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文档简介
主题三溶液与水溶液中的离子反应弱电解质的解离平衡2离子反应和离子方程式4盐的水解5学生实验6水的离子积和溶液的pH3溶液组成的表示方法1第一节溶液组成的表示方法
1.物质的量及摩尔质量
3.一定物质的量浓度溶液的配
制
课程标准要求:
了解物质的量和摩尔质量的概念,了解溶液组成的表示方法及其相关计算,学会一定物质的量浓度溶液的配制方法。
核心知识:宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想现象观察与规律认知实验探究与创新意识科学态度与社会责任化学学科核心素养《溶液组成的表示方法》
2.物质的量浓度及计算核心素养发展目标1.
通过讨论质量和微粒数之间的关系,理解物质的量和摩尔质量的物理意义,了解物质的量与粒子数目、物质质量之间的换算关系,发展宏观辨识与微观探析、现象观察与规律认知等化学学科核心素养。2.通过配制一定物质的量浓度的溶液,了解溶液组成的表示方法及其相关计算,学会一定物质的量浓度溶液的配制步骤,发展实验探究与创新意识等化学学科核心素养。3.通过学习一定物质的量浓度溶液的配制方法,感受物质的量的引入对人类生产、生活带来的巨大便利,培养精益求精、科学严谨的工作态度,发展科学态度与社会责任等化学学科核心素养。知识学习培养目标1.了解物质的量和摩尔质量的概念,理解物质的量的物理意义,了解物质的量与粒子数目、物质质量之间的换算关系。2.了解物质的量浓度的定义,理解溶质的物质的量、质量与溶液的物质的量浓度之间的关系,了解溶液组成的表示方法及其相关计算。3.学会配制一定物质的量浓度溶液的方法步骤,认识物质的量浓度在人类生产、生活中的广泛应用。
在医院里经常用到生理盐水和葡萄糖注射液,想一想:这些溶液的浓度是怎么标注的呢?你知道溶液的组成有哪些表示方法?溶液组成的表示方法注射液①医院所用的生理盐水和葡萄糖注射液的浓度常用质量分数表示。②除了质量分数,还可以用物质的量浓度表示溶液的组成。点拨一、物质的量物质的量活动一米是一粒一粒的,但是我们生活中描述“米”的时候,是用“粒”来衡量的吗?如果不是,思考并小组讨论用什么衡量米的多少?①生活中通常不用“粒”来描述米的多少;②一般用质量来衡量米的多少,比如“千克”和“斤”。讨论结果米①用“质量”来衡量米的多少,而不是用“粒”,这样能将问题简单化。同理,在化学反应中不可能只是几个粒子之间参加反应,而是一定质量的物质参与反应。②
国际科学界建议采用“物质的量”将宏观质量与微观粒子数目联系起来。点拨知识驿站
物质的量是用来描述物质所含粒子数目多少的物理量,符号——
n,单位——摩尔,mol。粒子数目与物质的量之间的关系是什么?物质的量规律总结①规定:1mol物质所含的基本微粒数目和0.012kg12C中所含的碳原子数目相等。②
阿伏加德罗常数:0.012kg12C中所含的碳原子数叫作阿伏加德罗常数,符号为“NA”。③实验测得:
NA≈6.02×1023/mol④物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)之间的关系为:
物质的量例题1
0.5molNH3约含有多少NH3分子?物质的量=0.5mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023解:答:0.5molNH3
约含有3.01×1023个NH3
分子。注意:使用n时,必须指明所指的微粒。例如,n(SO42-)、n(H2)等活动二
图3-1-1是1mol不同的化学物质,其粒子数均为6.02×1023,想一想:它们的质量也相同吗?
图3-1-11mol不同的物质物质的量知识驿站
单位物质的量的某物质所具有的质量,称为该物质的摩尔质量,符号为M
,单位为
g/mol。物质的量规律总结①物质的量(n)、摩尔质量(M)和物质的质量(m)间的关系为:如果以g/mol为单位,任何物质的摩尔质量数值上就等于该物质化学式的式量。
物质的量例题2物质的量答:3mol水的质量是54g。解:已知3mol水的质量是多少克?知识驿站
物质的量的引入,除了可以知道各物质之间的粒子数及质量关系之外,还可以知道各物质之间物质的量的关系。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
粒子数之比1∶3:2∶3质量之比160∶84:112∶132物质的量之比1∶3:2∶3高温物质的量之比等于粒子数之比。物质的量例题3将80gNaOH完全中和,需要H2SO4多少摩尔?根据化学式:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O2mol2mol1moln(H2SO4)答:将80gNaOH完全中和,需要1molH2SO4
