第二节水的电离和溶液的pH.doc

<<水的电离和溶液的pH>>
第一课时

说

课

稿

授课教师：陈西波

2008．11

《第二节 水的电离和溶液的pH》
第一课时 说课稿
一、教材分析：
本节教材是以了解水的电离作为理解影响溶液酸碱性本质因素的突破口。由于要得到真正意义上的纯净水并不容易，因此，教科书以提供“精确的导电性实验”的结果这种方式来说明水的微弱电离，证明水是一种极弱的电解质，并以此作为后面讨论问题的实验依据。
通过水的离子积的导出，可以加深学生对弱电解质电离的理解，找到溶液发生酸碱性变化的平衡点。帮助学生认识到水不仅是促使酸、碱、盐等电解质发生电离的环境因素，它自身也是一种弱电解质，尽管水的离子积非常微小，但恰恰是它对溶液酸碱性变化起着重要的
杠杆作用。
通过教科书表3—2可以告诉学生：我们一方面需要了解水的离子积大小受温度变化的影响，可以通过“水的离子积随温度升高而增大”这一事实认定水的电离是一个吸热过程；但另一方面，由于水的离子积在室温条件下的变化不是很大，所以为了实际应用的方便，通常 “可忽略温度的影响，Kw值为1×10-14。”
教科书中的【思考与交流】要求学生分析酸或碱的稀溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小，主要是为理解pH的大小与溶液酸碱性关系作铺垫。
在教学中要注意挖掘知识之间的联系，让学生学会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)，从而掌握温度、酸碱对水的电离的影响。

二、重点、难点：
本节课教学重点是水的电离平衡及水的离子积。
教学难点是水的离子积，有关Kw的简单计算。

三、教学思路和方法：
在方法上遵循从一般到特殊，从定性到定量，从简单烈复杂的认识观。
关于水电离知识的学习可按下列思路进行：水的性质一水分子之间的相互作用一水的电离一书写水电离方程式。
关于水的离子积常数(Kw)的导出，可按水的电离方程式的书写一水的电离平衡常数一水的离子积常数的思路进行。
关于c(H+)、c(OH-)、与溶液酸碱性的关系的教学，紧扣平衡移动原理，通过对水的电离平衡及其影响因素的分析，明确各种量之间的关系。

四、教学设计：
1．新课导入，可按这样的思路进行：水的性质一水分子之间的相互作用一水的电离。让学生注意到：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，各种电解质都会不同程度地发生电离，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?探究水和醋酸导电性对比实验，可引导学生通过观察和分析，将其中的信息归纳为以下几点：
（1)水分子能够发生电离；
（2)水分子发生电离后产生的离子分别是H3O+和OH-；
（3)发生电离的水分子所占比例很小。最终的结论：水是一种弱电解质。
2．关于水的离子积常数(Kw)的导出，可按教科书中的基本思路：
水的电离方程式的书写一水的电离平衡常数一水的离子积常数
讲清水的离子积的涵义是完成本节教学任务的关键。让学生借助对化学平衡状态以及化学平衡常数的了解，去理解水的电离平衡；然后强调在酸或碱的稀溶液中，水的浓度基本不变，进而引出：水的离子积在一定温度下是个常数，并为认识溶液pH和后面学习盐类水解
打下基础。
3．要使学生从本质上认识稀溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系，关键还是要学生在思路上紧扣平衡移动原理，通过对水的电离平衡及其影响因素的分析，明确一个变化趋势：
外界对溶液中c(H+)或c(OH-)所作的任何改变，结果总是c(H+)· c(OH-) = Kw，而与此相反的是，Kw值并不随溶液中c(H+)、c(OH-)的改变而改变，这就是水的电离平衡的特点。
教学中，可以组织学生讨论下面的问题：
25℃时，在10 mL蒸馏水中c(H+)和c(OH-)各是多少?向其中加入10 mL0.2 mol／LHCl溶液后，其c(H+)和c(OH-)将发生怎样的变化?对水的电离平衡有何影响?
讨论的结果可用下面表格的方式来体现：

讨论的基本思路：引导学生从加入盐酸后使溶液中c(H+)增大入手[不能在蒸馏水与盐酸中c(OH-)的变化问题上兜圈子]，利用平衡移动原理，分析水的电离平衡移动方向，进而说明溶液中c(OH-)减小的根本原因。
通过讨论，要帮助学生认识到，分析问题的方法，就是要首先关注影响事物变化的主要原因和主流趋势，不能让次要因素干扰了自己的整体思路。例如HCl是强电解质，在水中是完全电离的，且电离产生的c(H+)远远大于纯水电离产生的c(H+)，所以加入盐酸引起溶液中c(H+)的增大是影响水的电离平衡移动方向的主导因素；同理，确定混合后溶液中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。
另外，可以结合水溶液中H+与OH-互相依存、互相制约的关系，对学生进行矛盾的对立统一的辩证唯物主义观点教育。

