中三科学|酸碱与中和:pH 与中和计算 备课指引(导师用)
- 2026-11-15
学生识讲“pH 细过 7 是酸”,但一见稀释就以为 pH 不变,一见硫酸就当它与盐酸一样用同一个体积中和。这一堂用氢离子数目把 pH、稀释与中和比例串成一条线。
本堂目标 学生能够:① 用氢离子浓度讲出 pH 的意思,并讲出稀释十倍 pH 上升一;② 写出酸加碱生成盐与水的中和反应,选出合适指示剂并讲出变色范围;③ 用摩尔数等于浓度乘体积算出中和所需体积,并处理硫酸这类二元酸的比例。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 | 快检题 | 过关标准 |
|---|---|---|
| pH 的范围 | pH 7 代表什么? | 中性,例如纯水 |
| 浓度单位 | 0.1 M 的意思是什么? | 每升溶液有 0.1 摩尔溶质 |
| 体积换算 | 25 cm³ 等于几多升? | 0.025 升,除以 1,000 |
02 课堂流程(45 分钟)
| 时间 | 环节 | 导师做什么 | 学生做什么 |
|---|---|---|---|
| 0–5 分钟 | 三个杯的测试 | 出示盐酸、水、氢氧化钠,用广用指示剂试色,问哪个是酸 | 讲出颜色与 pH 的对应 |
| 5–15 分钟 | pH 与稀释 | 示范 1e-3 M 氢离子得 pH 3,再稀释 100 倍问 pH | 讲出稀释 100 倍 pH 升 2 |
| 15–28 分钟 | 中和与摩尔比例 | 示范 25 cm³ 0.1 M 碱要 25 cm³ 0.1 M 酸,再换成硫酸问体积 | 讲出硫酸要两倍体积的原因 |
| 28–37 分钟 | 指示剂选择 | 比较酚酞与甲基橙的变色范围,问强酸滴强碱用哪个 | 讲出选指示剂要看终点 pH |
| 37–42 分钟 | 独立练习 | 发三题(pH、中和体积、稀释),巡行只问“摩尔数几多” | 先算摩尔再算体积 |
| 42–45 分钟 | 离场检查 | 收答案,问“硫酸中和同摩尔盐酸要用几多体积” | 答两倍 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:pH 是氢离子浓度的另一种写法
pH 是把氢离子浓度取负对数。1e-3 M 的氢离子,pH 就是 3;pH 2 就代表氢离子浓度是 0.01 M。所以 pH 每降一,酸性强十倍,不是强一倍。稀释 100 倍,氢离子浓度细 100 倍,pH 就升 2。学生最常讲“稀释之后 pH 不变,因为仍然是酸”,这句要即场用数字推翻:pH 3 稀释 100 倍变 pH 5,仍然是酸,但数字变了。
叫学生讲出 pH 3 稀释 100 倍之后的 pH
第二幕:中和:酸加碱生成盐与水
中和是氢离子加氢氧离子生成水。盐酸加氢氧化钠生成氯化钠与水,硫酸加氢氧化钠生成硫酸钠与水。要学生留意的是比例:一条盐酸只出一个氢离子,所以与碱是一比一;硫酸出两个氢离子,所以同摩尔的硫酸要两倍分量的碱。实验上要选指示剂,强酸滴强碱常用酚酞,因为终点在 pH 8 至 9,颜色由粉红变无色,看得清楚。
叫学生讲出硫酸为什么要用两倍体积的碱
第三幕:用摩尔数算体积
摩尔数等于浓度乘体积,但体积要用升。25 cm³ 的 0.1 M 溶液,就是 0.1 乘 0.025,得 0.0025 摩尔。一比一中和就需要同样 0.0025 摩尔的酸,若酸也是 0.1 M,体积就是 0.0025 除以 0.1,得 0.025 升,即 25 cm³。换成硫酸:20 cm³ 的 0.1 M 硫酸有 0.002 摩尔,氢离子是 0.004 摩尔,所以要 0.004 摩尔的碱,即 40 cm³。每步都写单位,最后一步才换回 cm³,学生就不会把升与立方厘米搞乱。
叫学生讲出摩尔数的式与体积要用的单位
04 必教题型与步骤
| 题型 | 例子 | 步骤 | 答案 |
