2017春高中化学第3章第2节水的电离和溶液的酸碱性第1课时水的电离溶液的酸碱性与pH课后素养演练
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第二节水的电离和溶液的酸碱性(第一课时)教案茌平二中【课程分析】本节内容是以水的电离为突破口,理解影响溶液酸碱性的本质因素。
通过水的离子积的导出过程,加深学生对弱电解质电离平衡的理解,找到溶液发生酸碱性变化的平衡点。
水的电离平衡移动及溶液的离子积的教学,可使学生理解酸碱性的本质,从而进一步使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。
【学情分析】学生已经学习了电解质的有关知识,知道了电解质在水分子的作用下可以发生不同程度的电离,弱电解质存在电离平衡。
但对于水是一种极弱的电解质,并不熟悉。
另外,学生对于化学平衡常数、电离常数的知识比较熟悉,知道影响平衡常数的因素只有温度,即化学平衡常数是温度的函数,为学习水的离子积常数奠定了基础。
【课程目标】【知识与技能】1.知道水的离子积常数的含义。
2.学会判断溶液的酸碱性。
3.了解测定溶液pH的方法,能进行pH的简单计算。
【过程与方法】通过水的电离平衡分析,提高分析、解决问题的能力。
体会合作交流和讨论的学习方法。
【情感、态度与价值观】通过水溶液中H+与OH-互相依存、互相制约的关系的分析,树立矛盾的对立统一的辩证唯物主义世界观和方法论。
【教学重点】水的离子积,溶液中c(H+) 、pH与溶液酸碱性的关系。
【教学方法】理论推理拓展法、自学讨论法、归纳总结法、实验探究法。
【教学模式】“问题组式”教学。
把内容划分为几个阶段,每个阶段按“教师创设问题情景-----学生思考或讨论-------得出正确结果”的教学思路进行。
【教学过程】[引入]农夫山泉“弱碱性水”广告视频,今天我们就来探究溶液的酸碱性。
[板书] 第二节水的电离和溶液的酸碱性[提出问题]水能否发生电离?[学生活动]问题组一纯水导电实验实验目的:探究纯水是否电离及电离程度的大小。
[板书]一、水的电离1.水的电离[师生互动]多媒体演示水的电离过程。
[学生活动]写出水的电离方程式。
[学生活动]思考与讨论:写出水的电离常数表达式,推导水的离子积常数。
第二节水的电离和溶液的pH第1课时水的电离溶液的酸碱性与pH[核心素养发展目标] 1.变化观念与平衡思想:认识水的电离存在电离平衡,了解水的电离平衡的影响因素,知道水的离子积常数,会分析水的电离平衡移动。
2.证据推理与模型认知:通过分析、推理等方法知道溶液pH的概念、溶液酸碱性与pH的关系,建立溶液酸碱性判断的思维模型。
一、水的电离1.水的电离(1)水是一种极弱的电解质。
(2)水的电离方程式为H2O+H2O H3O++OH-,简写为H2O H++OH-。
(3)水的电离是吸热过程。
2.水的离子积3.外界条件对水的电离平衡的影响分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O H++OH-ΔH>0的影响,并填写下表:改变条件平衡移动方向c(H+) c(OH-) 水的电离程度K w升高温度右移增大增大增大增大加入HCl(g) 左移增大减小减小不变加入NaOH(s) 左移减小增大减小不变加入金属Na 右移减小增大增大不变加入NaHSO4(s) 左移增大减小减小不变(1)升高温度,若K w增大到10-12,则纯水电离出的c(H+)=10-6 mol·L-1(√)(2)在纯水中加入少量酸,水的电离平衡向逆向移动,K w减小(×)(3)25 ℃时,若溶液中c(H+)=1.0×10-6 mol·L-1,则溶液中c(OH-)=1.0×10-8mol·L-1(√)(4)25 ℃时,水的离子积K w=1.0×10-14,35 ℃时水的离子积K w=2.1×10-14,则35 ℃时水中的c(H+)>c(OH-)(×)(5)25 ℃时,0.01 mol·L-1的盐酸中,由水电离出的c(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1(√)1.常温下,某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1,该溶液可能是________。
第二节 水的电离和溶液的酸碱性 第1课时 水的电离和溶液的酸碱性1.了解水的电离平衡及影响因素。
2.了解水的离子积并能进行简单计算。
3.了解溶液的酸碱性与pH 的关系和溶液酸碱性的判断依据与方法。
水的电离1.水的电离水是一种极弱的电解质,电离方程式为H 2O +H 2OH 3O ++OH -,简写为H 2O H ++OH-,水的电离常数K 电离=c (H +)·c (OH -)c (H 2O)。
