高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第二节 水的电离和溶液的酸碱性教案及反思

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设计意图 

【复习提问】（投影）

醋酸是弱酸，在溶液中存在如下电离平衡；CH3COOH CH3COO-+H+，当改变以下外界条件：①加少量盐酸；②加适量水；③适当加热，对醋酸的电离平衡和电离度有什么影响？

回答：CH3COOH CH3COO＋H+，①加入盐酸，上述平衡逆向移动，电离度减小；②加水，平衡正向移动，电离度增大；③加热，平衡正向移动，电离度增大。

复习巩固上节知识，为新知识的学习做认知准备。

【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。

认真听讲并思考。

给出学习目标，激发学习兴趣。

【板书】一、水的电离

【引言】通过初中化学的学习，认识到纯水是不导电的，那么纯水是不是绝对不导电呢？下面我们做一个实验来

验证一下。

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【演示】水的导电性实验

观察：①灯泡有何变化？

②灵敏电流计有何变化？实验完毕，请一位同学描述实验现象。

认真观察实验现象。描述现象：①灯泡不亮；②灵敏电流计指针有偏转。

培养学生观察实验的能力和发现问题、思考问题的能力。

针对上述实验，组织学生讨论问题。

【讨论】1．通过以上实验现象可得出什么结论？

2．导电性强弱是由什么决定的？纯水导电性微弱，这意味着什么？

3．水中的离子是什么？怎么来的？为什么浓度小？

【讲述】通过讨论，我们认识到，纯水能微弱导电这一现象的本质是：水是极弱的电解质。

【板书】1．水是极弱的电解质H2O＋H2O H3O+＋OH-或H2O H+＋OH-

回答：纯水能微弱导电。

回答：导电性强弱是由溶液中离子浓度大小决定的，纯水导电性微弱意味着纯水中的离子浓度很小。

回答：水自身能电离出H+和OH－，但其电离程度微弱，所以纯水中离子浓度很小。

认真记录板书内容，边写边思考。

①培养学生由感性认识上升到理性认识的能力。

②让学生学会从宏观到微观、通过现象看本质的认识事物的方法。

掌握水电离方程式的两种写法。

【讲述】由水的电离方程式可看出，温度一定时，纯水中［H+］和［OH-］浓度一定相等。实验测得，25℃时，纯水中，［H+］=［OH－］=1×10－7mol／L。既然浓度是定值，那么乘积呢？一定是定值，我们把一定温度下，这两种离子浓度的乘积称为水的离子积常数。

【板书】2．水的离子积常数

（1）概念：指导学生阅读课本第37页，并在概念内容的下面划线。

【设问】在水的离子积概念上，应强调哪些内容？

倾听、领悟。

认真阅读概念的内容并划线，思考提出的问题。

分析：应强调以下两点：①一定温度；②[H＋]和[OH－]的乘积是一个常数（简称水的离子积，用Kw表示）。

引出水的离子积概念。

①培养学生自学能力。

②指导学生学习概念时，要抓住要点，剖析关键词语，深刻理解概念的内涵，不要死记硬背定义。培养学生良好的思维方式，掌握科学的学习方法。

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【再问】为什么必须强调一定温度？

【评价】两位同学分析的很好。学习概念时，只有抓住其要点，理解其内涵，才能真正掌握并准确运用概念。

【板书】t℃Kw=[H+]×[OH－]

回答：水是弱电解质，其电离平衡受温度影响。

【讲述】科学家通过多次实验发现，一定温度下，在稀酸、稀碱或中性盐溶液中[H+]与[OH-]的乘积也是一个常数，且数值与纯水中的相同。那么，水的离子积适用于哪些范围呢？

【板书】（2）适用范围：纯水、稀酸、稀碱、盐的水溶液。

归纳：水的离子积适用于纯水和稀酸、稀碱、盐的水溶液。

了解概念的外延，加深对概念的理解。

【提问】影响水的离子积的因素有哪些？

【追问】改变温度对水的离子积有何影响？

【板书】（3）影响因素：温度升高，Kw增大。

【副板书】25℃纯水中：Kw=[H+]×[OH-]=1×10－7×1×10－7=1×10-14

100℃纯水中：Kw=［H+］×[OH-]=1×10－6×1×10－6=1×10-12

【设问】通过以上学习，你如何正确理解水的离子积的含义？

【讲述】可见水的离子积常数虽然是定值，但它是相对的，当外界条件改变时，这一数值要发生变化。如不指明温度，一律按常温考虑（即Kw按1×10－14计算）。

回答：温度可影响Kw。

分析：水的电离是吸热反应，升高温度，有利于平衡向电离方向移动，使[H+]、[OH-]增大，所以Kw增大。

回答：一定温度下水或水溶液中[H+]×[OH－]是一个

定值。

对学生进行内外因辩证关系的教育，让学生认识到不要用孤立、静止、绝对的观点看待问题。

【过渡】纯水中[H+]=[OH－]，那么酸性、碱性溶液中[H+]与[OH－]是什么关系呢？

思考。

通过质疑，激发学生强烈的求知欲，引导学生积极思维。

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【板书】二、溶液酸碱性与[H+]和[OH－]的关系【设问】（投影）逐一给出题目

①纯水中加酸，对水的电离平衡有无影响？

追问：怎么影响？结果如何？

②酸性溶液中的[OH－]可能为零吗？为什么？

【讲述】加酸只可抑制水电离，但不能阻止水电离，所以[OH－]永远不可能减小为零。

③酸性溶液中[H+]与[OH－]之间是什么关系？

【总结】溶液显酸性的本质：[H+]＞[OH-]

