用“手持技術(shù)”感知電離平衡

劉娜

一、教學目標

1.知識與技能

（1）理解水的電離、水的電離平衡，了解Kw的含義。

（2）掌握c（H+）、pH與溶液酸堿性的關(guān)系。

2.過程與方法

（1）通過對Kw的分析，加深對弱電解質(zhì)電離平衡的認識，了解一般與特殊的辯證關(guān)系。

（2）通過對溶液酸堿性的分析，培養(yǎng)學生敢于質(zhì)疑、勤于思索、逐步提高獨立思考的能力。

3.情感態(tài)度與價值觀

（1）通過對水的電離平衡中c（H+）和c（OH-）關(guān)系的分析，體會自然界統(tǒng)一的和諧美以及“此消彼長”的動態(tài)美。

（2）通過水的離子積和溶液酸堿性的學習，進行矛盾的對立統(tǒng)一、事物間的相互關(guān)系和相互制約等辯證唯物主義觀點的教育。

二、教學過程

1.引題

【教師】我們初中就做過純水的導電性實驗，同學們回憶一下，實驗中有什么現(xiàn)象，能得到什么結(jié)論？

【學生】小燈泡不亮。通過小燈泡不亮，證明純水不能導電。

【教師】小燈泡不亮，說明純水一定不能導電嗎？

【學生】也可能是通過的電流太小，不足以使小燈泡發(fā)亮。

【教師】接下來我們就用一套更加精確的儀器通過測定純水的電導率反映其導電性，同時給同學展示電導率的資料卡片。

【實驗演示1】測定常溫下純水的電導率。

投影展示問題一：純水的電導率為什么不是零？寫出水的電離方程式。

設(shè)計意圖：從已有知識出發(fā)，通過知識的自然生成與過渡，激發(fā)求知欲，也使下一環(huán)節(jié)的問題呼之欲出，水到渠成。

2.知識構(gòu)建

【教師】實驗證明水可以發(fā)生微弱電離，所以在水中存在水的電離平衡，結(jié)合上節(jié)課弱電解質(zhì)的電離平衡，分析哪些因素會影響水的電離平衡？

投影展示問題二：水的電離平衡受哪些因素的影響？

【學生】溫度、濃度。

【教師】首先我們來探究溫度對水的電離平衡的影響。

【實驗演示2】純水的電導率隨溫度的變化趨勢。

【教師】提醒：請大家注意觀察電導率的變化趨勢。

【學生】匯報實驗結(jié)果：溫度升高，電導率增大。

【教師】分析為什么溫度升高，電導率增大？對水的電離平衡有什么影響？

設(shè)計意圖：通過分析溫度對水的電離平衡的影響，自然引出水的電離平衡常數(shù)表達式。

【教師】請同學們寫出水的電離常數(shù)的表達式。

【教師】分析表達式。結(jié)合已有知識可知，在一定溫度下，水的電離常數(shù)是定值。那么水的物質(zhì)的量濃度是多少呢？

【學生】（異口同聲回答）等于1！

【教師】等于1g嗎？引導學生回憶物質(zhì)的量濃度的概念。

【學生】對1mol/L產(chǎn)生懷疑。

【教師】我們不妨計算純水中c（H2O）。

【學生】計算結(jié)果c（H2O）=55.6mol/L

【教師】因為水的電離程度很小，所以當水作為研究對象時，濃度視為定值。c（H+）×c（OH-）是一個新的常數(shù)，稱作水的離子積常數(shù)。并強調(diào)，實驗測得室溫下純水中水的離子積是1×10-14。

【小結(jié)】溫度對水的電離平衡的影響。溫度升高，水的電離程度增大，c（H+）和c（OH-）增大，Kw增大。

設(shè)計意圖：通過溫度對水的電離平衡的影響，引導學生關(guān)注溫度和Kw的關(guān)系。

【教師】以上我們探究的是溫度對水的電離平衡的影響。濃度呢？哪些微粒的濃度會影響水的電離平衡？

【學生】c（H+）和c（OH-）會影響到水的電離。

【教師】分析向水中加入少量酸或堿，對水的電離平衡有何影響？

【學生】組內(nèi)交流，得出結(jié)論：加入酸或堿后，水的電離逆向移動，抑制了水的電離。

【小結(jié)】加入酸或堿對水的電離平衡的影響。加入酸或堿，會抑制水的電離，Kw不變，所以Kw不僅在純水中是常數(shù)，在酸堿的稀溶液中也是常數(shù)。

設(shè)計意圖：學生在合作分析濃度影響的過程中，加深對Kw的認識與理解，為Kw在酸堿溶液中的應(yīng)用做好準備；同時，從研究c（H+）和c（OH-）對水的電離平衡的影響自然過渡到本節(jié)課第二個核心內(nèi)容溶液酸堿性的研究中，主角從水自然過渡到酸堿稀溶液。

【教師】下面我們就來計算在室溫下，0.1mol/L的鹽酸和NaOH溶液中c（H+）和c（OH-）？

【學生】組內(nèi)交流，計算。

設(shè)計意圖：學生親歷分析和計算后，又將知識提升了一個層次：酸中有OH-，堿中也不失H+，自然過渡到下一個環(huán)節(jié)——如何判定一種溶液呈酸性、堿性還是中性呢？

投影展示問題三：如何判定一種溶液呈酸性、堿性還是中性？

【學生】可以通過酸堿指示劑和pH判定。

【教師】給予肯定的同時，說明酸堿指示劑只能粗略地判定溶液的酸堿性，在后面的學習中我們會有所涉及，今天不做重點說明。如何用pH衡量溶液的酸堿性？

【學生】短暫回憶后即得出答案，利用pH與7的關(guān)系！

【教師】追問為什么用pH和7作比較呢？

【學生】組內(nèi)交流，得出結(jié)論：因為在室溫下，純水中c（H+）=1×10-7mol/L，所以用pH和7作比較。

【教師】非常好。還有其他判定方法嗎？

【學生】沉思。

【教師】結(jié)合上面的計算，分析在0.1mol/L的鹽酸中c（H+）和c（OH-）有什么關(guān)系？

【學生】根據(jù)溶液中c（H+）和c（OH-）的相對大小。

編輯 尹 軍