第二节 水的电离和溶液的酸碱性
一、教学要求： 模块学习要求 1．知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。 1.1知道水的离子积常数Kw及其与温度的关系。 1.2了解溶液的pH、溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度大小、溶液酸碱性三者之间的关系。 1.3知道pH与c(H+)的定量关系，能进行溶液pH的简单计算。 2．初步掌握测定溶液pH的方法，2.1初步掌握测定溶液pH的方法。 知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。 2.2了解酸碱中和滴定的原理；学会使用滴定管，能利用中和滴定法测定强酸或强碱溶液的浓度；了解酸碱中和过程中溶液pH的变化规律。 2.3知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。 高考要求 电解质溶液 1、了解水的电离，离子积常数。 2、了解溶液pH的定义。了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。 二、教材内容： 水是极弱 介绍 ·水离子积常数 思考 电解质 ·适用于稀电解质水溶液 交流 实践活动 实验测定酸碱 推理 滴定曲线 ·中和滴定及其过程中 应用一例 pH的应用（测试、 ·溶液酸碱性与pH的关系 pH的变化和意义 调控的意义） ·pH试纸与pH计 ·中和滴定计算例 应用离子积常数，思考、推理明确酸性溶液中有OH-，碱性溶液中有H+ 本节教材在弱电解质电离平衡的基础上，将水看成一种反应物浓度不变的弱电解质，从一般到特殊认识水的电离平衡的特征（水的电离平衡和离子积），逐步认识水溶液中离子浓度的特点（溶液的酸碱性），从定性到定量的研究其酸碱性（溶液pH的简单计算），最后考虑其应用（中和滴定实验和应用）。在方法上遵循从一般到特殊，从定性到定量，从简单到复杂的认识观。
三、教学目标：
1、知识与技能：
（1）知道水是一种弱电解质，外界条件会影响其电离平衡的移动， （2）知道水的离子积常数不仅适用与纯水，也适用于稀的电解质溶液。
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（3）了解测定溶液pH的方法有pH试纸测量（广泛pH试纸和精密pH试纸）、pH计测量和酸碱滴定测量，了解各种方法的优缺点及适用条件。
（4）掌握酸碱中和滴定的原理和操作方法，并能进行误差分析。
（5）能进行溶液pH的简单计算；了解pH在工农业生产和科学研究中的重要作用。 2、过程与方法：
（1）经历对水的离子积常数的分析，加深对弱电解质电离平衡的认识，了解一般与特殊的辩证关系。 （2）经历对溶液中H+和OH-浓度的变化对酸碱性的影响分析，体会对立统一及由量变到质变的辩证思想。 （3）通过亲手操作酸碱滴定实验及误差分析，体会操作原理对具体操作步骤和方法的指导作用，训练思维的有序性和严谨性。 3、情感态度与价值观：
（1）了解化学定量分析的方法，体验化学在科学研究中作用和地位，提高学生的科学素质。 （2）通过酸碱溶液中离子浓度对溶液性质的影响，培养学生辩证唯物主义的世界观和方法论。
四、教学重点和难点：
本节教学重点：溶液的酸碱性及其定量表示方法，酸碱滴定的原理及操作 本节教学难点：溶液的酸碱性的定量表示方法，酸碱滴定的操作
五、课时安排：3课时 六、教学过程：
第一课时
【引入】
由复习强电解质盐酸的电离和弱电解质醋酸的电离入手，提出问题——水是如何电离的？如何用实验证明水的电离过程？
精确的纯水导电实验
[设计意图]从运用已学知识分析、推导新知识入手，减少学生的陌生感，做好知识的铺垫。 一．水的电离与水的离子积常数 [教师] 精确的纯水导电实验说明什么？
[学生]水是一种极弱的电解质，电离方程式可表示为： H2O+H2O
+ - H3O+OH 或H2O
+- H +OH
[教师]请用公式表述水的电离常数 [学生] K电离c(H?)?c(OH?) ?c(H2O)[分析]1L纯水的物质的量是55·6mol，经实验测得250C时，发生电离的水只有1×10-7mol，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 w表示，即为水的离子积常数，简称水的离子积。
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Kw = c（H+）·c（OH）
—
由于250C时，c（H+）= c（OH）= 1×10-7mol/L
—
所以250C时，Kw = c（H+）·c（OH）=1×10-14
—
[探究]影响水的电离平衡的因素 [教师]情景1：观察下表的数据 t(℃) 0 10 0.292 20 0.681 25 1.01 40 2.92 50 5.47 90 38.0 100 55.0 Kw/10-14 0.134 1） 从以上数据中发现什么递变规律？
2） 以上数据说明温度与水的电离程度之间存在什么关系？ [学生小结]在 H2O
+- H +OH中，
升高温度，水的电离程度______，水的电离平衡向____移动，Kw_____。 降低温度，水的电离程度______，水的电离平衡向____移动，Kw_____
[PPT小结]温度越高，Kw越大。 Kw在一定温度下是个常数。 升高温度，促进水的电离。 水的电离是一个吸热过程。
[教师]水的离子积Kw= [H+ ][OH-]=1×10-14不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。 [教师]情景2：比较下列情况下，C(H+) 和C(OH)的值或变化趋势。
—
C(H+) C(OH) C(H+) 与C(OH)大小比较 ——纯水 加入少量盐酸 加入少量NaOH [学生小结]：对于电离平衡 H2O 蒸 馏 水 蒸馏水 加酸后 加碱后 c(H+) c(OH-) +- H +OH中
