3.2 水的电离与溶液的pH 教学设计 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

《水的电离与溶液的pH》教学设计 一、教学目标 1.通过对水的电离的证明及平衡移动的分析，形成并发展粒子观、变化观和平衡观。 2.通过假设预测、方案设计、分组实验、结论分析，培养系统思维能力、合作学习能力和动手能力，学会科学探究的一般方法，养成勤于实践的探究精神。 3.了解pH在生产生活中的应用，体会化学科学的发展对提高人类生活质量的积极作用，培养科学态度和社会责任。 二、教材分析 《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》在“水溶液中的离子反应与平衡”中指出:“认识水的电离,了解水的离子积常数,认识溶液的酸碱性及pH,掌握检测溶液pH的方法。”水的电离及电离平衡移动知识对学生了解溶液的酸碱性、pH具有重要的意义,为学生学习盐类的水解,以及第四章电化学知识奠定了基础。 人教版化学选择性必修一第三章“水溶液中的离子反应与平衡”第2节“水的电离和溶液的pH”分为三部分:水的电离、溶液的酸碱性与pH、酸碱中和滴定。教材以水的电离为突破口,直接说明水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离，并存在电离平衡，由此引出水的离子积常数。 在溶液的酸碱性与pH部分，教材首先设计了“思考与讨论”栏目，通过对问题的分析引导学生关注酸或碱的稀溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小，为理解pH的大小与溶液酸碱性的关系进行铺垫。在溶液pH的介绍中，教材按照pH的概念、pH的大小与溶液酸碱性的关系、溶液pH的测定方法和pH的应用这一顺序展开。为了扩大学生视野，教材以“资料卡片”的形式介绍了 pH的测定方法，以图示和表格的方式介绍了pH与农业生产的密切关系，以“科学·技术·社会”栏目的方式介绍了人体血液内存在的酸碱平衡，这些内容理论联系实际，突出了pH的应用。 3、 学情分析 1.已知点：学生在初中学习了溶液酸碱度的表示方法——pH，在必修二中使用pH计测量了水样的酸度，对pH和pH计的使用有了一定的了解。学生通过学习必修二、本册第二章、本章第一节“电离平衡”已经知道了化学平衡状态的意义及特征,掌握了弱电解质的电离平衡、化学平衡常数、影响平衡移动因素等知识。 2.障碍点：由于水的电离平衡比较抽象、学生理解水的电离平衡及水的离子积常数适应范围有一定的难度。 3.发展点：在教学过程中,以水的电离为突破口,基于实验事实,为学生介绍水的电离、水的离子积常数适应范围、溶液的酸碱性与pH的关系等,并帮助学生树立粒子观、变化观、平衡观。 四、教学重难点 1.重点:水的电离和水的离子积常数；溶液酸碱性与pH的关系。 2.难点:水的电离平衡以及水的离子积常数。 五、教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 教学环节一、创设情境，引入问题 【引入】图片展示我县丰富的水资源。 【提问】现在的你们是我县环境保护的小工程师，在监测各水域时，你会做哪些工作呢？ 【评价】大家大家的想法都非常得好。依照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定，地表水环境质量标准包括pH、溶解氧、氨氮(NH3-N)、总磷等24个基本项目。今天我们聚焦于pH，一起研究水的电离与溶液的pH。 【观看】家乡美景。 【思考回答】观察颜色、测定pH、离子浓度、含氧量、含氮量、含磷量等。 以家乡的水资源为背景，激发学生的自豪感。 化学与职业的培养，激发学生的社会责任感，引导学生关注环境保护。 