水的电离和溶液的pH值
教学目标
知识目标
了解水的电离和水的离子积；
了解溶液的酸碱性和pH值的关系
掌握有关pH值的简单计算。
能力目标
培养学生的归纳思维能力及知识的综合应用能力。
通过酸、碱对水的电离平衡的影响的讨论，培养学生运用所学的电离理论，独立分析问题、解决问题的能力。
通过pH的教学，培养学生的计算能力，并对学生进行科学方法教育。
情感目标
对学生进行对立统一及事物间相互联系与相互制约的辩证唯物主义观点的教育。
教学建议
教材分析
本节的第一部分重点介绍水的电离和水的离子积常数，是对上一节电离平衡的具体应用，同时又为接下来学习溶液酸碱性作必要的准备。一开始，教材根据水有微弱导电性的实验结论，说明水是极弱的电解质，突出了化学研究以实验事实为依据的原则。然后，应用电离平衡理论，用电离平衡常数推导出水的离子积常数，使水的离子积常数的概念有了充分的理论依据，也反映了两个常数之间的内在联系，便于学生理解温度、浓度等外界条件对水的离子积常数的影响。
本节的第二部分为溶液的酸碱性和pH。教材首先指出常温下即便是在稀溶液中，水的离子积仍然是一个常数，由此进一步说明c(H+)和c(OH－)的相对大小是决定溶液的酸碱性的根本原因。在具体分析了溶液的酸碱性和c(H+)、c(OH－)的关系之后，结合实际说明了引入pH的必要性，这也为后面讨论pH的范围埋下了伏笔。在给出了pH的表达式之后，教材随即介绍了pH的简单计算，并在分析计算结果的基础上讨论了溶液的酸碱性和pH的关系，最后强调了pH的应用范围。
从教材编排的看，整节内容环环相扣、层层递进，成为一个前后紧密联系的整体。
教材还安排了“资料”和“阅读”，这不仅可以丰富学生的知识，更有利于培养学生理论联系实际的良好学习习惯。
还应注意的是，根据新的国家标准，教材将“pH值”改称为“pH”。教学中要以教材为准，不可读错。
教法建议
迁移电离平衡理论学习水的电离。可以提出这样的问题“实验证明水也有极弱的导电性，试分析水导电的原因”，以问题引发学生的思考，由学生自己根据所学的电离理论得出“水是极弱的电解质，纯水中存在水的电离平衡”的结论。对于学生层次较高的班级，利用化学平衡常数推导水的离子积常数，可以在教师指导下由学生独立完成；对于学生层次较低的班级，可以以教师为主进行推导。
推导水的离子积常数，目的在于使学生认识水的离子积常数与水的电离平衡常数之间的联系，更好地理解水的离子积常数只随温度变化而变化的原因。教学中切不可把重点放在使学生掌握水的离子积常数的推导方法上。
可以利用电脑动画，演示水的电离过程，增强直观性，加深学生对知识的理解，并激发学生兴趣，巩固所学知识。
讨论溶液的酸碱性时，应先让学生分析酸、碱对水的电离平衡的影响，分析水中加入酸或碱后c(H+)和c(OH－)的变化。再根据KW =K·c(H2O) ，说明对于稀溶液而言，c(H2O)也可看作常数。因此，只要温度一定，无论是纯水还是稀溶液在KW都为常数，或者说c(H+) 和c(OH－)的乘积都是定值。进而得出水溶液的酸碱性是由c(H+)和c(OH－)的相对大小所决定的结论，并具体说明二者之间的关系。
关于pH的教学可以分以下几步进行。先说明引入pH的意义，再给出计算式，介绍有关pH的简单计算，最后总结溶液的酸碱性和pH的关系，并强调pH的使用范围。对于学生层次较高的班级，可以让学生通过讨论来确定pH的使用范围。
可安排学生课下阅读课后的“资料”和“阅读”材料，开阔视野，增长知识。
教学设计示例
重点：水的离子积， 、 与溶液酸碱性的关系。
难点：水的离子积，有关 的简单计算。
教学过程
引言：
在初中我们学习了溶液的酸、碱度可用pH值表示，这是为什么呢？为什么可以用pH表示溶液的酸性，也可以表示溶液的碱性？唯物辩证法的宇宙观认为：“每一事物的运动都和它周围的其他事物相互联系着和相互影响着。”物质的酸碱性是通过水溶液表现出来的，所以，先研究水的电离。
1.水的电离
［实验演示］用灵敏电流计测定纯水的导电性。
现象：灵敏电流计指针有微弱的偏转。
说明：能导电，但极微弱。
分析原因：纯水中导电的原因是什么？
结论：水是一种极弱电解质，存在有电离平衡：
在25℃时，1L纯水中（即55.56mol/L）测得只有 的 发生电离。
（1）请同学生们分析：该水中 等于多少？ 等于多少？ 和 有什么关系？
①
②
③
（2）水中
这个乘积叫做水的离子积，用 表示。
（3）请同学从水的电离平衡常数推导水的离子积K。
（4）想一想
①水的电离是吸热？还是放热？
②当温度升高，水的离子积是： （升高，降低或不变）
③当温度降低，水的离子积是： （“增大”，“减小”或“不变”）
