3.2.1水的電離（導學案）高二化學（人教版2019選擇性必修1）（原卷版）

第三章《水溶液中的離子反應與平衡》教學設計第二節(jié)水的電離和溶液的pH第一課時水的電離【學習目標】1.理解水的電離過程和方程式，了解水的離子積常數概念及其應用。2.掌握影響水電離平衡的因素，包括酸堿抑制和促進電離的原理，以及鹽類水解的影響因素和規(guī)律。3.能夠運用所學知識解決一些與水電離平衡相關的問題，如分析溶液中的離子種類和濃度，推斷溶液的酸堿性等。4.通過實驗探究水電離平衡，培養(yǎng)實驗技能和科學探究能力?！緦W習重難點】重點：水的電離和水的離子積常數的影響因素，溶液中pH與c(H+)的定難點：加入酸、堿對水的電離平衡的影響【課前預習】舊知回顧：弱電解質的電離水溶液中影響電離平衡的因素：CH3COOHCH3COO+H+填寫下列表格【課中探究】<情景導入>海水，這個充滿神秘與未知的藍色寶庫，它不僅是我們日常生活和漁業(yè)的重要資源，更是科學家們研究地球環(huán)境和生命起源的關鍵窗口。而這個豐富而多元的世界還在不斷的給我們新的驚喜。通過探索和開發(fā)，人類已逐步發(fā)現和掌握海水的潛在利用價值，海水淡化技術更是使得它從藍色的財富變身為拯救干枯大陸的重要武器。這一轉化不僅滿足了我們日益增長的淡水資源需求，也在一定程度上減緩了全球水資源短缺的壓力。今天，就讓我們走上探索之旅，一起學習水的電離和溶液的pH。水的電離實驗探究活動一、水的電離實驗任務1：探究春水中離子的存在【知識建構】水分子之間相互作用而電離出水合氫離子與氫氧根，也可簡寫為水電離出氫離子和氫氧根。【實驗探究】純水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在著極少量的離子?！径x總結】水中沒有獨立存在的H+，所有的H+必須依附在H2O上，以H3O+的形式存在?！咎釂枴拷處熣垖W生寫出水電離的方程式：任務2.水的電離概念總結【答題要點】(1)水是極弱的電解質，水的電離方程式為H2O＋H2OH3O＋＋OH－或簡寫為H2OH＋＋OH－。(2)25℃時，純水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7_mol·L－1；任何水溶液中，由水電離出的c(H＋)與c(OH－)都相等。任務2：水的離子積自主學習【互動學習】分組實驗：測量常溫下純水的pH?！咎骄拷Y果】1.1L水中只有1×107mol水發(fā)生了電離?？梢娝碾婋x程度極其微弱，c(H2O)可視為常數，K電離也是只與溫度有關的常數，故c(H+)與c(OH)的乘積為一個只與溫度有關的常數，稱為水的離子積常數，用Kw表示。2.常溫時Kw為1×1014。且Kw表達式中c(H+)與c(OH)表示的是溶液中總的c(H+)與總的c(OH)?！疽龑W習】教師引導學生對水的離子積知識進行總結【答題要點】1.概念：在一定溫度下，當水的電離達到平衡時，c(H+)與c(OH)的乘積是一個常數，稱為水的離子積常數，簡稱為水的離子積，用Kw表示。2.表達式：Kw＝c(H＋)?c(OH－)25℃時，Kw＝1.0×10－143.影響因素：Kw是一個與溫度有關的常數，溫度升高，Kw增大?！咎釂柣印恳龑W生思考Kw不僅適用于純水？【答題要點】適用范圍：Kw不僅適用于純水，也適用于稀的電解質水溶液。在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要溫度不變，Kw不變?！咀ⅰ吭诓煌芤褐?，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水電離出的c(H＋)和c(OH－)總是相等【練習1】1．室溫下，計算下列溶液中水電離出的。(1)0.01mol·L－1的鹽酸中，＝______________。(2)pH＝4的亞硫酸溶液中，＝______________。(3)pH＝10的KOH溶液中，＝________________。(4)pH＝4的NH4Cl溶液中，＝_______________。(5)pH＝10的CH3COONa溶液中，＝____________。水電離的影響因素活動一：水的電離平衡影響因素的探究任務1：探究溫度升高水的離子積的影響【答題要點】升高溫度，水的電離平衡正向移動，水的離子積常數增大?！咀灾鲗W習】引導學生進行實驗探究，水的離子積和溫度之間的關系【總結表單】改變措施平衡移動方向對水的電離影響Kwc水(H+)c水(OH)升溫降溫任務2：總結水的離子積受溫度影響規(guī)律【答題要點】越熱越電離【小組討論】<問題1>室溫下，0.1mol·L1的鹽酸中由水電離的c水(H+)是多少？【答題要點】1.電離方程式書寫：2.找出解題突破典：分析酸溶液中c(H+)的電離來源3.