教学环节二、设计问题链，认识水的电离与溶液的pH 【提问】纯水能导电吗？如何设计实验验证猜想？ 【提问】水可以电离出哪些离子呢？ 【提问】影响水电离平衡的因素？ 【提出要求】请大家设计实验方案，分析温度对水电离平衡的影响。 【演示实验】利用温度传感器、电导率传感器探究温度对水电离平衡的影响。 【提问】向水中通入HCl气体、加入NaOH固体、加入金属钠，水的电离平衡会向哪个方向移动呢？ 【提问】如何定量分析水的电离程度？ 【提问】温度的变化对Kw产生的影响？ 【提问】水样中c(H＋)和c(OH－)的内在联系？ 【提问】常温下，水样中c(H＋)*c(OH－)=1*10-14 水样的pH为多少呢？ 【提问】常温下，水样的酸碱性与pH间的关系？ 【提问】100℃，纯水pH=6，还是中性吗？水样的酸碱性取决于什么？ 【猜测】能。 【讨论】设计、优化实验方案。 【实验】纯水的导电实验。观察实验现象，分析实验结论。 【观看】水电离的3D动画。 【思考】温度、酸碱性 【讨论后回答】测定不同温度下纯水的电导率。 【观察】纯水电导率随温度的变化情况。 【讨论后回答】外加酸碱，水的电离平衡逆向移动。金属钠使得水的电离平衡正向移动。 【思考】水的电离平衡常数。 【思考后回答】温度升高，Kw增大。 【讨论后回答】常温下，水样中c(H＋)*c(OH－)=1*10-14 【实验】初探水样的pH，判断水样的酸碱性。 【思考】回答。 【思考与讨论】水样的酸碱性取决于水样中c(H＋)与c(OH－)的相对大小。 提升学生对实验方案的设计、评价能力。锻炼学生的动手能力、实验分析能力。 使学生从微观角度认识水的电离。 巩固弱电解质的电离平衡。帮助学生建构分析模型。 培养学生的数据分析加工的能力。 巩固pH计的使用。 让学生认识到溶液酸碱性与pH的关系。 培养学生的分析能力。 教学环节三、应用原理，解决问题 【提问】监测的三种水样，都符合高背鲫鱼的生长吗？ 【提问】改良剂改良盐碱地的原理？ 【思考】回答。 【思考】酸碱中和，调节pH。 感受pH在工农业生产中的应用，培养学生知识迁移应用能力，激发学生的荣誉感。 教学环节四、运用知识，指导实践 【实践任务】 1.我县被誉为：“马铃薯之乡”，课下查阅资料分析其适合生长的pH，设计实验研究各乡镇水资源、土壤资源是否适合种植马铃薯。 2.调研各乡镇水资源情况，给出合理使用建议，撰写研究报告。 激发学生的社会责任感，鼓励学生学好化学知识。 六、作业设计（适应“双减”要求的分层作业） 作业类型 能力层次 作业目的 分组学生 基础训练作业 识记、理解 认识水的电离平衡，了解水的离子积常数，认识溶液的酸碱性与pH的关系。 B组、C组 能力提升作业 推理、分析 结合具体情境分析推理，应用知识解决问题。 A组、B组C组 深度进阶作业 延伸、评价 理解化学知识中的数学问题，实现跨学科融合，拓展延伸基础能力，正确评价问题。 A组 实践作业 发现、解决 项目式学习培养学生的化学素养。 A组、B组、C组 附分层作业： 第二节 水的电离与溶液的pH 【基础训练】 1．下列有关“水”的说法正确的是（ ） A．水是强电解质 B．氢氧两种元素只能组成水 C．水的电子式可表示为： D．水的电离方程式可表示为： 2．中国在国际上首次拍摄到水分子内部结构照片(如图)，下列关于水的叙述不正确的是（ ） A．水的电离是吸热过程 B．相同条件下海水的和纯水的相同 C．温度相同时，由和分子分别构成的水的pH不相同 D．纯水的改变时，水仍然呈中性 3．纯水中存在电离平衡：。下列采取的措施中，能促进水的电离的是（ ） A．适当加热 B．加入几滴浓盐酸 C．加入少量NaOH D．加入少量NaCl 4．在某温度时，测得纯水中c（H+）=2.4×10-7 mol·L-1，则 c（OH-）为（ ） A．