第二节 水的电离和溶液的pH
第1课时
教学目标:
1．知识与技能
（1）理解水的电离、水的电离平衡和水的离子积。
（2）使学生掌握有关Kw的计算。
2．过程和方法
（1）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。
（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．情感和价值
（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。
（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。
教学重点和难点：
水的离子积及其计算。
教学过程:
[引入] 研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性，而酸碱性与水的电离有密切的关系。那么水是如何电离的呢？
一、水的电离
1．水的电离
探究实验：水及稀醋酸的导电性对比实验.
实验小结：水是一种极弱的电解质，能微弱的电离。
H2O + H2O H3O+ + OH— 简写为：H2O H+ + OH—
[讨论] 水的电离与其它弱电解质的电离有何异同？
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，存在电离平衡和电离常数。
写出水的电离常数的表达式:
K= 变形得：c（H+）·c（OH—）=K·c（H2O）
[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。

2·水的离子积
Kww = c（H+）·c（OH—）
温度
00C
20OC
250C
500C
1000C
Kw
1.14×10-15
6.81×10-15
1×10-14
5.47×10-14
1×10-12
讨论：分析下表中的数据有何规律，并解释之
结论：温度越高，Kw越大，水的电离是一个吸热过程。
Kw是一个温度函数 ，只与温度有关。
250C时，c（H+）= c（OH—）= 1×10-7mol/L
250C时，Kww = c（H+）·c（OH—）=1×10-14
1000C时，Kww = c（H+）·c（OH—）=1×10-12
[思考]在常温时，由于水的电离平衡的存在，不仅是纯水，就是在酸性或碱性的稀溶液里，H+ 浓度和OH— 浓 度的乘积总是一个常数——1×10-14，请考虑一下，当纯水中加入盐酸或氢氧化钠时，c(H+)和c(OH—)如何变化？
电 解质
溶 液
对水电
离平衡
的影响
溶 液 中
C(H+）
（mol/L）
溶 液 中
C(OH—）
（mol/L）
C(H+）与
c(OH—）
比 较
C(H+）·
c(OH—）
溶液酸碱 性
纯 水

=10-7
=10-7
相 等
10-14
中性

盐 酸
加HCl，
c（H+）增大，平衡左移

>10-7

<10-7

c（H+）>
c（OH—）

10-14

酸性

氢氧化 钠
加NaOH，
c（OH—）增大，平衡左移

<10-7

>10-7

c（H+）<
c（OH—）

10-14

碱性

3.条件改变对水的电离平衡及Kw的影响
1) 升高温度，促进水的电离，Kw增大
2）加酸碱由于电离产生H+或OH-，能抑制水的电离，使水的电离程度减小，但KW不变

注意:
① 任何水溶液中H+和OH-总是同时存在的.
②常温下,任何稀的水溶液中C(H+) aq ×C(OH-) aq ＝ 1×10－14
③不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液，水电离出的C(H+) H2O ＝C(OH-)H2O ；

二、利用Kw的计算
1、求溶液中的c(H+)aq或c(OH-)aq
1)0.01mol/L盐酸溶液中, c(H+)aq 、 c(OH-)aq分别为多少？
c(H+) aq = 0.01mol/L
c(OH-) aq = KW / c(H+) aq = 10-12 mol/L
2)0.01mol/L NaOH溶液中, c(H+)aq 、c(OH-)aq分别为多少？
c(OH-)aq = 0.01mol/L
c(H+)aq = KW / c(OH-)aq = 10-12 mol/L

2.求c(H+)H2O或c(OH-)H2O
1)0.01mol/L盐酸溶液中,由水电离出的c(H+)H2O 、c(OH-)H2O分别是多少？为什么？
2)0.01mol/L NaOH溶液中,由水电离出的c(H+)H2O 、 c(OH-)H2O分别是多少？为什么？

三、练习：
1、某溶液中由水电离产生的c(H+)H2O = 10-12 mol/L ，则该溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中 c(H+)的可能值 ？
解答：c(H+)H2O = c(OH-)H2O = 10-12 mol/L
若c(H+)aq= c(H+)H2O = 10-12 mol/L
则 c(OH-)aq= 10-2 mol/L 溶液显碱性
若c(OH-)aq= c(OH-)H2O = 10-12 mol/L
则 c(H+)aq= 10-2 mol/L 溶液显酸性

2、25℃,A、B、C 三种溶液，其中A中c(H+) = 10-3mol/L ，B 中 c(OH-) = 5×10-7mol/L，C中c(H+) / c(OH-) = 106,则三种溶液的酸性强弱顺序如何？

3、25℃、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中c(H+)由大到小的排列顺序：
①氨水 ②NaOH ③盐酸 ④醋酸

4、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的c(H+)H2O大小关系为：
①盐酸 ②醋酸溶液 ③硫酸溶液 ④氢氧化钠溶液

小结:
升温促进水的电离

水是一种极弱的电解质→水的电离平衡影响因素

水的电离平衡常数→水的离子积Kw→Kw的简单计算
加酸碱抑制水的电离
水
的
电
离