资源简介

《水的电离与溶液的酸碱性》教案
第一课时
一、教学目标
（一）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．了解溶液的酸碱性和pH的关系。
（二）过程与方法
1．通过对水的离子积的计算，提高学生对相关问题的计算能力，加深对水的电离平衡的认识。
2．通过对水的电离平衡的分析，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。
（三）情感态度与价值观
1．通过对水的电离平衡过程中c(H+)、c(OH－)关系的分析，使学生理解矛盾的对立统一的辩证关系。
2．由水的电离使学生体会自然界统一的和谐美以及“此消彼长”的动态美。
二、教学重难点
重点：水的离子积。
难点：溶液的酸碱性和pH的关系。
三、教学过程
【提问引入】1．什么是强电解质？强电解质包括哪些物质？
2．什么是弱电解质？弱电解质包括哪些物质？
【学生回答】在水溶液中能够全部电离的电解质是强电解质。强电解质包括强酸、强碱和大多数盐。
在水溶液中部分电离的电解质是弱电解质。弱电解质包括弱酸、弱碱和水。
【过渡】那么，为什么酸的溶液会呈酸性？碱的溶液会呈碱性？这是本节课要学习的问题。
【板书】第二节
水的电离与溶液的酸碱性
【过渡】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？
精确的导电性实验表明，水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离，生成H3O+和OH－：
【板书】一、水的电离
1．水的电离
H2O＋H2OH3O+＋OH－
简写为：H2OH+＋OH－
实验测得：在25
℃纯水中：c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×l0－7
mol/L
【设疑】（l）分析水的电离与其他弱电解质的电离有何异同？
【分析】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。
变形得：
【讲解】1
L纯水的物质的量是55.6
mol，经实验测得25
℃时，发生电离的水只有1×10-7
mol，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。
【板书】2．水的离子积
Kw＝c(H＋)·c(OH－)
（1）25℃时，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10-7
mol/L
Kw＝c(H＋)·c(OH－)=1×10-14
（2）水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
【提问】当温度升高时，Kw如何变化？
【讲授】水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的电离。因此，随着温度的升高，水的离子积增大。
100℃时纯水中，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10-6
mol/L
Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10-12
注：温度升高时Kw增大，所以说Kw时要强调温度。
【过渡】除温度外，还有哪些因素可以影响水的电离？这些因素对于Kw有无影响？
【板书】3．影响因素
（1）温度：温度越高，水的电离程度越大，Kw越大。（Kw只与温度有关）
（2）酸碱性：酸或碱都会抑制水的电离，但对Kw无影响。
（3）能结合水电离出的H＋或OH－的物质(如可水解的盐类物质)促进水的电离，对Kw无影响。
【过渡】任何水溶液中，都存在水的电离平衡，即任何水溶液中都存在H＋和OH－，那么，水的电离和溶液的酸碱性有什么关系呢？
【板书】二、溶液的酸碱性与pH
1．溶液的酸碱性与c(H＋)、c(OH－)的关系（室温）
中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×l0-7
mol/L
酸性溶液：c(H＋)＞1.0×l0-7
mol/L＞c(OH－)
碱性溶液：c(H＋)＜1.0×l0-7
mol/L＜c(OH－)
