32水的电离和溶液的酸碱性说课案

1第二节水的电离和溶液的酸碱性说课案教案课程标准内容标准：⑴知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。⑵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。活动与探究建议：实验：用pH计测定中和反应过程中溶液pH的变化，绘制滴定曲线。一、教材分析1、教材的地位和作用在第一节内容中，学生认识到弱电解质的电离平衡以及电离平衡常数，本节内容在第一节内容的基础上进行推进，通过水的电离平衡引出离子积常数，利用影响平衡移动的因素推导离子积常数的使用范围，是理论知识的具体应用，并和初中学习过的相关pH的相关知识进行衔接和过渡，使学生从本质上理解溶液的酸碱性和pH值。同时，本节的学习也为以后盐类水解及电解的知识奠定基础。本节的理论性比较强，在理论分析的过程中也穿插了一定量的实验、思考与交流，并通过一定资料内容的补充，或验证推理、或引导探究与分析，使理论分析形象生动。不仅如此，教材多处还以不同方式涉及了相关知识的应用。由于其中相当部分的内容不仅仅是简单的事实介绍，而是于实际问题中应用所学进行理论分析或技能实践，因此在教材中这些理论联系实际的内容，不仅有展示相关知识价值的作用，还有巩固、加深学生对相关知识理解的作用。2、教材内容分析本节内容包括水的电离、水的离子积。只有认识水的电离平衡及其移动才能从本质上认识溶液的酸碱性和pH。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（溶液实践活动应用一例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计思考交流介绍水是极弱电解质·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＋推理2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。二、教学目标：1、知识与技能⑴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；⑵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。⑶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。⑷掌握酸碱中和滴定的原理和操作方法，并能进行误差分析。⑸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⑴经过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。⑵经过对溶液中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。⑶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⑴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。⑵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。三、学生情况分析1、通过第一节对《弱电解质的电离》的学习，学生能应用化学平衡理论描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，并了解电离平衡常数，为本节学习奠定了能力基础。2、在日常生活中学生经常接触到酸碱性的物质，如醋是酸的，桔子、酸牛奶也是酸的。学生对酸碱性的本质具有浓厚的兴趣，为本节课的学习奠定了情感基础。3、学生对表观现象的认识深刻。部分学生对酸碱性的知识存在误区，认为酸性溶液中没有OH-，碱性溶液中没有H+，本节课要求学生从本质上理解溶液的酸碱性。由感性经验上升为理性认识，由于知识点与已有经验的冲突和知识本身的抽象性，学生在学习的过程中有一定的困难。四、教学重点和难点本节教学重点：水的离子积、c(H+)、pH与溶液酸碱性的关系、酸碱中和滴定的原理本节教学难点：水的离子积、有关溶液pH的简单计算、酸碱中和滴定的误差分析五、教学方法1、从水的电离平衡入手，掌握水的离子积。水的离子积的教学是完成本节教学任务的关键，从纯水是弱电解质，只能微弱的电离出发，应用电离理论导出水的离子积常数。推导过程中应着重说3明电离前后c(H2O)几乎不变的原因，并将其看做常数。然后由两个常数的乘积为常数而得出水的离子积常数。启发学生应用平衡移动原理，讨论温度对水的电离平衡的影响，进而得出水的离子积随温度升高而增大这一结论。2、从水的电离平衡移动入手，认识稀溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系，同时也指出水的离子积常数的适用范围。H2OH+＋OH-，当在纯水中加入强酸时，水的电离平衡向逆方向移动，使c(H+)上升，c(OH-)等倍数下降。如：达到电离平衡时，c(H+)增至1×10-5mol/L,c(OH-)则会减至1×10-9mol/L，但溶液中水的离子积仍保持不变，从而可以利用离子积常数进行相关的计算。3、对溶液pH计算的教学，指出用c(H+)的数值可以表示溶液的酸碱度，但当溶液酸性很弱时，使用c(H+)不方便，常采用c(H+)的负对数表示溶液的酸碱度，这就是溶液的pH。其数学表达式是：pH=-lgc(H+)，再结合水的离子积常数进行计算。4、对酸碱中和滴定实验的误差分析，充分利用学校实验室，通过实验教学，让学生自己动手操作时发现问题及相关的注意事项，思考操作不当会引起什么结果。六、课时安排：3课时七、教学过程第一课时【情境导入】用潮湿的手接触正在工作的电器、可能会触电，这是为什么呢？【讲述】初中时大家学习过电解水可以得到氢气和氧气，我们的生活经验也告诉我们为了安全，不要用手触摸正在工作的电器，这一切，都说明了水是一种电解质，是可以导电的。