2022年高中化学上学期《水的电离和溶液酸碱性》教学设计

2022年高中化学上学期水的电离和溶液酸碱性教学设计课题第三章第一节 弱电解质的电离学习目标知识与技能1. 了解水的电离、水的离子积及影响因素2. 了解溶液的酸碱性和pH的关系，能判断和比较溶液的酸碱性3. 掌握溶液稀释和混合时pH的变化规律，掌握溶液pH的简单计算4. 初步掌握测定溶液pH的方法，知道溶液pH在工农业生产和科学研究中的重要应用。5.理解酸碱滴定的原理，掌握滴定管的结构和使用方法，能规范进行酸碱中和滴定实验操作并能分析相关实验的误差。过程与方法情感、态度与价值观学习重点1.掌握溶液稀释和混合时pH的变化规律，掌握溶液pH的简单计算2.理解酸碱滴定的原理，掌握滴定管的结构和使用方法，能规范进行酸碱中和滴定实验操作并能分析相关实验的误差。学习难点1.掌握溶液稀释和混合时pH的变化规律，掌握溶液pH的简单计算2.理解酸碱滴定的原理，掌握滴定管的结构和使用方法，能规范进行酸碱中和滴定实验操作并能分析相关实验的误差。教学环节教师活动学生活动设计意图一、新课引入【复习提问】（投影）醋酸是弱酸，在溶液中存在如下电离平衡；CH3COOHCH3COO-+H+，当改变以下外界条件：加少量盐酸；加适量水；适当加热，对醋酸的电离平衡和电离度有什么影响？【引入】很多电解质溶液都显一定的酸碱性，这不仅仅与溶液中的溶质有关，而且与溶剂水的电离也有着密切的关系，今天我们学习的内容是水的电离和溶液的pH。回答：CH3COOH CH3COOH+，加入盐酸，上述平衡逆向移动，电离度减小；加水，平衡正向移动，电离度增大；加热，平衡正向移动，电离度增大。环节二、水的电离一、水的电离讲解水是极弱的电解质，发生微弱的(自偶)电离。H2O + H2OH3O+ + OH-投影水分子电离示意图：板书1、简写：H2OH+ + OH- 练习写出 H2OH+ + OH-的电离平衡常数。讲解110-7110-755.6在25时，实验测得1L纯水只有110-7mol H2O电离，因此纯水中c(H) = c(OH) = 110-7mol/L。电离前后， H2O的物质的量几乎不变，c( H2O)可以看做是个常数，c(H2O) = 55.6 mol/L。故25时， H2O的电离常数K = = 1.810-16110-7110-755.板书H2O的电离常数K电离 = = 1.810-16讲解电离前后水的浓度几乎不变，因此，在25时， K W= c(H) c(OH)= K电离c( H2O)= 110-14， K W就叫做水的离子积。板书 2水的离子积常数及影响条件 离子积常数KW_。 影响条件：在常温KWc(H)c(OH)1.01014,并且随_的升高,KW增大。因为水的电离过程是_过程。 3适用范围 水的离子积不仅适用于纯水_，也适用于_稀的电解质水溶液_ 过渡根据影响弱电解质电离的因素分析影响水的电离因素有那些？板书：4、影响水的电离因素讨论：影响水的电离平衡的因素并填写下表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由水的离子积可知，在水溶液中，H+和OH-离子共同存在，无论溶液呈酸性或碱性始终满足KWc(H)c(OH)。在酸、碱溶液中c(H)，c(OH)与水电离出的c(H)水，c(OH)水的关系如下：（1） 在酸溶液中：c(H)水=c(OH)水= c(OH)=KW/ c(H)（2） 在碱溶液中：c(H)水=c(OH)水= c(H)= KW/ c(OH)由此我们可以进行有关c(H+)、c(OH-)的简单计算。练习：1、0.01mol/L的盐酸中c(H)水为多少？c(OH)水为多少2、0.001mol/L的氢氧化钠溶液中c(H)水为多少？c(OH)水为多少?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110-14，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？课堂反馈：1、下列说法中正确的是（ ）。A水是极弱的电解质，它能微弱电离生成，所以严格地说纯水呈微酸性B纯水 ，是一常数，不随任何条件改变而改变C25时纯水中，稀酸和稀碱中D是一吸热过程，所以温度升高，同电离方向移动，随之增大2、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向水中通入氯化氢气体D向水中加食盐晶体3、纯水能微弱地电离出_和_。