高中化学 电解质水溶液中粒子浓度的关系及分析策略

高中化学 电解质水溶液中粒子浓度的关系及分析策略

《选修 4》 电解质水溶液中离子浓度的关系及分析策略 【教学目标】 复习溶液中的各平衡并能比较程度的强弱，复习溶液中的各种守恒关系并能将二 者联系起来进行综合运用。使学生学会应用函数和变量的思想分析复杂问题。通 过离子浓度的比较，初步领会数学推理能力；在学生的学习中提高总结归纳和用 数学思想解决化学问题的能力结合电解质溶液中离子浓度的比较，学会分析问题 抓主要矛盾的哲学思想，培养解决复杂问题的思维毅力，塑造探求知识、不断进 取的优良品质。 【教学的重点与难点】 重点： 运用溶液中不同平衡进行的程度和守恒关系分析离子浓度间的关系。 难点：电解质浓度相差较大时溶液离子浓度的比较。 【教学用具】投影、白板。 【教学方法】通过规理式学案进行导学，通过学生作学生结，充分调动学生思维的主观 能动性，同时根据学生学习的进程情况，适时的调整教学的速度和难度，要做到以学生为本。 【教学过程】 【引入】要分析溶液中离子浓度的关系，必须先弄清离子来自溶液中的哪些过程？在初中我 们就知道强酸、强碱和盐都能通过电离生成离子，我们把这些电解质归类为强电解质，在本 章我们又学习了能生成离子的弱酸、弱碱的电离，水的电离、盐类的水解，既然溶液中的离 子主要来自于这四个过程，离子浓度肯定与这四个过程进行的程度有关，除此以外离子浓度 是否还有其他影响因素呢？答案就在温故练习中，一分钟的时间（同位可小声讨论）。 【温故练习】 比较下列室温下的溶液导电能力的大小（填<、>或=） （1）浓度都为 0.1mol/L 的醋酸 A 和盐酸 B，导电能力 AB。 （2）1mol/L 的醋酸 C，PH 约为 2；o.oo1mol/L 的盐酸 D，导电能力 CD。 【总结提问】影响溶液中离子浓度的两个变量为？投影 产生离子的程度大小和电解质的初始浓度的大小。这两个变量我们先分析哪个？ 程度大小对离子浓度的影响。就先设定电解质的初始浓度相同，再分析浓度不同的溶液。 课程计划:投影 【过渡】在电解质初始浓度相近的溶液中，这四个过程产生离子的程度是否一样？同学们下 题的实验数据中找到依据： 【比较练习】 在室温下测定下列溶液，实验结果如下，完成填空。 （1）蒸馏水的 PH=7,c(H+)=，c(OH-)=， （2）0.1mol/L 的醋酸 PH=3, c(H+)=, c(OH-)=，离子浓度由大到小的顺序 。 （3）0.1mol/L 的 CH3COONa 溶液 PH=9，c(Na+)=，c(H+)=,c(OH-)=， 离子浓度由大到小的顺序。 【总结提问】结合上题中的数据说明，一般情况下，下列四个过程程度的大小（）： 强电解质的电离弱酸弱碱的电离盐类的水解水的电离。 这将指导我们在解题时的步骤：一看离子来源于哪个过程，二按程度找大小关系。下面同 学们按这个步骤分析上题中 2、3 的大小比较，作变式 1 总结策略一。 【学生板书并讲解 1】含 CH3COONa 和 CH3COOH 各 0.2mol/L 的两溶液等体积混合后溶液中离子 浓度由大到小的关系为。 【提问】提示步骤。 【总结】由题目可知初始浓度相近的溶液中，程度大的离子浓度大。策略一 看变式 2 与 1 对比有什么异同？ 【变式练习 2】向 1L 浓度为 0.2mol/L 的醋酸中加入 0.1mol 的 NaOH 固体后，离子浓度由大 到小的顺序为。 增加了醋酸和氢氧化钠的反应，但反应后的溶液成份相同所以答案一样，有反 应先进行，写出反应后溶液的成份,再按策略一分析。对比变式 3 与变式 2 的 异同。 【变式练习 3】在 25℃时将 pH＝11 的 NaOH 溶液与 pH＝3 的 CH3COOH 溶液等体积混合后离子 浓度由大到小的顺序为。 【总结】复杂问题的策略：陌生问题熟悉化，复杂问题简单化。 【过渡】我们已经学会用程度大小来分析离子浓度的策略，三大守恒也能体现离子间的关系， 能否从守恒的角度寻找到新的策略？同学们先写出醋酸钠溶液中的三大守恒，注意易错 点是易漏掉离子，学生板书。其中那种守恒关系常用来分析离子浓度大小？电荷守恒。 【重做变式 1】运用守恒，得出策略二，再做专项练习。 【投影】在电解质浓度相近的溶液中，分析离子浓度关系的策略已经掌握，初始浓度相差较 远的溶液呢？作挑战练习同时思考为什么设定这几种情况 【挑战练习】向 1L 浓度为 1.0mol/L 的醋酸中缓慢的加入过量的 NaOH 固体，溶液 中的离子浓度可能出现的大小情况有： （1）n(NaOH)=0 ,; （2）n(NaOH)=0.5mol,; （3）n(NaOH)=1.0mol,; （4）n(NaOH)=2.0mol,; 让学生分别板书溶液（1）（3）、（2）（4）反应后的成份，及离子浓度的顺序并讲解。提 示学生总结策略三，浓度相差远，找准特殊点。 【讨论思考】随着氢氧化钠的缓慢加入，在 0-0.5mol 之间离子的浓度还存在什么新的关系？ 独立思考 1min,再前后 4 个同学讨论 2min 中后展示结果。若学生不能分析出，用多媒体展 示帮助。在讨论其他两种情况。并展示 【总结】分析浓度相差较远的溶液中离子浓度的策略三： 浓度相差远，找准特殊点，点点之间看渐变。 这三个策略综合出总策略。 