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2019-2020学年高中化学 第三章 物质在水溶液中的行为 第一节 水溶液(第1课时)教案 鲁科版选修4.doc


2019-2020 学年高中化学 第三章 物质在水溶液中的行为 第一节 水溶液(第 1 课时)教案 鲁科版选修 4
【教学目标】

知识与技能

1.理解水的电离、水的电离平衡和水的离子积

2、了解电解质在溶液中的电离,会书写电离方程式

过程与方法

1.通过对水的离子积相关数据的分析,加深对离子积常数的认识

2.通过对水的电离平衡的分析,提高学生分析问题、解决问题的能力

情感态度价值观 通过对水的电离过程中 H 、OH 关系的分析,理解矛盾对立统一的辩证关系 【教学过程】 一、水的电离 1.水的电离 水是一种极弱的电解质,能发生微弱电离,其电离方程式为 H2O+H2O 简写为 H2O H +OH 。
+ — + -

H3O +OH ,也可以

+



2.水的离子积常数 水的电离过程也是一个可逆过程,因此也存在电离常数:K =

电离

cH ? ? cOH ? ,则 cH 2O

? ?7 cH? ? cOH = K 电离 ? cH2O。从实验可知,在 25℃时 1L 纯水中只有 1.0 ?10 H2O 电离,而 c

(H2O)=55.6mol/L 可视为一常数,K 电离也为一常数,所以 K 电离 ? cH2O 必然也为常数,用 Kw
? ? 表示,因此有 cH ? cOH =KW。KW 为水的离子积常数,简称为水的离子积。 ?7 ? ? ?14 在 25℃时, 水电离的 c (H ) =c (OH ) = 1.0 ?10 mol/L, 所以 KW = cH ? cOH = 1.0 ?10 。
+ —

3.水的离子积常数与温度的关系 KW 随着温度的升高而增大,但是在室温下,可忽略温度的影响, KW 为 1.0 ?10?14 ,即 KW = cH? ? cOH? = 1.0 ?10?14 。 『特别提醒』 (1)在任何水溶液中均存在水的电离平衡,H 和 OH 共存,只是相对含量不同 而已; (2)KW 只与温度有关。 (3)KW 不仅适用于纯水,还适用于酸碱的稀溶液,且由水电离的 c(H ) H2O ? c(OH )H2O ,
+ + —

此时水溶液中水的离子积常数不变。在实际运算时,通常忽略算碱溶液中水电离产生的 H , 碱溶液中忽略水电离产生的 OH 。 二、电解质在水溶液中的存在形态 溶液的导电能力与哪些因素有关?不同电解质溶液导电能力一样吗? 视频赏析: “相同条件下,不同电解质溶液的导电性”


+

[教学实录]

学生通过观看两个实验视频, 比较了相同浓度的五种不同的电解质溶液导电性

大小,通过一个灯泡的不同亮度,或通过几个灯泡的不同亮度,均能够观察出导电能力的大 小,较为直观。教师及时点拨学生:电解质溶液的导电性能力强弱与自由移动离子的浓度及 所带的电荷有关,主要先比较离子的浓度大小。继而提出“电解质”“非电解质”“强电解 质”“弱电解质”的内容。

二、研读教材,突出重点 要求:仔细阅读教材第 74~75 页,然后交流下列问题。 1.复习概念:电解质、非电解质、强/弱电解质 2.判断下列物质: (填写序号) (1)盐酸 (2)CO2 (3)HCl (4)H2SO4 (5)CH3COOH (9)NH3·H2O (10)NaOH (11)Ca(OH)2 (12)Mg(OH)2 (6)冰醋酸 (7)氨水 (8)NH3 (13)Al(OH)3 (14)NaHSO4

(15)NaHCO3 (16)熔融的 NaCl (17)CH3COONa (18)BaSO4 (19)KBr (20)Na2O (21)Na2O2 (22)Cu (23)Cl2 (24)酒精

能导电的____________;属非电解质的_________;属弱电解质的____________; 属强电解质的____________________________________________。 再思考:(3)(4)(5)(9)(11)(14)(15)(18)(19)(20)(21)的电离方程式? 3.溶液的导电能力与哪些因素有关?什么是溶剂化作用?

