第二節(jié)水的電離和溶液的pH第1課時(shí)水的電離一、知識(shí)目標(biāo)1.通過(guò)水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)和pH測(cè)定實(shí)驗(yàn)，理解水是極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱電離，掌握水的電離方程式。2.理解水的離子積常數(shù)KW的概念、表達(dá)式及影響因素，明確K3.運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析外界條件（溫度、酸、堿等）對(duì)水的電離平衡的影響，掌握溶液中c(H+4.學(xué)會(huì)運(yùn)用水的離子積常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，掌握溶液中水電離出的c(H+二、素養(yǎng)目標(biāo)1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：從宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（水的導(dǎo)電性、pH變化等）認(rèn)識(shí)水的電離，從微觀角度理解水的電離平衡及離子積常數(shù)的本質(zhì)。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過(guò)對(duì)不同溫度下水的離子積常數(shù)數(shù)據(jù)的分析，建立溫度對(duì)水的電離平衡影響的模型；運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析溶液中c(H+3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究影響水電離平衡的因素，體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。4.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：了解格羅斯特機(jī)制的發(fā)展歷程，認(rèn)識(shí)科學(xué)理論的發(fā)展是一個(gè)不斷完善的過(guò)程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。一、教學(xué)重點(diǎn)水的電離、水的離子積常數(shù)的概念及影響因素、外界條件對(duì)水的電離平衡的影響。二、教學(xué)難點(diǎn)水的離子積常數(shù)的應(yīng)用、溶液中水電離出的c(H+本節(jié)教學(xué)內(nèi)容源于人教版高中化學(xué)選擇性必修第一冊(cè)第三章《水溶液中的離子反應(yīng)與平衡》第二節(jié)《水的電離和溶液pH》第1課時(shí)。水的電離是學(xué)習(xí)水溶液中離子反應(yīng)與平衡的基礎(chǔ)，在整個(gè)知識(shí)體系中起著承上啟下的作用。它不僅是對(duì)弱電解質(zhì)電離平衡知識(shí)的深化和拓展，也為后續(xù)學(xué)習(xí)溶液的酸堿性、pH的計(jì)算以及鹽類水解等內(nèi)容奠定了重要基礎(chǔ)。教材首先通過(guò)水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)和pH試紙測(cè)定純水pH等實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生定性分析得出純水能發(fā)生微弱電離的結(jié)論，進(jìn)而引出水的電離方程式和水的離子積常數(shù)的概念。接著，從平衡移動(dòng)原理出發(fā)，探討外界條件（如溫度、加入酸堿等）對(duì)水的電離平衡的影響，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)分析加以驗(yàn)證。最后，介紹了水的離子積常數(shù)的應(yīng)用，包括對(duì)水的電離平衡曲線的理解與識(shí)別以及溶液中水電離出的c(H?)或c(OH?)的計(jì)算方法。教材內(nèi)容編排由淺入深，注重實(shí)驗(yàn)探究和理論分析相結(jié)合，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)探究能力。教學(xué)對(duì)象是高二學(xué)生，他們已經(jīng)具備了一定的化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)操作技能。在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了弱電解質(zhì)的電離平衡、化學(xué)平衡移動(dòng)原理等知識(shí)，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了必要的知識(shí)儲(chǔ)備。然而，水的電離是一個(gè)較為抽象的概念，學(xué)生可能難以理解水作為一種極弱的電解質(zhì)是如何發(fā)生電離的，以及水的離子積常數(shù)的含義和應(yīng)用。在思維能力方面，高二學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維過(guò)渡的階段，他們需要更多的感性材料和實(shí)例來(lái)幫助理解抽象的化學(xué)概念。因此，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)充分利用實(shí)驗(yàn)探究、圖表分析等手段，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察、思考、分析等活動(dòng)，逐步建立起水的電離平衡的概念，理解外界條件對(duì)水的電離平衡的影響。同時(shí)，要注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和歸納總結(jié)能力，讓學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。