2013-2014学年高中化学教案3.2.1水的电离和溶液的酸碱性(第一课时)教案新人教版选修4

-1-云南省高中化学3.2.2水的电离和溶液的酸碱性（第二课时）教案新人教版选修4一、内容及其解析1、内容：水的电离、溶液的酸碱性与溶液的PH。2、解析：学习水的电离以及影响水的电离的因素、水的离子积，，c（H+）、PH与溶液酸碱性的关系。二、目标及其解析1、目标：（1）、了解水的电离和水的离子积（2）、了解溶液的酸碱性与pH的关系2、解析：（1）、通过学习知道水的电离和水的离子积和离子积常数，知道水的电离受其他因素的影响。（2）要求懂得溶液的酸碱性与pH的关系及PH的测定方法，学会用PH的理论进行有关溶液PH的计算。三、教学问题诊断分析1、教学重点：水的离子积，溶液酸碱性和溶液pH值的关系2、教学难点：水的离子积，有关溶液PH的简单计算。四、教学过程：引入：水是不是电解质？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？精确的实验证明，水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离，生成H3O+和OH—：一、水的电离（第一课时）1、水的电离H2O+H2OH3O++OH—简写为：H2OH++OH—实验测定：25℃[H+]=[OH-]=1710mol/L100℃[H+]=[OH-]=1610mol/L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，存在电离平衡提问：请学生计算水的浓度，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Kw表示，即为水的离子积常数，简称水的离子积。2、水的离子积Kw=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（定值）（省去单位）提问：当温度升高时，Kw如何变化？影响Kw的因素是什么？（电离过程是吸热过程）1000C时，Kw=c（H+）·c（OH—）=1×10-12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，[H+]=[OH-].注：温度升高时Kw增大，所以说Kw时要强调温度。练习：-2-影响因素条件改变平衡移动溶液中的c(H+)溶液中的c(OH-)Kw温度升高温度向右增大增大变大降低温度向左减小减小变小酸碱性加入酸向左增大减小不变加入碱向左减小增大不变过渡：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？二、溶液的酸碱性和pH（常温下）：1、溶液的酸碱性与c（H+）和c（OH—）的关系：投影显示空表，教师引导填写，然后推出结论。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10-710-7c（H+）c（OH—）10-14酸性氢氧化钠加NaOH，c（OH—）增大，平衡左移10-710-7c（H+）c（OH—）10-14碱性中性溶液c（H+）=c（OH—）=1×10-7mol/L酸性溶液c（H+）c（OH—），c（H+）1×10-7mol/L碱性溶液c（H+）c（OH—），c（H+）1×10-7mol/L注：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，但不能大量共存。溶液的酸、碱性主要在于c（H+）与c（OH—）的相对大小。c（H+）与c（OH—）此增彼长，且Kw=c（H+）·c（OH—）不变。讲述：酸性溶液中c（H+）越大，酸性越强，碱性溶液中c（OH—）越大，碱性越强。我们经常用到一些c（H+）很小的溶液，如c（H+）=1×10-7mol/L的溶液，用这样的量来表示溶液的酸碱性的强弱很不方便。为此，化学上常采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。2、溶液的pH：（1）定义：pH=-lg{c（H+）}(2)适应范围：稀溶液，0～14之间。有关溶液的pH值的几个注意问题：①pH值是溶液酸碱性的量度。常温下，pH=7溶液呈中性；pH值减小，溶液的酸性增强；pH值增大，溶液的碱性增强。②pH值范围在0-14之间。pH=0的溶液并非没有H+，而是C(H+)=1mol/L；pH=14的溶液并非没有OH-，而是C(OH-)=1mol/L。pH改变一个单位，C(H+)就改变10倍，即pH每增大一个单位，C(H+)就减小到原来的1/10；pH每减小一个单位，C(H+)就增大到原来的10倍。③当C(H+)1mol/L时，pH值为负数，当C(OH-)1mol/L时，pH14。对于C(H+)或C(OH-)大于1mol/L的溶液，用pH值表示反而不方便，所以pH值仅适用于C(H+)或C(OH-)小于等于1mol/L的稀溶液。④也可用pOH来表示溶液的酸碱性，pOH=-lgC(OH--)，因为C(H+)·C(OH-)=10-14，若两边均取负对数，得pH+pOH=14。-3-⑤可用pH试纸来测定溶液的pH值。方法：用洁净的干玻璃棒直接蘸取少许待测液，滴在pH试纸上（注意不能将pH试纸先用水沾湿或用湿的玻璃棒，因为这样做，实际上已将溶液稀释，导致所测定的pH不准确）将pH试纸显示的颜色随即（半分钟内）与标准比色卡对照，确定溶液的pH值（因为时间长了，试纸所显示的颜色会改变，致使测得的pH不准。）小结：1、溶液的pH：（1）定义：pH=-lg{c（H+）}(2)适应范围：稀溶液，0～14之间。有关溶液的pH值的几个注意问题：①pH值是溶液酸碱性的量度。常温下，pH=7溶液呈中性；pH值减小，溶液的酸性增强；pH值增大，溶液的碱性增强。②pH值范围在0-14之间。pH=0的溶液并非没有H+，而是C(H+)=1mol/L；pH=14的溶液并非没有OH-，而是C(OH-)=1mol/L。