在25时，水电离出的和浓度为_，其离子浓度的乘积为_，该乘积叫做_。在25时，其数值为_100时，其数值为_，二者比较可知水的电离过程是一个_过程。环节三、溶液的酸碱性和pH（常温下）二、溶液的酸碱性和pH（常温下）：阅读教材46页思考与交流并思考回答相关问题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10-7c（OH）10-14酸性氢氧化钠加NaOH，c（OH）增大，平衡左移10-7c（H+） c（OH），c（H+） 110-7mol/L碱性溶液c（H+） c（OH），c（H+）1107molL1 B溶液的pH7C溶液中：c(H)1107molL1过渡：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+）=110-7 mol/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、定义：PH= 广泛pH的范围为014。注意：当溶液中c（H+）或c（OH）大于1mol/L时，不用pH表示溶液的酸碱性。练习：1、0.01mol/L的盐酸pH为多少？ 2、0.001mol/L的氢氧化钠溶液pH为多少？ 3、c(H)水=105的溶液pH可能为多少？溶液PH的测定方法（1）酸碱指示剂法说明：常用的酸碱指示剂有石蕊、甲基橙、酚酞试液。常用酸碱指示剂的变色范围指示剂变色范围的石蕊8蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10红色（2）pH试纸法使用方法：（3）PH计法4、PH的应用阅读教材P49-50相关内容：1、pH与人体健康的关系。2、pH在环保上的应用。3、土壤pH与土壤有效成分关系。环节四、有关pH的计算三、有关pH的计算（一） 单一溶液的PH计算依据：pH =-lgc（H+）练习：1、分别求0.05mol/LH2SO4溶液和0.05mol/L Ba(OH)2溶液的PH值。 2、已知常温下浓度为0.01mol/L的CH3COOH溶液的电离度为1%，求该溶液的PH值。总结：求酸或碱溶液的pH，需先判断溶液的酸碱性若为酸性，先求出c（H+）后，由pH =-lgc（H+）求pH 若为碱性，先求c（OH）后，由Kw = c（H+）c（OH）求c（H+），再求pH（二） 酸碱混合溶液的PH计算 讨论：如何求混合溶液的pH，如酸与酸混合，碱与碱的混合，酸与碱的混合。（1）酸I+酸II c(H) = 练习：3、将PH=2的H2SO4溶液与PH=4的H2SO4溶液等体积混合后,求溶液的PH值。(2)碱I+碱II c（OH） = 练习：4、将PH=8的NaOH溶液与PH=10的NaOH溶液等体积混合后,求溶液的PH值。（3）酸I+碱II完全中和：c(H) = c（OH） = 1mol/L酸过量：c(H) = 碱过量：c（OH）= 练习：5、常温下PH=4的HCl和PH=10的NaOH分别按体积比为1：1，11：9，9：11混合，分别求三种情况下溶液的PH值。（三） 酸、碱加水稀释后溶液的PH值练习：1、常温下，将PH=1的H2SO4溶液和PH=13的NaOH溶液分别稀释1000倍，求所得溶液的PH值。思考：若在常温下，将PH=1的CH3COOH溶液和PH=13的NH3H2O溶液分别稀释1000倍，则所得溶液的PH值在什么范围之内。讲解：分别加水稀释m倍时，溶液的物质的量的浓度均变为原来的 1/m , 强酸中c（H+）或强碱中的c（OH）变为原来的1/m ,但弱酸弱碱在稀释过程中平衡要正向移动，弱酸中的c（H+）或弱碱中的c（OH）减小 小于m倍，故PH相同的弱酸稀释相同倍数后弱酸酸性强于强酸，PH相同的弱碱稀释相同倍数后弱碱碱性强于强碱。