|---|---|---|---|
| pH 与浓度 | 某溶液氢离子浓度 1e-3 M,pH 几多? | 1) 取负对数。2) 对数部分得 3 | pH 3 |
| 稀释后 pH | pH 3 的酸稀释 100 倍,pH 几多? | 1) 100 是十的二次方。2) pH 加 2 | pH 5,仍然是酸 |
| 中和体积 | 25 cm³ 0.1 M 氢氧化钠,要几多 0.1 M 盐酸中和? | 1) 摩尔数 0.1 乘 0.025 得 0.0025。2) 一比一。3) 除以 0.1 得 0.025 升 | 25 cm³ |
| 二元酸比例 | 20 cm³ 0.1 M 硫酸,要几多 0.1 M 氢氧化钠中和? | 1) 硫酸 0.002 摩尔。2) 氢离子 0.004 摩尔。3) 除以 0.1 得 0.04 升 | 40 cm³ |
合理性检查(一定要教):三个检查:一是体积单位,摩尔数的式一定要用升,25 cm³ 要先除 1,000;二是比例,硫酸与磷酸这类多于一个氢离子的酸,碱的摩尔数要乘相应倍数;三是方向,稀释只会令 pH 靠近 7,酸永远不会稀释成 pH 大于 7、碱也不会稀释成 pH 小于 7,答超出范围就要停手。数值上 0.0025 摩尔的氢氧化钠质量是 0.1 g(摩尔质量 40),可以用这条核对。
05 独立练习三题
| 题目 | 答案 | 想观察什么 |
|---|---|---|
| pH 2 的溶液,氢离子浓度几多? | 0.01 M | 有没有把 pH 与浓度方向搞反 |
| 10 cm³ 0.2 M 盐酸要几多 0.1 M 氢氧化钠中和? | 20 cm³ | 有没有先算摩尔数 0.002 |
| 酚酞在 pH 5 的溶液中是什么颜色? | 无色 | 有没有记住酚酞变色范围在 pH 8 至 10 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 | 学生通常这样写 | 导师这样说 |
|---|---|---|
| 稀释当 pH 不变 | 稀释之后仍然是酸,所以 pH 一样 | 稀释 100 倍 pH 升 2,你计一次氢离子浓度就明 |
| 硫酸当一元酸 | 硫酸与盐酸用同一个体积中和 | 硫酸有两个氢离子,要用两倍碱 |
| 体积不换升 | 0.1 乘 25 得 2.5 摩尔 | 摩尔数要乘升,25 cm³ 是 0.025 升 |
| 指示剂乱拣 | 任何中和都用甲基橙 | 先看终点 pH,强酸强碱用酚酞最清楚 |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
- 溶解与结晶,第 1 题 同样要用“每单位”的比例换算
- 声音与波动,第 3 题 两题都要先写关系式再代数
- 岩石循环与地球资源,第 2 题 同样是“过程+条件”配对,答题要写名称
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| pH 3 稀释 100 倍之后 pH 几多? | pH 5 | 答 pH 3 表示仍以为稀释不影响 pH |
| 同摩尔硫酸中和要用几多碱? | 两倍 | 答一倍表示未处理二元酸 |
| 25 cm³ 0.1 M 溶液有几多摩尔? | 0.0025 摩尔 | 答 2.5 表示未把 cm³ 换成升 |
09 导师常问
要不要学生背强酸强碱名单?
只记常用的几个:盐酸、硫酸、硝酸是强酸;氢氧化钠、氢氧化钾是强碱。其余遇到题目会标明,不需要硬背。
中三要不要做滴定曲线?
不需要。中三只做单点中和计算与指示剂选择,滴定曲线与pH 计留给中四化学。
摩尔概念未教过怎么办?
先用“每升有几多摩尔”讲浓度,再用“分量乘体积”讲摩尔数,不引入阿佛加德罗常数,学生一样算得到。
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