水的電離和溶液的酸堿性教案

1、第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性第一課時(shí)教學(xué)目的：1、使學(xué)生了解水的電離和水的離子積2、生了解溶液的酸堿性與pH的關(guān)系3、通過水的離子積和溶液酸堿性等內(nèi)容的教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行矛盾的對(duì)立統(tǒng)一、事物間的相互關(guān)系和相互制約等辨證唯物主義觀點(diǎn)的教育教學(xué)重點(diǎn)：水的離子積，溶液酸堿性和溶液pH值的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn)：水的離子積教學(xué)過程：引入：水是不是電解質(zhì)？研究電解質(zhì)溶液時(shí)往往涉及溶液的酸堿性，而酸堿性與水的電離有密切的關(guān)系。那么水是如何電離的呢？精確的實(shí)驗(yàn)證明，水是一種極弱的電解質(zhì)，它能微弱地電離，生成 H3O+和OH ： 板書：一、水的電離1、水的電離H2O + H2O 6 H3O+ + OH 簡(jiǎn)寫為：H2O=

2、H+ OH實(shí)驗(yàn)測(cè)定：25 C H+=OH-=1 RO,mol/L100 c H+ = OH- = 1 X10_6mol/L水的電離與其它弱電解質(zhì)的電離有何異同？不同點(diǎn)：水是“自身”作用下發(fā)生的極微弱的電離。相同點(diǎn)：均是部分電離，存在電離平衡提問：請(qǐng)學(xué)生計(jì)算水的濃度，1L純水的物質(zhì)的量是 55.6mol,經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得250C時(shí)，發(fā)生電 離的水只有1X10-7moi,二者相比，水的電離部分太小，可以忽略不計(jì)。因此電離前后水的物質(zhì)的量幾乎不變，可以視為常數(shù)，常數(shù)乘以常數(shù)必然為一個(gè)新的常數(shù)，用Kw表示，即為水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積。 板書2、水的離子積Kw = c (H + ) , c (OH )

3、由于 250C 時(shí)，c (H + ) = c (OH ) = 1X10-7moi/L所以 250C 時(shí)，Kw = c (H+) c (OH ) =1X10-14 (定值)(省去單位)提問：當(dāng)溫度升高時(shí)，Kw如何變化？影響 Kw的因素是什么？(電離過程是吸熱過程)1000c 時(shí)，Kw = c (H+) . c (OH ) =1 X10-12影響因素：溫度越高，Kw越大，水的電離度越大。對(duì)于中性水，盡管 Kw,電離度增大，但仍是中性水，H+=OH -.注：溫度升高時(shí) Kw增大，所以說 Kw時(shí)要強(qiáng)調(diào)溫度。練習(xí)：影響因素條件改變平衡移動(dòng)溶液中的c(H+)溶液中的c(OH-)Kw溫度升高溫度向右增大增大

4、變大降低溫度向左減小減小變小酸堿性加入酸向左增大減小/、變加入堿向左減小增大/、變過渡：在常溫時(shí)，由于水的電離平衡的存在，不僅是純水，就是在酸性或堿性的稀溶液里,H+濃度和OH度的乘積總是一個(gè)常數(shù)一一 1X 10-14,請(qǐng)考慮一下，當(dāng)純水中加入鹽酸或氫 氧化鈉時(shí)，c (H+)和c (OH )如何變化？ 板書：二、溶液的酸堿性和 pH (常溫下)：1、溶液的酸堿性與c (H + )和c (OH )的關(guān)系：投影顯示空表，教師引導(dǎo)填寫，然后推出結(jié)論。電解質(zhì) 溶液對(duì)水電離平衡 的影響溶液中 +c (H )(mol/L )溶液中c(OH)(mol/L)c (H+)與c (OH )比較c (H+) , c

5、(OH )溶液 酸堿 性純水=10-7=10-7相等10-14中性鹽酸力口 HCl , c (H + ) 增大，平衡左移>10-7<10-7c (H+) > c (OH )10-14酸性氫氧化 鈉力口 NaOH , c( OH一)增大，平衡左移<10-7>10-7c (H+) < c (OH )10-14堿性中性溶液 c (H+) = c (OH ) = 1xi0-7moi/L酸性溶液 c (H+) > c (OH), c (H + ) > 1xi0-7mol/L堿性溶液 c (H+) < c (OH ), c (H + ) < 1X

6、10-7moi/L注：水中加酸或堿均抑 制水的電離，但由水電離出的c (H+)與c (OH )總是相等。任何電解質(zhì)溶液中，H+與OH總是共存，但不能大量共存。溶液的酸、堿性主要在于c (H+)與c (OH )的相對(duì)大小。c (H+)與c (OH )此增彼長(zhǎng)，且Kw = c (H + ) c (OH )不變。講述：酸性溶液中 c (H+)越大，酸性越強(qiáng)，堿性溶液中 c (OH )越大，堿性越強(qiáng)。我們 經(jīng)常用到一些c (H+)很小的溶液，如 c (H+) =1X10-7 moi/L的溶液，用這樣的量來表示 溶液的酸堿性的強(qiáng)弱很不方便。為此，化學(xué)上常采用pH來表示溶液酸堿性的強(qiáng)弱。2、溶液的pH :

