高中化学选修4《电解质溶液》教学设计Word下载.docx
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非电解质——在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物。
蔗糖、酒精等
[学与问]酸、碱、盐都是电解质,在水中都能电离出离子,不同的电解质电离程度是否有区别?
[思考与交流]盐酸与醋酸是生活中常用的酸,盐酸常用于卫生洁具的清洁和去除水垢,为什么不用醋酸代替盐酸呢?
[问]醋酸的去水垢能力不如盐酸强,除浓度之外是否还有其它因素?
[实验探究1]体积相同,浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条反应,并测量溶液的pH值。
1mol/LHCl
1mol/LCH3COOH
与镁条反应现象
溶液的pH值
[讲]在实验中我们要注意的是:
(1)HCl和CH3COOH都是电解质,在水溶液中都能发生电离。
(2)镁无论是与盐酸还是醋酸反应,其实质都是与溶液中的H+反应。
(3)由于酸液浓度、温度、体积均相同,且镁条的量也相同,因此,实验中影响反应速率的因素只能是溶液中H+的浓度的大小,
[实验结果]开始1mol/LHCl与镁条反应剧烈,pH值盐酸为1,醋酸小于1
[小组探讨]反应现象及pH值不同的原因?
[探讨结果]由于镁与盐酸反应速率较大,表明同体积、同浓度的盐酸比醋酸溶液中c(H+)大,并由此推断:
在水溶液中,HCl易电离,CH3COOH较难电离;
由于相同物质的量浓度的盐酸比醋酸溶液的pH小,且盐酸的物质的量浓度与盐酸中的H+浓度几乎相等,表明溶液中HCl分子是完全电离,而CH3COOH分子只有部分电离。
[结论]不同电解质在水中的电离程度不一定相同。
[板书]一、强弱电解质(投影)
电解质
强电解质
弱电解质
键型
离子键、极性键
极性键
电离程度
完全电离
部分电离
电离过程
不可逆过程
可逆过程,存有电离平衡
表示方法
电离方程式用“=”
电离方程式用“”
电解质在溶液中的存在形式
水合离子
分子、水合离子
[投影小结]强弱电解质与物质类型的关系
活泼金属的氧化物
离子化合物:
大部分盐类 强电解质
强碱
强酸
共价化合物弱酸
弱碱弱电解质
水
强酸:
HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI
弱酸:
CH3COOH、H2CO3、H2SO3、H3PO4、HClO、HF、所有的有机酸
强碱:
NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2
弱碱:
NH3·
H2O和所有难溶性碱
[板书]二:
电离方程式
练习:
请同学们写出下列物质的电离方程式
HClNa2SO4CH3COOHNaHSO4在水溶液中NaHSO4在熔化状态下
NaHCO3
[实验探究2]另取两支小烧杯,分别盛50mL蒸馏水。
向其中一个烧杯内滴入1滴(约0.05mL)PH=2的盐酸,向另一烧杯中滴入1滴PH=2的的醋酸,搅拌后,分别测其pH。
现象:
盐酸被稀释1000倍后,溶液的pH增大3个单位值变为PH=5,表明盐酸中的氢离子浓度减小到了原来的1/1000;
而醋酸被稀释1000倍后,溶液的pH增大不足2个单位值,表明醋酸中H+的浓度降低要小得多,甚至未低于原溶液的1/100。
结论:
证明了强电解质—HCl在水中是完全电离的,弱电解质—醋酸在水中只有部分部分分子发生电离;
但随着溶液的稀释,发生电离的醋酸分子数目增多。
即醋酸在水中的电离过程是动态的,其电离程度并非固定不变,而是随着溶液的稀释而增大。
实验结论:
醋酸的电离程度可以随着外界条件的改变而改变。
[思考与交流]既然CH3COOH的电离过程是动态的,那么,已经电离产生的CH3COO―和H+是否能重新结合成CH3COOH分子呢?
有没有什么办法可以证明这一点?
[实验探究3]实验:
取上述盛有剩余溶液的两支试管,在盛有盐酸的试管内加入0.5克NaCl晶体,在盛有醋酸的试管内加入0.5克CH3COONH4晶体,充分振荡后,测其溶液的pH
在盛盐酸的试管中加入NaCl晶体,溶液的pH没有明显变化;
在盛醋酸溶液的试管中加入CH3COONH4晶体,溶液的pH明显变大
由于c(CH3COO―)增大,导致pH明显变大,即c(H+)明显减小,所以醋酸分子电离为离子的过程是可逆的。
[讲]综合上述两个实验探究的实验可得出结论:
弱电解质的电离是可逆的,其电离程度可以随着外界条件的改变而改变。
因此,弱电解质的电离也与可逆的化学反应一样,它的两种相反的变化趋势最终会达到平衡。
即在一定条件下,弱电解质分子电离成离子的速率与其离子重新结合成分子的速率相等,溶液中弱电解质的分子和离子的浓度保持不变,这就是电离平衡。
[板书]三、弱电解质的电离平衡
1、电离平衡的建立(以醋酸为例)
在醋酸电离成离子的同时,离子又在重新结合成分子。
当分子电离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时,就达到了电离平衡状态。
这一平衡的建立过程,同样可以用速率—时间图来描述。
[讲]请同学们根据上图的特点,结合化学平衡的概念,说一下什么叫电离平衡。
[板书]1、在一定条件(如温度、浓度)下,当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫电离平衡
[板书]2、CH3COOH
CH3COO-+H+
[问]电离平衡也属于一种化学平衡,那么电离平衡状态有何特征?