2mol:2mol=1mol:n(H2SO4)解:物质的量知识拓展
摩尔体积是指1mol物质的体积。物质摩尔体积的大小主要取决于物质粒子的大小和粒子之间的距离。对固体和液体而言,摩尔体积的常用单位是cm3/mol,其大小主要取决于微粒的大小。而气体的摩尔体积则主要取决于气体分子间的平均距离。由于微粒间的距离会因温度、压强的不同而发生变化,为便于比较,规定了标准状况:温度为0℃、压强为101.325kPa。物质的量知识拓展
通常,把单位物质的量的气体所占的体积称为气体的摩尔体积,符号为Vm,常用单位为L/mol。实验发现:在标准状况下,Vm=22.4L/mol。
气体摩尔体积(Vm)、气体的体积(V)
、物质的量(n)三者的关系如下:
阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含相同数目的分子。
物质的量二、物质的量浓度物质的量浓度
结合图3-1-2,小组讨论图中“葡萄糖”“总胆素”“直接胆红素”“间接胆红素”等项目的参考值的单位(mmol/L或μmol/L),你有什么发现?活动三图3-1-2体检报告单物质的量浓度点拨
在这些项目的参考值的单位中,都有物质的量与体积的比值。物质的量与体积的比值代表什么?物质的量浓度知识驿站
单位体积的溶液中所含溶质的物质的量,称为溶液的物质的量浓度。符号为c,常用单位为mol/L。数学表达式为:答:配制0.2mol/LNa2CO3溶液500mL,需称取Na2CO3固体10.6g。根据题意解:已知物质的量浓度例题4例题4配制0.2mol/LNa2CO3溶液500mL,需称取Na2CO3固体多少克?物质的量浓度实验探究一定物质的量浓度溶液的配制通常有两个途径:
(1)用固体药品配制溶液;
(2)浓溶液稀释。
以配制0.1mol/LNaCl溶液250mL为例
实验步骤有关问题计算并称量用天平称取氯化钠固体的质量为
g溶解加速溶解的操作是
g
转移转移的操作步骤是
g
洗涤洗涤原则是
g
定容误差分析是
g
一定物质的量浓度溶液的配制的方法步骤需NaCl1.46g。计算物质的量浓度用电子天平准确称取NaCl1.46g。称量计算物质的量浓度实验室常用电子天平提示条件不允许的学校可改用托盘天平准确称取NaCl1.5g。称量溶解在烧杯中用适量水溶解。计算物质的量浓度将NaCl溶液转入容量瓶,并用少量水洗涤烧杯2~3次,洗涤液也转入容量瓶。洗涤转移称量溶解计算物质的量浓度洗涤转移向容量瓶中加蒸馏水到接近刻度线处1~2cm处,再改用胶头滴管定容。定容称量溶解计算物质的量浓度洗涤转移定容混匀盖好瓶塞,将溶液倒转摇动数次混匀。称量溶解计算物质的量浓度(资源:0.1mol/LNaCl溶液的配制)物质的量浓度洗涤转移定容混匀称量溶解计算总结一定物质的量浓度的溶液的配制步骤:一定物质的量浓度溶液的配制物质的量浓度在实验室里,配制一定物质的量浓度的溶液,所用的核心仪器是容量瓶,以小组为单位,讨论容量瓶的使用及注意事项?容量瓶活动四物质的量浓度使用注意事项使用前应检查瓶塞处是否漏水;不能在容量瓶中进行溶解、稀释、反应等操作;向容量瓶内加入液体时,应用玻璃棒引流;容量瓶为精密量器,不宜长期存放溶液(尤其是碱性溶液)容量瓶读数物质的量浓度活动五在实际工作中,经常需要对一定浓度的浓溶液进行稀释,以配制浓度较稀的溶液。请同学们以小组为单位讨论:浓溶液稀释的方法步骤。思考如何计算稀释后溶液的浓度?提示:用水稀释较浓的物质的量浓度溶液时,只增加了溶剂,改变了溶液的体积,而溶质的物质的量不变。物质的量浓度稀释定律
稀释前溶液的浓度(c1)和体积(V1),与稀释后溶液的浓度(c2)和体积(V2)的关系:
c1·V1=c2·V2提示:一定物质的量浓度的溶液,不论取用多少,其浓度都是定值。物质的量浓度拓展活动容量瓶定容时,应当正确读数,俯视或仰视均可造成读数误差,请同学思考并讨论分析仰视与俯视时溶液物质的量浓度变化?溶液实际体积偏小,浓度偏大。溶液实际体积偏大,浓度偏小。容量瓶读数态度端正,精益求精,科学严谨。课后实践
阿伏加德罗常数是物理学和化学中的一个重要常数,是后人为纪念提出分子学说的意大利物理学家阿伏加德罗(1776—1856)而设。请以小组为单位,查阅资料,了解阿伏加德罗的生平和科学贡献,并在课堂上进行交流讨论。第二节弱电解质的解离平衡
1.电解质的解离
3.弱电解质的解离平衡及影响
解离平衡的因素
课程标准要求:
了解电解质的解离和弱电解质的解离平衡,知道弱电解质水溶液的组成,能从化学平衡的角度认识影响弱电解质解离平衡的因素。
核心知识:宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想现象观察与规律认知实验探究与创新意识科学态度与社会责任化学学科核心素养《弱电解质的解离平衡》
2.弱电解质水溶液的组成核心素养发展目标1.
