水的電離和溶液的pH值

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)
??了解水的電離和水的離子積；
??了解溶液的酸堿性和pH值的關(guān)系
??掌握有關(guān)pH值的簡(jiǎn)單計(jì)算。

能力目標(biāo)
　　培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力及知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。
??通過酸、堿對(duì)水的電離平衡的影響的討論，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的電離理論，獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。
??通過pH的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育。

情感目標(biāo)
　　對(duì)學(xué)生進(jìn)行對(duì)立統(tǒng)一及事物間相互聯(lián)系與相互制約的辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。

教學(xué)建議

教材分析

　　本節(jié)的第一部分重點(diǎn)介紹水的電離和水的離子積常數(shù)，是對(duì)上一節(jié)電離平衡的具體應(yīng)用，同時(shí)又為接下來學(xué)習(xí)溶液酸堿性作必要的準(zhǔn)備。一開始，教材根據(jù)水有微弱導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，說明水是極弱的電解質(zhì)，突出了化學(xué)研究以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)的原則。然后，應(yīng)用電離平衡理論，用電離平衡常數(shù)推導(dǎo)出水的離子積常數(shù)，使水的離子積常數(shù)的概念有了充分的理論依據(jù)，也反映了兩個(gè)常數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，便于學(xué)生理解溫度、濃度等外界條件對(duì)水的離子積常數(shù)的影響。

　　本節(jié)的第二部分為溶液的酸堿性和pH。教材首先指出常溫下即便是在稀溶液中，水的離子積仍然是一個(gè)常數(shù)，由此進(jìn)一步說明c(H+)和c(OH－)的相對(duì)大小是決定溶液的酸堿性的根本原因。在具體分析了溶液的酸堿性和c(H+)、c(OH－)的關(guān)系之后，結(jié)合實(shí)際說明了引入pH的必要性，這也為后面討論pH的范圍埋下了伏筆。在給出了pH的表達(dá)式之后，教材隨即介紹了pH的簡(jiǎn)單計(jì)算，并在分析計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上討論了溶液的酸堿性和pH的關(guān)系，最后強(qiáng)調(diào)了pH的應(yīng)用范圍。

　　從教材編排的看，整節(jié)內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，成為一個(gè)前后緊密聯(lián)系的整體。

　　教材還安排了“資料”和“閱讀”，這不僅可以豐富學(xué)生的知識(shí)，更有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

　　還應(yīng)注意的是，根據(jù)新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，教材將“pH值”改稱為“pH”。教學(xué)中要以教材為準(zhǔn)，不可讀錯(cuò)。

教法建議

　　遷移電離平衡理論學(xué)習(xí)水的電離。可以提出這樣的問題“實(shí)驗(yàn)證明水也有極弱的導(dǎo)電性，試分析水導(dǎo)電的原因”，以問題引發(fā)學(xué)生的思考，由學(xué)生自己根據(jù)所學(xué)的電離理論得出“水是極弱的電解質(zhì)，純水中存在水的電離平衡”的結(jié)論。對(duì)于學(xué)生層次較高的班級(jí)，利用化學(xué)平衡常數(shù)推導(dǎo)水的離子積常數(shù)，可以在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成；對(duì)于學(xué)生層次較低的班級(jí)，可以以教師為主進(jìn)行推導(dǎo)。

　　推導(dǎo)水的離子積常數(shù)，目的在于使學(xué)生認(rèn)識(shí)水的離子積常數(shù)與水的電離平衡常數(shù)之間的聯(lián)系，更好地理解水的離子積常數(shù)只隨溫度變化而變化的原因。教學(xué)中切不可把重點(diǎn)放在使學(xué)生掌握水的離子積常數(shù)的推導(dǎo)方法上。

　　可以利用電腦動(dòng)畫，演示水的電離過程，增強(qiáng)直觀性，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，并激發(fā)學(xué)生興趣，鞏固所學(xué)知識(shí)。

