水的電離和溶液的pH.doc

水的電離和溶液的pH教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解水的電離和水的離子積；了解溶液的酸堿性和pH值的關(guān)系及有關(guān)pH值的簡單計算。能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力及知識的綜合應(yīng)用能力。情感目標(biāo)對學(xué)生進(jìn)行對立統(tǒng)一及事物間相互聯(lián)系與相互制約的辯證唯物主義觀點的教育。教學(xué)建議教材分析本節(jié)內(nèi)容包括水的電離、水的離子積、水的pH。只有認(rèn)識水的電離平衡及其移動，才能從本質(zhì)上認(rèn)識溶液的酸堿性和pH值。本節(jié)的學(xué)習(xí)也為鹽類的水解及電解等知識的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。教材從實驗事實入手，說明水是一種極弱的電解質(zhì)，存在著電離平衡。由此引出水的電離平衡常數(shù)，進(jìn)而引出水的離子積，并使學(xué)生了解水的離子積是個很重要的常數(shù)。在25時， ，這是本節(jié)教學(xué)的重點之一。本節(jié)教學(xué)的另一個重點是使學(xué)生了解在室溫時，不僅是純水，就是在酸性或堿性稀溶液中，其 濃度與 濃度的乘積總是一個常數(shù) 。使學(xué)生了解在酸性溶液中，不是沒有 ，而是其中的 ；在堿性溶液中，不是沒有 ，而是其中的 ；在中性溶液中，并不是沒有 和 ，而是 。使學(xué)生了解溶液中 濃度與 濃度的關(guān)系，了解溶液酸堿性的本質(zhì)。工在此基礎(chǔ)上，教材介紹了 的含義，將 與 聯(lián)系起來，并結(jié)合圖37，介紹了有關(guān) 的簡單計算。圖38是對本部分內(nèi)容的小結(jié)。使用 來表示溶液的酸堿性是為了實際使用時更簡便，教材的最后提到了溶液的 大于1mol/L時，一般不用 來表示溶液的酸堿性，而是直接用 的濃度來表示，以教育學(xué)生應(yīng)靈活應(yīng)用所學(xué)的知識。教法建議從水的電離平衡入手，掌握水的離子積和溶液的pH。水的離子積的教學(xué)是完成本節(jié)教學(xué)任務(wù)的關(guān)鍵，從純水是弱電解質(zhì)，只能微弱的電離出發(fā)，應(yīng)用電離理論導(dǎo)出水的離子積常數(shù)。推導(dǎo)過程中應(yīng)著重說明電離前后 幾乎不變的原因，并將其看做常數(shù)。然后由兩個常數(shù)的乘積為常數(shù)而得出水的離子積常數(shù)。啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用平衡移動原理，討論溫度對水的電離平衡的影響，進(jìn)而得出水的離子積隨溫度升高而增大這一結(jié)論。關(guān)于水溶液的酸堿性的教學(xué)是從電離平衡移動入手。當(dāng)在純水中加入強(qiáng)酸時，水的電離平衡向逆方向移動，使氫離子濃度上升，氫氧根離子濃度等倍數(shù)下降。如：達(dá)到電離平衡時， 增至 ， 則會減至 ，在溶液中水的離子積仍保持不變。在水溶液中， 和 是矛盾對立的雙方，共處于電解質(zhì)水溶液的統(tǒng)一體中，它們各以對方的存在為自己存在的條件，相互依存，相互斗爭，又相互轉(zhuǎn)化，離子濃度主的一方?jīng)Q定溶液的酸堿性。即： 溶液呈酸性 溶液呈中性 溶液呈堿性關(guān)于溶液pH的教學(xué)，指出用 的數(shù)值可以表示溶液的酸堿度，但當(dāng)溶液酸性很弱時，使用 不方便，常采用 的負(fù)對數(shù)表示溶液的酸堿度，這就是溶液的pH。其數(shù)學(xué)表達(dá)式是： 的負(fù)對數(shù)叫溶液的pOH，表達(dá)式： 在這部分教學(xué)中要使學(xué)生理解pH的適用范圍，理解 與pH間的相互關(guān)系。