此外，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能會(huì)存在一定的畏難情緒，教師要及時(shí)給予鼓勵(lì)和指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。教學(xué)環(huán)節(jié)一課堂導(dǎo)入【引導(dǎo)學(xué)生回顧】同學(xué)們，之前我們學(xué)習(xí)了水溶液中酸、堿和鹽的相關(guān)知識(shí)，知道了在水溶液中，酸、堿和鹽全部或部分以離子形式存在，比如醋酸會(huì)電離出醋酸根離子和水合氫離子，鹽酸會(huì)電離出氯離子和氫離子。那現(xiàn)在老師問(wèn)大家，在這些溶液中，溶劑水是以什么樣的形式存在呢？是全部以分子形式存在，還是部分以離子形式存在呢？大家可以先思考一下，然后和同桌交流交流自己的想法。（給學(xué)生一些時(shí)間思考和交流）【展示水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)】現(xiàn)在，老師給大家展示一個(gè)水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。大家看，這里有一套電導(dǎo)率儀和燈泡裝置，當(dāng)把電極插入純水中時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率儀的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，但是燈泡卻沒(méi)有亮。這說(shuō)明了什么呢？這表明純水大部分是以水分子的形式存在的，但其中也存在著極少量的離子，也就是說(shuō)純水能發(fā)生微弱的電離?！咎岢鰡?wèn)題】那水究竟是怎么電離的呢？電離后產(chǎn)生的離子濃度又有什么特點(diǎn)呢？外界條件會(huì)對(duì)水的電離產(chǎn)生怎樣的影響呢？帶著這些問(wèn)題，讓我們一起走進(jìn)今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容——水的電離和溶液pH。【設(shè)計(jì)意圖】1.激發(fā)學(xué)生興趣：通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)知識(shí)，然后提出關(guān)于水存在形式的問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)他們對(duì)新知識(shí)的探索興趣。接著展示水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，直觀地呈現(xiàn)出純水能發(fā)生微弱電離的現(xiàn)象，進(jìn)一步吸引學(xué)生的注意力，使他們更積極地參與到課堂學(xué)習(xí)中來(lái)。2.聯(lián)系舊知與新知：從學(xué)生熟悉的水溶液中酸、堿和鹽的電離知識(shí)入手，自然地過(guò)渡到水的電離問(wèn)題，讓學(xué)生能夠?qū)⑿轮R(shí)與舊知識(shí)建立聯(lián)系，降低學(xué)習(xí)的難度，有助于新知識(shí)的理解和掌握。3.引發(fā)思考，導(dǎo)入新課：通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和一系列問(wèn)題的提出，引發(fā)學(xué)生的思考，使他們明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)方向，帶著問(wèn)題去探索水的電離相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，順利導(dǎo)入新課。教學(xué)任務(wù)一水的電離活動(dòng)一水的電離的定性分析【引入】在水溶液中，酸、堿和鹽全部或部分以離子形式存在，例如CH3COOH【問(wèn)題】我們可以通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)來(lái)探究水是否能電離呢？【學(xué)生思考】學(xué)生可能提出用電導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)來(lái)探究?！局v解】非常好，我們采用精確的電導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)。大家看，這里有一個(gè)電導(dǎo)率儀和一個(gè)燈泡連接在盛有純水的裝置中。（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示）【現(xiàn)象展示】可以看到電導(dǎo)率儀指針偏轉(zhuǎn)，但是燈泡未亮?！局v解】電導(dǎo)率儀指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明純水中存在能夠?qū)щ姷牧Ｗ?，也就是存在離子；而燈泡未亮說(shuō)明離子的濃度非常低。所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論是純水能發(fā)生微弱的電離?！締?wèn)題】那我們?nèi)绾沃兰兯蠬+【學(xué)生思考】學(xué)生可能回答用pH試紙測(cè)定?！局v解】對(duì)，我們利用精密pH試紙測(cè)定常溫下純水的pH。下面我給大家講解一下pH試紙的使用方法：將pH試紙放在玻璃片上，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸待測(cè)液點(diǎn)在pH試紙上，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對(duì)照，讀出所測(cè)溶液的pH。（進(jìn)行操作演示）【實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果】經(jīng)過(guò)測(cè)定，常溫下純水的pH=7，這意味著c(H+)=c(O【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】下列關(guān)于水的電離的說(shuō)法正確的是()A．