通过观察不同电解质溶液导电能力的差异,了解电解质的解离、弱电解质的解离平衡以及不同电解质的解离特点,理解强、弱电解质的差别及解离条件,发展宏观辨识与微观探析等化学学科核心素养。2.通过观察加入氯化铵固体前后,氨水中酚酞指示剂颜色的变化,体会外界条件变化对弱电解质解离平衡的影响,发展变化观念与平衡思想、实验探究与创新意识等化学学科核心素养。3.通过运用化学平衡移动原理解释弱电解质的解离平衡,加深对化学平衡影响因素的理解,认识强、弱电解质水溶液的组成,发展现象观察与规律认知等化学学科核心素养。知识学习培养目标1.回顾电解质的概念,了解电解质的解离和弱电解质的解离平衡,认识电解质解离的本质,学会判断强电解质与弱电解质。2.了解不同电解质的解离特点,理解强、弱电解质的差别及解离条件,学会解离方程式的书写方法,知道解离常数的概念和意义。3.了解强、弱电解质在水溶液中的存在状态,知道弱电解质水溶液的组成,进一步加深对化学平衡影响因素的理解,能运用勒夏特列原理解释具体的解离平衡。
洁厕灵和食醋常被视为生活中的除垢利器,但两者的除垢能力有很大差别。想一想,其中的原因是什么?弱电解质的解离平衡(a)洁厕灵(b)食醋点拨
洁厕灵和食用醋都能去除污垢,区别是洁厕灵的主要成分是盐酸,属于强酸,食用醋的主要成分是醋酸,是弱酸。弱电解质的解离平衡一、强电解质与弱电解质强电解质与弱电解质活动一如图3-2-1所示,把等体积、浓度均为1mol/L的盐酸、醋酸(HAc)、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液和氨水分别倒入5个烧杯中。接通电源,将各小灯泡的明亮程度填入表3-2-1。图3-2-1 比较电解质溶液的导电能力强电解质与弱电解质溶液HClHAcNaOHNaClNH3·H2O小灯泡明暗程度表3-2-1 小灯泡明亮程度记录5种溶液通电后灯泡的明暗程度有所不同;盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液通电后灯泡的亮度强于同浓度的醋酸溶液和氨水。现象为什么HCl,NaOH,NaCl溶液通电后灯泡亮度强于HAc和NH3·H2O?强电解质与弱电解质①5种溶液都能导电,说明其中都存在自由移动的离子。②
灯泡明暗程度不同意味着不同溶液的导电能力不一样,而溶液的导电能力与溶液中自由移动的离子浓度有关。③盐酸、氢氧化钠、氯化钠三种溶液对应的灯泡更亮,说明其中自由移动的离子浓度更大。总结强电解质与弱电解质知识驿站
凡是在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质。酸、碱、盐都是电解质。强电解质与弱电解质电解质在水溶液中能够导电的原因是它们在溶液中发生了解离(图3-2-3),产生了能够自由移动的离子。例如,氯化钠在溶液中解离成为自由移动的钠离子和氯离子,因此氯化钠溶液能够导电。图3-2-3 电解质解离示意图规律总结强电解质与弱电解质活动二在盐酸和醋酸溶液中,分别加入石蕊试液、Mg条、NaHCO3粉末,观察实验现象,并将结果填入表3-2-2中。加入物石蕊试液镁条NaHCO3粉末盐酸醋酸表3-2-2 解离程度对溶液的酸性强弱的影响强电解质与弱电解质相同条件下,盐酸与石蕊试液显色更深,与Mg条反应更剧烈,与NaHCO3粉末反应产生的CO2更迅速,这说明等体积、等浓度的盐酸解离出的氢离子更多,即HCl在水中的解离程度更大。总结知识驿站
在水溶液中能够完全解离的电解质称为强电解质,只能部分解离的电解质称为弱电解质。如何判断电解质是强电解质还是弱电解质呢?强电解质与弱电解质
强酸、强碱和大多数盐类是强电解质,它们在水溶液中的解离是完全而且不可逆的,通常用“”表示完全解离。弱酸、弱碱和极少数盐是弱电解质,它们在水溶液中的解离是部分而且可逆的,通常用“”表示部分解离。注意强电解质强酸强碱大多数盐HCl、H2SO4、HNO3等NaOH、KOH、Ba(OH)2等NaCl、K2SO4、NH4NO3等弱电解质弱酸弱碱少数盐HAc、H2CO3等NH3•H2O等PbAc2等强电解质与弱电解质知识驿站
通常用解离方程式表示电解质的解离,例如,NaCl、NaOH、HCl、HAc和NH3·H2O的解离方程式分别为:HAcH++Ac-NH3·H2ONH4++OH-NaOHNa++OH-NaClNa++Cl-HClH++Cl-
强电解质与弱电解质结论洁厕灵的主要成分是盐酸,是强酸,属于强电解质,而食用醋的主要成分是醋酸,是弱酸,属于弱电解质。盐酸和醋酸都能解离出氢离子,但相同浓度下盐酸产生的氢离子浓度更大,因此洁厕灵的除垢效果更好。(a)洁厕灵(b)食醋二、弱电解质的解离平衡弱电解质的解离平衡活动三在
3支盛有氨水的试管中各加入几滴酚酞试液,分别向3支试管中加入H2SO4、NaOH溶液以及NH4Cl颗粒,将溶液颜色变化填入表3-2-3中,并分析颜色变化的原因。加入物硫
酸氢氧化钠溶液氯化铵(s)加入前加入后加入前加入后加入前加入后氨水+酚酞试液
表3-2-3 外界条件对弱电解质解离的影响弱电解质的解离平衡
酚酞滴入氨水中呈红色,滴入硫酸溶液后颜色变浅至无色;加入氢氧化钠溶液后,红色加深,加入氯化铵颗粒后颜色变浅。实验现象氨水的解离发生了什么变化?弱电解质的解离平衡
NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中存在如下解离过程和解离平衡,而加入H2SO4、NaOH和NH4Cl后会分别增加溶液中H+、OH-和NH4+,进而导致该平衡的移动。NH3·H2ONH4++OH-
与化学平衡类似,解离平衡也是一种动态平衡。当温度、浓度等条件发生变化时,解离平衡会发生移动。即解离平衡同样遵循勒夏特列原理。注意弱电解质的解离平衡知识驿站
解离平衡的平衡常数,称为解离常数,弱酸的解离常数用Ka表示,弱碱的解离常数用Kb表示。不同的电解质有不同的解离常数。其数值越大,表示平衡时溶液中弱电解质解离的离子的浓度越大,而弱电解质分子的浓度越小。弱电解质的解离平衡活动四
向2支分别盛有2mL0.1mol/L醋酸溶液和2mL饱和硼酸溶液的试管中,逐滴加入等浓度的Na2CO3溶液,观察现象并讨论下面问题:醋酸、碳酸、硼酸三种弱酸的相对强弱?据此,能否认为解离常数是电解质强弱的反映?弱电解质的解离平衡现象与结论醋酸能与Na2CO3溶液反应产生气泡,而硼酸与Na2CO3溶液相遇无现象。可见:酸性从强到弱依次为:醋酸>碳酸>硼酸溶液中解离出的H+浓度大小为:醋酸>碳酸>硼酸弱电解质的解离平衡知识驿站(1)
