师：同学们，今天我们一起来学习高二化学选择性必修一第三章第一节电离平衡第一课时，强弱电解质与电离平衡。本节课的学习目标如下：一、了解电解质的分类和概念，明确常见强电解质和弱电解质，从微观角度描述电离平衡，并理解其特点。二、通过实验证明电离平衡。三、用符号表征电离平衡，知道电离平衡是化学平衡的拓展类型，分析外界条件改变对电离平衡的影响。四、应用电离平衡描述和解释化学现象，预测可能的结果，树立对立、统一、联系发展和动态平衡的观点。
我们知道，去污用的洁厕灵和调味用的醋酸，是家庭厨卫生活中常见的两种化学品。醋酸和盐酸性质有什么差别？为什么不用醋酸代替洁厕灵中的盐酸来清洁厨卫洁具呢？
生：醋酸是弱酸，盐酸是强酸，醋酸酸性比盐酸弱，去污效果没有盐酸好。
师：那么，你能设计实验证明醋酸的酸性比盐酸弱吗？请大家分小组交流讨论，并简述实验方案。
（学生分组讨论后）
师：大家都提出了很多不错的实验方案，而且在设计方案时很注重控制变量法的应用。我们把大家的方案整理归纳一下，代表性的方案有以下几个：方案一，用pH试纸测等体积等浓度的两种酸溶液的pH，比较pH大小，pH高者酸性较弱，pH低者酸性较强。方案二，取等体积等浓度两种溶液于试管中，分别加入等量镁条，观察反应剧烈程度，反应剧烈者酸性较强，反应相对平缓者酸性较弱。方案三，测试比较等体积等浓度两种溶液的导电能力强弱，导电能力强者酸性较强，导电能力弱者酸性较弱。
以上方案基本上都是定性或粗略定量地比较两种酸的相对强弱，有没有办法通过更准确的定量测定实验数据来分析比较两种酸的强弱呢？已知溶液pH等于氢离子浓度的负对数值，氢离子浓度越大，pH值越小。现提供pH传感器，它是一种能够精确测定溶液pH的仪器，可与电脑连接，实时显示测定数据。请大家设计定量实验方案，探究比较0.1摩尔每升盐酸与醋酸的酸性强弱。
生：可以用pH传感器直接测定两种酸的pH值，然后换算出它们的氢离子浓度，进而比较它们的酸性强弱。
师：很好。我们应用pH传感器直接测定了0.1摩尔每升盐酸与醋酸的pH值，如屏幕图中所示。那么，通过上述实验测得的pH值，请大家计算两种酸溶液中氢离子浓度各为多少呢？
（学生计算后）
师：大家计算得很快也很准确。通过pH定义，我们很容易计算出盐酸的氢离子浓度等于10的 - 1.04次方，近似等于0.1摩尔每升。而醋酸的氢离子浓度等于10的 - 2.88次方，近似等于0.001摩尔每升。那么，你的计算结果说明两种酸在水中的电离程度，也就是电离出的氢离子浓度与酸的浓度的比值有何差异呢？
生：通过酸的浓度与其电离出的氢离子浓度对比，可知盐酸中氯化氢是100%电离，而醋酸只有约1%发生电离。
师：根据电解质在水中电离程度的不同，我们可以进一步把电解质划分为强电解质和弱电解质。强电解质是在水中能全部电离的电解质，一般来说，强酸、强碱和大部分的盐等均属于强电解质。而弱电解质是在水中只能部分电离的电解质，常见的弱电解质有弱酸、弱碱、两性氢氧化物和水等。
我们刚才所说的电离程度，其实可以定义成为一个专门的物理量——电离度α，其实际上就类似于我们之前化学平衡所学过的反应物的转化率。
我们来思考第四个问题：一、浓度相同的盐酸与醋酸溶液中，氢离子浓度大小关系以及溶液导电能力强弱关系如何？
生：由于盐酸是强电解质，完全电离，而醋酸是弱电解质，只有小部分电离，所以这两个关系都是前者大于后者。
