水的电离和溶液的酸碱性(第一课时).doc

第二节 水的电离和溶液的酸碱性（第一课时）广州市第十七中学化学科崔昕一、教学目标知识与技能：理解水的电离、水的电离平衡，了解水的离子积Kw的含义掌握c(H+)和c(OH-)与溶液酸碱性的关系；初步学会有关水的离子积的简单计算。过程与方法：1能运用化学平衡的理论处理水溶液中的问题，进一步树立平衡观和离子观的思想。2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。3通过指导学生阅读课本有关内容，培养学生自学能力；通过质疑和问题讨论，培养学生分析问题的能力和归纳、总结、概括知识的能力。情感态度与价值观：1通过对水的电离平衡的规律的总结体会事物变化的丰富多彩的内在美、自然界统一的和谐美以及“此消彼长”的动态美。2通过水的电离平衡的学习，理解外因和内因对事物影响的辩证关系，建立矛盾的统一和转化的对立统一的自然辩证观。二、教材分析水的电离及水的离子积知识的教学，是学生理解溶液的酸碱性、溶液的pH、盐类的水解以及电解食盐水等知识的基础，搞好这部分内容的教学，是本节教学的关键之一。水的电离平衡移动及溶液的离子积的教学，可使学生理解溶液酸碱性的本质，这是本节教学的另一个关键，也是渗透辩证唯物主义观点的好素材。有关水的离子积的简单计算可以培养学生应用知识的能力。教学重点：水的离子积，c(H+)、c(OH-)与溶液酸碱性的关系。教学难点：水的离子积三、教学过程设计【复习提问】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：加少量盐酸；加适量水；适当加热，对醋酸的电离平衡有什么影响？【引入】水是一种最普通而又具有许多特性的物质，也是应用最广泛的溶剂。在水分子的作用下，各种电解质都会发生不同程度的电离，这表明，在水分子与各种电解质的结构粒子之间存在着较强的相互作用。并且，在相对分子质量接近的化合物中，水是熔、沸点较高的物质，这表明水分子间也存在着较强的相互作用。那么，水分子彼此间的作用是否可能导致水分子也发生电离呢？【提问】阅读课本P45第5行至第7行，你能得出哪些结论？ 【回答】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。【板书】一、水的电离【讲解】根据无数精确的实验证明：水是极弱的电解质，它微弱地电离出H3O+和OH-。H3O+叫做水合氢离子。水的电离是由于水分子的相互作用引起的，所以它的电离方程式可表示为H2O+H2OH3O+OH-，或简写成H2OH+OH-。【提问】纯水中H+和OH-的物质的量及浓度之间有什么关系？【回答】水电离生成的n(H+)n(OH-)、c(H+)c(OH-)。【讨论】水的电离与其它弱电解质的电离有何异同？【回答】不同点：水是“自身”作用下发生的极微弱的电离。相同点：均是部分电离，存在电离平衡【讲解】实验证明，在25（室温）时，纯水中c(H+)c(OH-)110-7mol/L，而一升水约为55.6 mol。从以上实验数据更能体会为什么要把水看作极弱的电解质。【板书】1水是极弱的电解质H2OH2O H3O+OH-或H2O H+OH-【学生活动】写出水的电离常数表达式。【讲述】弱电解质水也会建立电离平衡。在一定温度下，水的电离达到平衡时，存在，由于水的电离极其微弱，电离前后H2O的物质的量几乎不变，K电离c（H2O)也可组成一个新的常数叫做水的离子积常数，简称水的离子积。【板书】2水的离子积常数tKwc(H+) c(OH-) 【提问】观察下表数据t()0102025405090100Kw/10-140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0(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？【回答】温度升高，Kw增大。分析：水的电离是吸热反应，升高温度，有利于平衡向电离方向移动，使c(H+)、c(OH-)增大，所以Kw增大。【板书】常温(25)时，纯水中：c(H+)c(OH-)110-7mol/LKw110-14100纯水中：Kwc(H+) c(OH-) 110-6110-6110-12【讲述】可见水的离子积常数虽然是定值，但它是相对的，当外界条件改变时，这一数值要发生变化。