[学生讨论后回答]前提:
弱电解质的电离;
①达电离平衡时,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等;
②动态平衡,即达电离平衡时分子电离成离子和离子结合成分子的反应并没有停止;
③达电离平衡时,离子和分子共存,其浓度不再发生变化;
④指电离平衡也是一定条件下的平衡,外界条件改变,电离平衡会发生移动。
[板书]3、电离平衡的特征:
(1)逆--弱电解质的电离是可逆的
(2)等--V电离=V结合≠0
(3)动--电离平衡是一种动态平衡
(4)定--条件不变,溶液中各分子、离子的浓度不变,溶液里既有离子又有分子
(5)变--条件改变时,电离平衡发生移动。
[问]哪些条件改变可引起化学平衡移动?
[投影]在氨水中存在电离平衡:
H2O
NH4++OH-下列几种情况能否引起电离平衡移动?
向哪个方向移动?
①加NH4Cl固体②加NaOH溶液③加HCl④加CH3COOH溶液⑤加热⑥加水⑦加压
提示:
用化学平衡移动原理(勒夏特列原理)解释。
[重点分析]:
加水对于弱电解质有两个过程:
其一、加水变稀,使离子浓度减小。
其二、加水弱电解质的电离平衡向正向移动,使离子浓度增大。
最终离子浓度变化取决于以上两者谁占主要因素。
[板书]4、影响因素:
(1)内因:
电解质本身的性质。
通常电解质越弱,电离程度越小。
[讲]由于弱电解质的电离是吸热的,因此升高温度,电离平衡将向电离方向移动,弱电解质的电离程度将增大。
(2)外因:
①浓度:
温度升高,平衡向电离方向移动。
[讲]同一弱电解质,增大溶液的物质的量浓度,电离平衡将向电离方向移动,但电解质的电离程度减小;
稀释溶液时,电离平衡将向电离方向移动,且电解质的电离程度增大。
但是虽然电离程度变大,但溶液中离子浓度不一定变大。
②浓度:
溶液稀释有利于电离
[讲]增大弱电解质电离出的某离子的浓度,电离平衡向将向离子结合成弱电解质分子的方向移动,弱电解质的电离程度将减小;
减小弱电解质电离出的离子的浓度,电离平衡将向电离方向移动,弱电解质的电离程度将增大。
同离子效应:
在弱电解质溶液中加入同弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡向逆方向移动
[讲]除此之外,我们还可以通过化学反应影响平衡移动,在弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时,可以使电离平衡向电离方向移动。
1、在25℃时,用蒸馏水稀释1mol/L氨水至0.01mol/L,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是
A.
B.
C.
D.
2、把0.05molNaOH固体,分别加入下列100mL溶液中,溶液的导电能力变化不大的是()
A、自来水B、0.5mol/L盐酸 C、0.5mol/L醋酸D、0.5mol/LNH4Cl溶液
3、试用电离平衡移动原理解释:
为什么氢氧化铝既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液?