水不能發(fā)生電離B．水的電離是完全的C．水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離D．水的電離不受任何條件影響【答案】C【解析】由前面的實(shí)驗(yàn)可知，水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確；水的電離會(huì)受溫度等條件的影響，D選項(xiàng)錯(cuò)誤?！緦?duì)應(yīng)訓(xùn)練2】常溫下，某同學(xué)用pH試紙測(cè)得純水的pH為7，則該純水中c(A．1B．1C．0molD．無(wú)法確定【答案】A【解析】常溫下，純水的pH=7，即c(H+活動(dòng)二水的電離方程式和水的離子積常數(shù)【問(wèn)題】根據(jù)前面的分析，溶液中的水究竟是怎么電離的呢？【講解】水的電離過(guò)程可以用這樣的示意圖來(lái)表示（展示水分子電離過(guò)程示意圖），水的電離方程式為H2O+【問(wèn)題】當(dāng)水的電離達(dá)到平衡時(shí)，電離產(chǎn)物H+和O【講解】當(dāng)水的電離達(dá)到平衡時(shí)，電離產(chǎn)物H+和OH?濃度之積是一個(gè)常數(shù)，記作KW，即KW【問(wèn)題】水的離子積常數(shù)KW中的H+和【學(xué)生思考】學(xué)生可能有不同的看法。【講解】不一定，c(H+)和c(OH?)均指溶液中H+或OH?的總濃度，如鹽酸中的【問(wèn)題】觀察下面不同溫度下水的離子積常數(shù)的數(shù)據(jù)，你能得到什么規(guī)律呢？t0102025405090100K0.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5【學(xué)生思考】學(xué)生可能回答隨著溫度的升高，水的離子積增大。【講解】非常正確，從數(shù)據(jù)可以看出，隨著溫度的升高，水的離子積增大。這是因?yàn)樗碾婋x是一個(gè)吸熱過(guò)程，H2O?H+【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】25°C時(shí)，某溶液中c(A．1B．1C．1D．無(wú)法確定【答案】B【解析】25°C時(shí)，KW=1【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的說(shuō)法正確的是()A．水的離子積常數(shù)只與溫度有關(guān)B．水的離子積常數(shù)隨溶液中c(C．水的離子積常數(shù)隨溶液中c(D．水的離子積常數(shù)與溶液的酸堿性有關(guān)【答案】A【解析】水的離子積常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，KW不變，與溶液中c(H教學(xué)任務(wù)二外界條件對(duì)水的電離平衡的影響活動(dòng)一影響水電離平衡的因素的實(shí)驗(yàn)探究【引入】前面我們學(xué)習(xí)了水的電離和水的離子積常數(shù)，那么外界條件改變時(shí)，水的電離平衡會(huì)如何移動(dòng)呢？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究影響水電離平衡的因素?！締?wèn)題】我們可以從哪些方面來(lái)改變外界條件呢？【學(xué)生思考】學(xué)生可能提出改變c(OH【講解】非常好，我們?cè)O(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：方案一：加入NaOH固體，冷卻后測(cè)溶液的pH；方案二：通入HCl氣體，測(cè)溶液的pH；方案三：升高溫度、降低溫度，分別測(cè)水的pH?！緦?shí)驗(yàn)操作】首先進(jìn)行方案一的實(shí)驗(yàn)，取適量NaOH固體于燒杯中，向其中加入適量的水，分別配制成0.001mol/L和0.1mol/L的NaOH溶液，用【現(xiàn)象展示】0.001mol/L的NaOH溶液pH為11.0，0.1mol/L的NaOH溶液【講解】我們來(lái)分析一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在水中加入NaOH，NaOH=Na++OH?，溶液中c(【數(shù)據(jù)處理】我們來(lái)看一下25°C時(shí)，不同濃度NaOH溶液中的H+編號(hào)①②③④⑤⑥c151251c151251pH11.011.712.012.312.713.0c121521c111111從這些數(shù)據(jù)可以看出，25°C時(shí)，稀NaOH溶液中c(H+【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】在25°C時(shí)，向純水中加入少量A．正向移動(dòng)B．逆向移動(dòng)C．不移動(dòng)D．無(wú)法確定【答案】B【解析】加入NaOH固體，溶液中c(OH【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】25°C時(shí)，某溶液中由水電離出的A．酸性溶液B．堿性溶液C．中性溶液D．無(wú)法確定【答案】AB【解析】25°C時(shí)，由水電離出的活動(dòng)二溫度對(duì)水的電離平衡的影響【問(wèn)題】根據(jù)25°C時(shí)水的電離平衡，若改變溫度，水的電離平衡如何移動(dòng)呢？【實(shí)驗(yàn)操作】進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將水分別升高溫度、降低溫度，用pH計(jì)測(cè)定不同溫度下純水的pH?！緮?shù)據(jù)展示】t102590pH7.37.06.2K0.2961.0137.1【講解】從這些數(shù)據(jù)可以看出，升高溫度，水的pH減小，說(shuō)明c(H+)增大，因?yàn)樗碾婋x平衡H2O?H+【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】升高溫度，水的離子積常數(shù)KWA．