2.水的离子积常数 (1)推导由精确的实验可知,25 ℃时1 L 纯水(55.6 mol)只有1×10-7mol H 2O 电离,则电离前后c (H 2O)几乎不变,可视为常数,又因为K 电离为常数,所以c (H +)·c (OH -)=K 电离·c (H 2O)为一常数,记为K w 。
(2)表达式K w =c (H +)·c (OH -)。
25 ℃时,K w =1.0×10-14。
(3)影响因素水的离子积K w 只受温度的影响,温度升高,K w 增大。
(4)适用范围K w 不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质水溶液。
3.影响水电离平衡的因素 常温下,水的电离:H 2OH ++OH -1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)升高温度,水的电离平衡右移,溶液中的c (H +)和c (OH -)均增大,但K w 不变。
( ) (2)盐酸中无OH -,只有H +和Cl -以及水分子。
( )(3)某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7 mol/L,则此时c(OH-)=10-142.0×10-7mol/L=5×10-8 mol/L。
( )(4)25 ℃时,0.1 mol/L的盐酸中,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol/L。
( )答案:(1)×(2)×(3)×(4)√2.某温度下,测得纯水中的c(H+)=10-6 mol/L,则c(OH-)为( )A.10-6 mol/LB.10-8 mol/LC.10-7 mol/LD.无法确定解析:选A。
第三章水溶液中的离子平衡第2节水的电离和溶液的酸碱性(第1课时)(说课稿)尊敬的:各位评委老师,上(下)午好!我说课的内容是普通高中课程标准实验教科书(人教版)化学•选修4第三章第二节水的电离和溶液的酸碱性(第1课时)。
下面,我将围绕本课“教什么”“怎么教”“为什么这样教”三个问题,从教材分析,教学目标,教学重点和难点,教法和学法,教学过程五个方面加以分析和说明。
一、教材分析本节内容包括水的电离、水的离子积和影响水电离的因素。
本节的学习也为盐类的水解及电解等知识的教学奠定基础。
教材从实验事实入手,说明水是一种极弱的电解质,存在着电离平衡。
由此引出水的电离平衡常数,进而引出水的离子积,并使学生了解水的离子积是个很重要的常数。
本节课的内容实际上是应用了本册数上一章化学平衡原理,探讨了水溶液中离子间的相互作用,内容丰富,理论与实际,知识与技能兼有之;水的电离是对本章第一节课的延续,它的电离过程的分析体现了化学理论的指导意义,【通过第一节对《弱电解质的电离》的学习,学生已经学会了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。
这为本节课探究水的电离、水的电离平衡和水的离子积奠定了一定的基础。
】二、教学目标按照《高中化学新课程标准》的要求,结合学生的实际情况,确定如下三维目标:(1)知识与技能1.知道水的离子积的含义及表达式;2.学会溶液中水的离子积的相关简单计算;3.理解水的电离平衡的影响因素。
(2)过程与方法1.通过水的离子积的计算,提高学生的有关计算能力;2.通过对水的电离平衡影响因素的讨论分析,提高学生运用电离平衡基本规律分析问题和解决问题的能力。
(3)情感、态度与价值观1.从生活出发学化学,体验化学对生活、生产及科技发展的必要性和重要性;2.由水的电离体会自然界同意的和谐美和“此消彼长”的动态美。
三、重点和难点根据新课标、教材内容设置及对今后教学的影响,本节课的教学重点是水的离子积、水的离子积的简单计算、水电离平衡的影响因素。
第二节 水的电离和溶液的酸碱性1------笔记本水是一种 的电解质,能发生微弱的电离,表示为 。
1、由于水的浓度是一个常数,故K 电离×C (H 2O)的乘积也是 ,用 来表示,叫做水的离子积常数。
室温下,纯水中K w = = 。
2、水的离子积常数只和 有关,水的电离是一个 过程,故升高温度 水的电离,C(H +)和C(OH -)浓度 ,K w,降低温度K w 。
4、K w 适用于任何稀的溶液中(酸或者碱等),常温下K w = ,100℃时K w = 。
注意!!在溶液中K w = C(H +)× C(OH -),其中C(H +)、C(OH -)指的是溶液中的C(H +)和C(OH -)。
1、在酸性溶液中,由于酸电离的H + 水的电离,所以溶液中的C(H +)主要由 来决定(水电离的C(H +)本来就少,受到抑制后更小可忽略);在碱性溶液中,由于碱电离的OH - 水的电离,所以溶液中的C(OH -)主要由 来决定。
当酸或者碱特别稀时,C(H +)、C(OH -)接近1×10-7mol/L 则不能忽略水的电离。