2.4×10-7 mol·L-1 B．0.1×10-7 mol·L-1 C．1.2×10-7 D．c(OH-)无法确定 5．下列操作可以使水的离子积常数Kw增大的是（ ） A．通入少量氨气 B．通入少量氯化氢气体 C．加热 D．加入少量氯化钠固体 6．NaCl是我们生活中必不可少的物质。将NaCl溶于水配成1 mol·L-1的溶液，溶解过程如图所示。已知钠离子、氯离子在水溶液中以水合离子的形式存在。NA代表阿伏伽德罗常数。下列说法正确的是 （ ）  A．a离子为Na+ B．溶液中含有NA个Na+ C．水合b离子的图示不科学 D．40℃时测得该溶液的pH小于7，则该溶液显酸性 7．水的电离过程为，在不同温度下其离子积常数不同，，。则下列关于纯水的叙述正确的是（ ） A．随着温度升高而减小 B．在时， C．时水的电离程度大于时水的电离程度 D．水的电离是吸热的 8．下列溶液一定显酸性的是（ ） A．溶液中 B．滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液 C．溶液中 D．的溶液 【能力提升】 9．室温下由水电离出的H+的浓度是1×10-12mol/L，则该溶液（ ） A．一定是酸性溶液 B．一定是碱性溶液 C．可能是中性溶液 D．可能是酸性溶液也可能是碱性溶液 10．在由水电离产生的H＋浓度为1×10-13mol·L-1的溶液中，一定能大量共存的离子组是（ ） ①K＋、ClO-、NO、S2- ②K＋、Fe2＋、I-、SO ③Na＋、Cl-、NO、SO ④Na＋、Ca2＋、Cl-、HCO ⑤K＋、Ba2＋、Cl-、NO A．①③ B．③⑤ C．③④ D．②⑤ 11．下表是不同温度下水的离子积常数：   温度/℃ 25 t1 t2 水的离子积常数 1×10﹣14 KW 1×10﹣12 试回答以下问题： (1)若25℃＜t1＜t2，则KW 1×10﹣14(填“>”、“＜”或“=”)，判断的理由是 。 (2)若25℃时，pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈 性(填“酸”、“中”或“碱”)。 【深度进阶】 12．25℃时，在等体积的下列溶液中，①的溶液；②的溶液；③的溶液，由水电离出的物质的量由大到小的顺序为（ ） A．②①③ B．①②③ C．②③① D．③①② 13．如图为不同条件下水的电离平衡曲线，下列说法正确的是（ ） A．将常温的纯水冷却，可以使其从A点变化为C点 B．将NaCl溶液常温蒸发一部分水，可以使其从A点变化为B点 C．若50℃时Kw＝1.0×10﹣13，则此时0.1mol•L﹣1KOH溶液的pH为12 D．向水中加入NaHSO4，能促进水的电离 七、教学反思 1、指导学习：本节课通过环境保护工程师角色的设定，激发学生的学习兴趣,调动学生课堂上的积极性，锻炼学生的动手能力,培养学生分析问题和解决问题的能力,从实验中归纳总结问题的能力。整节课中教师设置问题链，让学生结合已有知识、课本、实验等自主完成相关学习内容。学生在自主学习的过程中,通过知识迁移,然后运用相应知识，解决问题,最后总结归纳相关规律或结论,充分提高了运用已有知识解决实际问题的能力。比起传统课堂中老师讲、学生听的方式,更节约时间,更高效。 2.合作探究：未来的学习是个体的自主学习和合作探究的结合体,通过自主学习,学生已对水的离子积常数有了一定的理解,知道水的离子积随温度变化而变化。通过合作探究,学生不光加深了对水的电离与溶液pH的认识,建立了平衡观和粒子观的思想。 3.家乡情怀。本课通过对家乡水资源的保护，诠释了学生对家乡的爱，引导学生助力家乡的发展，激发学生的家乡荣誉感。 另外,本堂课采用3D动画,完美诠释了水的电离过程，形象化地展示了水的电离。 学科网（北京）股份有限公司 $$