齐答：有影响。

回答：纯水中存在着电离平衡，H2O H+＋OH-，向水中加酸，酸电离出大量H+，使溶液中[H+]增大，打破了水的电离平衡，使平衡逆向移动，于是溶液中[OH－]减小。

回答：不可能为零。因为Kw是常数且不为零。

回答：[H+]＞[OH-]

循序渐进地设置讨论题，有利于学生积极思考，树立信心，形成生动活泼的学习氛围，从而激发学生学习化学的兴趣和情感。

透过现象看本质。

【设问】纯水中加碱，对水的电离平衡有何影响？碱溶液中[OH-]与[H+]之间是什么关系？

【总结】溶液显碱性的本质：[H+]＜[OH－]

分析：水中加碱，则溶液中[OH－]增大，打破了水的电离平衡，使平衡逆向移动，［H+］减小，故碱溶液中[OH－]＞[H+]。

①培养学生独立分析问题的能力。

②培养学生语言表达能力。

【提问】通过以上几位同学的分析，哪位同学能给我们总结一下溶液酸碱性与溶液中的[H+]和[OH－]的关系？

【板书】内容同右。

总结：

当[H+]＞[OH-]，溶液显酸性；

[H+]越大，溶液酸性越强；

当[H+]＜[OH-]，溶液显碱性；

[OH－]越大，溶液碱性越强；

当[H+]=[OH－]，溶液显中性。

①掌握溶液酸碱性与溶液中的[H+]和[OH-]的关系；

②培养学生归纳、总结、概括知识的能力；

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【讲述】通过了解水的离子积常数，我们认识到，在任何水溶液中[H+]和[OH－]是永远共存的，它们既相互依存又相互制约，溶液显什么性，应取决于H+与OH-浓度大小关系：当[H+]＞[OH－]时，H+占主导地位，溶液显酸性；当［H+］＜［OH－］时，OH-占主导地位，溶液显碱性；当［H+］=［OH-］时，溶液显中性。

③对学生进行矛盾的对立统一及矛盾的主次方面等辩证唯物主义教育。

【引言】水的离子积常数有非常重要的应用，例如通过它可求算酸或碱溶液中的［OH-］或［H+］。

【板书】三、有关水的离子积的计算公式：Kw=［H+］×[OH-]，

（一）求强酸、强碱中的[H+]和[OH-]

【板书】

例1  求25℃时0.1mol／L盐酸中的[OH-]。

【分析】①0.1mol／L表示什么物质的物质的量浓度？通过它能求算出什么微粒的物质的量浓度？

②0.1mol／L是否为溶液中的［H+］？为什么？

解：[H+]=0.1mol／L

＝1×10-13mol／L

可见，水电离的[H+]=[OH－]=1×10－13mol／L＜＜0.1mol／L，可忽略。

回答：表示HCl的物质的量浓度。因盐酸为一元强酸，所以由HCl电离的[H+]=［Cl-］＝0.1mol／L

回答：严格不是，因为溶[H+]与水电离的[H+]之和，但由于水电离的［H+］＜＜HCl电离的［H+］，完全可忽略不计，可认为0.1mol／L就是溶液中的［H+］。

通过对例题的讲解与分析，在解题的步骤和方法上为学生起到示范作用。

【练习】求25℃时0.05mol／L

Ba（OH）2溶液中的[H+]？

学生自己练习，请一位同学上台板演，其他同学在本上完成，并归纳解这一类题的一般途径。

板演

解：［OH-］=0.05×2=0.1mol／L

＝1×10-13mol／L

通过练习，使学生及时消化、巩固所学知识。由学生板演，可使学生积极参与，以充分调动学生学习的主观能动性。

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【板书】内容同右。

归纳：解这一类型题的一般途径。

（二）求弱酸、弱碱溶液中的[H+]和[OH－]

例2  已知25℃时0.1mol／LHAc，α=1.32％，求［OH-］。【设问】“0.1mol／L”表示什么物质的物质的量浓度？通过它能求算出什么微粒的物质的量浓度？怎样求？

【板书】解：

回答：“0.1mol／L”表示醋酸分子的物质的量浓度，通过它及所给α，可求出溶液中的［H+］，［H+］=c·α。

由浅入深设计例题，遵循学生的认知规律，增强学生的学习信心。

【练习】已知：25℃时0.1mol／L NH3·H2O，α＝1.33％，[H+]。

请一位同学前来板演，其他同学在本上完成，并归纳解这一类题的一般途径。

【板书】内容同右。

解：［OH－］=c·α=0.1×1.33％

①练习可起到教学的反馈作用。

②归纳解每一类型题的途径和方法，可使学生遇类似题能够举一反三。

【课堂总结】对水的离子积知识：①应注重了解水的离子积的含义；②掌握溶液酸碱性与[H+]和[OH-]的关系；

③初步学会通过水的离子积求算溶液中［H+］和［OH－］。

认真听讲，在重点内容处做好标记。

让学生了解本课时的重点内容。

【作业】课本第41页，第1题。

打开课本，记录作业。

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【随堂检测】（投影）

1．某温度下，纯水中的[H+]约为1×10-6mol／L，则[OH－]约为（    ）。

（A）1×10-8mol／L    （B）1×10-7mol／L（C）1×10-6mol／L   （D）1×10-5mol／L

2．已知25℃的某溶液的[OH-]为1×10-3mol／L，计算该溶液的［H+］。

3．已知25℃的0.1mol／L氢氰酸（HCN），α=0.01％，求由水电离的［H+］。

加深对水的离子积知识的理解，初步掌握有关水的离子积的计算方法，为下一节的pH计算打下基础。