2、不论酸性、碱性或者中性溶液中,水电离的C(H +)水 C(OH -)水。
3、常温下,0.01mol/L 的HCl 溶液中,请计算溶液中水电离的C(OH -)是多少? (计算过程)100℃时,0.1mol/L 的NaOH 溶液中,请计算溶液中水电离的C(H +)是多少?4、请写出CO 2水溶液中存在的电离平衡方程式1、溶液的酸碱性取决于溶液中。
c (H+) ______ c (OH—),溶液显c (H+) ______ c (OH—) ,溶液显c (H+) ______ c (OH—) ,溶液显2、PH:用来表示溶液的酸碱性强弱的物理量。
计算式PH=常温下PH>7溶液显,PH<7溶液显,PH=7溶液显。
酸性溶液中c (H+)越小,酸性,PH 反之亦然。
第二节水的电离和溶液的pH一、水的电离(一)水的电离1、电离方程式:H2O H++OH-或H2O+H2O H3O ++OH-2、特点:(1)极难电离(2)可逆过程,吸热(3)25℃,水中的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L(4)由水电离出的H+与OH-浓度相等,即c(H+)水=c(OH-)水3、影响因素:(1)促进:①升温②加活泼金属③加弱碱阳离子或弱酸阴离子(即能水解的盐)④电解(2)抑制:①降温②加酸或碱③加强酸酸式盐(二)水的离子积1、定义:当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,称为水的离子积常数,简称水的离子积,用K w表示。
2、表达式:K w=c(H+)·c(OH-)说明:①c(H+)和c(OH-)均表示整个溶液中的H+、OH-的总物质的量浓度②K w不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液酸溶液中:K w= c(H+)酸·c(OH-)水碱溶液中:K w= c(H+)水·c(OH-)碱盐溶液中:K w= c(H+)水·c(OH-)水③不同溶液中的c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中的c(H+)水=c(OH-)水④25℃时,水中的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L,K w=1.0×10-14100℃时,水中的c(H+)=c(OH-)≈1.0×10-6mol/L,K w=1.0×10-12⑤K w有单位,其单位为mol2·L-2,因其复杂通常省略⑥K w只与温度有关,温度升高,K w增大,水更易电离二、溶液的酸碱性与pH(一)溶液酸碱性的判断:看c(H+)与c(OH-)的相对大小当c(H+)=c(OH-)时,为中性;当c(H+)>c(OH-)时,为酸性;当c(H+)<c(OH-)时,为碱性(二)酸性强弱的判断溶液中酸性的强弱:c(H+)越大,酸性越强酸的酸性强弱:看酸电离出的H+的难易,越容易电离出H+,酸性越强(三)溶液酸碱性的表示方法当c(H+)或c(OH-)大于或等于1mol/L时,用c(H+)或c(OH-)直接表示当c(H+)或c(OH-)小于1mol/L时,用pH表示(四)pH1、定义:用c(H+)的负对数来表示溶液酸碱性的强弱2、适用范围:稀溶液3、表达式:pH=-lgc(H+) 或c(H+)=1.0×10-pH mol/L4、意义:pH↑→碱性增强,pH↓→酸性增强5、pH与溶液酸碱性的关系:K W 注:在分析c(H )、pH 与溶液的酸碱性关系时,要注意溶液的温度(五)溶液酸碱性的测定方法1、用pH 试纸测定(1)pH 试纸的制作:是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透,经晾干制成的,pH 试纸一般呈黄色。
水的电离 溶液的酸碱性与pH基 础 巩 固1.水的电离过程为H 2O H ++OH -在不同温度下其离子积为K W (25 ℃)=1×10-14,K W (35 ℃)=2.1×10-14。
则下列叙述中,正确的是导学号 68732439( C )A .c (H +)随温度升高而降低 B .在35 ℃时,c (H +)>c (OH -) C .水的电离是一个吸热过程D .水的电离程度25 ℃>35 ℃解析:由于K W (35 ℃)>K W (25 ℃),说明升高温度能促进水的电离,即水的电离是一个吸热过程,且水的电离程度在35 ℃时大于25 ℃时的,因此35 ℃的c (H +)大。
另外由水的电离方程式可知,无论什么温度,水自身电离产生的c (H +)和c (OH -)总是相等的。
