3.1水溶液中的弱电解质的电离平衡（导学案）高二化学（人教版2019选择性必修1）

第三章《水溶液中的离子反应与平衡》教学设计第一节电离平衡第一课时电离平衡【学习目标】1.了解弱电解质在水溶液中电离过程的特点和复杂性。2.掌握电离平衡的概念，知道弱电解质在溶液中会逐渐离解为自由移动的离子。3.理解影响弱电解质电离平衡的因素，包括温度、浓度、酸碱性等，能够根据这些因素进行简单的计算。4.能够利用电离平衡解释一些化学现象和进行相关的计算。5.知道电离平衡常数的概念和用途，能够利用电离平衡常数进行相对比较和简单的计算。6.培养学生对弱电解质电离平衡的兴趣和探究精神，鼓励学生通过实验和观察来加深对电离平衡的理解。【学习重难点】重点：难点：【课前预习】旧知回顾：一、电解质、非电解质：电解质：在水溶液或熔融状态下能导电的化合物。非电解质：在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物。电解质非电解质定义在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物本质区别溶于水或熔融时，自身能电离溶于水和熔融时，自身不能电离实例酸、碱、盐、活泼金属氧化物等非金属氧化物、大多数有机物、NH3等【预习题1】下列物质的水溶液能导电，但属于非电解质的是A．KOH B．CH3COOH C．蔗糖 D．SO2【答案】D【详解】A．氢氧化钾在溶液中能电离出自由移动的离子，属于电解质，氢氧化钾溶液能导电，故A不符合题意；B．醋酸在溶液中能部分电离出自由移动的离子，属于弱电解质，醋酸溶液能导电，故B不符合题意；C．蔗糖在溶液中不能电离出自由移动的离子，属于非电解质，蔗糖溶液不能导电，故C不符合题意；D．二氧化硫不能电离出自由移动的离子，属于非电解质，但二氧化硫与水反应生成的亚硫酸能电离出自由移动的离子，二氧化硫的水溶液能导电，故D符合题意；【预习题2】人的手上常会沾有NaCl(汗液的成分之一)，给电器设备通电时，湿手操作容易发生触电事故。这一生活常识说明A．NaCl溶液能导电，因此NaCl溶液是电解质B．NaCl固体不导电，因此NaCl固体不是电解质C．易溶电解质形成的水溶液可以导电D．电解质只有在水溶液中才可能导电【答案】C【详解】A．NaCl溶液能导电，但NaCl溶液是混合物，不是化合物，因此NaCl溶液不属于电解质，A错误；B．NaCl固体不导电，但NaCl溶于水或受热熔化时会电离产生自由移动的离子而能够导电，因此NaCl固体是电解质，B错误；C．人的手上常会沾有NaCl(汗液的成分之一)，给电器设备通电时，湿手操作容易发生触电事故，是由于NaCl溶于水形成NaCl溶液时产生了自由移动的离子而能够导电，C正确；D．电解质在水溶液中会发生电离而导电，有些电解质在熔融状态下也能够发生电离而导电，因此不是电解质只有在水中才可能导电，D错误；故合理选项是C。【课中探究】<情景导入>除烧水壶的水垢可以用食醋，而用于除厕所水垢的洁厕灵中却含有腐蚀性较强的盐酸。用同浓度的醋酸代替盐酸，效果一样吗？【设问】盐酸是强酸、醋酸是弱酸，那这个强弱体现在哪呢？强弱电解质的电离活动一、弱电解质的电离任务1：电解质与非电解质的判断【教师提问】NaCl溶液，CO2，金属单质是不是电解质？【答题要点】1.金属单质既不是电解质，也不是非电解质；电解质和非电解质是针对化合物来分类的。2.NaCl溶液是混合物。电解质和非电解质是针对化合物来分类的。3.电解质必须是自身能电离出离子。CO2自身不能电离出离子。任务2.强弱电解质的实验探究【活动】组织学生根据已有知识储备预测实验的现象，巡逻、指导学生操作实验。控制整个实验过程时间为5分钟内，实验结束请学生分享实验记录。【教师】实验—同浓度的HCl和CH3COOH，分别加入镁条，观察实验现象：【答题要点】1.观察到盐酸中镁条产生的气泡速度快；2.