[教学实录]

学生对于必修中学过的几个概念“电解质、非电解质、强/弱电解质”有些遗

忘, 有的学生即使记得概念, 仍然不能够清晰地作出判断。 在教师点拨并给出判断的方法后, 学生多数能够通过讨论较清楚的给出答案。此处一直属于教学中的难点、易混点,需加强练 习。对于电离方程式的书写,由于课堂时间可能比较紧张,可布置学生课下练习书写。 教师点拨如下: 1. 电解质:在水溶液或 熔融状态下能够自身电离 的化合物 。 . .... ... 完全电离——属于强电解质;部分电离——属于弱电解质。 非电解质:在水溶液或熔融状态下都不能够自身电离 的化合物 。 ........ ... 强弱电解质 强电解质:在稀的水溶液中完全电离的电解质 常见的强电解质:强酸、强碱和绝大部分的盐,金属氧化物 弱电解质:在稀的水溶液中部分电离的电解质 常见的弱电解质:弱酸、弱碱和水 【注意】强弱电解质的划分与物质的溶解性没有关系

2. 电离方程式的书写方法: (1)完全电离用“=” ,部分电离用“ ” ;

(2)电离程度与溶解度的大小无关,如碳酸钙等溶解的部分是完全电离的; (3)多元弱酸分步电离,以第一步为主,多元弱碱也是分步进行的,但是一步写出; (4)强电解质中, 注意酸式盐在水溶液中电离方程式的书写, 特殊的需加强记忆, 如 NaHSO4 不同于别的酸式盐。 电离方程式 (1) 强电解质:用“=== ” 如:H2SO4 === H + SO4 BaSO4 === Ba
2+ + 2—

+ SO4

2—

(2)弱电解质:用“ 如:HF CH3COOH NH3?H2O H + F
+ —



CH3COO
+



+ H


+

NH4 + OH

三、概括整合,整体感知

[教学实录]

学生从整体上把握“水的电离”主要知识点,及其对本章的引领作用。重视结

论的理解和记忆,对于学生解决问题有较强的指导意义。同时强化了对“强、弱电解质”难 点的记忆,巩固基础。

四、【板书设计】第 3 章 物质在水溶液中的行为 第 1 节 水溶液 一、水的电离 H2O H + OH
+ —

△H < 0

以表示为: K = [H ][OH ] [H2O]
+ — + —

1、 Kw=[H ][OH ]

水的离子积常数(水的离子积) 25℃,Kw=1.0x10
—14

mol ?L

—2

—2

2、 Kw 只与温度有关,T

, Kw

二、电解质在水溶液中的存在形态 1、强弱电解质 强电解质:在稀的水溶液中完全电离的电解质 常见的强电解质:强酸、强碱和绝大部分的盐,金属氧化物 弱电解质:在稀的水溶液中部分电离的电解质 常见的弱电解质:弱酸、弱碱和水 2、电离方程式 (1) 强电解质:用“=== ” 如:H2SO4 === 2H + SO4 BaSO4=== Ba
2+ + 2—

+ SO4

2—

(2)弱电解质:用“ 如:HF CH3COOH NH3?H2O H + F
+ —



CH3COO
+



+ H


+

NH4 + OH

(3)多元弱酸和多元弱碱的电离方程式(以第一步为主) (4)①强酸的酸式盐在熔化和溶解条件下的电离方程式不同 熔化:NaHSO4 === Na + HSO4
+ + + —

溶解:NaHSO4 === Na + H + SO4

2—

②弱酸的酸式盐受热易分解,一般没有熔化状态,在溶解中电离时强中有弱 溶液中:NaHCO3 === Na + HCO3
+ —

HCO3



H + CO3

+

2—

五、检测题 1.25℃时,用 0.1mol?L 的 NaOH 溶液分别滴定 20.00mL 浓度均为 0.10mol?L 的 CH3COOH 溶液和 HCN 溶液,所得滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
-1 -1

A. ③为滴定终点,可用甲基橙作指示剂 B. 点①和点②所示溶液中:c(CH3COO )-c(CN )=c(HCN)-c(CH3COOH) C. 点①和点②所示溶液中:c(CH3COO )<c(CN ) D. 点②和点④所示溶液中:c(CH3COO )+ c(CH3COOH)的值相等 2.常温时,用 0.01 mol/L H2SO4 滴定 0.01mol/LNaOH 溶液,中和后加水至 100mL,若滴定 时终点判断有误差:①多加 1 滴 H2SO4②少加 1 滴 H2SO4 (设 1 滴为 0.05mL)则①和②H 浓度的 比值是( A.10 ) B.50 C.5×l0
3 + -