2.下列有关pH 变化的判断中,正确的是导学号 68732440( C ) A .随着温度的升高,纯水的pH 不变 B .随着温度的升高,纯水的pH 增大 C .新制氯水经光照一段时间后,pH 减小 D .氢氧化钠溶液久置于空气中,pH 增大解析:A 、B 项:温度升高,促进水的电离(H 2O H ++OH -),c (H +)变大,pH 变小;C 项:氯水经光照,促进HClO 的分解(2HClO=====光照2HCl +O 2↑)及Cl 2与水的反应(Cl 2+H 2O HCl +HClO),c (H +)变大,pH 减小;D 项,NaOH 溶液久置于空气中转化为Na 2CO 3溶液(2NaOH +CO 2===Na 2CO 3+H 2O),c (OH -)减小,pH 减小。
3.25 ℃时,K W =1.0×10-14,100 ℃时,K W =1.0×10-12,下列说法错误的是导学号 68732441( C )A .水的电离过程是一个吸热的过程B .100 ℃时,水的电离程度较大C .K W 和温度无直接关系D .25 ℃时纯水的c (H +)比100 ℃时的c (H +)小解析:由题意可知,温度升高,K W 增大,即c (H +)·c (OH -)增大。
说明水的电离平衡向电离的方向移动,水的电离程度较大,因此水的电离过程是一个吸热的过程。
平衡常数是温度的函数,与温度有关。
4.能影响水的电离平衡,并使溶液中的c (H +)>c (OH -)的操作是导学号 68732442( C )A .向水中投入一小块金属钠B .将水加热煮沸C.向水中通入二氧化碳气体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。
5.常温下,在0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中,水的离子积是导学号 68732443( A ) 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,K W=1.0×10-14。
6.用pH试纸测定某无色溶液的pH时,规范的操作是导学号 68732444( C )A.用pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化,跟标准比色卡比较B.将溶液倒在pH试纸上,跟标准比色卡比较C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较D.在试管内放入少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较解析:用pH试纸测量溶液pH时,不得将试纸放入溶液中,以免污染溶液,不能将溶液直接倒在试纸上,以免浪费溶液。
7.下列溶液pH一定小于7的是导学号 68732445( C )A.等体积的盐酸与氨水的混合液B.水电离出的c(OH-)=1×10-10 mol/L的溶液C.80 ℃时的氯化钠溶液D.c(H+)=1×10-3 mol/L的酸与c(OH-)=1×10-3 mol/L的碱等体积混合液解析:选项A中,没有给出盐酸和氨水的物质的量浓度,无法确定其pH的大小;选项B中,溶液既可以是酸性溶液也可以是碱性溶液;选项C中,80℃时,水的K w大于1×10-14,c(H+)>10-7 mol/L,故pH一定小于7;选项D中没有给定酸和碱的强弱,混合后溶液的pH 无法确定。
8.(双选)下列有关说法中,不正确的是导学号 68732446( BD )A.水的电离是一个吸热过程,升高温度会促进水的电离平衡向电离方向移动B.水的电离受温度的影响,但温度改变时,水电离出的离子浓度的乘积是一个定值C.多元弱酸的电离是分步进行的,第二步电离的程度比第一步电离要小得多D.当温度一定时,任何溶液中水电离出的H+和OH-离子浓度的乘积是一个定值解析:温度改变时,水的离子积常数改变。
温度一定时,水的离子积常数是一个定值,但在酸性或碱性溶液中,水电离出的H+和OH-离子浓度的乘积不是定值。
9.有一学生甲测某溶液的pH时,他先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。
学生乙对学生甲的操作的评价:操作错误,测定结果一定有误差;学生丙对学生甲操作的评价:操作错误,但测定结果不一定有误差。
导学号 68732447(1)你支持__丙__(填“乙”或“丙”)同学的观点,原因是__当溶液呈中性时,则不产生误差;否则将产生误差__。
(2)若用此法分别测定c (H +)相等的盐酸和醋酸溶液的pH ,误差较大的是__盐酸__溶液,原因是__在稀释过程中醋酸继续电离产生H +,使得溶液中c (H +)较盐酸溶液中c (H +)大,误差较小__。
(3)只从下列试剂中选择实验所需的物品,你__能__(填“能”或“不能”)区分0.1 mol·L -1的硫酸和0.01 mol·L -1的硫酸。