［结论］水的电离是个吸热过程，故温度升高，水的 增大。25℃时，
；100℃时， 。
（5）水的离子积是水电离平衡时的性质，它不仅适用于纯水，也适用于任何酸、碱、盐稀溶液。即溶液中
①在酸溶液中， 近似看成是酸电离出来的 浓度， 则来自于水的电离。
且
②在碱溶液中， 近似看成是碱电离出来的 浓度，而 则是来自于水的电离。
［想一想］
为什么酸溶液中还有 ？碱溶液中还有 ？它们的浓度是如何求出来的？
2.溶液的酸碱性和pH
（1）溶液的酸碱性
常温时，溶液酸碱性与 ， 的关系是：
中性溶液： ， ， 越大，酸性越强， 越小，酸性越小。
碱性溶液： ， ， 越大，碱性越强， 越小，碱性越弱。
（2）溶液酸碱性的表示法：
①当 或 大于1mol/L时，可直接用 或 来表示溶液酸碱性。
②若 或 小于1mol/L，如 ，或 ，这种表示溶液酸碱就很不方便，化学上采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。
pH为氢离子物质的量浓度的负常用对数，表示溶液酸碱度强弱。
教学设计示例 重点、难点剖析： 1.影响水电离的因素 （1）温度：电离过程是一个吸热过程，温度越高，水电离程度越大， 也增大。 25℃时， 100℃时， （2）酸或碱电离出来的 或 都会抑制水的电离，使水电离出来的 与 浓度减小。其对水的电离抑制程度决定于酸碱的 或 ，而与酸碱的强弱无关。 （3）溶液的酸碱性越强，水的电离度不一定越小。（具体实例待学习盐水解时介绍） 2.在酸、碱、盐溶液中，水电离出来的 （1）酸溶液中：溶液中 约等于酸电离出来的 ，通过求溶液中 ；水电离出来的 等于 ； （2）碱溶液中：溶液中 约等于碱电离出来的 ，通过求溶液 ，此 就是水电离出的 且等于溶液中水电离出来的 。 （3）在水解呈酸性盐溶液中，溶液中 等于水电离出来的 ； 在水解呈碱性盐溶液中，溶液中 等于水电离出来的 。 总结、扩展 要 点 内 容 水（或溶液）离子积 （25℃） 溶液pH 溶液酸碱性与pH ： 扩展 1.已知强酸、强碱稀溶液的pH，等体积混合后，求混合液pH（近似计算） 适用于选择题型与填空题型的速算规律。 混合前 混合后 条件 强酸，强碱等体积混合， 2.强酸强碱混合呈中性时二者体积与pH变化规律 （1）若pH酸＋pH碱＝14，则 ； （2）若pH酸＋pH碱＞14，则 ； （3）若pH酸＋pH碱＜14，则 3.强酸（弱碱），弱酸（强碱）加水稀释后的pH变化规律： （1）强酸， ，加水稀释 倍，则 ； （2）弱酸， ，加水稀释 倍，则 ； （3）强碱， ，加水稀释 倍，则 ； （4）弱碱， ，加水稀释 倍，则 ； （5）酸碱无限稀释，pH只能接近于7，酸不可能大于7，碱不可能小于7。 二个单位，由13变为11。溶液中 减少， 增大，pH变小。 例1 等体积的 和 的两种盐酸溶液，混合后，求混合液pH？（设体积变化忽略不计）。 解：设混合前两种盐酸体积都为 混合前： ， ，溶液中 ， ，溶液中 混合后，溶液中氢离子物质的量是原两种溶液中 物质的量总积。 即 ∴ 答 混合液pH为3.3。 例2 指导学生练习。 和 的两种 溶液等体积混合，求混合液的pH？ 教学设计示例 板书设计 第二节 水的电离和溶液pH 一、水的电离与离子积 1.水的电离 2.水的离子积 常温下， （ 仅是温度函数） 3.影响水电离的因素 （1）温度：水的电离是吸热过程，升温促使电离， 增大。 （2）溶液中 ， 浓度增大，均抑制水的电离，但 不变。 二、溶液的酸碱性与pH值 溶液中 小于1mol/L时，用pH来表示溶液的酸碱性。 关键掌握求不同溶液中的 。 探究活动 pH等于13与pH等于9的两NaOH溶液等体积混合后，所得溶液的pH是多少？ pH等于1与pH等于5的两强酸溶液各10mL，混合后溶液的pH是多少？ 并结合以上两题总结出规律。 参考答案：两NaOH溶液等体积混合 分析 先求出两溶液的 ，继而求出混合溶液的 ，再据水的离子积求出混合溶液的 ，并取 负对数，即可计算出两强碱溶液混合后的pH。 解：pH =13， = ， = 。PH =9， ， 。 混合后溶液的 为： 混合后溶液的 为： 混合后溶液的pH为： 两强酸溶液混合： 分析 pH等于1的强酸溶液 为 ，pH值等于5的强酸溶液 为 ，混合后溶液的 要用原两强酸所含 的物质的量除以混合后溶液的体积。 解：两强酸溶液混合后的氢离子浓度为： 混合溶液的pH为： 小结：两种强碱溶液等体积混合，所得溶液pH由碱性强的溶液决定，比碱性强的原溶液pH略小，其值为－0.3。两种强酸溶液等体积混合，所得溶液的pH由酸性强的溶液决定，比酸性强的原溶液pH略大，其值为+0.3。