【小结】 所有难题不可怕， 陌生问题熟悉化， 复杂问题简单化， 坚定信念攻克它。 学生结合挑战练习谈谈体会。 【特例补充】 将 0.2mol/L 的 HCN 溶液和 0.1mol/L NaOH 溶液等体积混合后溶液显碱性，则溶液中各离子 浓度由大到小的顺序为。 【提问】判断弱电解质电离和对应盐类水解强弱的方法是： 根据题目给的信息:如酸碱性，个别离子的关系等灵活判断。 【作业】 将挑战练习中的醋酸改为氨水，氢氧化钠改为氯化氢，写出七种浓度关系。 【课下练习】 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(H+)＝c(HCO3 -)＋c(OH-)＋2c(CO3 2-) C.c(Na+)＝c(HCO3 -)＞c(OH-)＞c(H+) D.c(Na+)＝c(HCO3 -)＋c(CO3 2-)＋c(H2CO3) 2．0.1mol/LKHSO4 和 0.1mol/LNa2S 溶液等体积混合后，溶液能使 pH 试纸变蓝，则离子浓度 关系正确的是 A c(SO4 2－)＞c(HS－)＞c(OH－)＞c(H＋) B c(Na＋)＞c(K＋)＞c(H＋)＞c(OH－) C c(Na＋)＝c(S2－)＋c(H2S)＋c(HS－)＋c(SO4 2－) D c(Na＋)＋c(K＋)＋c(H＋)＝c(SO4 2－)＋c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－) 3．0.1mol/L 的 NaOH 溶液和 0.1mol/LNH4Cl 溶液，等体积混合后，离子浓度大小正确的是 A.c(Na+)＞c(Cl-)＞c(OH-)＞c(H+) B.c(Na+)＝c(Cl-)＞c(OH-)＞c(H+) C.c(Na+)＝c(Cl-)＞c(H+)＞c(OH-) D.c(Cl-)＞c(Na+)＞c(OH-)＞c(H+) 4．一元酸 HA 溶液中，加入一定量强碱 MOH 溶液后，恰好完全反应，反应后的溶液中，下列判 断正确的是 A．c(A-)≥c(M+) B. c(A-)≤c(M+) C.若 MA 不水解,则 c(OH-)c(A-) 5．实验测得常温下 0.1mol/L 某一元酸(HA)溶液的 pH 等于 1，0.1mol/L 某一元碱(BOH)溶液 里 c(H+)/c(OH-)＝10-12。将此两种溶液等体积混合后，所得溶液的各离子的浓度由大到小排 列的顺序是 A．c(B+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+) B．c(A-)＞c(B+)＞c(H+)＞c(OH-) C．c(B+)＝c(A-)＞c(H+)＝c(OH-) D．c(B+)＞c(A-)＞c(H+)＞c(OH-) 6．用 2mol/L 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－)=2mol·L-1 D．c(Na＋)+c(H+)= c(CN－)+c(OH-) 7．等体积等浓度的 MOH 强碱溶液和 HA 弱酸溶液混和后，混和液中有关离子的浓度应满足的 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(H+) =c(OH-)+c(A-) 8．（1)、将等体积等物质的量浓度的盐酸和氨水混合后，呈_____性，溶液中 c（NH4 +）与 c （Cl-）的大小关系是___________________； （2)、将 PH＝3 的盐酸和 PH＝11 的氨水等体积混合后溶液呈_____性，溶液中 c（NH4 +）与 c（Cl-）的大小关系是___________________； （3)、将物质的量浓度相同的盐酸与氨水混合后，溶液中 c（NH4 +）与 c（Cl-）浓度相等， 则混合溶液呈_____性，盐酸与氨水体积大小关系是_________________； （4）、将 m mol· L-1 的盐酸和 n mol·L-1 氨水等体积混合后，溶液的 PH＝7，m 与 n 的大 小关系是_______，则盐酸中 c（H+）与氨水中 c（OH-）的大小关系是_______； 9．已知某无色透明的溶液中所含的离子仅有 Na+、CH3COO-、H+和 OH-四种离子，试回答下列问 题： （1）该溶液所含的四种离子的物质的量浓度大小之间的关系是否只有一种可能____（填“是” 或“否”），其原因是_____。 （2）某学生将该溶液中的四种离子的物质的量浓度按从大到小的顺序排列了若干种可能，其 中合理的是______ A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) B.c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+) C.c(H+)>c(OH-)>c(Na+)>c(CH3COO-) D.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-) 【板书设计】 c(离子) 程度的大小 强电解质 的电离 弱酸弱碱 的电离 盐类的 水解 水的 电离 c(初始) 一 二 三