(已知:
氢氧化铝在溶液中存在以下两种电离平衡:
H2O+AlO2-+H+Al(OH)3Al3++3OH)
[教学设计思考]:
1、第一节弱电解质的电离计划上两节课,第一节课完成弱电解质的电离平衡的理解。
第二节课电离平衡常数的意义、应用和练习。
2、本人在教学设计上充分发挥了学生的主观能动性,巧妙的增加了实验2和实验3以帮助学生对弱电解质电离平衡这一重点知识的理解。
课题:
第二节水的电离和溶液的酸碱性
(一)
刘放
授课班级
课时
1
知识
与
技能
1、知道水的离子积常数,
过程
方法
1、通过水的电离平衡分析,提高运用电离平衡基本规律分析问题的解决问题的能力。
2、通过水的离子积的计算,提高有关的计算能力,加深对水的电离平衡的认识
情感
态度
价值观
1、通过水的电离平衡过程中H+、OH-关系的分析,理解矛盾的对立统一的辩证关系。
2、由水的电离体会自然界统一的和谐美以及“此消彼长”的动态美。
重点
水的离子积。
难点
知
识
结
构
板
书
设
计
第二节水的电离和溶液酸碱性
一、水的电离
1、电离方程式:
H2O+H2O
H3O++OH-
简写:
H2O
H++OH-
2、水的电离常数K电离==
3、水的离子积:
25℃KW=c(H+)·
c(OH-)=1.0×
10-14
4、影响因素:
温度越高,Kw越大,水的电离度越大。
对于中性水,尽管Kw与电离程度增大,但仍是中性水,
5、注意:
KW不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质溶液,即
KW==C(H+)溶液·
C(OH―)溶液
二、溶液的酸碱性的判断
1、判断方法:
(1)、25℃:
用c(H+)与1×
10-7mol/L比较
(2)、25℃:
用pH与7比较
(3)、任意温度下,c(H+)与c(OH-)比较
中性溶液:
c(H+)=c(OH-)
酸性溶液:
c(H+)>
c(OH-)
碱性溶液:
c(H+)<
2、注意:
在任何溶液中,由水电离出的C(H+)水==C(OH―)水
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
环节1:
创设情境引入新课
[实验导课]用灵敏电流计测定纯水的导电性。
灵敏电流计指针有微弱的偏转。
说明:
能导电,但极微弱。
分析原因:
纯水中导电的原因是什么?
水分子能够发生电离,水分子发生电离后产生的离子分别是H3O+和OH―,发生电离的水分子所占比例很小。
水是一种极弱电解质,存在有电离平衡:
[板书]第二节水的电离和溶液酸碱性
[讲]水是极弱的电解质,发生微弱的(自偶)电离。
[投影]水分子电离示意图:
实验测定:
25℃c(H+)=c(OH-)=1×
10-7mol/L
100℃c(H+)=c(OH-)=1×
10-6mol/L
[板书]1、电离方程式
H3O++OH-
根据实验现象思考回答
书写水的电离方程式
能让学生体会到:
1、水分子能够发生电离
2、水电离后所产生的粒子种类
3、水的电离及其微弱
环节2:
根据电离常数分析讨论水的电离平衡常数与水的离子积
[讲]与化学平衡一样,当电离达到平衡时,电离产物H+和OH―浓度之积与未电离的H2O的浓度之比也是一个常数。
[板书]2、H2O的电离常数
K电离=
[讲]在25℃时,实验测得55.6mol纯水只有1×
10-7molH2O电离,因此纯水中c(H+)=c(OH-)=1×
10-7mol/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,实验测定:
[讲]因为水的电离极其微弱,在室温下电离前后n(H2O)几乎不变,因此,C(H2O)可视为常数,则C(H+)·
C(OH―)==K电离·
C(H2O)。
常数K电离与常数C(H2O)的积作为一新的常数,叫做水的离子积常数,简称水的离子积常数,简称水的离子积,记作KW,即KW=c(H+)·
[板书]3、水的离子积:
25℃
KW=c(H+)·
c(OH-)=1.0×
书写水电离平衡常数表达式
计算1L春水中水电离出的c(H+)与c(OH-)
倾听、思考
建立水的离子积概念
环节3:
根据电离平衡理论分析影响水电离的因素
[投影]表3-2总结水的电离的影响因素。
[提问]影响电离平衡的因素有哪些?
影响电离常数的因素又是什么?
[板书]温度越高,Kw越大,水的电离度越大。
对于中性水,尽管Kw与电离度增大,但仍是中性水。
[投影]表格
条件
平衡
c(H+)
c(OH-)
KW
升温
HCl
NaOH
NaCl
Na
组织学生讨论
[讲]1、温度:
水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡右移,电离程度增大,C(H+)和C(OH―)同时增大,KW增大,但由于C(H+)和C(OH―)始终保持相等,故仍呈中性。
2、酸、碱
向纯水中加入酸或碱,由于酸(碱)电离产生的H+(OH―),使溶液中的C(H+)或C(OH―)增大,使水的电离平衡左移,水的电离程度减小。
3、强酸强碱盐
向纯水中加入强酸强碱盐,由于不会使溶液中的C(H+)或C(OH―)改变,所以水的电离平衡不移动,水的电离程度不变。
4、含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐
在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐,由于它们能跟水电离出的H+和OH―结合生成难电离物,使水的电离平衡右移,水的电离程度增大。
5、加入活泼金属
向纯水中加入活泼金属,如金属钠,由于活泼金属能与水电离的H+直接作用,产生氢气,促进水的电离。
[讲]KW与温度有关,随温度的升高而逐渐增大。
25℃时KW==1*10-14,100℃KW=1*10-12。
KW不仅适用于纯水(或其他中性溶液),也适用于酸、碱、盐的稀水溶液。
在不同溶液中,C(H+)、C(OH―)可能不同,但任何溶液中由水电离的C(H+)与C(OH―)总是相等的。
KW==C(H+)·
C(OH―)式中,C(H+)、C(OH―)均表示整个溶液中总物质的量浓度。
[板书]5、KW不仅适用于纯水,还适用于酸性或碱性的稀溶液,不管是哪种溶液均有:
C(H+)溶液==C(OH―)溶液
讨论思考并填写表格
倾听、分析、思考
总结提升
让学生明确影响水电离平衡及水的离子积的因素
巩固学生对于电离平衡的分析总计能力
让学生认识到在一定温度下,水的离子积在纯水或稀的电解质溶液中均为定值
环节4:
总结溶液酸碱性的判断方法
[过渡]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。
由此我们可以进行有关c(H+)、c(OH-)的简单计算。
[板书]二、溶液的酸碱性的判断
[思考与交流]
1、1L酸或碱稀溶液中水的物质的量为55.6mol,此时发生电离后,发生电离的水是否仍为纯水时的1×
10-7mol/L?
