水的電離和溶液的pH

教學目標 

知識目標
了解水的電離和水的離子積；
了解溶液的酸堿性和pH值的關系及有關pH值的簡單計算。

能力目標
培養學生的歸納思維能力及知識的綜合應用能力。

情感目標
對學生進行對立統一及事物間相互聯系與相互制約的辯證唯物主義觀點的教育。

 
教學建議

教材分析

本節內容包括水的電離、水的離子積、水的pH。只有認識水的電離平衡及其移動，才能從本質上認識溶液的酸堿性和pH值。本節的學習也為鹽類的水解及電解等知識的教學奠定基礎。

教材從實驗事實入手，說明水是一種極弱的電解質，存在著電離平衡。由此引出水的電離平衡常數，進而引出水的離子積，并使學生了解水的離子積是個很重要的常數。在25℃時， ，這是本節教學的重點之一。

本節教學的另一個重點是使學生了解在室溫時，不僅是純水，就是在酸性或堿性稀溶液中，其 濃度與 濃度的乘積總是一個常數— 。使學生了解在酸性溶液中，不是沒有 ，而是其中的 ；在堿性溶液中，不是沒有 ，而是其中的 ；在中性溶液中，并不是沒有 和 ，而是 。使學生了解溶液中 濃度與 濃度的關系，了解溶液酸堿性的本質。工在此基礎上，教材介紹了 的含義，將 與 聯系起來，并結合圖3－7，介紹了有關 的簡單計算。圖3－8是對本部分內容的小結。

使用 來表示溶液的酸堿性是為了實際使用時更簡便，教材的最后提到了溶液的 大于1mol/L時，一般不用 來表示溶液的酸堿性，而是直接用 的濃度來表示，以教育學生應靈活應用所學的知識。

教法建議

從水的電離平衡入手，掌握水的離子積和溶液的pH。

水的離子積的教學是完成本節教學任務的關鍵，從純水是弱電解質，只能微弱的電離出發，應用電離理論導出水的離子積常數。推導過程中應著重說明電離前后 幾乎不變的原因，并將其看做常數。然后由兩個常數的乘積為常數而得出水的離子積常數。啟發學生應用平衡移動原理，討論溫度對水的電離平衡的影響，進而得出水的離子積隨溫度升高而增大這一結論。

關于水溶液的酸堿性的教學是從電離平衡移動入手。

當在純水中加入強酸時，水的電離平衡向逆方向移動，使氫離子濃度上升，氫氧根離子濃度等倍數下降。如：達到電離平衡時， 增至 ， 則會減至 ，在溶液中水的離子積仍保持不變。

在水溶液中， 和 是矛盾對立的雙方，共處于電解質水溶液的統一體中，它們各以對方的存在為自己存在的條件，相互依存，相互斗爭，又相互轉化，離子濃度主的一方決定溶液的酸堿性。即：

   溶液呈酸性

   溶液呈中性

   溶液呈堿性

關于溶液pH的教學，指出用 的數值可以表示溶液的酸堿度，但當溶液酸性很弱時，使用 不方便，常采用 的負對數表示溶液的酸堿度，這就是溶液的pH。其數學表達式是：

的負對數叫溶液的pOH，表達式：

在這部分教學中要使學生理解pH的適用范圍，理解 與pH間的相互關系。如適用范圍是“常溫”“水溶液”“稀溶液”，只有在常溫下的水溶液，水的離子積Kw才等于 ，而當酸、堿溶液的 或 大于1mol/L時，使用負對數表示溶液的酸堿度反而不大方便，此時，可直接用物質的量濃度表示溶液的酸堿度。

導出以下關系：pH + pOH =14，pH =14—pOH。利用這一關系可以方便計算出堿溶液的pH。

教學設計示例

課題：值

重點：水的離子積， 、 與溶液酸堿性的關系。

難點：水的離子積，有關 的簡單計算。

教學過程 

引言：

在初中我們學習了溶液的酸、堿度可用pH值表示，這是為什么呢？為什么可以用pH表示溶液的酸性，也可以表示溶液的堿性？唯物辯證法的宇宙觀認為：“每一事物的運動都和它周圍的其他事物相互聯系著和相互影響著。”物質的酸堿性是通過水溶液表現出來的，所以，先研究水的電離。

1.水的電離

［實驗演示］用靈敏電流計測定純水的導電性。

現象：靈敏電流計指針有微弱的偏轉。

說明：能導電，但極微弱。

分析原因：純水中導電的原因是什么？

結論：水是一種極弱電解質，存在有電離平衡：

在25℃時，1L純水中（即55.56mol/L）測得只有 的 發生電離。

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