向两张精密pH试纸上分别滴加浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸，并与标准比色卡对比。观察到盐酸pH为1，醋酸pH约为3。说明盐酸完全电离而醋酸不完全电离；3.分别用0.1mol/L的盐酸和醋酸进行导电性实验，观察灯泡亮度。看到接入盐酸的灯泡比接入醋酸的亮。【教师总结】取相同体积、0.1mol/L的盐酸和醋酸，比较它们pH的大小，试验其导电能力，并分别与等量镁条反应，观察、比较并记录。【实验记录表单】酸0.1mol/L盐酸0.1mol/L醋酸pH13导电能力灯泡明亮灯泡按与镁条反应反应剧烈，产生大量气泡反应缓慢，产生少量气泡【教师提问】以上3个实验现象都说明了氯化氢在水中的电离程度要大于醋酸，那差距到底有多大？相同浓度的盐酸、醋酸溶液导电能力谁强？【答题要点】导电能力与什么有关：离子浓度和离子所带电荷。活动二、讲解电解质的电离方程式的书写方法任务1.电离方程式的书写注意事项【答题技巧】①强电解质：“”、弱电解质：“”②多元弱酸分步电离，分步书写③多元弱碱分步电离，一步书写④强酸酸式盐的电离，熔融状态分步电离、水溶液一步电离⑤弱酸酸式盐的电离，分步电离任务2：书写不同类型的电解质的电离方程式1.强电解质用等号，弱电解质用可逆号H2SO4=2H++SO42CH3COOHCH3COO+H+2.二元及多元弱酸的电离分步完成,并以第一步电离为主。H2CO3H++HCO3HCO3H++CO323.多元弱碱的电离认为一步完成。Cu(OH)2Cu2++2OH4.酸式盐的电离强酸酸式盐：NaHSO4＝Na＋＋H＋＋SO42－弱酸酸式盐：NaHCO3＝Na＋＋HCO3－HCO3－H＋＋CO32－活动3：技巧总结教师对电解质电离方程式写的规律口诀总结【答题要点】强等号、弱可逆；多元弱酸分步写；多元弱碱一步完；酸式盐看强弱、看条件【练习1】下列事实中一定能证明CH3COOH是弱电解质的是①用CH3COOH溶液做导电实验，灯泡很暗②0.1CH3COOH溶液中③往NaHCO3溶液中滴加CH3COOH溶液，产生大量气泡④20mL0.2CH3COOH溶液恰好与20mL0.2NaOH溶液完全反应⑤1mL的CH3COOH溶液稀释至1L，A．①② B．②③ C．②⑤ D．③④【解析】①中未指明浓度，也没有参照物，不能说明CH3COOH是弱电解质；②0.1CH3COOH溶液中，说明CH3COOH未完全电离，说明CH3COOH是弱电解质；③往NaHCO3溶液中滴加CH3COOH溶液，产生大量气泡，生成了CO2，说明酸性：CH3COOH>H2CO3，H2CO3是弱酸，不能说明CH3COOH是弱电解质；④20mL0.2CH3COOH溶液恰好与20mL0.2NaOH溶液完全反应，不能说明CH3COOH是弱电解质；⑤1mL的CH3COOH溶液稀释至1L，，说明CH3COOH未完全电离，加水稀释促进了电离，能够说明CH3COOH是弱电解质；故选C。【练习2】下列电离方程式中，错误的是A． B．C． D．【答案】C【详解】A．Fe2(SO4)3是强电解质，完全电离出Fe3+和，且符合质量守恒、电荷守恒，A正确；B．H2SO4是强酸，完全电离出H+和，符合质量守恒、电荷守恒，B正确；C．为弱酸根离子，不能完全电离，不能写成H+和，正确的应为，C错误；D．Ba(OH)2为强碱，完全电离出Ba2+和OH，且符合质量守恒、电荷守恒，D正确；正确答案为C。二、弱电解质的电离活动一、分析弱电解质电离平衡图像任务1：弱电解质电离平衡的特点【实验探究】CH3COOH在水溶液中的电离可逆【图像分析】分析弱电解质电离平衡图像任务1：总结弱电解质的电离平衡特点，思考可能影响的因素。【答题要点】1.电离平衡特点：逆、等、定、动、变2.