【教學(xué)課件】第二單元 水的電離和溶液的pH

水的電離和溶液的pH（第1課時(shí)）高中化學(xué)選擇性必修1第三章第二單元學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解水是一種弱電解質(zhì)，認(rèn)識(shí)水的電離平衡及其影響因素。2.了解水的離子積常數(shù)的含義和影響因素。3.認(rèn)識(shí)pH與溶液的酸堿性的關(guān)系，初步掌握測(cè)定溶液pH的方法，能進(jìn)行pH的簡(jiǎn)單計(jì)算。情境導(dǎo)入pH＝5

pH＝8

【困惑】稀釋至1000mL，溶液的pH為何不是8？pH是c(H+)的負(fù)對(duì)數(shù)，即：pH＝-lgc(H+)實(shí)驗(yàn)測(cè)得：pH＜7c(H+)＞1×10-7mol/L將1mL1×10-5mol/L的鹽酸，

稀釋至1000mL，c(H+)＝1×10-8mol/L，c(H+)＝1×10-5mol/L，【提出問(wèn)題】學(xué)習(xí)任務(wù)課時(shí)任務(wù)活動(dòng)第1課時(shí)【任務(wù)一】尋找證明水的電離很微弱的證據(jù)1.水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)2.測(cè)定純水的pH（常溫）【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素1.測(cè)定不同濃度NaOH溶液的pH2.用pH計(jì)測(cè)定不同溫度下純水的pH，計(jì)算Kw【任務(wù)三】分析溶液的酸堿性1.t℃時(shí)，某溶液中c(H+)＝1×10-7mol/L，分析該溶液的酸堿性學(xué)習(xí)活動(dòng)1.水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)【任務(wù)一】尋找證明水的電離很微弱的證據(jù)1.純水中究竟存在哪些微觀粒子？2.如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明這些粒子的存在？電導(dǎo)率儀學(xué)習(xí)活動(dòng)1.水的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)【任務(wù)一】尋找證明水的電離很微弱的證據(jù)資料精確的電導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)表明，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。結(jié)論：純水能發(fā)生微弱的電離。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.測(cè)定純水的pH（常溫）【任務(wù)一】尋找證明水的電離很微弱的證據(jù)pH試紙使用方法將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。廣泛pH試紙精密pH試紙學(xué)習(xí)活動(dòng)2.測(cè)定純水的pH（常溫）【任務(wù)一】尋找證明水的電離很微弱的證據(jù)pH＝7c(H+)＝c(OH-)＝1×10-7mol/L（1）1L水的物質(zhì)的量n(H2O)＝55.6

mol（2）水中H+和OH-濃度（3）總的水分子與已電離

的水分子之間的比例55.6

mol

H2O中，只有1×10-7mol發(fā)生電離測(cè)定結(jié)果：請(qǐng)計(jì)算：結(jié)論：純水能發(fā)生微弱的電離。學(xué)習(xí)活動(dòng)一、水的電離H2O+H2OH3O++OHH2OH++OH簡(jiǎn)寫(xiě)：水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離。+++-??【小結(jié)】學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，尋找證據(jù)影響水電離平衡的因素實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

H2OH++OH?學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素實(shí)驗(yàn)改變c(OH-)改變c(H+)改變溫度實(shí)驗(yàn)方案加入NaOH固體，冷卻后測(cè)溶液的pH通入HCl氣體，測(cè)溶液的pH升高溫度、降低溫度，分別測(cè)水的pH實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

H2OH++OH?學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素

用pH計(jì)測(cè)量溶液的pHpH計(jì)，又叫酸度計(jì)?？捎脕?lái)精密測(cè)量溶液的pH，其量程為0～14。1.測(cè)定不同濃度NaOH溶液的pH向水中逐漸加入少量NaOH固體，分別配制成0.001mol/L和0.1mol/L

NaOH溶液，測(cè)定兩溶液的pH（常溫）。學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素1.測(cè)定不同濃度NaOH溶液的pH實(shí)驗(yàn)事實(shí)NaOH溶液pH（常溫）0.001mol/L11.00.1

mol/L13.0學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素1.測(cè)定不同濃度NaOH溶液的pH

H2O

H++OH-

NaOH

Na++OH-

粒子的種類(lèi)、來(lái)源

粒子的相互作用加入NaOH，瞬間溶液中c(OH-)增大水的電離平衡逆向移動(dòng)c(H+)減小，pH增大結(jié)論：向水中加入堿，c(OH-)增大，水的電離平衡逆向移動(dòng)。？學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素1.測(cè)定不同濃度NaOH溶液的pH0.10.0010.10.001c(NaOH)1.0×10－131.0×10－11溶液中c(OH-)

水電離出的c(H+)水＝c(OH-)水pH13.011.0c(H+)·c(OH-)

1.0×10－141.0×10－14溶液中c(H+)1.0×10－131.0×10－11注：表中濃度單位均為mol/L定量討論≈c(OH-)NaOH

H2OH++OH?＝c(H+)水c(H+)、c(OH-)分別指溶液中總的H+濃度、總的OH-濃度學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素1.測(cè)定不同濃度NaOH溶液的pH定量討論

H2OH++OH?常溫時(shí)，兩溶液中c(H+)·c(OH-)相等，這是巧合嗎？0.10.0010.10.001c(NaOH)1.0×10－131.0×10－11溶液中c(OH-)