pH改变一个单位，C(H+)就改变10倍，即pH每增大一个单位，C(H+)就减小到原来的1/10；pH每减小一个单位，C(H+)就增大到原来的10倍。③当C(H+)1mol/L时，pH值为负数，当C(OH-)1mol/L时，pH14。对于C(H+)或C(OH-)大于1mol/L的溶液，用pH值表示反而不方便，所以pH值仅适用于C(H+)或C(OH-)小于等于1mol/L的稀溶液。④也可用pOH来表示溶液的酸碱性，pOH=-lgC(OH--)，因为C(H+)·C(OH-)=10-14，若两边均取负对数，得pH+pOH=14。⑤可用pH试纸来测定溶液的pH值。配餐作业：11.基础题（A组题）1．下列说法正确的是()A．HCl溶液中无OH－B．NaOH溶液中无H＋C．KCl溶液中既无H＋也无OH－D．常温下，任何物质的水溶液中都有H＋和OH－，且KW＝1×10－14解析：无论是酸、还是碱，无论是电解质还是非电解质，只要在水溶液中，都存在水的电离平衡。25℃时，在任何物质的水溶液中都有：KW＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14。答案：D2．常温下，在0.1mol·L－1CH3COOH溶液中，水的离子积是()A．1.0×10－14B．1.0×10－13C．1.32×10－14D．1.32×10－15解析：水的离子积只与温度有关，与溶液的酸、碱性无关。常温下，KW＝1.0×10－14。答案：A3．(2011·郑州高二检测)能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H＋)c(OH－)的操作是()A．向水中投入一小块金属钠B．将水加热煮沸C．向水中加入二氧化碳气体D．向水中加食盐晶体解析：A项加金属钠跟水反应生成NaOH，c(OH－)c(H＋)，错误；B项加热促进水的电离，但c(H＋)＝c(OH－)，错误；D项对水的电离平衡没有影响，c(H＋)＝c(OH－)，错误。答案：C12.巩固题（B组题）-4-1．KW仅仅是温度的函数。下列关于KW与温度关系的叙述中，正确的是()A．温度越高，KW越大B．温度越低，KW越大C．随着温度的升高，KW可能增大也可能减小D．随着温度的升高，KW肯定增大，H＋和OH－浓度同时升高解析：KW仅仅是温度的函数，由于水的电离是一个吸热过程，温度升高，KW增大，但溶液中c(H＋)和c(OH－)的变化无法判断，可能同时升高，也可能一个升高一个降低。答案：A2．[双选题]常温下，某溶液中由水电离出来的c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1，该溶液可能是()A．二氧化硫水溶液B．氯化钠水溶液C．硝酸钠水溶液D．氢氧化钠水溶液解析：c(H＋)水＝1.0×10－13mol/L1.0×10－7mol/L，说明水的电离受到抑制，溶液既可能呈酸性，也有可能呈碱性。A项，SO2＋H2OH2SO3，H2SO3HSO－3＋H＋，HSO－3SO2－3＋H＋，溶液呈酸性；D项，NaOH===Na＋＋OH－，溶液呈碱性。答案：AD3．常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为()①1mol/L的盐酸②0.1mol·L－1的盐酸③0.01mol·L－1的NaOHA．1∶10∶100B．0∶1∶12C．14∶13∶12D．14∶13∶2解析：①1mol/L盐酸中c(H＋)＝1mol/L，由水电离出的c(H＋)水＝10－14mol/L，②0.1mol/L盐酸中，c(H＋)＝0.1mol/L，由水电离出的c(H＋)水＝10－13mol/L，③0.01mol/LNaOH溶液中，c(OH－)＝0.01mol/L，由水电离出的c(H＋)水＝10－12mol/L，则三者由水电离出的氢离子浓度之比为：10－14∶10－13∶10－12＝1∶10∶100。答案：A4．在相同温度下，0.01mol/LNaOH溶液和0.01mol/L的盐酸相比，下列说法正确的是()A．由水电离出的c(H＋)相等B．由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12mol/LC．由水电离出的c(OH－)都是0.01mol/LD．两者都促进了水的电离解析：若该温度下水的离子积常数为KW(这里没有说是25℃)，则在0.01mol/L的NaOH溶液中，由水电离的c(H＋)＝KWcOH－＝KW0.01mol/L。在0.01mol/L的HCl溶液中，由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)水电离＝KW0.01mol/L。答案：A13.提高题（C组提）1．(8分)(1)某温度(t℃)时，水的KW＝1×10－12，则该温度(填“”、“”或“＝”)________25℃，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________。(2)该温度下，在c(H＋)＝1×10－7mol/L的NaOH溶液中，由水电离出的c(OH－)＝________mol/L。解析：(1)升高温度，KW增大，现KW＝1×10－121×10－14，因此温度高于25℃。-5-(2)NaOH溶液中由水电离出来的c(OH－)等于溶液中c(H＋)，即为1×10－7mol·L－1。答案：(1)升温促进水电离，KW增大(2)1×10－72．(9分)在某温度下的水溶液中，c(H＋)＝10xmol/L，c(OH－)＝10ymol/L，x与y的关系如图所示：(1)该温度下，水的离子积为________。(2)该温度下，0.01mol/LNaOH溶液中c(H＋)为________。解析：(1)选取图像中的一点，如当x＝－5时，y＝－10，故水的Kw＝10－5·10－10＝10－15。(2)0.01