　　討論溶液的酸堿性時(shí)，應(yīng)先讓學(xué)生分析酸、堿對(duì)水的電離平衡的影響，分析水中加入酸或堿后c(H+)和c(OH－)的變化。再根據(jù)KW = K·c(H2O) ，說明對(duì)于稀溶液而言，c(H2O)也可看作常數(shù)。因此，只要溫度一定，無論是純水還是稀溶液在KW都為常數(shù)，或者說c(H+) 和c(OH－)的乘積都是定值。進(jìn)而得出水溶液的酸堿性是由c(H+)和c(OH－)的相對(duì)大小所決定的結(jié)論，并具體說明二者之間的關(guān)系。

　　關(guān)于pH的教學(xué)可以分以下幾步進(jìn)行。先說明引入pH的意義，再給出計(jì)算式，介紹有關(guān)pH的簡(jiǎn)單計(jì)算，最后總結(jié)溶液的酸堿性和pH的關(guān)系，并強(qiáng)調(diào)pH的使用范圍。對(duì)于學(xué)生層次較高的班級(jí)，可以讓學(xué)生通過討論來確定pH的使用范圍。

　　可安排學(xué)生課下閱讀課后的“資料”和“閱讀”材料，開闊視野，增長(zhǎng)知識(shí)。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

水的電離和溶液的pH值

重點(diǎn)：水的離子積， 、 與溶液酸堿性的關(guān)系。

難點(diǎn)：水的離子積，有關(guān) 的簡(jiǎn)單計(jì)算。

教學(xué)過程

引言：

　　在初中我們學(xué)習(xí)了溶液的酸、堿度可用pH值表示，這是為什么呢？為什么可以用pH表示溶液的酸性，也可以表示溶液的堿性？唯物辯證法的宇宙觀認(rèn)為：“每一事物的運(yùn)動(dòng)都和它周圍的其他事物相互聯(lián)系著和相互影響著�！蔽镔|(zhì)的酸堿性是通過水溶液表現(xiàn)出來的，所以，先研究水的電離。

1．水的電離

［實(shí)驗(yàn)演示］用靈敏電流計(jì)測(cè)定純水的導(dǎo)電性。

現(xiàn)象：靈敏電流計(jì)指針有微弱的偏轉(zhuǎn)。

說明：能導(dǎo)電，但極微弱。

分析原因：純水中導(dǎo)電的原因是什么？

結(jié)論：水是一種極弱電解質(zhì)，存在有電離平衡：





　　在25℃時(shí)，1L純水中（即55.56mol/L）測(cè)得只有 的 發(fā)生電離。

（1）請(qǐng)同學(xué)生們分析：該水中 等于多少？ 等于多少？ 和 有什么關(guān)系？

　�、�

　�、�

　�、�

（2）水中





　　這個(gè)乘積叫做水的離子積，用 表示。



（3）請(qǐng)同學(xué)從水的電離平衡常數(shù)推導(dǎo)水的離子積K。

（4）想一想

　　①水的電離是吸熱？還是放熱？

　�、诋�(dāng)溫度升高，水的離子積是：        （升高，降低或不變）

　　③當(dāng)溫度降低，水的離子積是：         （“增大”，“減小”或“不變”）

［結(jié)論］水的電離是個(gè)吸熱過程，故溫度升高，水的 增大。25℃時(shí)，

 ；100℃時(shí)， 。

　�。�5）水的離子積是水電離平衡時(shí)的性質(zhì)，它不僅適用于純水，也適用于任何酸、堿、鹽稀溶液。即溶液中

　�、僭谒崛芤褐�， 近似看成是酸電離出來的 濃度， 則來自于水的電離。

　　且

　　②在堿溶液中， 近似看成是堿電離出來的 濃度，而 則是來自于水的電離。

［想一想］

　　為什么酸溶液中還有 ？堿溶液中還有 ？它們的濃度是如何求出來的？

2．溶液的酸堿性和pH

（1）溶液的酸堿性

　　常溫時(shí)，溶液酸堿性與 ， 的關(guān)系是：

　　中性溶液： ， ， 越大，酸性越強(qiáng)， 越小，酸性越小。

　　堿性溶液： ， ， 越大，堿性越強(qiáng)， 越小，堿性越弱。

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