解离常数的数值越大,弱电解质相对越强。(2)解离常数的数值和溶液的温度有关,而与溶液的浓度无关。当溶液温度变化不大时,可以不考虑温度对解离常数的影响。(3)多元弱酸在水溶液中的解离是分步进行的。其酸性主要由第一步解离决定。强电解质与弱电解质表3-2-4 常见的几种弱电解质的解离常数(25℃)弱电解质的解离平衡课后实践不正常的呼吸可导致血液中的酸碱不平衡,引起呼吸酸中毒或呼吸碱中毒。上网查阅资料并运用化学平衡移动原理分析太快而太深的过度呼吸会导致呼吸碱中毒,太慢而太浅的呼吸会导致呼吸酸中毒的原因,并尝试把你的解释做成小动画或宣传页。在班级进行交流展评。第三节水的离子积和溶液的pH
1.水的解离及水的离子积
2.溶液酸碱性与pH的关系
课程标准要求:
认识水的解离,了解水的离子积常数,认识溶液的酸碱性与pH关系,掌握用pH试纸测定溶液pH的方法,知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。
核心知识:宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想现象观察与规律认知实验探究与创新意识科学态度与社会责任化学学科核心素养《水的离子积和溶液的pH》
4.pH调控的应用
3.pH试纸法测定溶液的pH核心素养发展目标1.通过水的导电实验认识水的解离,了解水的离子积常数,发展宏观辨识与微观探析等化学学科核心素养。3.通过实践活动了解国家标准对生产、生活用水及污水、工业废水等关于pH的规定,讨论溶液酸碱性对生产、环境和生活的影响,知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用,发展科学态度与社会责任等化学学科核心素养。2.通过比较溶液中[H+]和[OH-]的相对大小,判断溶液的酸碱性,认识溶液的酸碱性与pH
的关系,掌握用试纸测定溶液pH的方法;发展现象观察与规律认知等化学学科核心素养。知识学习培养目标1.认识水的解离,了解水的离子积常数的概念,知道水的离子积是化学平衡常数的一种。3.知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。提升社会责任感。2.理解溶液pH的定义,认识溶液的酸碱性与pH的关系,掌握用试纸测定溶液pH的方法,学会有关溶液
pH
的简单计算。安全用电常识中指出,不能用湿手触摸带电的家用电器,否则可能导致触电事故。水的离子积和溶液的pH水为什么会导电?其中是否含有自由移动的离子?点拨水能导电,说明水中存在自由移动的离子,即水可以发生解离。而纯水的导电性很差,说明水中离子的量很少,解离程度很微弱。水的离子积和溶液的pHH2O
H++OH-精确的实验证明:水是一种极弱的电解质,能微弱的解离。水的解离程度如何呢?
一、水的离子积水的离子积活动一实验测得,在25℃时,1L纯水中解离出的H+和OH-都是1×10-7mol,根据弱电解质的解离平衡的相关知识,计算水的解离常数。简写为
根据弱电解质的解离平衡理论,水的解离常数表达式为:点拨由于水的解离程度极小,相对1L的水来说,已解离部分可以忽略不计,因此,表达式中[H2O]几乎不变,可以视为常数水的离子积
即水的解离平衡常数表达式可以改写成:
Kw是水中[H+]和[OH–]的乘积,叫作水的离子积常数,简称水的离子积。水的离子积
在25℃时,每升水中有1×10–7mol的水分子解离。则在纯水中:[H+]=[OH–]=1×10–7mol/L=1×10–7×1×10–7=1×10–14所以提示
在稀溶液中,溶质的浓度很小。[H2O]同样可以看成是个常数,因此不管是在纯水还是稀溶液中,[H+]和[OH–]的乘积都是一个常数。Kw不仅适用于纯水中,还适用于任何以水作溶剂的稀溶液。水的离子积
观察表3-3-1中的水的离子积常数,说说你的发现?温度/℃010202550100Kw/×10-140.1340.2920.6811.015.4755.0活动二表3-3-1不同温度下水的离子积常数Kw=
1×10–14点拨
Kw是温度的函数,温度升高,Kw增大。在温度变化不大时,可近似看成常数。常温下该数值一般可以认为是1×10–14。水的离子积
依据弱电解质解离平衡的影响因素和水的离子积,小组合作讨论影响水的解离的因素,并填写表3-3-2。活动三表3-3-2影响水解离平衡的因素(25℃)[H+][OH-][H+]与[OH-]大小比较Kw酸碱性水的解离平衡水//相等1×10-14中性/加酸1×10-14加碱1×10-14增大减小[H+]>[OH-]酸性逆向移动减小增大[H+]<[OH-]碱性逆向移动加酸或加碱都对水的解离有抑制作用
二、溶液的酸碱性和pH溶液的酸碱性和pH知识驿站
在纯水和任何稀溶液中,[H+]和[OH–]之间存在下列关系:即[H+]和[OH–]的关系是此消彼长的关系。溶液的酸碱性和pH
由于Kw在一定温度下是一个常数,而溶液中的[H+]和[OH–]又是此消彼长的关系。那么,溶液的酸碱性与溶液中的H+和OH-浓度有何关系?小组交流你的看法。活动四提示
中性溶液,是指[H+]和[OH–]相等的溶液,酸性溶液是指[H+]大于[OH–]的溶液,碱性溶液是指[OH–]大于[H+]的溶液。所以,常温下,溶液的酸碱性与[H+]、[OH-]的关系可以表示为:
中性溶液
[H+]=1×10-7mol/L=[OH-]
酸性溶液
[H+]>1×10-7mol/L>[OH-]
碱性溶液[H+]<1×10-7mol/L<[OH-]溶液中[H+]越大,酸性越强,碱性越弱;溶液中[H+]越小,酸性越弱,碱性越强。
判断下列溶液分别属于酸性、中性还有碱性溶液?酸性溶液中性溶液碱性溶液=1×10–5mol/L[H+]=1×10–7mol/L[H+]=1×10–11mol/L[H+]溶液的酸碱性和pH例题1提示
既可以用[H+]表示溶液的酸碱性,也可以用[OH–]表示溶液的酸碱性,习惯上使用[H+]表示溶液的酸碱性。
稀溶液中的[H+]很小,使用[H+]表示溶液的酸碱性时很不方便。小组讨论:有没有更简便的表示方式呢?活动五溶液的酸碱性和pH溶液的酸碱性和pH知识驿站
通常采用[H+]的负对数来表示溶液的酸碱性,这个数值称为溶液的pH。
计算下列溶液的pH?
