离子浓度比较公开课教学设计

《溶液中离子浓度大小的比较》教学设计唐山二中化学组张玲芬【设计立意及思路】电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是中学化学教学的难点，也是高考的“热点”之一，是近几年高考出现率很高的题型。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，在高考中有较好的区分度，它能有效的考查学生对强弱电解质、电离平衡、电离程度、水的电离、pH值、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。所以，在高三复习课中，我们有必要将这块内容集中作一专题复习。高考是注重考查学科能力与能力品质、旨在选拔人才的考试。高考总复习的目的除了使学生做到普通的知识规律化、零碎的知识系统化外，更应注重培养学生的能力品质和创新素质，也就是要巩固知识、培养能力、提高素质，以适应高考由知识立意向能力立意的转变。本节课我分三步进行：第一步是学生的“讲”——归纳该专题内容及例题的解题思路；第二步教师的“讲”——补充学生归纳遗漏之处，使考察的知识点形成网络化；第三步是“练”，包括例题和思维能力训练两部分，例题是帮助学生形成一定的解题思路，掌握解题技巧的必要步骤；思维能力训练是检查学生学习效果的最佳手段，使教师了解学生的不足之处，也便于学生了解自身知识的欠缺点。题型由单一溶质、两种溶质到三种溶质，内容上由浅入深，层层深入，适合学生的接受特点。【考纲解读】掌握强弱电解质、电离平衡、水的电离、溶液的pH、离子反应、盐类水解等基本概念及对这些知识的综合运用能力。【教学目标】1、知识目标：(1)理解电解质的电离平衡概念。(2)理解水的电离、盐类水解的原理和三大守恒关系。(3)认识以下几种常见题型：①单一溶液中离子浓度的大小比较②混合溶液中离子浓度的大小比较2、情感目标：培养学生的探究精神。3、能力目标：(1)培养学生分析能力、应用理论解决实际问题能力及语言表达能力。(2)培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。【教学过程设计】［教师提问］溶液中离子浓度大小的比较必需的知识储备有哪些？［学生讨论分析，师生共同总结］【板书】一、基本原理1、紧抓两个“微弱”①弱电解质的电离是微弱的：如稀CH3COOH溶液里粒子浓度(不考虑水)的大小为：c(CH3cOOH)>c(H+)>c(CH3cOO-)>c(OH-)②弱根离子的水解是微弱的：如CH3COONa溶液里粒子浓度大小为：c(Na+)>c(CH3cOO-)>c(OH-)>c(CH3cOOH)>c(H+)2、灵活运用三种守恒关系：粒子浓度的守恒关系//h—粒子浓度的守恒关系//h—电荷守恒物料守恒质子守恒电解质溶液中，不论存在多少种离子，溶液总是呈电中性，即阳离子所带正电荷总数一定等于阴离子所带负电荷总数。电解质溶液中水电离出的氢离子总数等于水电离出的氢氧根离子总数电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不改变的。电解质溶液中，不论存在多少种离子，溶液总是呈电中性，即阳离子所带正电荷总数一定等于阴离子所带负电荷总数。电解质溶液中水电离出的氢离子总数等于水电离出的氢氧根离子总数电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不改变的。【思考与讨论】三种守恒关系是否在任何溶液中均可直接写出？【师生共同总结】电荷守恒——任何溶液均可写出；物料守恒——有确定的溶质和溶质之间量的关系；质子守恒——单一溶质的溶液，对于混合溶液则可将电荷守恒和物料守恒关系式叠加应用。【共同讨论】根据第一轮复习中的经验，解决离子浓度大小比较问题一般的思路是什么？【师生共同总结】二、基本思路判断溶液的成分一判断溶液的酸碱性一根据守恒关系判断溶液中离子浓度的大小【过渡】有基本理论指导和正确的解题思路下，我们共同探究常见题型的解题对策。【板书】三、题型与对策(一)单一溶液离子浓度的大小比较——强碱弱酸的酸式盐溶液【识记】一般情况下酸式酸根离子的水解程度大于电离程度，如NaHS、NaHCO3(一种溶质)，特殊：电离程度大于水解程度的如NaHSO3、NaH2PO4(一种溶质)【例1】在0.1mol/L的NaHCO3溶液中，下列关系式正确的是()A.c(Na+)>c(HCO3-)>c(H+)>c(OH-)B.c(Na+)=c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)C.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)D.c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)【学生讲解，教师总结】我们知道NaHCO3溶液显碱性，所以A不正确，由于HCO3冰解，所以c(Na+)>c(HCO3-),B不正确，C为电荷守恒，D为物料守恒，所以选CD【练习】草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列关系正确的是()A.c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)B.c(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1mol/LC.c(C2O42-)>c(H2C2O4)D.c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)【教师点拨】因为草酸氢钾溶液呈酸性，所以HC2O4-电离程度大于其水解程度，故c(C2O42-)>c(H2c2O4)。又依据物料平衡c(K+)=c(H2c204Hc(HC2O4-)+c(C2O42-)=0.1mol/L,所以D正确，B错误，再根据电荷守恒：c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+2c(C2O42-)判断A错，所以。综合上述，C、D正确。［考点整合］1、掌握解此类题的三个思维基点：电离、水解和守恒规律2、分清他们的主要地位和次要地位【设疑】单一溶质的溶液中离子浓度大小的比较同学们掌握起来相对较容易，如果是混合溶液，又如何分析？【板书】(二)混合溶液中离子浓度的大小比较1、酸与碱反应型，其中一种有剩余：【识记】中常化学常见的有三对：1)等浓度的HAc与NaAc的混合溶液：弱酸的电离〉其对应弱酸盐的水解，溶液呈酸性