若能,简述操作过程:__用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH 试纸上,与标准比色卡比较其pH ,pH 较大的为0.01_mol·L -1的硫酸__。
A .紫色石蕊试液B .蒸馏水C .BaCl 2溶液D .pH 试纸10.已知室温时,0.1 mol·L -1的某一元酸HA 在水中有0.1%发生电离,回答下列各问题:导学号 68732448(1)该溶液的pH =__4__。
(2)HA 的电离平衡常数K =__1×10-7__。
(3)升高温度时,K 将__增大__(填“增大”、“减小”或“不变”),pH 将__减小__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)由HA 电离出的c (H +)约为水电离出的c (H +)的__106__倍。
解析:(1)HA 电离出的c (H +)=(0.1×0.1%) mol·L -1=1×10-4mol·L -1,pH =-lg(1×10-4)=4;(2)电离平衡常数K =c H + ·c A - c HA =1×10-4×1×10-40.1=1×10-7;(3)因HA H ++A -,电离过程是吸热的,所以升高温度,c (H +)、c (A -)均增大,则K 增大,而pH 减小;(4)c (H +)HA =1×10-4mol·L -1,c (H +)水=c (OH -)=1×10-141×10-4 mol·L -1=1×10-10mol·L -1,所以c (H +)HA c (H +)水=(1×10-4) (1×10-10)=106。
素 能 拓 展1.25 ℃的下列溶液中,碱性最强的是导学号 68732449( B ) A .pH =11的溶液B .c (OH -)=0.12 mol·L -1C .1 L 中含有4 g NaOH 的溶液D .c (H +)=1×10-10mol·L -1的溶液解析:常温下,可以根据pH 或c (H +)比较溶液的酸碱性,同样也可以根据c (OH -)的大小来比较。
A、C、D三个选项中溶液的c(OH-)依次为1×10-3mol·L-1、0.1 mol·L-1、1×10-4mol·L-1,所以B中溶液的c(OH-)最大,碱性最强。
2.25 ℃时,在0.01 mol·L-1的硫酸溶液中,水电离出的H+浓度是导学号 68732450 ( A )A.5×10-13mol·L-1B.0.02 mol·L-1C.1×10-7mol·L-1D.1×10-12mol·L-1解析:H2SO4电离出的c(H+)=0.02 mol·L-1,由K W=1.0×10-14可知c(OH-)=5×10-13 mol·L-1,OH-是由水电离产生的,则水电离产生的c(H+)=c(OH-)=5×10-13mol·L-1。
3.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是导学号 68732451( C ) A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO-3、SO2-4、Na+B.由水电离出的c(H+)=1×10-14mol/L的溶液中:Ca2+、Cl-、HCO-3、K+C.c(H+)/c(OH-)=1×1012的溶液中:NH+4、Cl-、NO-3、Al3+D.c(Fe3+)=0.1 mol/L的溶液中:K+、ClO-、SO2-4、SCN-解析:A中Fe2+、NO-3、H+会发生氧化还原反应;B项,符合条件的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液,HCO-3既与H+反应,又与OH-反应,B错误;c H+c OH-=1012的溶液为强酸性溶液,离子可以大量共存;Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,D错误。
4.下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是导学号 68732452( C )A.pH=7的溶液是中性B.中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7mol·L-1C.c(H+)=c(OH-)的溶液是中性D.在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性解析:A项中运用pH判断溶液的酸碱性时,用到了水的离子积常数,它与温度有关,但A项未给出温度,所以错误;在中性溶液中,c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定c(H +)=c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1,所以B项错,C项正确;100 ℃的纯水中,虽然pH<7。