增大B．減小C．不變D．無(wú)法確定【答案】A【解析】水的電離是吸熱過(guò)程，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，KW【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】100°C時(shí)，水的離子積常數(shù)KWA．1B．1C．1D．無(wú)法確定【答案】B【解析】100°C時(shí)，純水中c(H+第二節(jié)水的電離和溶液pH第1課時(shí)一、水的電離1.實(shí)驗(yàn)o導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)opH試紙測(cè)pH2.電離方程式oH?O?H?+OH?3.水的離子積常數(shù)oKw=c(H?)·c(OH?)o25°C，Kw=1×10?1?o適用范圍：純水、稀電解質(zhì)水溶液二、外界條件對(duì)水的電離平衡的影響1.改變c(OH?)：加堿，平衡逆向移動(dòng)2.改變c(H?)：加酸，平衡逆向移動(dòng)3.改變溫度：升溫，平衡正向移動(dòng)，Kw增大三、Kw的應(yīng)用1.水的電離平衡曲線o曲線上點(diǎn)：Kw相同，溫度相同o曲線外點(diǎn)：Kw不同，溫度不同2.溶液中水電離出的c(H?)或c(OH?)計(jì)算o酸溶液：Kw=c酸(H?)·c水(OH?)o堿溶液：Kw=c水(H?)·c堿(OH?)1.下列說(shuō)法正確的是()A.水的電離方程式：H?O=H?＋OH?B.升高溫度，水的電離程度增大C.在NaOH溶液中沒(méi)有H?D.在HCl溶液中沒(méi)有OH?【答案】B【解析】水是極弱的電解質(zhì)，其電離是可逆過(guò)程，電離方程式應(yīng)為H?O?H?＋OH?，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；水的電離過(guò)程是吸熱過(guò)程，升高溫度，平衡向電離方向移動(dòng)，水的電離程度增大，B選項(xiàng)正確；任何水溶液中都存在水的電離平衡，所以在NaOH溶液中存在H?，在HCl溶液中存在OH?，C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的敘述中，正確的是()A.因?yàn)樗碾x子積常數(shù)的表達(dá)式是Kw＝c(H?)·c(OH?)，所以Kw隨溶液中c(H?)和c(OH?)的變化而變化B.水的離子積常數(shù)Kw與水的電離平衡常數(shù)K電離是同一個(gè)物理量C.水的離子積常數(shù)是溫度的函數(shù)，隨著溫度的變化而變化D.水的離子積常數(shù)Kw與水的電離平衡常數(shù)K電離是兩個(gè)沒(méi)有任何關(guān)系的物理量【答案】C【解析】水的離子積常數(shù)Kw只與溫度有關(guān)，不隨溶液中c(H?)和c(OH?)的變化而變化，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；水的離子積常數(shù)Kw和水的電離平衡常數(shù)K電離不是同一個(gè)物理量，它們之間存在一定的關(guān)系，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；水的電離是吸熱過(guò)程，溫度升高，水的電離程度增大，Kw增大，所以水的離子積常數(shù)是溫度的函數(shù)，隨著溫度的變化而變化，C選項(xiàng)正確；水的離子積常數(shù)Kw與水的電離平衡常數(shù)K電離有關(guān)系，Kw=K電離×c(H?O)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3.下列操作能使水的電離平衡發(fā)生移動(dòng)，且c(H?)＞c(OH?)是()A.向水中投入一小塊金屬鈉B.將水加熱煮沸C.向水中通入CO?氣體D.向水中加食鹽晶體【答案】C【解析】向水中投入一小塊金屬鈉，鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，溶液中c(OH?)增大，水的電離平衡逆向移動(dòng)，溶液呈堿性，c(H?)＜c(OH?)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；將水加熱煮沸，水的電離程度增大，但溶液仍呈中性，c(H?)=c(OH?)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；向水中通入CO?氣體，CO?與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸電離出H?，使溶液中c(H?)增大，水的電離平衡逆向移動(dòng)，溶液呈酸性，c(H?)＞c(OH?)，C選項(xiàng)正確；向水中加食鹽晶體，食鹽不水解，對(duì)水的電離平衡無(wú)影響，溶液仍呈中性，c(H?)=c(OH?)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。4.一定溫度下，水溶液中H?和OH?的濃度變化曲線如圖，下列說(shuō)法正確的是()A.該溫度下，a點(diǎn)溶液呈堿性B.該溫度下，0.01mol·L?1NaOH溶液中c(H?)＝1.0×10?12mol·L?1C.該溫度下，加入NaOH可能引起由d向b的變化D.b點(diǎn)時(shí)，升高溫度，可能引起由b向c的變化【答案】A【解析】根據(jù)圖像可知，a點(diǎn)時(shí)c(OH?)＞c(H?)，所以該溫度下，a點(diǎn)溶液呈堿性，A選項(xiàng)正確；由圖像可知該溫度下Kw=c(H?)·c(OH?)=1.0×10?13，0.01mol·L?1NaOH溶液中c(OH?)=0.01mol·L?1，則c(H?)=Kw/c(OH?)=1.0×10?13/0.01=1.0×10?11mol·L?1，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；加入NaOH，溶液中c(OH?)增大，c(H