溶液的酸碱性和pH例题2=1×10–5mol/L[H+]①=1×10–7mol/L[H+]②=1×10–11mol/L[H+]③
②
解:①
③
溶液的pH与溶液的酸碱性关系如何?依据表3-3-3中数据,小组讨论:酸性溶液、碱性溶液、中性溶液的pH规律。溶液[H+]/(mol/L)溶液pH中性溶液1×10-77酸性溶液1×10-55碱性溶液1×10-1111溶液的酸碱性和pH活动六表3-3-3中性、酸性和碱性溶液pH比较结论中性溶液pH=7,酸性溶液pH<7,碱性溶液pH>7观察图3-3-2,并思考[H+]和pH与溶液酸碱性之间的关系?溶液的酸碱性和pH活动七图3-3-2[H+]和pH与溶液酸碱性之间的关系结论溶液的酸性越强,pH越小;溶液的碱性越强,pH越大。溶液的pH每相差1个单位,[H+]就相差10倍。pH的使用范围一般是0~14,超过此范围时可直接使用[H+]或[OH–]表示。计算0.1mol/L盐酸的pH?解:HCl是强电解质,在溶液中完全解离[H+]=[HCl]=0.1
mol/L答:0.1mol/L盐酸的pH等于1。溶液的酸碱性和pH例题3计算0.1mol/LNaOH溶液的pH?解:NaOH是强电解质,在溶液中完全解离答:0.1mol/LNaOH的pH等于13。溶液的酸碱性和pH例题4溶液的酸碱性和pH知识驿站测定溶液pH的方法主要有:(1)酸碱指示剂法(2)pH试纸法(3)pH计(酸度计)法
初中化学中已接触过石蕊和酚酞两种酸碱指示剂。小组讨论:可用作酸碱指示剂的物质通常具有什么特点?使用酸碱指示剂能够准确测定溶液的pH吗?溶液的酸碱性和pH活动八提示
在不同pH的溶液中能显示出不同颜色的化合物可用作酸碱指示剂,通常为有机弱酸或有机弱碱。单一指示剂只能粗略指示溶液的pH范围常见的酸碱指示剂及其变色范围溶液的酸碱性和pH知识驿站
酸碱指示剂由一种颜色过渡到另一种颜色时溶液的pH变化范围叫作指示剂的变色范围。常见酸碱指示剂及其变色范围见下图。溶液的酸碱性和pH活动九
使用pH试纸可以确定溶液近似的pH。请以小组为单位测定下列物质pH,并展开讨论:pH试纸的使用方法,最后将测定过程制作成视频进行交流。插入视频:pH和溶液的酸碱性(试纸法)
pH试纸是由多种酸碱指示剂的混合溶液浸制而成的,常用的广泛pH试纸可近似测定的pH范围为1~14。(插入视频31用酸度计测定溶液pH)溶液的酸碱性和pH知识驿站pH计又称酸度计,是准确测定溶液pH的精密仪器。常见的有台式、便携式和笔式pH计。水的离子积和溶液的pH课后实践
测定pH在生产与日常生活中都具有重要的意义。请以小组为单位,开展以下课后实践活动。(1)已知雨水的pH小于5.6时,就成为酸雨,会对生态环境造成危害。上网查阅资料了解酸雨的危害,并收集当地雨水测定其pH,判断是否为酸雨。(2)“藏粮于地、藏粮于技”是现代农业发展观念。结合教材表3-3-3所列农作物最适宜的pH。选取当地的雨水和土壤样品,测定其pH,提出适合当地的农作物种植建议。第四节
离子反应和离子方程式
1.离子反应的概念和发生条件
课程标准要求:
认识离子反应及发生离子反应的条件;了解离子反应方程式的书写方法。
核心知识:宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想现象观察与规律认知实验探究与创新意识科学态度与社会责任化学学科核心素养《离子反应离子方程式》
2.离子方程式及其书写核心素养发展目标1.通过观察氯化钠溶液分别与硝酸钠、硝酸银溶液混合后的现象,了解发生离子反应的条件。发展宏观辨识与微观探析等化学学科核心素养。2.通过分析硫酸铜和氢氧化钠溶液的反应,理解离子反应的本质,了解离子方程式的书写方法,提升规律总结能力。发展现象观察与规律认知、变化观念与平衡思想等化学学科核心素养。3.通过讨论离子反应在科学研究、生产生活和环境保护中的应用,体会化学科学对人类社会发展的重要推动作用。发展科学态度与社会责任等化学学科核心素养。知识学习培养目标1.运用电解质在水溶液中发生解离的知识,结合复分解反应进行到底的条件,认识离子反应及其发生条件。2.以CuSO4溶液和BaCl2溶液的反应为例,练习书写离子方程式,学会正确书写离子方程式的方法步骤。3.理解离子反应的本质,了解离子反应在科学研究、生产、生活和环境保护中的应用。
一、离子反应观看实验视频,思考为何向硫酸铜溶液中滴入氢氧化钠溶液,会产生淡蓝色的絮状沉淀?离子反应提示蓝色絮状沉淀是Cu(OH)2插入实验视频:9氢氧化钠和硫酸铜反应离子反应点拨
电解质溶于水后会全部或者部分地解离成离子:CuSO4
Cu2+
+SO42-NaOHNa++OH-反应前Na+
、
SO42-
、
Cu(OH)2反应后不同离子之间存在相互作用这是什么类型的化学反应?离子反应知识驿站