2)等浓度的NH3•H2O与NH4C1的混合液：弱碱的电离〉其对应弱碱盐的水解，溶液呈碱性3)等浓度的HCN与NaCN的混合溶液：弱酸的电离〈其对应弱酸盐的水解，溶液呈碱性【例3】用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，对该混合溶液的下列判断正确的是()A.c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+c(H+)B.c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.2mol/LC.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)D.c(CH3COO-)+c(OH-)=0.2mol/L【点拨】等浓度CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中，CH3COOH的电离和CH3COONa的水解因素同时存在，电离和水解这一对矛盾中起主要作用的是电离，即CH3COOH的电离趋势大于CH3COO-的水解趋势，所以C错，根据物料守恒，可推出B是正确的。再根据电荷守恒，且c(CH3COOH)<c(Na+)=0.1mol/L,c(H+)<0.1mol/L可以判断A、D错误，故选B【例4】现有HCl和氨水组成的混合溶液(填〉、<或=)①若溶液的pH=7,则该溶液中c(NH4+)=c(Cl-)；②若溶液的pH>7,则该溶液中c(NH4+)>c(Cl-)；③若c(NH4+)<c(Cl-)，则溶液的pH<7。【学生回答】由电荷守恒规律c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)可以判断【小结】溶液中只有四种离子时,常用电荷守恒判断离子浓度的大小【思考与讨论】②中能否确定Cl-与OH-的浓度关系？关系是否唯一？Cl-与OH-的浓度关系与HCl和氨水溶液的量的多少有关，如果盐酸的量极少，混合溶液中的溶质是少量的NH4cl与大量的NH3.H2O,所以c(Cl-)<c(OH-),随着盐酸的量的增多，Cl-的浓度不断增大，NH3.H2O的浓度不断减小，使得OH-的浓度也不断减小，中间有一个点c(Cl-)=c(OH-),如果盐酸的量再多，则有c(Cl-)>c(OH-),综上所述，Cl-与OH-的浓度关系是不确定的。【课后思考】③中能否确定NH4+与H+的浓度关系？关系是否唯一？【例5】25℃时，在25mL0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，逐滴加入0.2mol/LCH3COOH,溶液的pH的变化曲线如图所示，下列分析的结论正确的是()pHA.B点的横坐标a=12.5,且c(Na+)=c(CH3COO-)B.C点时，c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)13C.D点时，c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)7D.对曲线上A、B间任何一点，溶液中都有：c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)【分析与讨论】a=12.5时，CH3COOH与氢氧化钠恰好完全反OONa,由于CH3COO-水解，溶液显碱性，c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒有©(即)>言?明??5)妙…昔误，同理B选项错误，D点是CH3COOH和CH3COONa等浓度的混合液，由物料守恒可知C选项正确，D选项分析同例4,c(CH3COO-^Dc(OH-)关系是不确定的，综上所述，C为正确选项。【追问】我们进一步探究，如果题中所给是两溶液的pH关系又如何分析？【例6】设氨水的pH=x,某盐酸的pH=y,已知x+y=14,且x>11。将上述两溶液分别取等体积充分混合后,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是()A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)Bc(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)C.c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)D.c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)【分析与讨论】因为x+y=14,所以混合前c(Cl-)=c(NH4+)=c(H+)=c(OH-),由于NH3•H2O是弱碱，微弱电离，所以两溶液等体积混合后氨水过量，溶液呈碱性，c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒有c(NH4+)>c(Cl-),且混合后c(OH-)一定小于混合后c(OH-),而c(Cl-)不变，所以C正确【进一步深入探讨】前面的题中均给出了确定的酸和碱,即酸和碱的强弱是已知的,如果酸和碱的强弱是未知的又如何分析？请看下题。【练习】已知室温下：A酸的溶液pH=a,B碱的溶液pH=b芾A的化学式为HR,B的化学式为MOH,且a+b=14,两者等体积混合后溶液显碱性,则混合溶液中必定有一种离子能发生水解，该混合溶液中离子浓度大小关系为【小结】无论题型如何变化，应用的基本原理和解题的基本思路是不变的，只要我们能正确分析出溶液中的溶质成分，利用守恒关系等知识均可将问题解决。【过渡】单一溶质溶液和有两种溶质的溶液我们都会分析，三种溶质的呢？【板书】2、盐与碱(酸)反应型，其中一种物质有剩余【例7】将0.1mol-L-i醋酸钠溶液20mL与0.1moLL/盐酸10mL混合后，溶液显酸性，则溶液中有关粒子浓度关系正确的是()A.c(CH3cOO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3cOOH)B.c(CH3cOO-)>c(Cl-)>c(CH3cOOH)>c(H+)C.c(CH3cOO-)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-)【学生讨论分析，得出结论】两溶液混合反应后，溶液实质上是等浓度醋酸和醋酸钠、氯化钠的混合溶液。因溶液呈酸性说明CH3COO-的水解程度小于CH3COOH的电离程度，所以c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),但CH3COOH电离程度较小，c(CH3COOH)>c(H+),故选项A、C错误，B正确。依据电荷守恒原则，可知选项D也正确。综合上述，答案选B、D。