如不指明温度，一律按常温考虑（即Kw按110-14计算）。【讲述】大量实验证明：Kw不仅适用于纯水，还适用于稀的电解质水溶液，如稀酸、稀碱溶液。【提问】比较下列情况下，溶液中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-)大小比较酸碱性你能得出什么结论？【回答】纯水中存在着电离平衡，H2O H+OH-，向水中加酸（或碱），酸（碱）电离出大量H+（OH-），使溶液中c(H+)（c(OH-)）增大，打破了水的电离平衡，使平衡逆向移动，于是溶液中c(OH-) （c(H+)）减小。 室温下溶液的酸碱性与溶液中c(H+)、c(OH-)有如下关系：中性溶液：c(H+)c(OH-) 酸性溶液：c(H+)c(OH-) 碱性溶液：c(H+)c(OH-)【板书】二、溶液的酸碱性与溶液中c(H+)、c(OH-)的关系【提问】酸性溶液中是否有OH-存在？碱性溶液中是否有H+存在？试解释原因。【回答】存在，它是由水的电离产生的。【讲述】Kw=c(H+)c(OH-)适用于室温下的纯水和稀的电解质水溶液。纯水中，c(H+)、c(OH-)均来自于水的电离，在酸性、碱性溶液中，c(H+)、c(OH-)来自于哪里？【回答】酸性溶液中，c(H+)来自于酸的电离和水的电离，c(OH-)来自于水的电离；碱性溶液中，c(H+)来自于水的电离，c(OH-)来自于碱的电离和水的电离。【提问】比较下列情况下，溶液中c(H+) 和c(OH-)的值。水电离出的c(H+)水电离出的c(OH-)酸电离出的c(H+)碱电离出的c(OH-)纯水0.1 mol/L盐酸0.1 mol/LNaOH你能得出什么结论？【回答】盐酸中，由HCl电离产生的c(H+)远远大于纯水电离产生的c(H+)，溶液中c(H+)仍以盐酸为主，而水电离出的H+因为太少而被忽略不计。所以Kw= c(H+)c(OH-)中，c(H+)为盐酸电离出的c(H+)，c(OH-)为水电离出的c(OH-)。 同理，氢氧化钠溶液中Kw= c(H+)c(OH-)中，c(OH-)为氢氧化钠电离出的c(OH-)，c(H+)为水电离出的c(H+)。 且由水电离出的c(H+)c(OH-)。【练习1】在0.1mol/L的盐酸溶液中，c(OH-)是多少？由水电离产生的c(H+)是多少？【回答】根据常温下水的离子积常数，c(OH-)=Kw/c(H+)=（110-14）/（110-1）110-13（mol/L）。溶液中的c(OH-)应当是110-13mol/L。由于水电离而产生的c(H+)等于c(OH-)。所以由水电离产生的c(H+)也是110-13mol/L。【练习2】在纯水中c(H+)= c(OH-)110-7mol/L（常温下），为什么在加入酸之后，水电离产生的H+和OH-减少？试从电离平衡的角度分析。【回答】当水建立电离平衡后，如果加入少量H+，则电离产物的浓度增大，抑制了水的电离，平衡向生成水的方向移动，因而由水电离产生的H+和OH-就会减少。【练习3】现有一种溶液，其中c(H+)110-6mol/L。它一定是酸性溶液吗？【回答】不一定。因为在不同的温度下，纯水中的c(H+)由于平衡的移动而发生变化。但有一点，在中性溶液中，不管c(H+)有多少，c(H+)始终等于c(OH-)。因此，判断溶液是不是中性，不应该只根据某个数据，而应该看c(H+)和c(OH-)是否相等。同样，只要溶液中c(H+)c(OH-)，不论在什么温度下，溶液总是酸性的。【讲述】通过了解水的离子积常数，我们认识到，在任何水溶液中c(H+)和c(OH-)是永远共存的，它们既相互依存又相互制约，溶液显什么性，应取决于H+ 与OH-浓度大小关系：当c(H+)c(OH-)时，H+ 占主导地位，溶液显酸性；当 c(H+)c(OH-)时，OH-占主导地位，溶液显碱性；当c(H+)c(OH-)时，溶液显中性。【小结】通过刚才的讨论，同学们应该建立起水是极弱电解质的观念。分析水的电离平衡特点，可以帮助我们更好地理解水的离子积常数，正确判断溶液的酸碱性。在日常生活中，我们经常要用到一些H+浓度很小的溶液，怎样更简便地表示它们，我们将在下一节课继续探讨。5