电解质溶于水后,能够部分或全部地解离成组成它的离子。因此,电解质在水溶液中所起的反应必然有离子参加,这种有离子参加的反应称为离子反应。离子反应的实质是什么?小组合作完成实验:向两支试管中各加入适量氯化钠溶液,再分别向其中逐滴滴加硝酸钠溶液、硝酸银溶液,仔细观察实验现象、填写表格,并解释原因。离子反应活动一滴加溶液NaNO3溶液
AgNO3溶液加入前加入后加入前加入后现象表3-4-1
现象记录表白色沉淀无明显现象无色透明无色透明提示:白色沉淀是AgCl离子反应
AgNO3+NaCl
AgCl
↓+NaNO3反应后点拨AgNO3
Ag+
+NO3-NaClNa++Cl-NaNO3Na++NO3-
反应前反应前后溶液中离子来源和种类该反应实质是Ag+和Cl-结合生成AgCl沉淀。
Ag++Cl-
AgCl
↓
二、离子方程式离子方程式知识驿站
电解质在水溶液中的反应实质上离子间的反应,因此化学上常用实际参加反应的离子符号来表示反应的进行。用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子,称为离子方程式。如何正确的书写离子方程式呢?离子方程式知识驿站
离子方程式与化学方程式的含义是不同的:(1)化学方程式只表示了一定物质间的某个具体化学反应。(2)离子方程式不仅说明了一个化学反应的实质,还表明了同一类化学反应的特点。Ag++Cl-
AgCl
↓该离子方程式表示:溶液中自由的Cl–和自由的Ag+结合生成了氯化银沉淀离子方程式活动二
写出硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液的反应方程式,根据离子反应和离子方程式的定义,小组讨论:反应前后,各离子的浓度发生怎样的变化?CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4离子方程式CuSO4
、NaOH和Na2SO4都是强电解质,在溶液中完全解离。反应前溶液中的微粒主要为:Cu2+
、SO42-
、Na+、OH-反应后溶液中的微粒主要为:Na+、SO42-、Cu(OH)2
Cu2++2OH-Cu(OH)2↓OH–和Cu2+结合生成了氢氧化铜沉淀使两者浓度降低离子方程式的书写步骤写
正确写出反应的化学方程式。改
将易溶性的强电解质改写成离子形式。删
删去方程式两边不参加反应的离子,并化简。查
检查方程式两边各元素的原子个数和电荷数是否相等。哪些物质须要改成离子形式?离子方程式离子方程式知识驿站常见的易溶性强电解质三强酸三强碱几乎所有的易溶性盐HCl、H2SO4、HNO3等NaOH、KOH、Ba(OH)2等离子方程式知识拓展学习范围内常见盐的溶解性(1)所有钠盐、钾盐、铵盐和硝酸盐都可溶于水。(2)氯化物中AgCl不溶于水。PbCl2微溶于水。(3)碳酸盐中只有钠盐、钾盐、铵盐溶于水。(4)硫酸盐中BaSO4、PbSO4不溶于水,CaSO4、Ag2SO4微溶于水。离子方程式离子方程式离子反应发生的条件有哪些呢?溶液中所有离子均无变化,即反应没有发生。问题:NaNO3与KCl能否发生反应?离子反应发生的条件点拨假如发生了反应,则:
溶液中的离子互换反应发生的条件:(1)生成难溶物质(沉淀)(2)生成挥发性物质(气体)(3)生成弱电解质(如水)离子反应发生的条件知识驿站(1)生成难溶物质的离子反应例1例2离子反应发生的条件(2)生成挥发性物质的离子反应例3例4离子反应发生的条件例6(3)生成弱电解质的离子反应例5离子反应发生的条件交流讨论Cu2O作光催化剂可将致癌的酸性废水中的Cr2O72-转化为Cr3+,同时生成O2,小组讨论:如何配平该反应的离子方程式?Cr2O72-+H+Cr3++O2↑+H2OCu2O光2Cr2O72-+16H+4Cr3++3O2↑+8H2OCu2O光离子反应和离子方程式课后实践
某河段两岸有甲、乙两家工厂,排出的废水中分别含有下列离子中的三种:K+、Ag+、Fe3+、OH-、Cl-、NO3-等,经测定,甲厂的废水呈明显碱性。(1)判断甲、乙厂的废水中所含离子;(2)请问采取哪些相应的措施,可将大部分污染性强的离子通过沉淀而除去,请用离子方程式表示。(3)从“三废”利用、环境保护等角度考虑,两家工厂在生产中应采取哪些措施(举出两种即可)?第五节盐的水解
1.盐的水解的原理
课程标准要求:
认识强酸弱碱盐和强碱弱酸盐水解的原理,了解可溶性盐水解的实质和规律,知道影响盐类水解的主要因素。
核心知识:宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想现象观察与规律认知实验探究与创新意识科学态度与社会责任化学学科核心素养《盐的水解》
2.盐的水解的实质和规律
3.影响盐的水解的因素核心素养发展目标1.
