教学设计
课题:第三章 水溶液中的离子平衡
第一节 弱电解质的电离 学校 海南中学
1、能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡,以及温度、浓度等外界条件对电离平衡的影响。
2、了解电离平衡常数及其意义
3、能应用电离平衡有关知识解决实际问题。
过程
与
方法 1、通过实验,培养学生观察、分析能力,掌握推理、归纳、演绎和类比等科学方法
2、通过化学平衡知识复习以及图表分析,运用归纳、比较、推理、迁移的方法,建立电离平衡概念,学习分析影响电离平衡的因素的方法。
3、通过实际问题的解释,培养学生应用掌握的知识解决实际问题的能力。
情感
态度
价值观 通过对弱电解质电离平衡的学习,体会自然界物质间相互对立统一,彼此依赖的和谐美以及“透过现象看本质”的辩证唯物主义的思想。
重 点 温度、浓度对电离平衡移动的影响
难 点 电离平衡的建立
教学过程
教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
[分组实验1]首先让我们一起来做一个实验:向两支分别盛有0.1mol/L醋酸和饱和硼酸的试管中滴加等浓度的Na2CO3溶液,观察现象,并思考产生现象的原因。
[总结]学生:醋酸与碳酸钠反应有气泡
[引导]师:反应能发生的原理是什么?
生:强酸制弱酸。
师:为什么强酸能制弱酸呢?
[引言]通过这节课的学习,我们就可以解决这个问题。
[板书]第三章 水溶液中的离子平衡
第一节 弱电解质的电离
[分组实验2]分别取0.1mol/L的HCl、CH3COOH 2mL测pH。
[提示]本次实验需使用pH试纸测定pH。由于我们没有使用过,所以在使用强请大家注意阅读一下前面有关的说明。取出的酸做好标记进行区别,以备下一个实验使用。
试剂 pH C(H+)
0.1mol/L HCl
0.1mol/L CH3COOH
[实验结果]0.1mol/L HCl的 pH=1 , 0.1mol/L CH3COOH 的pH=3。
[提问]在今后的学习中,我们会了解到pH与C(H+)之间的转换关系,可以计算得出溶液中的C(H+),由此你能得出什么结论?
[结论]HCl完全电离,电离程度100%,而醋酸部分电离。
[讲解]像HCl这样在水溶液中完全电离的电解质称为强电解质。
[投影]包括:强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr等
强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2 、Ba(OH)2等
大多数盐:BaSO4 、KNO3 、NH4Cl、Na2CO3等
[板书]强电解质
[学生活动]完全电离,电离方程式书写用“=”。下面请三位同学到前面来书写一下HCl、、Ba(OH)2、Na2CO3的电离方程式。其他同学拿出练习本练习。
[讲解]像醋酸这类在水溶液中部分电离的电解质称为弱电解质。
[投影]包括:弱酸:CH3COOH、H2CO3、HClO、HF、H2SO3、H3PO4、H2S等
弱碱:NH3•H2O Fe(OH)3、 Cu(OH)2等
水
[板书]弱电解质
[分组实验3]向实验2中已取的,刚才做了标记的盐酸中加NaCl晶体,醋酸中加CH3COONH4晶体,再测pH。并与实验2比较pH的变化。
[实验结果]HCl的 pH=1 , 醋酸溶液pH明显增大。
试剂 pH C(H+)
盐酸中加NaCl
醋酸中加CH3COONH4
[讲解]加入CH3COONH4晶体CH3COOH 溶液pH明显增大,即C(H+)明显减小,说明H+可以与CH3COOH反应,又生成。得出CH3COOH电离是一个可逆过程。
所以醋酸这类弱电解质的电离方程式书写用“ ”
CH3COOH H+ + CH3COO-
[学生活动]请两位同学到前面来写出NH3•H2O、H2O的电离方程式。
[游戏]现在我们做一个游戏:考眼力。看谁的眼力好,能看出醋酸分子在水分子作用下,到底发生了什么变化?