如適用范圍是“常溫”“水溶液”“稀溶液”，只有在常溫下的水溶液，水的離子積Kw才等于 ，而當(dāng)酸、堿溶液的 或 大于1mol/L時，使用負(fù)對數(shù)表示溶液的酸堿度反而不大方便，此時，可直接用物質(zhì)的量濃度表示溶液的酸堿度。導(dǎo)出以下關(guān)系：pH + pOH = 14，pH = 14pOH。利用這一關(guān)系可以方便計算出堿溶液的pH。教學(xué)設(shè)計示例課題：水的電離和溶液的pH值重點：水的離子積， 、 與溶液酸堿性的關(guān)系。難點：水的離子積，有關(guān) 的簡單計算。教學(xué)過程（）引言：在初中我們學(xué)習(xí)了溶液的酸、堿度可用pH值表示，這是為什么呢？為什么可以用pH表示溶液的酸性，也可以表示溶液的堿性？唯物辯證法的宇宙觀認(rèn)為：“每一事物的運動都和它周圍的其他事物相互聯(lián)系著和相互影響著?！蔽镔|(zhì)的酸堿性是通過水溶液表現(xiàn)出來的，所以，先研究水的電離。1水的電離實驗演示用靈敏電流計測定純水的導(dǎo)電性?，F(xiàn)象：靈敏電流計指針有微弱的偏轉(zhuǎn)。說明：能導(dǎo)電，但極微弱。分析原因：純水中導(dǎo)電的原因是什么？結(jié)論：水是一種極弱電解質(zhì)，存在有電離平衡： 在25時，1L純水中（即55.56mol/L）測得只有 的 發(fā)生電離。（1）請同學(xué)生們分析：該水中 等于多少？ 等于多少？ 和 有什么關(guān)系？ （2）水中 這個乘積叫做水的離子積，用 表示。 （3）請同學(xué)從水的電離平衡常數(shù)推導(dǎo)水的離子積K。（4）想一想水的電離是吸熱？還是放熱？當(dāng)溫度升高，水的離子積是： （升高，降低或不變）當(dāng)溫度降低，水的離子積是： （“增大”，“減小”或“不變”）結(jié)論水的電離是個吸熱過程，故溫度升高，水的 增大。25時，；100時， 。（5）水的離子積是水電離平衡時的性質(zhì)，它不僅適用于純水，也適用于任何酸、堿、鹽稀溶液。即溶液中在酸溶液中， 近似看成是酸電離出來的 濃度， 則來自于水的電離。且 在堿溶液中， 近似看成是堿電離出來的 濃度，而 則是來自于水的電離。 想一想為什么酸溶液中還有 ？堿溶液中還有 ？它們的濃度是如何求出來的？2溶液的酸堿性和pH（1）溶液的酸堿性常溫時，溶液酸堿性與 ， 的關(guān)系是：中性溶液： ， ， 越大，酸性越強(qiáng)， 越小，酸性越小。堿性溶液： ， ， 越大，堿性越強(qiáng)， 越小，堿性越弱。（2）溶液酸堿性的表示法：當(dāng) 或 大于1mol/L時，可直接用 或 來表示溶液酸堿性。若 或 小于1mol/L，如 ，或，這種表示溶液酸堿就很不方便，化學(xué)上采用pH來表示溶液酸堿性的強(qiáng)弱。pH為氫離子物質(zhì)的量濃度的負(fù)常用對數(shù)，表示溶液酸堿度強(qiáng)弱。練習(xí)：125時，純水的pH？解：純水，25時 答：25純水pH為7。2物質(zhì)的量濃度為 鹽酸溶液pH？解： 1 ： 1 答： 鹽酸pH為2。3物質(zhì)的量濃度為 的 溶液pH？解： 1 ： 1 答： 鹽酸pH為12。溶液中 ，pH與溶液酸堿性關(guān)系。在中性溶液中， 在酸性溶液中， 酸溶液酸性越強(qiáng)， 越大，pH越小。在堿性溶液中， 堿溶液堿性越強(qiáng)， 越小，pH越大。重點、難點剖析：1影響水電離的因素（1）溫度：電離過程是一個吸熱過程，溫度越高，水電離程度越大， 也增大。25時， 100時， （2）酸或堿電離出來的 或 都會抑制水的電離，使水電離出來的 與 濃度減小。其對水的電離抑制程度決定于酸堿的 或 ，而與酸堿的強(qiáng)弱無關(guān)。（3）溶液的酸堿性越強(qiáng)，水的電離度不一定越小。