通过比较不同盐的溶液的酸碱性,运用化学平衡移动原理探析其中的原因,建立盐的水解的概念,认识强酸弱碱盐和强碱弱酸盐水解的原理,发展宏观辨识与微观探析等化学学科核心素养。2.通过测定相同浓度不同盐溶液的pH,归纳盐的类型与其溶液酸碱性的关系。了解可溶性盐水解的实质和规律,发展现象观察与规律认知、变化观念与平衡思想等化学学科核心素养。3.通过实验探究,掌握影响盐类水解的主要因素,认识盐的水解在科学研究、生产生活中的应用,发展变化观念与平衡思想、实验探究与创新意识、科学态度与社会责任等化学学科核心素养。知识学习培养目标1.测定相同浓度不同盐的溶液的pH,认识盐的类型,了解与其溶液酸碱性的关系,认识强酸弱碱盐和强碱弱酸盐水解的原理。2.依据实验现象,归纳总结可溶性盐水解的实质和规律,形成研究盐的水解问题的一般思路。3.知道影响盐类水解的主要因素,了解明矾净化水的原理,认识盐的水解在人类生产、生活以及科学研究中的广泛应用。
Na2CO3是日常生活中经常用到的一种盐,但它的俗名却称为纯碱,在生活中也常常作为碱来使用。那么,人们为什么会将Na2CO3这种盐称之为“碱”呢?盐的水解纯碱Na2CO3
一、盐水解的类型盐水解的类型知识驿站
盐是酸碱中和反应的产物,依据反应生成盐的酸和碱通常把正盐分为四类:(1)强酸和强碱中和生成的盐——强酸强碱盐,如NaCl(2)强酸和弱碱中和生成的盐——强酸弱碱盐,如NH4Cl(3)强碱和弱酸中和生成的盐——强碱弱酸盐,如NaAc(4)弱碱和弱酸中和生成的盐——弱酸弱碱盐,如NH4Ac点拨纯碱(Na2CO3)为强碱弱酸盐广泛pH试纸1314135791124681012
小组合作,在点滴板上用pH试纸测定0.1mol/LNaAc
溶液、NH4Cl溶液、NaCl溶液及蒸馏水的pH。pH=7pH=5蒸馏水NaAcNH4ClNaClpH=7pH=9活动一盐水解的类型盐水解的类型溶液NaAcNH4ClNaCl蒸馏水pH酸碱性盐的类型强酸弱碱盐强碱强酸盐——强碱弱酸盐
碱性酸性中性中性
同样是盐的溶液,浓度也相同,为何有的显碱性而有的显酸性?现象与结论
蒸馏水和0.1mol/LNaCl(强酸强碱盐)溶液呈中性;0.1mol/LNaAc(强碱弱酸盐)溶液呈碱性;0.1mol/LNH4Cl(强碱弱酸盐)溶液呈酸性。表3-5-1
不同盐溶液的酸碱性盐水解的类型活动二
以小组为单位,结合电解质解离,以NaAc溶液为例,分析其中存在哪些反应?溶液中存在哪些离子?探析溶液呈碱性的原因。并将结果填入表3-5-1点拨NaAc溶液中存在两个解离:根据离子反应发生的条件,H+和Ac-能结合生成难电离的弱电解质HAc,导致H+浓度减小,促使水的解离平衡向右移动,解离程度变大,且[OH-]>[H+]。
Ac-+H2O HAc+OH-盐水解的类型知识驿站
这种在溶液中盐的离子跟水解离出来的H+
或OH-
结合生成弱电解质的反应,称为盐的水解。强碱弱酸盐,水溶液显碱性
表3-5-2列出了实验测得的0.1mol/L几种正盐溶液的pH。参照NaAc溶液显碱性的分析过程,小组合作:(1)分析NH4Cl溶液显酸性的原因;(2)总结不同类型的盐溶液其酸碱性有何规律?弱酸弱碱盐强碱强酸盐强碱弱酸盐强碱弱酸盐强酸弱碱盐强酸弱碱盐中性中性碱性碱性酸性酸性7NH4Ac盐的类型溶液酸碱性711955pHCuSO4NH4ClNaClNa2CO3NaAc盐溶液盐水解的类型活动三表3-5-2
实验测得的几种正盐溶液的pH盐水解的类型点拨
NH4++H2O
NH3·H2O+H+强酸弱碱盐,水溶液显酸性结论
盐水解的实质是组成盐的离子与水解离出来的H+或OH-结合生成弱电解质,破坏了水的解离平衡。盐水解的类型活动四
表3-5-2中数据表明:NH4Ac(弱酸弱碱盐)的水溶液呈中性。试以小组为单位,分析NH4Ac水溶液呈中性的原因,总结弱酸弱碱盐发生水解的规律。点拨NH4++
Ac-+H2ONH3·H2O+HAcNH4Ac
水解后生成一水合氨和醋酸,由于两者的解离常数几乎相等,故其溶液显中性。盐水解的类型知识驿站
对于弱酸弱碱盐而言其水溶液的酸碱性取决于其水解后生成的弱酸与弱碱的相对强弱。即:Ka>Kb
弱酸相对更强,水解消耗的H+少,溶液呈酸性;Ka<Kb弱碱相对更强,水解消耗的OH–少,溶液呈碱性;Ka≈Kb弱酸和弱碱的强弱相接近,水解消耗的H+
和OH–差不多,溶液呈中性。交流讨论由强酸强碱所生成的盐,在溶液中能否发生水解?点拨
由强酸和强碱中和所生成的盐即强酸强碱盐(如NaCl),由于它们解离生成的阴离子和阳离子都不与水解离出来的H+
或OH-结合生成弱电解质,所以溶液中H+
浓度和OH-
浓度保持不变,没有破坏水的解离平衡。因此,强酸强碱盐不发生水解,溶液显中性。盐水解的类型盐水解的类型知识驿站各类正盐的水解具有以下特点:强碱弱酸盐,水解呈碱性;强酸弱碱盐,水解呈酸性;弱酸弱碱盐,强烈水解,溶液酸碱性由弱酸弱碱的相对强弱决定;强碱强酸盐不水解,溶液呈中性。
点拨
盐的水解遵循以下规律:
有弱才水解;无弱不水解;
越弱越水解;谁强显谁性。
二、影响盐水解的因素
盐的水解是一个可逆过程,最终会达到平衡状态。请类比影响化学平衡的因素,小组讨论:哪些因素会影响盐的水解?合作完成实验,仔细观察实验现象并分析总结影响因素有哪些?活动五影响盐水解的因素影响因素猜想:浓度、温度可能会影响盐的水解实验探究1:盐本身的性质对盐的水解的影响取2支试管并编号,在试管1中加入1mol/LNa2CO3