D.10

4

3.能使水的电离平衡右移,且水溶液显碱性的离子是( A.H
+

)
-

B.OH

-

C.Al
+

3+

D.HCO3
-

4.25℃时,由水电离产生的 c(H )和 c(OH )的乘积为 1×10 的溶液里,可能大量共存的离 子组是( )
+ + -

-18

A.NH4 、Na 、Cl 、I
+ 3+ -

B. Na 、K 、Fe 、SCN
+ + -

+

+

3+

-

C. Na 、Al 、Cl 、AlO2

D. Na 、K 、Cl 、HCO3

-

5.常温下,下列溶液:① pH=14 的 NaOH 溶液,② 0.5 mol/L 的 NaOH 溶液,③ 0.1 mol/L 的 Na2CO3 溶液,④ 0.1 mol/L 的 KHCO3 溶液,⑤ 0.1mol/L 的 HNO3 溶液。其中由水电离出的 c(OH )由大到小的顺序为: ( A.③④⑤①②
-

) C.⑤④③②①
+ —

B.①②⑤③④

D.③④⑤②①

6.液氨与纯水相似,也存在着微弱的电离:2NH3 错误的是( )
+ —

NH4 + NH2 ,据此判断以下叙述中

A. NH3、NH4 、NH 的电子数相等,化学性质也相同 B. 一定温度下液氨中 c(NH4 )·c(NH2 )是一个常数 C. 液氨的电离达到平衡时 c(NH3)≠c(NH4 )=c(NH2 ) D. 加入其他物质,c(NH4 )/c(NH2 )可能不变 7.水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法不正确的是( )
+ — + — + —

A.图中五点 KW 间的关系:B>C>A=D=E B.若从 A 点到 D 点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸 C.若从 A 点到 C 点,可采用:温度不变在水中加入适量的 NH4Cl 固体 D.若处在 B 点时,将 pH=2 的硫酸与 pH=10 的 KOH 等体积混合后,溶液显中性

参考答案 1. 【答案】B 【解析】 试题分析: A. 滴定终点是指酸碱恰好完全反应时候的点, 由图可知, ③加入的 NaOH 不 足 , 还 没 到 滴 定 终 点 , 故
-

A

错 误 ; B . 根 据 物 料 守 恒 得 :
-

c(CH3COO )+c(CH3COOH)=c(CN )+c(HCN),所以得 c(CH3COO )-c(CN )=c(HCN)-c(CH3COOH),故 B 正确; C. 点①溶液呈碱性, 则 c(OH )>c(H ), 说明 CN 水解程度大于 HCN 电离程度, 则 c(CN ) <c(Na )<c(HCN), 点②溶液呈酸性, 则 c(OH )<c(H ), 说明 CH3COO 水解程度小于 CH3COOH 电离程度,所以 c(CH3COO )>c(Na )>c(CH3COOH),则 c(CH3COO )>c(CN ),故 C 错误;D.根 据物料守恒可知,点②和点④所示溶液中:n(CH3COO )+ n(CH3COOH)的值相等,但由于溶液 体积增大,则 c(CH3COO )+ c(CH3COOH)的值减小,故 D 错误;故选 B。 2. 【答案】D 【解析】多加 1 滴 H2SO4,溶液中 c(H )= (0.05×10 L×0.01mol/L×2)/0.1L=10
) ? 3 -5 -1 + ? 3 -5 + + + + -

mol?L ;
+

-1

少加 1 滴 H2SO4,溶液中 c(OH = (0.05×10 L×0.01mol/L×2)/0.1L=10 mol?L ,c(H )=10
? 14

/10 =10 mol?L ,两种情况下 c(H )之比是 10 /10 =10 ,选项 D 正确。故选 D。 本题主要考查了溶液中氢离子浓度的计算,难度不大,要抓住溶液的酸碱性,即判断谁

? 5

-9

-1

+

? 5

? 9

4

过量是解决本题的关键。根据多滴了 1 滴 H2SO4,溶液呈酸性,直接计算过量的 H 的物质的 量求出 c(H ) ;少滴了 1 滴 H2SO4,溶液呈碱性,首先计算过量的 OH 的物质的量以便求出 c (OH ) ,然后根据水的离子积常数求出 c(H ) 。 3. 【答案】D 【解析】A.加入氢离子,溶液中氢离子浓度增大,溶液显示酸性,但是氢离子抑制了水的 电离,平衡向着逆向移动,A 错误; B.加入氢氧根离子,抑制了水的电离,平衡向着逆向 移动,溶液中氢氧根离子浓度增大,氢离子浓度减小,B 错误;C.铝离子能够结合水电离 的氢氧根离子,破坏了水的电离平衡,使水的电离平衡向着正向移动,溶液中氢离子浓度增 大,溶液显示酸性,C 错误 D.加入碳酸氢根离子,碳酸氢根离子结合水电离的氢离子,溶 液中氢离子浓度减小,溶液显示碱性,D 正确;答案选 D。
+ + -