【设疑】含H＋的溶液不一定是酸性的，而含OH－的溶液不一定是碱性的，那么，如何判断溶液的酸碱性呢？
【讲解】判断溶液酸碱性的依据是：c(H＋)和c(OH－)的相对大小。
【引导】当c(H＋)或c(OH－)很小时，不适合用其表示溶液的酸碱性，那用什么方法来表示溶液的酸碱性呢？
【板书】2．pH
（1）定义：pH是c(H+)的负对数，即pH＝－lg[c(H＋)]。
[当溶液中c(H＋)或c(OH－)大于1
mol/L时，不用pH表示溶液的酸碱性]
（2）数值范围：pH在0-14之间。
（3）溶液的酸碱性和pH的关系：在25℃下，
中性溶液：c(H＋)＝1.0×l0-7
mol/L
pH＝7
酸性溶液：c(H＋)＞1.0×l0-7
mol/L
pH＜7
碱性溶液：c(H＋)＜1.0×l0-7
mol/L
pH＞7
（4）pH的测定——pH试纸与pH计。
①pH试纸：
（1）成分：含有多种指示剂
（2）本身颜色：淡黄色
（3）正确操作：用镊子取一小块pH试纸放在洁净的表面皿或玻璃片上，然后用玻棒沾取少量待测液点在试纸中央，试纸显色后再与标准比色卡对照，读出读数，即知溶液的pH值。
②pH计：可以精确测量溶液的酸碱性。
（5）pH的应用
①人体健康调节。
②环保治理污水。
③农业生产调节。
④科学实验和工业生产。
【小结】略。
四、板书设计
水的电离与溶液的酸碱性
一、水的电离
1．水的电离
H2O＋H2OH3O+＋OH－
简写为：H2OH+＋OH－
实验测得：在25
℃纯水中：c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×l0－7
mol/L
2．水的离子积
Kw＝c(H＋)·c(OH－)
（1）25
℃时，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10-7
mol/L
Kw＝c(H＋)·c(OH－)=1×10-14
（2）水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
3．影响因素
（1）温度：温度越高，水的电离程度越大，Kw越大。（Kw只与温度有关）
（2）酸碱性：酸或碱抑制水的电离，对Kw无影响。
（3）能结合H＋或OH－的物质(如可水解的盐类物质)促进水的电离，对Kw无影响。
二、溶液的酸碱性与pH
1．溶液的酸碱性与c(H＋)、c(OH－)的关系（室温）
2．pH
（1）定义：pH是c(H+)的负对数，即pH＝－lg[c(H＋)]。
（2）数值范围：pH在0-14之间。
（3）溶液的酸碱性和pH的关系：
（4）pH的测定——pH试纸与pH计。
（5）pH的应用《水的电离与溶液的酸碱性》教案
第二课时
一、教学目标
（一）知识与技能
1．了解各类混合溶液的pH的计算。
2．了解溶液稀释时pH变化规律。
（二）过程与方法
通过各种类型溶液pH的计算，提高学生的计算能力，加深对溶液的酸碱性的认识。
（三）情感、态度与价值观
通过用pH表示溶液的酸碱性，理解化学学科中对极小数值的表示方法，让学生体会化学学科的特有价值。
二、教学重难点
各类混合溶液的c(H＋)、pH的计算。
三、教学过程
【复习】1．水是怎样电离的？什么是水的离子积？
2．pH是怎讲定义的？
【过渡】化学上经常出现溶液的稀释以及溶液的混合，那么，混合溶液的pH怎么求算呢？溶液稀释过程中pH会发生哪些变化呢？这是本节课要学习的内容。
【板书】一、单一酸溶液和单一碱溶液的pH的计算
1．单一酸溶液：直接求c(H＋)，再计算pH。
pH＝－lg[c(H+)]
2．单一碱溶液：先求c(OH－)，再求c(H＋)，最后计算pH。
pH＝－lg[c(H+)]
【训练】例1：求室温条件下0.005
mol/L的H2SO4溶液的pH值。
解：c(H2SO4)＝0.005
mol/L
c(H＋)＝0.005×2＝0.01
mol/L
pH＝－lg[c(H+)]＝－lg0.01＝2
例2：求室温条件下0.005
mol/L的Ba(OH)2溶液的pH值。
解：c[Ba(OH)2]＝0.005
mol/L
c(OH－)＝0.005×2＝0.01
mol/L
c(H＋)＝Kw/c(OH－)＝10－14/0.01＝10－12
mol/L
pH＝－lg[c(H+)]＝－lg10－12＝12
【板书】二、强酸与强酸溶液混合后pH的计算