通过分析特征，我们可以感觉到电离平衡和我们前面学的化学平衡非常类似，温度，压强（气体）、浓度（溶液、气体）、催化剂任务2：讨论在水溶液中影响电离平衡的因素，示例：CH3COOHCH3COO+H+填写下列表格【答题要点】任务3：总结弱电解质电离平衡影响因素【答题要点】（1）溶液加水稀释：弱电解质溶液的浓度越小，电离程度越大；但在弱酸溶液中c(H＋)减小，弱碱溶液中c(OH－)减小。（2）改变温度：电离是吸热的，升高温度使电离平衡向右移动，溶液中弱电解质分子数减小，溶液中离子浓度增大。（3）同离子效应：当向弱电解质溶液中加入的物质含有与弱电解质相同的离子时，由于同种离子的相互影响，使电离平衡向左移动，弱电解质的电离程度减小。（4）加入能反应的物质：当向弱电解质溶液中加入的物质能和弱电解质电离出的离子反应时，电离平衡向右移动，参加反应的离子浓度减小，其他的离子浓度增大。【练习3】蚁酸(HCOOH)是一种一元弱酸，下列说法可以证明它是弱电解质的是A．蚁酸溶液的pH值=2 B．常温下HCOONa溶液的pH＞7C．蚁酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳 D．蚁酸溶液与锌反应比强酸溶液缓【答案】B【详解】A．蚁酸溶液的浓度未知，蚁酸溶液的pH值=2，不能确定其是否完全电离，所以不能证明它是弱电解质，故A错误；B．常温下HCOONa溶液的pH＞7，说明HCOONa为强碱弱酸盐，水解显碱性，即HCOOH为弱酸，故B正确；C．根据强酸制弱酸原理可知，蚁酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明蚁酸的酸性强于碳酸，并不能证明蚁酸是弱电解质，故C错误；D．蚁酸溶液或强酸溶液与锌反应的实质是锌与氢离子反应，因两者溶液浓度未知，因此无法根据反应速率判定蚁酸是否为弱电解质，故D错误；【练习4】现有①、②HCl、③三种溶液，下列说法不正确是A．pH相同时，其物质的量浓度由大到小的顺序是①>②>③B．物质的量浓度相同时，其pH由大到小的顺序是①>②>③C．中和等量的烧碱溶液，需等物质的量浓度的①②③三种酸溶液的体积比为2：2：1D．用相同大小的铁片与少量pH相同的三种溶液制取氢气，收集相同体积的气体所需时间①>②=③【答案】D【详解】A．当它们pH相同时，溶液中氢离子浓度相同，假设提供1mol/L的氢离子，需要醋酸浓度应大于1mol/L；需要②溶液浓度为1mol/L；、需要③H2SO4溶液浓度为0.5mol/L；其物质的量浓度由大到小排列的是①＞②＞③，A正确；B．当它们的物质的量浓度相同时，假设浓度都是1mol/L；①CH3COOH溶液电离出氢离子浓度小于1mol/L、②HCl电离出氢离子浓度为1mol/L、③H2SO4，电离出的氢离子浓度为2mol/L；pH由大到小排列的是①＞②＞③，B正确；C．中和等量的烧碱溶液，假设氢氧化钠物质的量为1mol，需要①醋酸1mol，需要②HCl1mol；需要③H2SO40.5mol；需同浓度的三种酸溶液的体积比为2∶2∶1，C正确；D．pH相同的①、②、③三溶液，开始的H+浓度相同，随着反应的进行，醋酸继续电离出H+，反应速率快，而盐酸和硫酸不再电离，H+浓度不变，反应速率不变，故收集相同体积的气体所需时间①<②=③，D错误。三、纯弱电解质中的稀释过程任务1：弱电解质稀释过程的导电情况的探究—以冰醋酸为例【答题要点】图示：2.在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力如图所示，请回答：(1)“O”点导电能力为0的理由是冰醋酸中没有自由移动的离子。(2)a、b、c三点溶液中醋酸的电离程度由小到大的顺序为a<b<c。(3)a、b、c三点溶液中CH3COO－物质的量最大的是c。【思考】若使b点对应的溶液中c(CH3COO)增大，c(H+)减小，可采用的方法是②④（填序号）加入H2O②加入NaOH固体③加入浓硫酸④加入Na2CO3固体【练习5】将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，在相同温度下测得溶液的导电能力变化如图所示，下列说法不正确的是A．