（具體實例待學(xué)習(xí)鹽水解時介紹）2在酸、堿、鹽溶液中，水電離出來的 （1）酸溶液中：溶液中 約等于酸電離出來的 ，通過求溶液中 ；水電離出來的 等于 ；（2）堿溶液中：溶液中 約等于堿電離出來的 ，通過求溶液 ，此 就是水電離出的 且等于溶液中水電離出來的 。（3）在水解呈酸性鹽溶液中，溶液中 等于水電離出來的 ；在水解呈堿性鹽溶液中，溶液中 等于水電離出來的 。pH計算的基本思路與方法：一、知識要點1 ，關(guān)鍵是求溶液的 。2強(qiáng)酸溶液中 ，直接由電離方程式求算。3強(qiáng)堿溶液中 ，先根據(jù)強(qiáng)堿電離方程式，求出 ，再由 4弱酸溶液 ，用近似公式求算： 或 5弱堿溶液 ：先根據(jù)近似公式求溶液的 或 二、已知pH的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液稀釋計算例1 已知 的鹽酸溶液，稀釋100倍，求稀釋后溶液的pH？解： 稀釋100倍，則 強(qiáng)酸溶液，當(dāng)體積擴(kuò)大100倍， 減少100倍，pH變化2個單位。即pH由1變?yōu)?；溶液 減小，而 濃度增大。pH變大。例2 已知 的 溶液，稀釋100倍，求稀釋后溶液pH？解： 稀釋100倍： 強(qiáng)堿溶液，當(dāng)體積擴(kuò)大100倍，溶液中 減少100倍，pH降低2?？偨Y(jié)、擴(kuò)展要 點內(nèi) 容水（或溶液）離子積（25）溶液pH溶液酸堿性與pH：擴(kuò)展1已知強(qiáng)酸、強(qiáng)堿稀溶液的pH，等體積混合后，求混合液pH（近似計算）適用于選擇題型與填空題型的速算規(guī)律?；旌锨盎旌虾髼l件 強(qiáng)酸，強(qiáng)堿等體積混合， 2強(qiáng)酸強(qiáng)堿混合呈中性時二者體積與pH變化規(guī)律（1）若pH酸pH堿14，則 ；（2）若pH酸pH堿14，則 ；（3）若pH酸pH堿14，則 3強(qiáng)酸（弱堿），弱酸（強(qiáng)堿）加水稀釋后的pH變化規(guī)律：（1）強(qiáng)酸， ，加水稀釋 倍，則 ；（2）弱酸， ，加水稀釋 倍，則 ；（3）強(qiáng)堿， ，加水稀釋 倍，則 ；（4）弱堿， ，加水稀釋 倍，則 ；（5）酸堿無限稀釋，pH只能接近于7，酸不可能大于7，堿不可能小于7。二個單位，由13變?yōu)?1。溶液中 減少， 增大，pH變小。例1 等體積的 和 的兩種鹽酸溶液，混合后，求混合液pH？（設(shè)體積變化忽略不計）。解：設(shè)混合前兩種鹽酸體積都為 混合前： ， ，溶液中 ， ，溶液中 混合后，溶液中氫離子物質(zhì)的量是原兩種溶液中 物質(zhì)的量總積。即 答 混合液pH為3.3。例2 指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)。 和 的兩種 溶液等體積混合，求混合液的pH？板書設(shè)計第二節(jié) 水的電離和溶液pH一、水的電離與離子積1水的電離 2水的離子積 常溫下， （ 僅是溫度函數(shù)）3影響水電離的因素（1）溫度：水的電離是吸熱過程，升溫促使電離， 增大。（2）溶液中 ， 濃度增大，均抑制水的電離，但 不變。二、溶液的酸堿性與pH值溶液中 小于1mol/L時，用pH來表示溶液的酸堿性。 關(guān)鍵掌握求不同溶液中的 。探究習(xí)題pH等于13與pH等于9的兩NaOH溶液等體積混合后，所得溶液的pH是多少？pH等于1與pH等于5的兩強(qiáng)酸溶液各10mL，混合后溶液的pH是多少？并結(jié)合以上兩題總結(jié)出規(guī)律。參考答案：兩NaOH溶液等體積混合分析 先求出兩溶液的 ，繼而求出混合溶液的 ，再據(jù)水的離子積求出混合溶液的 ，并取 負(fù)對數(shù)，即可計算出兩強(qiáng)堿溶液混合后的pH。解：pH = 13， = ， = 。PH = 9， ， 。混合后溶液的 為： 混合后溶液的 為： 混合后溶液的pH