【讲授】强酸与强酸溶液混合后计算pH的方法：
先求c(H＋)，再求pH。
【训练】例3
试求算pH＝3的硫酸与pH＝5的盐酸等体积混合后的pH。
解：
mol/L＝5.0×10－4
mol/L
pH＝－lg[c(H+)]＝－lg5.0×10－4＝3.3
硫酸和盐酸混合后的pH为3.3。
【板书】三、强碱与强碱溶液混合后pH的计算
【讲授】强碱与强碱溶液混合后计算pH的方法：
先求c(OH－)，通过，再求pH。
【训练】例4
试求算pH＝9的氢氧化钠与pH＝11的氢氧化钾等体积混合后的pH。
解：pH＝9的氢氧化钠
pH＝11的氢氧化钾
mol/L＝5.0×10－4
mol/L
＝2×10－11
mol/L
pH＝－lg[c(H+)]＝－lg2×10－11＝10.7
氢氧化钠和氢氧化钾混合后的pH为10.7。
【板书】四、强酸与强碱溶液混合后pH的计算
【讲授】强碱与强碱溶液混合后计算pH的方法：
先判断过量问题，再进行计算。
1．c(H＋)酸·V酸＝c(OH－)碱·V碱，强酸和强碱恰好完全反应，溶液呈中性，室温时pH＝7。
2．c(H＋)酸·V酸＞c(OH－)碱·V碱，酸过量，先求剩余的c(H＋)，再求pH。
3．c(H＋)酸·V酸＜c(OH－)碱·V碱，碱过量，先求剩余的c(OH－)，通过，再求pH。
，
【训练】例5
试求pH＝4的硫酸和pH＝11的氢氧化钡按体积比9︰1混合，求混合后的pH。
解：pH＝4硫酸c(H＋)＝1×10－4
mol/L
pH＝11的氢氧化钡c(OH－)＝1×10－3
mol/L
由c(H＋)酸·V酸＝9×10－4
＜c(OH－)碱·V碱＝1×10－3判断混合后溶液呈碱性。
＝1×10－5
mol/L
＝1×10－9
mol/L
pH＝－lg[c(H+)]＝－lg1×10－9＝9
【板书】五、酸、碱溶液稀释后pH的计算。
【点击试题】例6
0.0001
mol/L的盐酸溶液，求其pH值，用水稀释10倍，求其pH值，用水稀释1000倍后，求其pH值。
pH＝4
pH＝5
pH＝7
【规律】
（1）强酸pH＝a，加水稀释10n倍，则pH＝a＋n
（2）弱酸pH＝a，加水稀释10n倍，则pH＜a＋n
（3）强碱pH＝b，加水稀释10n倍，则pH＝b－n
（4）弱碱pH＝b，加水稀释10n倍，则pH＞b－n
四、板书设计
水的电离和溶液的酸碱性
一、单一酸溶液和单一碱溶液的pH的计算
二、强酸与强酸溶液混合后pH的计算
三、强碱与强碱溶液混合后pH的计算
四、强酸与强碱溶液混合后pH的计算
五、酸、碱溶液稀释后pH的计算。《水的电离与溶液的酸碱性》教案
第三课时
一、教学目标
（一）知识与技能
1．掌握酸碱中和滴定的原理和有关计算。
2．初步了解酸碱中和滴定的操作方法。
3．掌握有关酸碱中和滴定的误差分析。
（二）过程与方法
通过实验使学生知道pH与溶液酸碱性的关系，并能充分利用pH解决生产、生活中的难题。
（三）情感、态度与价值观
使学生熟悉pH的用途；通过实验，培养学生的科学态度和合作探究精神。
二、教学重难点
重点：中和滴定原理的认识。
难点：酸碱中和滴定的有关计算。
三、教学过程
我们在大部分的食品包袋上都可以看到一些说明，主要是食用方法、成分、含量、生产日期等等。在这些说明中，成分及含量的测定都属于化学分析的范畴。
化学上分析物质的方法有两种，阅读课本回答：
1．什么是定性分析？当我们对物质进行研究时，常常需要鉴定物质是由哪些成分组成的，这在化学上叫做定性分析。
2．什么是定量分析？若已知物质的组成成分，需要测定物质中各成分的含量，这在化学上叫做定量分析。
生活中的定量分析实例。测定空气的成分、测定食品、药物中有效成分的含量等等，都属于定量分析。在定量分析中我们常常用到酸碱中和滴定法，它具有操作简便、快速、准确度高等优点，在工农业生产和科学研究中具有很大的实用价值。
那么，什么是酸碱中和滴定？今天我们就来学习这种定量分析方法。
一、酸碱中和滴定
1．定义：用已知物质的量的浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的方法。
2．原理：在酸碱中和反应中，使用一种已知物质的量浓度的酸或碱溶液跟未知浓度的碱或酸溶液完全中和，测出二者的体积，根据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值，就可以计算出碱或酸的溶液浓度。
