高中化学《水溶液》教学设计

高中化学《水溶液》教学设计

课程分析

本节内容包括水的电离、水的离子积、水的pH。只有认识水的电离平衡及其移动，才能从本质上认识溶液的酸碱性和pH值。本节的学习也为盐类的水解及电解等知识的教学奠定基础。

教材从实验事实入手，说明水是一种极弱的电解质，存在着电离平衡。由此引出水的电离平衡常数，进而引出水的离子积，并使学生了解水的离子积是个很重要的常数。在25℃时，这是本节教学的重点之一。

本节教学的另一个重点是使学生了解在室温时，不仅是纯水，就是在酸性或碱性稀溶液中，其H+浓度与OH-浓度的乘积总是一个常数。使学生了解在酸性溶液中，不是没有OH-，而是其中的[H+]＞[OH-]；在碱性溶液中，不是没有H+，而是其中的[H+]＜[OH-] ；在中性溶液中，并不是没有H+和OH-，而是[H+]=[OH-] 。使学生了解溶液中H+浓度与OH-浓度的关系，了解溶液酸碱性的本质。

使用PH来表示溶液的酸碱性是为了实际使用时更简便，教材的最后提到了溶液的浓度大于1mol/L时，一般不用PH 来表示溶液的酸碱性，而是直接用H+的浓度来表示，以教育学生应灵活应用所学的知识。

学情分析

学生已经了解了不少有关水的知识，在高一也学过有关强、弱电解质的知识，上一章又学了化学平衡的知识。本章内容就是要在此基础上让学生理解物质在水溶液的相互作用，特别是电离平衡和离子反应。本节内容主要是了解强、弱电解质在水中的电离程度不同。形成电离平衡的概念。

设计思路

从水的电离平衡入手，掌握水的离子积和溶液的pH。

水的离子积的教学是完成本节教学任务的关键，从纯水是弱电解质，只能微弱的电离出发，应用电离理论导出水的离子积常数。推导过程中应着重说明电离前后Kw几乎不变的原因，并将其看做常数。然后由两个常数的乘积为常数而得出水的离子积常数。启发学生应用平衡移动原理，讨论温度对水的电离平衡的影响，进而得出水的离子积随温度升高而增大这一结论。

关于水溶液的酸碱性的教学是从电离平衡移动入手。当在纯水中加入强酸时，水的电离平衡向逆方向移动，使氢离子浓度上升，氢氧根离子浓度等倍数下降。在溶液中水的离子积仍保持不变。

在水溶液中，H+浓度与OH-浓度是矛盾对立的双方，共处于电解质水溶液的统一体中，它们各以对方的存在为自己存在的条件，相互依存，相互斗争，又相互转化，离子浓度为主的一方决定溶液的酸碱性。

关于溶液pH的教学，指出用PH的数值可以表示溶液的酸碱度，但当溶液酸性很弱时，使用不方便，常采用H+浓度的负对数表示溶液的酸碱度，这就是溶液的pH。其数学表达式是：

在这部分教学中要使学生理解pH的适用范围，理解H+浓度与pH间的相互关系。如适用范围是“常温”“水溶液”“稀溶液”，只有在常温下的水溶液，水的离子积Kw才等于，而当酸、碱溶液的浓度大于1mol/L时，使用负对数表示溶液的酸碱度反而不大方便，此时，可直接用物质的量浓度表示溶液的酸碱度。

学习目标

（1）了解水的电离、水的电离平衡和水的离子积

（2）理解溶液的酸碱性和PH的关系

（3）理解强弱电解质在水溶液中电离情况

（4）进行简单的有关PH的计算

教学流程

创设情景，引入新课

水中存在那些微粒？这些微粒是怎样产生的？这些微粒之间有何数量关系？

水的电离吸热还是放热？升温，水的电离发生哪些变化？加入酸、碱、盐，又如何？

问题探究一、水的电离

1．探究水的电离及其电离方程式

[设问]实验测得，在25℃时，纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L。请考虑，如果水的电离程度用百分比表示应该是多少？（提示：可以用1L纯水作为研究对象）

有人测量了经过28次蒸馏的水的电导值，结果不为零。这证明水是极弱的电解质，它能发生微弱的电离，纯水中存在能自由移动的离子，经分析知道它们是和O。其电离方程式为：H2O

