用“手持技术”感知电离平衡

刘娜

一、教学目标

1.知识与技能

（1）理解水的电离、水的电离平衡，了解Kw的含义。

（2）掌握c（H+）、pH与溶液酸碱性的关系。

2.过程与方法

（1）通过对Kw的分析，加深对弱电解质电离平衡的认识，了解一般与特殊的辩证关系。

（2）通过对溶液酸碱性的分析，培养学生敢于质疑、勤于思索、逐步提高独立思考的能力。

3.情感态度与价值观

（1）通过对水的电离平衡中c（H+）和c（OH-）关系的分析，体会自然界统一的和谐美以及“此消彼长”的动态美。

（2）通过水的离子积和溶液酸碱性的学习，进行矛盾的对立统一、事物间的相互关系和相互制约等辩证唯物主义观点的教育。

二、教学过程

1.引题

【教师】我们初中就做过纯水的导电性实验，同学们回忆一下，实验中有什么现象，能得到什么结论？

【学生】小灯泡不亮。通过小灯泡不亮，证明纯水不能导电。

【教师】小灯泡不亮，说明纯水一定不能导电吗？

【学生】也可能是通过的电流太小，不足以使小灯泡发亮。

【教师】接下来我们就用一套更加精确的仪器通过测定纯水的电导率反映其导电性，同时给同学展示电导率的资料卡片。

【实验演示1】测定常温下纯水的电导率。

投影展示问题一：纯水的电导率为什么不是零？写出水的电离方程式。

设计意图：从已有知识出发，通过知识的自然生成与过渡，激发求知欲，也使下一环节的问题呼之欲出，水到渠成。

2.知识构建

【教师】实验证明水可以发生微弱电离，所以在水中存在水的电离平衡，结合上节课弱电解质的电离平衡，分析哪些因素会影响水的电离平衡？

投影展示问题二：水的电离平衡受哪些因素的影响？

【学生】温度、浓度。

【教师】首先我们来探究温度对水的电离平衡的影响。

【实验演示2】纯水的电导率随温度的变化趋势。

【教师】提醒：请大家注意观察电导率的变化趋势。

【学生】汇报实验结果：温度升高，电导率增大。

【教师】分析为什么温度升高，电导率增大？对水的电离平衡有什么影响？

设计意图：通过分析温度对水的电离平衡的影响，自然引出水的电离平衡常数表达式。

【教师】请同学们写出水的电离常数的表达式。

【教师】分析表达式。结合已有知识可知，在一定温度下，水的电离常数是定值。那么水的物质的量浓度是多少呢？

【学生】（异口同声回答）等于1！

【教师】等于1g吗？引导学生回忆物质的量浓度的概念。

【学生】对1mol/L产生怀疑。

【教师】我们不妨计算纯水中c（H2O）。

【学生】计算结果c（H2O）=55.6mol/L

【教师】因为水的电离程度很小，所以当水作为研究对象时，浓度视为定值。c（H+）×c（OH-）是一个新的常数，称作水的离子积常数。并强调，实验测得室温下纯水中水的离子积是1×10-14。

【小结】温度对水的电离平衡的影响。温度升高，水的电离程度增大，c（H+）和c（OH-）增大，Kw增大。

设计意图：通过温度对水的电离平衡的影响，引导学生关注温度和Kw的关系。

【教师】以上我们探究的是温度对水的电离平衡的影响。浓度呢？哪些微粒的浓度会影响水的电离平衡？

【学生】c（H+）和c（OH-）会影响到水的电离。

【教师】分析向水中加入少量酸或碱，对水的电离平衡有何影响？

【学生】组内交流，得出结论：加入酸或碱后，水的电离逆向移动，抑制了水的电离。

【小结】加入酸或碱对水的电离平衡的影响。加入酸或碱，会抑制水的电离，Kw不变，所以Kw不仅在纯水中是常数，在酸碱的稀溶液中也是常数。

设计意图：学生在合作分析浓度影响的过程中，加深对Kw的认识与理解，为Kw在酸碱溶液中的应用做好准备；同时，从研究c（H+）和c（OH-）对水的电离平衡的影响自然过渡到本节课第二个核心内容溶液酸碱性的研究中，主角从水自然过渡到酸碱稀溶液。

【教师】下面我们就来计算在室温下，0.1mol/L的盐酸和NaOH溶液中c（H+）和c（OH-）？

【学生】组内交流，计算。

设计意图：学生亲历分析和计算后，又将知识提升了一个层次：酸中有OH-，碱中也不失H+，自然过渡到下一个环节——如何判定一种溶液呈酸性、碱性还是中性呢？

投影展示问题三：如何判定一种溶液呈酸性、碱性还是中性？

【学生】可以通过酸碱指示剂和pH判定。

【教师】给予肯定的同时，说明酸碱指示剂只能粗略地判定溶液的酸碱性，在后面的学习中我们会有所涉及，今天不做重点说明。如何用pH衡量溶液的酸碱性？

【学生】短暂回忆后即得出答案，利用pH与7的关系！

【教师】追问为什么用pH和7作比较呢？

【学生】组内交流，得出结论：因为在室温下，纯水中c（H+）=1×10-7mol/L，所以用pH和7作比较。

【教师】非常好。还有其他判定方法吗？

【学生】沉思。

【教师】结合上面的计算，分析在0.1mol/L的盐酸中c（H+）和c（OH-）有什么关系？

【学生】根据溶液中c（H+）和c（OH-）的相对大小。

编辑 尹 军