3．公式：C酸V酸=C碱V碱（一元酸和一元碱）
4．实验的关键：
（1）准确测量参加反应的两种溶液的体积。
（2）准确判断中和反应是否恰好完全反应。
5．实验仪器及试剂：
仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、
铁架台、滴定管夹、烧杯、白纸。
试剂：标准液、待测液、指示剂。
二、指示剂的选择
1．原则：
（1）终点时，指示剂的颜色变化明显。
（2）变色范围越窄越好，对溶液的酸碱性变化较灵敏
2．酸碱指示剂：一般是有机弱酸或有机弱碱（定性测定）。
种类
变色范围
甲基橙溶液
红3.1橙4.4黄
酚酞溶液
无8.2浅红10红
石蕊溶液
红5紫8蓝
（1）甲基橙和酚酞的变色范围较小：4.4－3.1＝1.3；10－8＝2对溶液的酸碱性变化较灵敏，故一般酸碱滴定选用甲基橙和酚酞做指示剂，而不用石蕊。
（2）溶液酸碱性改变使指示剂改变颜色，发生的是化学变化。一般酸碱指示剂为有机弱酸或有机弱碱，若指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液，因此指示剂的加入量一般为1～2滴。
3．酸碱中和滴定中指示剂的选择：
酸滴碱：甲基橙；碱滴酸：酚酞。
三、实验步骤
1.查漏：检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活。
2.洗涤：用水洗净后，各用少量待装液润洗滴定管2－3次。
3.装液：用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中，使液面高于刻度2-3
cm。
4.赶气泡：酸式
快速放液；
碱式
橡皮管向上翘起。
5.调液：调节滴定管中液面高度，在“0－1”ml之间，并记下读数。
6.取液：
（1）从碱式滴定管中放出25.00
ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中；
（2）滴入2滴酚酞试液，将锥形瓶置于酸式滴定管下方，并在瓶底衬一张白纸。
7．滴定：左手控制酸式滴定管活塞，右手拿住锥形瓶瓶颈，边滴入盐酸，边不断顺时针方向摇动，眼睛要始终注视锥形瓶溶液的颜色变化。
8．记录：当加入最后一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变无色时，并在半分钟内不恢复红色，停止滴定，准确记下盐酸读数，并准确求得滴定用去的盐酸体积。
9．计算：重复以上操作三次，并计算三次所测体积的平均值。整理数据进行计算。
四、误差分析
【例题】用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液（氢氧化钠放于锥形瓶中）下列操作（其它操作均正确），对氢氧化钠溶液浓度有什么影响？
（一）酸式滴定管
1．未用标准盐酸标准液润洗酸式滴定管。（偏高）
2．滴定管内壁不干净，滴定后，酸式滴定管内壁挂水珠。（偏高）
3．滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失。（偏高）
4．滴定操作时，有少量盐酸滴于锥形瓶外。（偏高）
5．滴定前仰视刻度，滴定后俯视刻度。（偏低）
（二）锥形瓶
6．锥形瓶内用蒸馏水洗涤后，再用待测氢氧化钠润洗2-3次，将润洗液倒掉，再装NaOH溶液。（偏高）
7．锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液。（无影响）
8．滴定过程中摇动锥形瓶，不慎将瓶内的溶液溅出一部分。（偏低）
9．指示剂滴加过多。（偏低）
（三）碱式滴定管
10．碱式滴定管用水洗后，未用待测液润洗。（偏低）
11．取待测液时，为将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除。取液后滴定管尖嘴充满溶液。（偏低）
（四）含杂质
12．在配制待测氢氧化钠溶液过程中，称取一定质量的氢氧化钠时，内含少量的氢氧化钾，用标准盐酸溶液进行滴定。（偏低）
13．同上情况，若氢氧化钠中含有少量的碳酸钠，结果如何。（偏低）
四、板书设计
一、酸碱中和滴定
二、指示剂的选择
三、实验步骤
四、误差分析

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