2、酸溶液中是否存在OH-?
碱溶液中是否存在H+?
解释原因。
3、通过计算比较酸、碱、中性溶液中的c(OH-)、c(H+)以及由水电离出的c(OH-)、c(H+)。
(1)0.01mol/L氢氧化钠溶液
(2)0.01mol/L硫酸溶液
(3)0.01mol/L硝酸钾溶液
3、酸溶液中是否存在OH-?
[讲]碱溶液中:
H++OH-
NaOH=Na++OH-,c(OH-)升高c(H+)下降,水的电离程度降低。
酸溶液中:
HCl=H++Cl-,c(H+)升高,c(OH-)下降,水的电离程度降低。
硝酸钾不会改变水中c(OH-)、c(H+),水的电离程度不变。
可以得知
1、常温下:
c(H+)=1×
c(H+)>
1×
c(H+)<
10-7mol/L
2、常温下:
pH=7
pH<7
pH>7
3、任何温度下:
[板书]1、判断方法:
[小结]由于存在着水的电离,所以任何溶液中H+与OH-同时存在,只是相对多少不同;
任何溶液中,由水电离出的H+与OH-应该一样多。
计算、思考、讨论
倾听,梳理核心知识,形成清晰认识
让学生学会用水的离子积进行简单计算
使学生学会判断溶液酸碱性的方法,同时明确温度这一特殊使用条件
环节5:
随堂练习,复习巩固
1、常温下,由水电离出的c(H+)=1×
10-12mol/L,则该溶液不可能是()
A、盐酸溶液
B、氨水溶液
C、硫酸氢钠溶液
D、硝酸钠溶液
2、某温度下,纯水中c(H+)=1×
10-6mol/L,则此时c(OH-)=?
若温度不变,向水中滴入盐酸,使c(H+)=2mol/L,则c(OH-)=?
思考并作答
通过典型练习题,再现本节的教学重点和难点
第二节水的电离和溶液的酸碱性
(二)
2
教
学
目
的
1、能进行溶液的pH的简单计算
2、初步掌握测定溶液的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
3、理解溶液的pH。
理解溶液的pH跟溶液中c(H+)之间的关系。
1、通过各种类型溶液pH的计算,掌握电解质溶液pH计算方法。
2、通过不同溶液混合后pH的计算,掌握具体情况具体分析的思考方法,提高分析问题解决问题能力。
3、通过溶液pH的测试方法,掌握实验室测试溶液酸碱性的方法。
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。
pH与溶液酸碱性的关系,有关溶液的pH的简单计算
各类溶液、各类混合后的c(H+)、pH的计算。
三、pH
1、定义:
pH=-lg[c(H+)]
2、广泛pH的范围:
0-14;
溶液的酸性越强,其pH越小;
溶液的碱性越强,其pH越大。
3、pH的测定方法
(1)试纸的使用
(2)酸碱指示剂(3)pH计
4、pH的应用
四、pH的有关计算
1、单一溶液的pH计算
(1)求强酸溶液的pH
(2)求强碱溶液的pH
2.稀释的计算
(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
(5)无限稀释后的溶液,不可能改变其酸碱性,所以pH趋近于7
3、混合溶液的pH计算
(1)求强酸与强酸混合溶液的pH
(2)求强碱与强碱混合溶液的pH
(3)求强酸与强碱混合溶液的PH
教学过程
[回顾]水的电离、离子积常数、水电离平衡的影响因素、溶液的酸碱性.利用离子积计算溶液中的H+或OH-浓度的方法
[随堂练习]1、求25℃0.05mol/LBa(OH)2溶液C(H+)
2、求25℃0.05mol/L硫酸溶液由水电离出来的[H+]
[过渡]从上述数据,上述c(H+)、c(OH-)都较小,使用起
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