得出結論：鹽酸中c(H+)=1×101mol/L，根據常溫時Kw=1×1014得出溶液中c(OH)=1×1013mol/L，鹽酸中OH全部來自于水的電離，故鹽酸中c水(H+)=c水(OH)=1×1013mol/L。<問題2>室溫下，0.1mol·L1的NaOH溶液中由水電離的c水(H+)是多少？【答題要點】1.電離方程式書寫：2.找出解題突破典：分析酸溶液中c(OH)的電離來源3.得出結論：NaOH溶液中H+全部來自于水電離。所以，得出第二組實驗中c(H+)=c水(H+)=c水(OH)=1×1013mol/L；活動二：水電離平衡的影響因素任務1：水電離的影響因素總結【答題要點】1.升高溫度，水的電離程度增大，Kw增大。2.加入酸或堿，水的電離程度減小，Kw不變。3.加入弱堿陽離子或弱堿陰離子，水的電離程度增大，Kw不變。任務2：外界條件對水的電離平衡的影響【答題要點】體系變化條件平衡移動方向Kw水的電離程度c(OH－)c(H＋)酸逆不變減小減小增大堿逆不變減小增大減小弱堿陽離子或弱堿陰離子Na2CO3正不變增大增大減小NH4Cl正不變增大減小增大溫度升溫正增大增大增大增大降溫逆減小減小減小減小其他，如加入Na正不變增大增大減小【練習2】常溫時，純水中由水電離出的c(H＋)＝amol·L－1，pH＝1的鹽酸中由水電離出的c(H＋)＝bmol·L－1，0.1mol·L－1的鹽酸與0.1mol·L－1的氨水等體積混合后，由水電離出的c(H＋)＝cmol·L－1，則a、b、c的關系正確的是()A．a>b＝cB．c>a>bC．c>b>aD．b>c>a【練習3】25℃時，在等體積的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，發(fā)生電離的水的物質的量之比是()A．1∶10∶1010∶109 B．1∶5∶(5×109)∶(5×108)C．1∶20∶1010∶109 D．1∶10∶104∶109二、溶液的酸堿性與pH活動一：溶液酸堿性的探究任務1：思考討論溶液酸堿性與pH值之間的關系【問題1】只有酸溶液中才存在H+，堿溶液中才存在OH，對嗎？溶液的酸堿性由什么決定？【答題要點】1.任何水溶液中都存在H+和OH。2.溶液的酸堿性由c(H+)和c(OH)的相對大小?！締栴}2】能否根據pH判斷溶液酸堿性？【答題要點】1.不可以。因為純水顯中性，但是pH卻小于7。2.可以根據pH判斷溶液酸堿性。此時純水所處溫度不是常溫，所以pH不是7。用pH判斷溶液酸堿性需要知道溫度和此溫度下的Kw即可?！局R總結】要點1：25℃時，pH<7溶液顯酸性，pH=7溶液顯中性，pH>7溶液顯堿性。所以pH判斷溶液酸堿性時必須考慮溫度外界條件。要點2：任務2：溶液pH的測定(1)pH試紙測定①使用方法：取一小片試紙放在潔凈的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待測液點在試紙的中央，變色穩(wěn)定后與標準比色卡對照，即可確定溶液的pH。②PH試紙使用注意事項：PH試紙測量PH時不能用水潤濕；廣泛PH試紙范圍是1～14；PH試紙測定溶液的PH都為整數；PH試紙不能測漂白性溶液或強氧化性溶液的PH。(2)pH計測定：可精確測定溶液的pH，可讀取一位或兩位小數?！咎崾尽砍叵?，溶液的pH與溶液酸堿性的對應關系：【試紙卡片】(3)定性測量——酸堿指示劑【習題演練】(1)一定條件下pH值越大，溶液的酸性越強。()(2)強酸溶液的pH值一定小。()(3)pH值等于6的溶液，一定是一個弱酸體系。()(4)pH值相同的強酸和弱酸中c(H+)相同。()(5)在常溫下，pH=0的溶液酸性最強，pH=14的溶液堿性最強。()(6)常溫下，由水電離出的c(H+)=1012mol/L，則溶液pH一定為12。()(7)相同體積和相同pH值的鹽酸，醋酸、硫酸中H+的物質的量相等。()【練習4】已知T℃時水的離子積常數為Kw，該溫度下，將濃度為amol·L－1的一元酸HA與bmol·L－1的一元堿BOH等體積混合，可判定該溶液呈中性的依據是()A．a＝bB．混合溶液的pH＝7C．混合溶液中，c(H＋)＝eq\r(Kw)mol·L－1D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)課后作業(yè)【練習1】在相同溫度下，0.01mol·L－1的NaOH溶液和0.01mol·L－1的鹽酸相比較，下列說法正確的是()A．由水電離出的c(H＋)相等B．由水電離出的c(H＋)都是1.0×10－12mol·L－1C．由水電離出的c(OH－)都是0.01mol·L－1D．兩者都促進了水的電離【練習2】25℃時，水的電離達到平衡：；，下列敘述正確的是A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移動，降低B．將水加熱，增大，pH不變C．向水中加入少量固體CH3COONa，平衡逆向移動，降低D．