水電離出的c(H+)水＝c(OH-)水pH13.011.0c(H+)·c(OH-)

1.0×10－141.0×10－14溶液中c(H+)1.0×10－131.0×10－11注：表中濃度單位均為mol/L≈c(OH-)NaOH＝c(H+)水學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素1.測(cè)定不同濃度NaOH溶液的pHpH11.011.712.0pH12.312.713.0編號(hào)

①

②

③編號(hào)

④

⑤

⑥配制6種不同濃度NaOH溶液，用pH計(jì)測(cè)定溶液的pH實(shí)驗(yàn)事實(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素1.測(cè)定不同濃度NaOH溶液的pH編號(hào)①②

③④⑤⑥c(NaOH)1×10-35×10-31×10-22×10-25×10-21×10-1c(OH-)pH

c(H+)

1×10-3

5×10-3

1×10-2

2×10-2

5×10-2

1×10-12×10-12

5×10-13

2×10-13

1×10-11

1×10-12

1×10-13注：表中濃度單位均為mol/L數(shù)據(jù)處理c(H+)·c(OH-)

1×10－14結(jié)論：常溫時(shí)，稀NaOH溶液中c(H+)·c(OH-)為常數(shù)。11.011.712.012.312.713.0學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素2.用pH計(jì)測(cè)定不同溫度下純水的pH，計(jì)算KwH2OH++OH-?H＞0【預(yù)測(cè)】升高溫度，水的電離平衡正向移動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)方案】將水分別升高溫度、降低溫度，

測(cè)量水的pH。學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)二】探究影響水電離平衡的因素2.用pH計(jì)測(cè)定不同溫度下純水的pH，計(jì)算Kwt/℃102590pH7.37.06.2Kw/10-140.2961.0137.1實(shí)驗(yàn)事實(shí)結(jié)論：升高溫度，水的電離平衡正向移動(dòng)，Kw增大。學(xué)習(xí)活動(dòng)

Kw＝c(H+)·c(OH-)Kw叫做水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)水的離子積。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：

H2OH++OH?【小結(jié)】二、水的離子積常數(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)Kw＝c(H+)·c(OH-)1.表達(dá)式：特別提示：常溫時(shí)，Kw＝c(H+)·c(OH-)＝1×10-14①

Kw為常數(shù)，無(wú)單位②Kw不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)水溶液③c(H+)表示溶液中總的H+濃度，

c(OH-)表示溶液中總的OH-濃度【小結(jié)】二、水的離子積常數(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)2.Kw的影響因素Kw與溫度有關(guān)，溫度升高，Kw增大【小結(jié)】二、水的離子積常數(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)體系純水（常溫）向純水中加入少量鹽酸（常溫）向純水中加入少量NaOH溶液（常溫）純水（90℃）c(H+)

c(OH-)c(H+)＞c(OH-)1×10-7mol/L1×10-7mol/L減小增大c(H+)＝c(OH-)c(H+)＜c(OH-)c(H+)和c(OH-)的大小比較增大減小根據(jù)水的電離平衡：H2OH++OH-，比較下列情況中，c(H+)和c(OH-)的值或變化趨勢(shì)（增大或減少）。c(H+)＝c(OH-)增大增大【思考與討論】學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)三】分析溶液的酸堿性[追加條件]若該溶液是在25℃時(shí)，10℃時(shí)，90℃時(shí)，

溶液的酸堿性又如何？1.t℃時(shí)，某溶液中c(H+)＝1×10-7mol/L，分析該溶液的酸堿性學(xué)習(xí)活動(dòng)【任務(wù)三】分析溶液的酸堿性t℃Kwc(H+)(mol·L-1)c(OH-)(mol·L-1)c(H+)和c(OH-)的大小比較溶液的酸堿性2510901×10-14

1×10-71×10-7c(H+)＝c(OH-)中性＜1×10-14

1×10-7＜1×10-7c(H+)＞c(OH-)酸性＞1×10-14

1×10-7＞1×10-7c(H+)＜c(OH-)堿性Kw＝c(H+)·c(OH-)1.t℃時(shí)，某溶液中c(H+)＝1×10-7mol/L，分析該溶液的酸堿性學(xué)習(xí)活動(dòng)1.溶液的酸堿性由c(H+)和c(OH-)相對(duì)大小決定c(H+)＝c(OH-)c(H+)＞c(OH-)c(H+)＜c(OH-)中性酸性堿性【小結(jié)】三、溶液的酸堿性與pH學(xué)習(xí)活動(dòng)pH＝-lgc(H+)c(H+)＝1×10-3mol/L，pH＝-lg10-3＝3pH＝-lg10-10＝10c(OH-)＝1×10-4mol/L例1：1×10-3mol/L鹽酸，求溶液的pH。例2：常溫下，1×10-4mol/LNaOH溶液，求溶液的pH。c(H+)＝Kw/c(OH-)＝1×10-10mol/L

pH的適用范圍：c(H+)和c(OH-)都較小的稀溶液（小于1mol/L）【小結(jié)】三、溶液的酸堿性與pH學(xué)習(xí)活動(dòng)pH溶液的酸堿性pH＜7溶液呈酸性，pH越小，酸性越強(qiáng)