师：接下来请大家思考问题二：氢离子浓度相同的盐酸与醋酸溶液，其浓度大小关系以及溶液导电能力强弱关系如何？
生：考虑到盐酸与醋酸两者电离程度的明显差异，要电离出与盐酸相同浓度的氢离子，弱酸的浓度必须要较大才行，所以盐酸的浓度小于醋酸的浓度。又因为溶液的导电能力与溶液中能自由移动的离子浓度直接相关，由于两种酸的氢离子浓度相同，因此两种酸溶液的导电能力也应该相同。
师：通过此问题的辨析，我们明白了电解质的强弱与其溶液导电能力强弱之间没有必然关联。电解质的强弱以其电离程度的大小来划分，而溶液导电能力的强弱以其自由移动离子浓度的大小来比较。强电解质完全电离，弱电解质部分电离，那么这些电解质在溶液中的具体存在形式是怎样的呢？我们来开展活动，请大家结合强弱电解质的概念，通过小组讨论分析，透过宏观溶液想象微观粒子，画出或用符号表征出醋酸和盐酸中存在的微观粒子。友情提示，在想象的时候需要关注这些微粒的来源、种类甚至是数目。
（学生讨论后）
师：大家都画得不错，我们把大家画的情况修正归纳一下：盐酸中有溶剂水分子、溶质阳离子氢离子、溶质阴离子氯离子，溶液中没有溶质氯化氢分子，表明氯化氢作为强电解质在水中已完全电离，我们可用含等号的电离方程式来表示。醋酸中有溶剂水分子、溶质醋酸分子、溶质阳离子氢离子、溶质阴离子醋酸根离子，溶液中溶质分子与溶质离子共存，表明醋酸作为弱电解质在水中部分电离。
那么醋酸的部分电离到底有什么特点呢？我们还能像盐酸那样用等号表示醋酸在水中的电离方程式吗？请大家思考一下，醋酸的部分电离有什么特点？溶液中的这些溶质粒子之间可能存在怎样的相互作用而导致其不能完全电离？醋酸的电离方程式能用等号表示吗？像醋酸这样的弱电解质，在水中为什么不能完全电离？
生：醋酸的电离是可逆的，存在电离平衡，电离方程式中应用可逆符号。
师：如果醋酸的电离是可逆的，存在电离平衡，那么我们如何通过实验来证明呢？提醒一下大家，回想一下化学平衡有哪些特征，其中什么特征便于我们能从实验中观测得到？你能通过什么方法找到表明醋酸电离平衡特征的宏观证据？
生：化学平衡的五大特征是一定条件下的可逆反应，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应体系内各物质的浓度恒定不变，体系处于一种动态平衡状态，改变影响平衡的外界条件，平衡随之发生变化，即发生平衡移动。前三个特征要么太过微观，不便观测，要么与静态平衡没有差别，只有后两个特征，动态平衡与平衡移动，我们可以通过平衡移动前后定量实验测量到的溶液中离子浓度的变化，对比论证电离平衡的存在。
师：那么问题来了，现提供pH传感器，请设计定量实验，并通过实验测定数据对比推理论证醋酸溶液中存在电离平衡。请大家分小组交流讨论，提出合理可行的实验方案。提醒一下大家，我们的实验设计思路是要证明平衡的存在必须通过平衡的移动，而平衡的移动可以通过改变物质的浓度来实现。
（学生分组讨论后）
师：很好，大家都提出了相对可行的实验方案，我们把大家的方案稍微修正一下，提炼出一个科学可行的实验方案：一、将0.1摩尔每升的醋酸溶液稀释1000倍，同时也将0.1摩尔每升的盐酸稀释1000倍。用pH传感器测定两种酸溶液稀释前后pH，通过pH的变化来反映溶液中氢离子浓度的变化，从而可以对比判断醋酸电离平衡的移动方向，进而佐证醋酸溶液中存在电离平衡。