【板书】一、水的电离【实验介绍】水的导电性实验：G――灵敏电流计现象：电流计的指针发生偏转。结论：水能导电，水是电解质。【讲解】通过纯水的导电性实验，我们发现，纯水的导电性很微弱，溶液的导电性是取决于离子浓度的大小，这就说明了纯水能电离，但电离程度很微弱，是一种弱电解质，那么水是如何电离的呢？【观察思绪】观察水分子电离示意图：【归纳】1、水的电离平衡：H2O+H2OH3O++OH－简写为：H2OH++OH－2、水的电离平衡常数)OH(c)OH(c)H(cK2电离4【讲解】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，上式可以表示为：c(H+)·c(OH–)＝K电离·c(H2O)，常数乘以常数必然为一个新的常数，即为水的离子积常数，简称水的离子积。用KW表示：Kw=c（H+）·c（OH—）【板书】3、水的离子积：Kw＝c（H+）·c（OH—）【思考】请大家观察课本表格3-2，思考下列问题：⑴水的离子积Kw的大小受什么因素的影响？改变温度对水的离子积有何影响？⑵水的离子积Kw适用范围是什么？【讲解】不同温度下，水的离子积常数不同，25℃时，水的离子积常数Kw＝1×10-14【归纳】4、影响水的离子积的因素：温度升高温度，水的电离平衡向右移动，水的离子积增大降低温度，水的电离平衡向左移动，水的离子积减小【思考与交流】对于电离平衡H2OH++OH－中，在25℃时比较下列情况：c(H+)/mol·L-1c(OH-))/mol·L-1c(H+)与c(OH-)大小比较Kw酸碱性水的电离平衡蒸馏水蒸馏水＝1×10－7＝1×10－7c(H+)＝c(OH-)不变中性不发生移动加酸后＞1×10－7＜1×10－7c(H+)＞c(OH-)不变酸性向左移动加碱后＜1×10－7＞1×10－7c(H+)＜c(OH-)不变碱性向左移动【讲解】通过上述表格，我们可以发现，当向纯水中加入酸或碱时，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，但是水电离出的c(H+)与c(OH－)总是相等。在温度一定的情况下，水是离子积不变，说明水的离子积常数不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。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【归纳】5、水的离子积适用范围：电解质的稀溶液。【思考】⑴常温下，浓度为1×10－5mol/L的盐酸溶液中，由水电离产生的c(H+)是多少？⑵常温下，浓度为1×10－5mol/L的NaOH溶液中，由水电离产生的c(OH-)是多少？⑶在常温下，由水电离产生的c(H+)＝1×10－9mol/L的溶液，则该溶液的酸碱性如何？【交流】⑴c水(H+)＝1×10－9)mol·L-1与c水(OH－)＝mol·L-1⑶酸性或碱性【过渡】判断溶液酸碱性强弱的依据是什么？【归纳】6、溶液的酸碱性(25℃时)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【课堂小结】5第二课时【导入】我们上一节学习过，如何判断溶液的酸碱性，那么，我们如何知道酸碱性的强弱呢？溶液的酸碱性又该如何表示呢？溶液的酸碱性可以用c（H＋）与c（OH－）表示。【讲解】植物适宜生长在中性的土壤中，要测土壤溶液的酸碱度；医生要检测病人的血液，尿液等，要测酸碱度，掌握病人的健康状况；有关部门需要经常测定雨水是否是酸雨；工厂要配制电镀液等都需要了解溶液的酸碱性，经常要用到一些c(H＋)很小的溶液，这时就很不方便，因此如果溶液中c(H＋)太小的话，表示不太方便，为了表示稀溶液（＜1mol/L）酸碱性的强弱，我们引入了一个新的物理量pH【板书】二．c(H+)和c(OH－)与溶液酸碱性、pH的关系1、pH：c(H+)的负对数。pH＝－lgc（H＋）【思考】pH与溶液酸碱性的关系？【归纳】2、pH与溶液酸碱性的关系(25℃时)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。pH的适应范围：稀溶液，0～14之间【讲解】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。【问题】如何测定溶液的pH呢？【板书】3、pH的测定方法【阅读】指导学生阅读教材P49页资料卡片：常用酸碱指示剂及其变色范围：【板书】粗略测定：⑴酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞⑵pH试纸——最简单的方法。【讲解】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【板书】精确测定：pH计【过渡】知道如何测量pH后，我们如何进行pH的计算呢？【板书】4、pH的计算指示剂变色范围的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6⑴单一溶液的pH的计算【讲解】若是酸性溶液，应先确定c(H+)，再进行pH的计算。若是碱性溶液，应先确定c(OH-)，再根据c(H+)·c(OH－)＝Kw换算成c(H+)，求pH。【板书】⑵溶液稀释后的pH的计算①强酸或强碱的稀释【讲解】在稀释强酸或强碱时，当浓度大于10-5mol/L时，不考虑水的电离，如pH=6的盐酸，稀释100倍后，pH≈7（不能大于7）；pH＝8的NaOH溶液，稀释100倍后，pH≈7（不能小于7）；pH＝3的盐酸，稀释100倍后，pH＝5；pH＝10的NaOH溶液，稀释100后，pH＝8。【板书】②弱酸或弱碱的稀释【讲解】在稀释弱酸或弱碱过程中既有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。如pH＝3的醋酸溶液，稀释100倍，稀释后3＜pH＜5；pH＝10的氨水，稀释100倍，稀释