c(H+)与c(OH-)大小比较 Kw 酸碱性 水的电离平衡 [设计意图]加深对水的离子积常数Kw的认识与理解，为Kw在酸碱溶液中的应用做好准备。 [教师]情景3：有哪些方法可以抑制水的电离？ [学生] 加酸、加碱、降温。
[教师小结]酸、碱由于电离产生的H或OH对水的电离平衡起抑制作用，使水的电离程度减小，而某些盐溶液中由于Ac、NH4等“弱离子”因结合水电离出的H或OH能促进水的电离平衡（下一节介绍），
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－
＋
＋
－
＋
－
使水的电离程度增大，但无论哪种情况，只要温度不变，KW就不变。
①水中加酸或碱均抑制水的电离，但由水电离出的c（H+）与c（OH）总是相等。
—
②任何电解质溶液中，H+与OH总是共存，c(H+)与c(OH)此增彼长，且Kw = c(H+)·c(OH)不变。
-5 +
[教师]情景4：请计算（1）常温下，浓度为1×10mol/L的盐酸溶液中，由水电离产生的c(H)是多少？
-5 - （2）常温下，浓度为1×10mol/L的NaOH溶液中，由水电离产生的c(OH)是多少？
+-9
（3）在常温下，由水电离产生的c(H) =1×10 mol/L的溶液，则该溶液的酸碱性如何？
—
—
—
[引申]判断溶液酸碱性强弱的依据是什么？ [学生小结]溶液的酸碱性
酸性溶液：c (H+) ______ c (OH)， c (H+) ______ 1.0×10mol/L
—
-7
碱性溶液：c (H+) ______ c (OH) ，c (H+) ______ 1.0×10mol/L
—
-7
中性溶液：c (H+) ______ c (OH) ，c (H+) ______ 1.0×10mol/L
+-二．c(H) 和 c(OH) 与溶液酸碱性、pH的关系
—
-7
[教师]溶液的酸碱性如何表示？
1、溶液的酸碱性可用c（H）与c（OH）表示。 +-2、c(H) 和 c(OH)都较小的稀溶液（＜1mol/L），化学上常采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。pH表示+＋
c(H)的负对数，pH＝－lg[H]
中性溶液c（H）＝1×107mol/L pH＝7
＋＋＋
－－－＋
－
酸性溶液c（H）＞1×107mol/L pH＜7 碱性溶液c（H）＜1×107mol/L pH＞7 [小结]pH的适应范围：稀溶液，0～14之间；
酸性溶液中c（H）越大，酸性越强，pH越小；碱性溶液中c（OH）越大，c（H）越小，pH越大，碱性越强。 [教师]如何测定pH？ pH的测定方法：
粗略测定：（1）酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞
常用酸碱指示剂及其变色范围： 指示剂 石蕊 甲基橙 酚酞 ＜5红色 ＜3.1红色 ＜8无色 变色范围的pH 5～8紫色 3.1～4.4橙色 8～10浅红 ＞8蓝色 ＞4.4黄色 ＞10红色 ＋
－
＋
（2）pH试纸 ——最简单的方法。
操作：将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒沾取未知液点试纸中部，然后与标准
比色卡比较读数即可。
注意：①事先不能用水湿润pH试纸；②只能读取整数值或范围
精确测定：pH计 三．pH的应用
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第二课时
四．pH值的计算
[教师]pH是氢离子浓度的负对数(室温) ，pH=—lg c(H+) pH值计算1—— 单一溶液
[练习1]取1mol/L的HCl溶液，其pH是多少？取1mol/L的硫酸，其pH是多少？ [设计意图]强调 c(H+)=n (H+)/V(aq) ， pH=—lg c(H+)， [练习2]1mLpH=3的HCl溶液，其c(H+)是多少？ [设计意图]强调pH值计算公式的变式： c(H+)=10-pH [巩固练习]
1．同一浓度的强酸与弱酸的pH值的比较，如0.1mol/L的盐酸与0.1mol/L的醋酸的pH值的比较 2．同一浓度的强碱与弱碱的pH值的比较，如0.1mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的氨水的pH值的比较 3．同一pH值的强酸（如盐酸）与弱酸（如醋酸）的浓度比较：c(HCl)与c(HAc)的关系
4．同一pH值的强碱（如NaOH溶液）与弱碱（如氨水）的浓度比较：c(NaOH)与c(NH3·H2O)的关系 5．体积相同、pH相同的HCl溶液和CH3COOH溶液，与NaOH溶液中和时两者消耗NaOH的物质的量 A．相同 B．中和HCl的多 C．中和CH3COOH的多 D．无法比较 [学生小结]强弱电解质酸溶液的浓度与氢离子浓度的比较
[设计意图]应用强弱电解质的概念于pH值的计算，有助于新旧知识的联系与应用。 pH值计算2—— 强酸的稀释
[练习3]1mLpH=3的HCl溶液加水稀释到100mL后，溶液的pH是多少？ [设计意图]强调 c(H+)降低为原先的1/10倍，pH上升一个单位 pH值计算3——强碱的稀释
[练习4]取pH=12的NaOH溶液与水按1：99的体积比混合后，溶液的pH值是多少？
[设计意图]引入碱溶液的计算，强调可利用Kw常数计算溶液的c(H+)，且pH=—lg c(H+)；或求pOH。 【小结】稀释过程溶液pH值的变化规律：
1、强酸溶液：稀释10n倍时，pH稀＝pH原＋n （但始终不能大于或等于7） 2、弱酸溶液：稀释10n倍时，pH稀＜pH原＋n （但始终不能大于或等于7） 3、强碱溶液：稀释10n倍时，pH稀＝pH原－n （但始终不能小于或等于7） 4、弱碱溶液：稀释10n倍时，pH稀＞pH原－n （但始终不能小于或等于7） pH值计算4——强酸、强碱的混合
酸I+碱II
完全中和：c（H+） = c（OH—） = 1
mol/L
酸过量： c（H+）=
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第二节 水的电离和溶液的酸碱性（全节教案）