【练习】室温下，向0.1mol/LNaHSO4溶液中滴加0.1mol/LNH^HQ溶液至中性，得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为【练习】室温下，向0.1mol/LNH4HSO4溶液中滴加口0.1mol/LNaOH溶液至中性，得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为[考点整合]先确定混合后溶液的成分，再根据电离、水解程度分析，一般认为与其同浓度对应的弱酸(弱碱)的电离相比，电离程度大于水解程度，因此该溶液呈酸(碱)性，再根据电荷守恒可判断离子浓度大小。【链接高考】1.(08江苏)下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是()A.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合：c(H+)+c(M+)==c(OH-)+c(A-)B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2co3三种溶液：c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)C.物质的量浓度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合：c(CH3COO-)+2c(OH-)==2c(H+)+c(CH3COOH)D.0.1molL1的NaHA溶液，其pH=4：c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)2.(2011江苏卷)下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()A.在0.1mol-L-1NaHCO3溶液中：c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)B,在0.1mol・L-1Na2cO3溶液中：c(OH-)—c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3-)C.向0.2mol・L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol・L-1NaOH溶液：c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)D.常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7,c(Na+)=0.1mol・L-1]：c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)2011天津)25℃时，向10mL0.01mol/LKOH溶液中滴加0.01mol/L苯酚溶液，混合溶液中粒子浓度关系正确的是()A.pH>7时：c(C6H5O-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-)B.pH<7时：c(K+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-)C.V[C6H50H(aq)]=10mL时：c(K+)=c(C6H5O-)>c(OH-)=c(H+)D.V[C6H50H(aq)]=20mL时：c(C6H5O-)+c(C6H50H)=2c(K+)(09安徽)向体积为0.05molLCH380H溶液中加入体积为b的0.05molLKOH溶液，下列关系错误的是()Va>Vb时：c(CH3COOH)+c(CH3COO-)>c(K+)Va=Vb时：c(CH3COOH)+c(H+)>c(OH-)Va<Vb时：c(CH3cOO-)>c(K+)>c(OH-)>c(H+)Va与Vb任意比时：c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)【课堂小结】第一，牢记规律1、离子因电离或水解，浓度减小；但电离与水解均是微弱的。2、多元弱酸根离子分步水解程度逐步减弱，水解形成的相应微粒浓度也相应减小。3、酸性盐溶液中，c(H+)小于水解离子浓度，大于水解形成的相应微粒浓度，而c(OH-)一般最小。4、碱性盐溶液中，c(OH-)小于水解离子浓度，大于水解形成的相应微粒浓度，而c(H+)一般最小。其次，要掌握解此类题的三个思维基点：电离、水解和守恒(电荷守恒、物料守恒及质子守恒)。对每一种思维基点如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等均要通过平时的练习认真总结，形成技能。第三，要养成认真、细致、严谨的解题习惯，要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法，例如：淘汰法、定量问题定性化、整体思维法等。【课后练习】1、将0.2molL1的NH4NO3溶液与0.1molL1的NaOH溶液等体积混合，下列有关混合溶液中微粒的浓度关系正确的()A.c(NH4+)=c(Na+)>c(OH-)>c(NH^HR)B.c(NH4+)=c(Na+)>c(NH3^H2O)>c(OH-)C.c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3^H2O)>c(OH-)D.c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO3-)2、等体积等浓度的MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混和后，混和液中有关微粒的浓度应满足的关系是()A.c(M+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)D.c(M+)>c(OH-)=c(H+)+c(HA)3、用2molL1的NaOH溶液滴定pH=5的HCN溶液100mL至中性，此时溶液中各离子浓度关系正确的是()A.c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H＋)B.c(CN-)=c(Na＋)>c(H＋)=c(OH-)C.c(Na+)+c(CN-)=2molND.c(Na+)+c(OH-)=c(CN-)+c(H+)4、将0.2mol-L-1CH3COOK与0.1moll/盐酸等体积混合后，溶液中下列微粒的物质的量浓度关系正确的是()A.c(CH3COO-)=c(Cl-)=c(H+)>c(CH3COOH)B.c(CH3COO-)=c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)C.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)D.c(CH3COO-)>c(Cl-)>c