溶液2mL,试管2中加入1mol/LNaHCO3
溶液2mL,再各滴入3~5滴酚酞试液,观察比较现象并填写表3-5-3。试管编号
1mol/LNa2CO3溶液/mL
1mol/LNaHCO3溶液/mL红色深浅120202表3-5-3实验现象记录表红色深红色较浅影响盐水解的因素现象与结论
试管1中颜色比试管2中深,
说明Na2CO3
溶液的碱性强于NaHCO3溶液
,即Na2CO3
的水解程度大于NaHCO3实验探究1:盐本身的性质对盐的水解的影响盐水解的程度主要由盐本身的性质所决定影响盐水解的因素
组成盐的酸或碱越弱,这种盐的水解程度就越大。结论实验探究2:浓度对盐的水解的影响取2支试管并编号,在试管3和试管4,各加入1mol/LFeCl3
溶液2mL,在试管3中加入等体积蒸馏水,观察比较现象并填写表3-5-4。试管编号
1mol/L
FeCl3溶液/mL蒸馏水/mL红棕色深浅变化322420表3-5-4实验现象记录表加深影响盐水解的因素无变化
盐溶液的浓度越小,水解程度就越大结论实验探究3:温度对盐的水解的影响取2支试管并编号,在试管5和试管6,各加入1mol/LFeCl3
溶液2mL,将试管6加热,观察比较现象并填写表3-5-5。试管编号
1mol/L
FeCl3溶液/mL加热红棕色深浅变化52——62加热表3-5-5实验现象记录表无变化影响盐水解的因素加深
盐的水解是吸热反应,升高温度,水解程度增大。结论实验探究4:外加酸、碱对盐的水解的影响向试管1中加入少许固体NaOH,振摇至全溶,观察现象。向试管4的溶液中通入HCl,观察现象并填写表3-5-6。试管编号
1mol/L
FeCl3溶液/mL1mol/LNa2CO3溶液/mL其他红棕色深浅变化(与原来相比)102加碱420加酸表3-5-6实验现象记录表加深影响盐水解的因素变浅
对于水解显碱性的盐加入碱会抑制其水解;而对于水解显酸性的盐加入酸则会抑制其水解。结论盐的水解
只有在极浓和高酸度下,SnCl2
溶液才可保持清亮,你能用离子方程式加以说明吗?交流讨论点拨
氯化亚锡为强酸弱碱盐,水解呈酸性,加入酸或者增加盐溶液的浓度可以抑制水解,防止生成白色沉淀碱式氯化亚锡:
SnCl2+H2O
Sn(OH)Cl↓+HCl课后实践
盐的水解平衡是化学平衡的一种,在日常生活、工农业生产和科学研究中应用广泛。例如,利用盐的水解原理可以判断溶液的酸碱性、制造泡沫灭火器、指导农业施肥和实验室配制溶液、净水、除杂、去油污,甚至制备纳米材料等。请以小组为单位,上网查阅资料,以“盐的水解的应用”为题制作一期墙报,并在年级进行展评。盐的水解学生实验一定物质的量浓度溶液的配制一定物质的量浓度溶液的稀释溶液pH的测定
1.一定物质的量浓度溶液的配制
2.一定物质的量浓度溶液的稀释
课程标准要求:
掌握一定物质的量浓度溶液的配制、稀释和pH的测定的方法,养成细心观察、主动探索的学习态度和规范操作、精益求精的实验习惯。发展现象观察与规律认知、科学态度与社会责任等化学学科核心素养。
核心知识:宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想现象观察与规律认知实验探究与创新意识科学态度与社会责任化学学科核心素养《学生实验》
3.溶液pH的测定核心素养发展目标1.通过实验,掌握一定物质的量浓度溶液的配制方法,学会规范使用实验仪器,准确记录并分析实验数据,发展现象观察与规律认知等化学学科核心素养。3.通过实验,掌握溶液pH测定的方法,养成细心观察、主动探索的学习态度和规范操作、精益求精的实验习惯,发展科学态度与社会责任等学科核心素养。2.通过实验,掌握一定物质的量浓度溶液的稀释方法,通过浓盐酸等化学品操作过程中注意事项的学习,强化实验实训过程的安全意识,发展实验探究与创新意识等化学学科核心素养。知识学习培养目标1.掌握从固体试剂配制一定物质的量浓度溶液的方法步骤,学会相关的计算和容量瓶的使用。3.熟记常见酸碱指示剂的变色范围及其在酸性或碱性溶液中的颜色,掌握溶液pH的测定的方法,学会pH试纸和pH计的正确使用。2.掌握从浓溶液稀释配制一定物质的量浓度溶液的方法步骤,巩固相关计算技能和容量瓶的正确使用。
一、一定物质的量浓度溶液的配制一定物质的量浓度溶液的配制
结合初中所学溶液知识,小组讨论:如何配制一定浓度的溶液?一般需要用到哪些实验仪器?活动一点拨
配制步骤:用托盘天平称取一定质量的溶质——量筒量取所需水的体积——在烧杯中溶解——装入试剂瓶——贴上标签实验仪器:托盘天平、量筒、玻璃棒、试剂瓶、标签纸一定物质的量浓度溶液的配制容量瓶知识驿站
配制一定物质的量浓度溶液的核心仪器是容量瓶。容量瓶为梨形、长颈、平底玻璃瓶,其上有刻度线、容积以及使用温度,是一种能够准确计量溶液体积的量器。容量瓶不能用作反应器,不能用于溶解、稀释等操作,也不能用来长期存放溶液。活动二一定物质的量浓度溶液的配制
观察容量瓶的结构,阅读教材内容,小组讨论:如何正确使用容量瓶?1.容量瓶使用前必须检查瓶塞处是否漏水。2.容量瓶检漏后必须洗净注入自来水至容
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