a、b、c三点的电离程度：B．a、b、c三点溶液的pH：C．a、b、c三点溶液中水的电离程度：D．a、b、c三点溶液中比值：【详解】A．弱酸越稀释，电离程度越大，则a、b、c三点CH3COOH的电离程度：a<b<c，A正确；B．溶液中存在电离平衡CH3COOH⇌H++CH3COO，溶液的导电能力越强，H+浓度越大，pH越小，导电能力：c<a<b，则溶液的pH：c>a>b，B正确；C．溶液的导电能力越强，CH3COOH电离生成的H+浓度越大，对水的电离抑制作用越大，水的电离程度越小，由选项B分析知，H+浓度：c<a<b，则水的电离程度：c>a>b，C错误；D．，温度不变不变，由CH3COOH⇌H++CH3COO可知，溶液的导电能力越强，c(CH3COO)越大，导电能力：c<a<b，则比值：c<a<b，D正确；故选C。课后作业1．古代染坊常用某种“碱剂”来精炼丝绸，该“碱剂”的主要成分是一种盐，能促进蚕丝表层的丝胶蛋白杂质水解而除去。这种“碱剂”可能是A．食盐 B．烧碱 C．胆矾 D．草木灰【答案】D【解析】该“碱剂”的主要成分是一种盐，根据盐的水解原理可知该盐应该为强碱弱酸盐，草木灰主要成分是K2CO3，选项中只有草木灰符合题意，故选D。2．下列说法正确的是A．反应常温下能自发进行，则该反应的B．常温下，向稀醋酸溶液中缓慢通入少量NH3，溶液中的值增大C．合成氨反应放热，采用低温可以提高氨的生成速率D．常温下，pH均为9的NaOH溶液与CH3COONa溶液中，水的电离程度相同【答案】B【解析】A．反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)是气体体积减小的反应，ΔS<0，要使反应在常温下能自发进行，则根据复合判据ΔG=ΔHTΔS<0知，该反应的ΔH<0，A错误；B．稀醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO+H+，常温下向稀醋酸溶液中缓慢通入少量NH3，消耗醋酸电离产生的氢离子，促进醋酸电离平衡正向移动，使得c(CH3COO−)增大，c(CH3COOH)减小，溶液中的值增大，B正确；C．温度降低，正逆反应速率均减慢，氨的生成速率减慢，C错误；D．常温下，pH为9的NaOH溶液，水的电离受到抑制，由水电离产生的c(H+)=109mol/L，pH为9的CH3COONa溶液，水的电离受到促进，由水电离产生的c(H+)=105mol/L，因而二者水的电离程度不相同，D错误；3．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．溶液中的数目为B．固体中含有的阳离子数为C．晶体中含有D．常温、常压下，乙醛中含有的键数目为【答案】D【解析】A．可以水解，会有部分损失，所以数目小于，故A错误；B．是由和构成的离子化合物，即固体中阳离子数目为，故B错误；C．晶体中含有，故C错误；D．1个乙醛中有3根键(甲基中的C与H之间是键)，乙醛(即乙醛)中含有的键数目为，故D正确；4．常温下，为证明NH3•H2O是弱电解质。下列方法不正确的是A．测定0.01mol•L1氨水的pHB．测定0.01mol•L1NH4Cl溶液的酸碱性C．测定pH为10的氨水稀释十倍后的pHD．比较0.01mol•L1的氨水和1mol•L1NaOH溶液的导电能力【答案】D【解析】A．通过测定氨水的，可证明是弱电解质，A正确；B．若溶液呈酸性，则说明是强酸弱碱盐，从而说明是弱电解质，B正确；C．的氨水稀释10倍后，可以证明氨水稀释过程中有电离出来，从而说明是弱电解质，C正确；D．氨水浓度小于溶液的浓度，无法用导电能力证明是弱电解质，D错误；故选D。5．常温时，下列叙述正确的是A．醋酸溶液的，将此溶液稀释10倍后，溶液的，则B．若1mLpH=1的盐酸与100mLNa