+

注意根据平衡移动原理进行分析,水是弱电解质,存在电离平衡:H2O

H +OH ,能使

+

-

水的电离平衡右移,可知促进水的电离,应该是易水解的离子,同时水溶液显碱性,说明离 子能够结合水电离的氢离子,通常为弱酸根离子,据此分析解答。 4. 【答案】A 【解析】 25℃时, 由水电离产生的 c(H )和 c(OH )的乘积为 1×10 的溶液显酸性或碱性。 A. 在 酸性溶液 NH4 、Na 、Cl 、I 离子间不发生反应,能够大量共存,故 A 正确;B. Fe 与 SCN
3+ + + 3+ + -18

能够反应生成难电离的物质,不能大量共存,故 B 错误;C. Al 与 AlO2 能够发生双水解反 应,生成氢氧化铝沉淀,不能大量共存,故 C 错误;D. HCO3 在强酸性或强碱性溶液中都不 能大量存在,故 D 错误;故选 A。 本题考查离子共存, 为高考常见题型和高频考点, 侧重于元素化合物知识的综合理解和 运用的考查。审题时应注意题中给出的附加条件。酸性溶液,表示存在 H ;碱性溶液,表示 存在 OH ;能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液,表示是酸性或碱性溶液,但不能是硝酸溶 液;由水电离出的 H 或 OH =1×10 mol/L 的溶液,表示溶液显酸性或碱性,等。 5. 【答案】D 【解析】水是弱电解质,存在电离平衡 H2O?H +OH ,因此酸或碱都是抑制水的电离的,氢离 子或 OH 的浓度越大,对水对抑制程度越大,盐的水解是促进水的电离的,盐的水解程度越 大,水的电离程度就越大,①②⑤都抑制水电离,③④促进水电离,①中 c(OH )=1mol/L、 ②中 c(OH )=0.5mol/L、⑤中 c(H )=0.1mol/L,所以抑制水电离程度①②⑤;③中碳酸根离 子水解程度大于④中碳酸氢根离子水解程度,所以水的电离程度③>④;则由水电离出的 c(OH )由大到小的顺序为③④⑤②①,故选 D。 本题以盐类水解、电解质的电离为载体考查水的电离,明确酸碱抑制水电离、含有弱离 子的盐促进水电离是解本题关键。酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,酸中氢 离子或碱中氢氧根离子浓度越大,其抑制水电离程度越大;多元弱酸根离子水解时,第一步 水解程度远远大于第二步水解程度,所以第一步水解时水的电离远远大于第二步水的电离。 6. 【答案】A 【解析】试题解析:A.NH3、NH4 均含有 10e 、NH 含有电子数 9e ,化学性质也不相同;A 错 误;B.因为液氨为纯净物,浓度为定值,一定温度下液氨中 c(NH4 )·c(NH2 )是一个 常数;正确;C.液氨的电离过程是一个微弱的可逆过程,反应物分子剩余的多,c(NH3) 〉 c(NH4 )=c(NH2 ) ;C 正确;D.加入其他物质,若不影响该平衡,c(NH4 )/c(NH2 )不 变;D 正确;
+ — + — + — + — + + + -10 + -

考点:弱电解质的电离平衡相关知识; 7. 【答案】C 【解析】 试题分析: A、 ADE 都处于 25℃时, Kw 相等, B 点 c(H )和 c(OH )都大于 E 点的 c(H )和 c(OH ), 并且 C 点的 c(H )和 c(OH )大于 A 点 c(H )和 c(OH ),c(H )和 c(OH )越大,Kw 越大,故 B>C >A=D=E,A 正确;B、加酸,c(H )变大,但 c(OH )变小,但温度不变,Kw 不变,B 正确;C、 若从 A 点到 C 点,c(H )变大,c(OH )变大,Kw 增大,温度应升高,C 错误;D、若处在 B 点 时,Kw=1×10 ,pH=2 的硫酸中 c(H )=10 mol/L,pH=10 的 KOH 中 c(OH )=10 mol?L ,等体 积混合,恰好中和,溶液显中性,D 正确;答案选 C。
-12 + -2 -2 -1 + + + + + + + -



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