[动画]醋酸在水溶液中电离微观演示。
[板书]电离平衡概念,
[过渡]电离平衡与化学平衡一样是一种动态平衡,当外界条件改变时,平衡会发生移动。有哪些外界因素会影响平衡移动呢?
[学生活动]温度,浓度。
[讲解]主要是温度、浓度的影响。已知电离过程是一个吸热的过程,所以其他条件不变时,温度升高,平衡向着电离的方向移动。
[板书]影响因素。
[思考交流]下面我们利用化学平衡理论来做一道习题。
在CH3COOH溶液中分别加入少量下列物质,对CH3COOH的电离平衡各有什么影响?
加入的物质 平衡移动方向 c(CH3COO-) c(H+) c(CH3COOH)
冰醋酸
醋酸钠固体
NaOH固体
[提问]根据什么原理得出结论?
[学生活动]勒夏特列原理。
[思考交流]现在请大家思来考一下,这些物质的加入其实都是改变了哪种条件?
[总结]加入物质都是改变了平衡体系中某种物质的浓度,然后根据勒夏特列原理来判断对平衡移动的影响。
[过渡]醋酸和碳酸都是弱酸,但是由实验1可知,醋酸能制碳酸进而生成CO2。说明酸性的强弱是相对的,弱酸也有强弱之分,如何量度呢?化学可逆反应的程度可用化学平衡常数来量度,电离平衡呢?用电离常数。
以CH3COOH H+ + CH3COO-为例
K=
[练习]请大家拿出练习本写出NH3•H2O、HClO的K值表达式。
[投影]用投影仪展示并评价。
[思考交流]观察K的表达式,能不能得出K值的意义?
[讲解]K值越大,生成物在平衡体系中所占的比例越大,电离程度越大。
[知识应用]观察下表,根据K的意义,能得出什么结论?
温度(℃) K
0 1.657×10-5
10 1.729×10-5
20 1.753×10-5
25 1.754×10-5
[学生活动]温度越高,K值越大,对同一种酸,氢离子浓度越大
[知识应用]再观察下个表格,又能得出什么结论?
弱酸 电离常数(K)
醋酸 1.75×10-5
次氯酸 3.0×10-8
硼酸 5.8×10-10
[学生活动]对不同的酸,K值越大电离程度越大酸性越强。
[总结]由学生对本节课进行知识总结。
[思考交流]现在我们就来解决实验1提出的问题,强酸为什么能制弱酸?以盐酸和醋酸钠反应为例,根据本节课的内容进行交流讨论。
[讲解]当大量H+与CH3COO-相遇,就会发生可逆反应而生成醋酸。所以强酸枝弱酸的反应就可以发生。而实验1利用醋酸制碳酸进而生成CO2其原理是相同的,但由于碳酸为二元酸,还涉及到多元弱酸的电离,比较复杂,留待我们以后在做探讨。
[知识应用]下面我们应用本节知识来解释一下酸碱指示剂显色的原理,请同学们思考一下。
资料:酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱,在溶液中存在电离平衡,而其分子与电离出的离子呈不同的颜色.如石蕊(以HIn表示)的电离平衡和颜色变化为:
HIn In- + H+
红色 蓝色
[练习]1.某浓度的氨水中存在下列平衡:
NH3•H2O NH4++OH-
如想增大NH4+的浓度,而不增大OH-的浓度,应采取的措施是( )
A.适当升高温度 B.加入NH4Cl固体
C.通入NH3 D.加入少量盐酸
2.在25 ℃时,0.1 mol•L-1的HNO2、HCOOH、HCN、HClO的溶液,它们的电离平衡常数分别为4.6×10-4、1.8×10-4、4.9×10-10、K=3.0×10-8,其中氢离子浓度最小的是( )
A.HNO2 B.HCOOH
C.HCN D.HClO