总结：稀释定律：（1）强酸 pH=a，加水稀释10n倍，则pH=a+n（常温下不超过7）（2）弱酸 pH=a，加水稀释10n倍，则pHb-n（常温下不超过7）课堂反馈：1、把pH=3的H2SO4溶液和pH=10的NaOH溶液混合，两者恰好中和，则两种溶液的体积比应是（ ）A101 B110 C1100 D12.2、若溶液中由水电离产生的C（OH）=110-14 molL-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（ ）AAl3+、Na+、NO3-、Cl-BK+、Na+、Cl-、NO3-CK+、Na+、Cl-、AlO2-DK+、NH4+、SO42-、NO3-3、PH相等的盐酸溶液和醋酸溶液都稀释相同的倍数后，PH的大小关系是（ ）A盐酸醋酸醋酸盐酸C盐酸=醋酸D无法判断4、室温时，pH=2的一元酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，则溶液的pH值（ ）A一定不大于7 B一定不小于7C一定等于7 D可能大于75、下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H浓度之比()是()pH0的盐酸0.1 molL1的盐酸0.01 molL1的NaOH溶液pH11的NaOH溶液A1101001 000 B011211C14131211 D141323环节五、酸碱中和滴定四、酸碱中和滴定一、酸碱中和滴定原理。1、 定义：用已知物质的量浓度的酸或碱（标准溶液）来测定未知物质的量浓度的碱或酸（待测溶液或未知溶液）的方法叫做酸碱中和滴定。2、 原理：以酸碱中和反应为基础， H+ + OH- = H2O在滴定达到终点(即酸碱恰好反应)时： 有 n(H+) = n(OH-)3、酸碱中和反应的实质 H+ + OH- = H2O4、酸碱中和反应时量的关系n(H+) = n(OH-)若是一元酸和一元碱反应则有：n酸=n碱C酸. V酸 = C碱. V碱 二、酸碱中和滴定的操作（一）、滴定管的使用1.检查是否漏水2.洗涤：先水洗，再用待装液润洗2-3次3.排气泡，调液面：先装入液体至“0”刻度以上2-3厘米处，排净气泡后调整液面到“0”或“0”以下，记下刻度，注意平视不能仰视或俯视4.滴液：左手握住滴定管活塞（或挤压玻璃球）右手摇动锥形瓶，眼睛注视着锥形瓶颜色的变化酸式滴定管的用法注意：0刻度在上，上下部各有一段无刻度，滴定管准确到0.1ml，读到0.01ml例1、下列叙述仪器“0”刻度位置正确的是（ ）A、在量筒的上端 B、在滴定管上端C、在托盘天平刻度尺的正中 D、在托盘天平刻皮尺的右边练1：量取25.00mL，KMnO4溶液可选用仪器（ ）A50mL量筒 B100mL量筒C50mL酸式滴定管 D50mL碱式滴定管练2：50ml的滴定管盛有溶液，液面恰好在20.00处，若把滴定管中溶液全部排出，则体积（ ）A、等于30 B、等于20C、大于30 D、小于30 （二）酸碱中和滴定终点的确定常用指示剂的变色范围 酸色 中间色 碱色甲基橙 红色3.1橙色4.4黄色石蕊 红色5.0紫色8.0蓝色酚酞 无色8.2粉红色10红色指示剂的选择原则 A、指示剂的pH变色范围尽可能接近中和时的pH B、颜色变化明显。指示剂的选择强酸滴定弱碱 选甲基橙甲基橙：（红）3.1橙色4.4（黄）强碱滴定弱酸 选酚酞酚 酞：（无）8.2粉红色10.0(红)强酸滴定强碱 酚酞或甲基橙常用中和滴定指示剂 酚酞 甲基橙指示剂的用量 23滴滴定终点确定:当最后一滴滴入时，锥形瓶中溶液颜色发生突变，且半分钟内不恢复原来颜色，即达到滴定终点。练习3 . 酸碱恰好完全中和时,它们一定相等的量是( )A.质量B.物质的量C.物质的量浓度 D.酸提供的H+和碱提供OH-的物质的量练习4、用10ml的量筒量取液体,数据记录正确的是( ) A 8 B 8.01. C 7.78 D 8.1练习5、 在盐酸滴定氢氧化钠溶液的实验中，以甲基橙为指示剂，滴定终点时的颜色变化应是（ ）A .由黄色变红 B .由黄色变橙色 C .由橙色变红色 D .由红色变橙色三、酸碱中和滴定的操作步骤（用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的氢氧化钠）滴定管、锥形瓶用水洗干净 标准：内壁不挂水珠。滴定管检漏，活塞灵否装液 读数时要注意： 滴定管要直立； 装液或放液后，需等1-2分钟才能观察液面高度； 读数时，视线应与凹液面水平， 必须准确到0.1mL，并估计到0.01mL。 