＋O，或H2O＋H2O＋O。

[规律总结]水的电离的特点：

⑴水的电离是由水分子与水分子之间的相互作用引起的。

⑵极难电离，通常只有极少数水分子发生电离。

⑶由水分子电离出和O数目相等。

⑷从水的电离方程式可以看出，水既可以看成一元弱酸，又可以看成一元弱碱。

⑸水的电离过程是可逆的、吸热的。

2．探究水的离子积

水的电离是一个可逆过程，在一定条件下可以达到电离平衡，平衡常数为：

K＝

由上式可得：K[O]＝[][]。在一定温度下，K与[H2O]都是常数，其乘积也必然是常数，因此[][]也是常数，即：

K W＝[][]

式中的K W称为水的离子积常数，简称水的离子积。K W反映了水中[]和[]的关系。

[规律总结]⑴常温（25℃）时，水电离出的[]＝[]＝mol/L，水的离子积K W＝

[][]＝。

⑵任何水溶液中均存在着水的电离平衡，即任何水溶液中均存在着和。水的离子积是水电离平衡时具有的性质，不仅适用于纯水，也适用于其它稀的水溶液。如酸、碱、盐溶液中都有K W＝[][]＝（常温）。其中均[]、[]表示整个溶液中的[]和[]。

⑶K W是温度函数，与[]、[]的变化无关。温度升高，K W增大；温度降低，K W减小。从电离平衡的角度来看，水的电离是吸热的，故升温，水的电离平衡向电离的方向移动，[]和[]

都增大，K W也增大；反之，则减小。如100℃时，K W＝5.5×。若未注明温度，一般认为是常温。

⑷一定温度下，在不同的溶液中都有K W＝[][]，故[]和[]成反比，但在任何溶液中，由水电离的和的浓度一定相等。

3．探究水的离子积的影响因素

⑴温度：因水的电离是吸热的，故升高温度，水的电离平衡向右移动。[]和[]同时增

大，但因为由水电离出的[]和[]始终相等，故溶液呈中性。如纯水在温度由25℃升高到

100℃时，[]和[]都从1×mol/L增大到7.4×mol/L，K W也由增至5.5

×。

⑵加入酸（或碱）：向纯水中加入酸（或碱），由于酸或碱电离产生的或（），致使水

中的[]（或[]）增大，使水电离向左移动，从而水的电离程度减小，但温度未变，则K W＝[][]不变。

（3）加入某些盐：如向纯水中加入醋酸钠、氯化铵、硫酸氢钠、氯化钠，水的电离平衡如何移动，酸碱性如何变化。但温度未变，则K W＝[][]不变。

（4）加入活泼的金属：向纯水中加入活泼的金属，如金属钠，由于活泼的金属钠可与水电离产生的直接发生置换反应，产生H2，使水的电离向右移动。

问题探究二、溶液的酸碱性

1．探究溶液的酸碱性的实质

在酸或碱溶液中，水的电离平衡被破坏。当加酸时，使水的电离平衡向左移动，致使溶液中[]＞[]，溶液呈酸性；当加碱时，使水的电离平衡向左移动，致使溶液中[]＜[]，溶液

呈碱性。故溶液酸碱性的实质取决于溶液中的[]与[]的相对大小。即：⑴酸性：[]＞[]，[]越大，酸性越强；⑵碱性：[]＜[]，[]越大，酸性越强；⑶中性：[]

＝[]。

[误区警示]⑴溶液的酸碱性与酸和碱的酸碱性含义不同：溶液的酸碱性是指溶液中的[]与[]的相对大小；而酸和碱的酸碱性是指酸或碱电离出的或的能力。

⑵强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强；酸性强的溶液不一定是强酸溶液。

2．探究溶液的酸碱性的表示方法—PH值

⑴PH值的定义

用[]的负对数来表示溶液的酸碱性的强弱。即：PH＝－lg[]。

[规律总结]PH的大小可表示溶液的酸碱性的强弱。即溶液的酸性越强，其PH越小；溶液的碱性越强，其PH越大。

⑵PH值的范围

由于当[]（或[]）的浓度小于或等于1mol/L时，应用不方便，即引入PH值是为了方便应用的，故PH值的范围是0～14。

⑶PH值与溶液酸碱性的关系（常温25℃时）