溶液等体积混合,求该混合溶液的PH值。 解:C(H)=(0.1×V+0.001×V)mol/2VL=0.0505mol/l PH=-lg5.05×10=2- lg5.05=1.3 [板书] (2)求强碱与强碱混合溶液的PH [点击试题]例4、10mL0.1mol/LNaOH与20mL0.2mol/L Ba(OH)2混合,求该混合溶液的PH值。 解:C(OH)=(0.01×0.1+0.02×0.2×2)mol/(0.01+0.02)L=0.3mol/L C(H)=3×10mol/L PH=-lg3×10=14- lg3 [随堂练习]将PH=11和PH=13的NaOH溶液等体积混合,求该混合溶液的PH值。 解:C(HO)=(0.001×V+0.1×V)mol/2VL=0.0505mol/l C(H)=1。98×10mol/L PH=-lg1。98×10=13-lg1。98=12。7 [板书] (3)求强酸与强碱混合溶液的PH [点击试题]例5、10mL0.1mol/LHCl与10mL0.2mol/LNaOH混合,求该混合溶液的PH值。 解:n(H)=1×10mol n(OH)=0.002 mol 余: C(OH)=0.001mol C(H)=1×10mol/L PH=1×10=10 [随堂练习]将PH=6的HCl和PH=10的NaOH溶液等体积混合,求该混合溶液的PH值。 解: C(H)=1×10mol/L n(H)=1×10Vmol n(OH)=1×10 V mol --4--5+-10--4+-6+-6-10-+-10+-3_+-13-13-+-14-14_-2+ 故余约n(OH)=1×10 V mol C(OH)=5×10mol/L C(H)=2×10mol/L PH=-lg2×10=10- lg2 [讲]当强酸溶液与强碱溶液等体积混合时,若pH酸+pH碱=14,溶液呈中性。pH酸+pH碱≠14,则H或OH过量,则先求剩余C(H)或C(OH),再求混合溶液的pH [投影]小结: 强酸、强碱溶液两两等体积混合时pH的计算 混合物质 两种溶液pH关系 混合后溶液pH ++―-10 用心 爱心 专心 10