用滴定管移取定量待测液注入锥形瓶，滴加2-3滴指示剂，振荡混匀。 注意：不能用待测液洗涤锥形瓶。进行滴定（左手旋塞，右手摇瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化）滴定到，当最后一滴滴入时，锥形瓶中溶液颜色发生突变，且半分钟内不恢复原来颜色，即达到滴定终点。计算。HCl + NaOH = NaCl + H2O练习：某学生中和滴定实验的过程如下：取一支碱式滴定管，用蒸馏水洗净，加入待测NaOH溶液，记录液面刻度的读数，用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液，置于用标准酸液洗涤过的锥形瓶中，加入2滴酚酞试剂，开始滴定，先慢后快，边滴边摇荡，边注视滴定管液面变化，滴到溶液由无色变为粉红色时，即停止滴定，记录液面读数，重复滴定，根据两次读数得出NaOH的体积21ml上述学生操作错误的有 （填序号） 四、误差分析常见具体分析如下：(1)滴定前，在用蒸馏水洗涤滴定管后，未用标准盐酸润洗。高(2)滴定前，盐酸滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失。高(3)滴定前，用待测烧碱液润洗锥形瓶。高(4)读取标准盐酸液的刻度时，滴定前平视，滴定后俯视。低(5)滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量溶液溅出。低(6)滴定后，盐酸滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形瓶中。高(7)盐酸滴定前仰视读数，滴定后平视刻度读数。低(8)滴定过程中向锥形瓶内加入少量蒸馏水。无(9)滴定过程中，盐酸滴定管漏液。高(10)滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下盐酸滴定管尖嘴口的半滴标准溶液至锥形瓶中。无(11)过早估计滴定终点。低(12)过晚估计滴定终点。高(13)一滴盐酸标准溶液附在锥形瓶壁上未洗下。高练习：下列实验操作中错误的（ ） A.分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 B.蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸烧瓶支管口 C.滴定时，大手控制滴定管活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视滴定管中的液面 D.称量时，称量物放在称量纸上，置于托盘天平的大盘，砝码放在托盘天平的右盘中练习：下列是一段关于中和滴定的实验叙述： 取一锥形瓶，用待测NaOH溶液润洗两次； 在锥形瓶中放入25.00 ml待测液NaOH溶液； 加入几滴石蕊试剂作指示剂； 取一支酸式滴定管，洗涤干净后； 直接往其中注入标准酸溶液，进行滴定； 左手旋转滴定管的玻璃活塞，右手不停摇动锥形瓶； 两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降，直至滴定终点；其中错误的是（ ） A. B. C. D.【小结】中和滴定前，必须用滴定液多次润洗滴定管，以确保溶液的浓度不被剩余在滴定管中的水稀释变小；加入指示剂的量控制在2滴3滴，以避免指示剂消耗酸或碱；临近终点时，滴液要慢，至指示剂变色“不立即”褪去或变为原色即为终点，避免过量。重视测定结果的复核。即重复实验测定2次以上，取实验平均值。根据计算公式，求出计算值。课堂反馈：1进行中和滴定时，事先不应该用所盛溶液洗涤的仪器是（ ）A酸式滴定管B碱式滴定管 C锥形瓶 D移液管2下列有关叙述中正确的是（ ）A滴定管下端连有橡皮管的为酸式滴定管。B在滴定时，左手操作锥形瓶，右手操作滴定管开关。C滴定前应首先排除尖嘴部分的气泡。D滴定过程中两眼应注视滴定管内液面的变化。3用0.01mol/L滴定0.01mol/LNaOH溶液，中和后加水至100mL。若滴定时终点判断有误差：多加了1滴；少加了1滴（设1滴为0.05mL）。则和中C(H+)之比是（ ）A510-3 B C50 D10本堂小结：当堂检测、布置作业板书设计