7、(1)定義：pH =-lgc (H+) (2)適應(yīng)范圍：稀溶液，014之間。有關(guān)溶液的pH值的幾個(gè)注意問題：pH值是溶液酸堿性的量度。常溫下， pH=7溶液呈中性；pH值減小，溶液的酸性增強(qiáng)； pH值增大，溶液的堿性增強(qiáng)。pH值范圍在0-14之間。pH=0的溶液并非沒有 H + ,而是C(H+)=1mol/L ； pH=14的溶液并 非沒有OH-,而是C(OH-)=1mol/L。pH改變一個(gè)單位，C(H+)就改變10倍，即pH每增大一 個(gè)單位，C(H+)就減小到原來的1/10； pH每減小一個(gè)單位，C(H+)就增大到原來的10倍。當(dāng) C(H+)>1mol/L 時(shí)，pH 值為負(fù)數(shù),當(dāng) C(

8、OH-)>1mol/L 時(shí)，pH>14。對(duì)于 C(H+)或 C(OH-) 大于1mol/L的溶液，用pH值表示反而不方便， 所以pH值僅適用于C(H+)或C(OH-)小于等 于1mol/L的稀溶液。也可用pOH來表示溶液的酸堿性，pOH=-lgC(OH -),因?yàn)镃(H+) C(OH-)=10-14,若兩邊 均取負(fù)對(duì)數(shù)，得 pH+pOH=14?？捎胮H試紙來測(cè)定溶液的pH值。方法：用潔凈的干玻璃棒直接蘸取少許待測(cè)液，滴在pH試紙上(注意不能將 pH試紙先用水沾濕或用濕的玻璃棒，因?yàn)檫@樣做，實(shí)際上已將溶 液稀釋，導(dǎo)致所測(cè)定的pH不準(zhǔn)確)將pH試紙顯示的顏色隨即(半分鐘內(nèi))與標(biāo)準(zhǔn)比色卡

9、對(duì)照，確定溶液的pH值(因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)了，試紙所顯示的顏色會(huì)改變，致使測(cè)得的pH不準(zhǔn)。)第二課時(shí)教學(xué)目的：1、了解指示劑的變色范圍，學(xué)會(huì)用pH試紙測(cè)定溶液的pH值2、初步學(xué)會(huì)計(jì)算酸堿的 pH值以及氫離子濃度和 pH值的互算3、掌握pH相同的強(qiáng)酸與弱酸的幾個(gè)規(guī)律教學(xué)重點(diǎn)：有關(guān)pH的簡(jiǎn)單計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：熟練掌握有關(guān) pH的計(jì)算教學(xué)過程：復(fù)習(xí)提問：什么叫水的離子積？影響水的離子積因素？溶液的酸堿性與c (H + )、c (OH )及pH的關(guān)系？溶液pH的計(jì)算？求0.1mol/L鹽酸溶?中的OH - ? (25C)求0.1mol/LnaOH溶液中 H+?關(guān)于pH相同的酸(含強(qiáng)酸和弱酸)(1)溶液中c (H+

10、)相等(填“相等”或 不等”)。(2)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量的濃度：強(qiáng)酸二弱酸(填 >"或“<”)。(3)耗堿規(guī)律：pH和溶液體積均相同的 HCl、H2SO4、CH3COOH與堿完全反應(yīng)時(shí)，消耗 堿物質(zhì)的量最多的是 CH3COOH。(4)稀釋規(guī)律：分別加水稀釋 m倍時(shí)，溶液的物質(zhì)的量的濃度均變?yōu)樵瓉淼?/m ,強(qiáng)酸中c (H+)變?yōu)樵瓉淼?/m，但弱酸中 后弱酸酸性強(qiáng)于強(qiáng)酸。c (H+)減小小于(填大于”或“小于”)m倍，故稀釋pH的有關(guān)計(jì)算：(1)求酸或堿溶液的 pH(2)求強(qiáng)酸或強(qiáng)堿稀釋后的 pH(3)求混合溶液的pH兩種強(qiáng)酸(堿)混合強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合(4) pH+pOH

11、=14板書：三、有關(guān)溶液 pH的計(jì)算a先判斷溶液的酸堿性b若為酸性，先求出c (H+)后由 pH =-lgc ( H+) 求 pH若為堿性，先求 c (OH-)后 由 Kw= c (H+) c (OH ) 求c (H+),再求pH(一)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿自相或互相混合(體積變化忽略不計(jì))ni(H ) nu(H )(1)酸 I+ 酸 IIH+ =Vi +Viini(OH > (OH 一)(2)堿 I+堿 IIOH- =VI +VII(3)酸 I+堿 II完全中和：H + = OH - = 1 10'mol/Lni(H ) - Qi (OH -)酸過量：H+=Vi Viini(OH -)f(

12、H )堿過量：OH-=Vi Vii(二)溶液酸堿性pH計(jì)算經(jīng)驗(yàn)規(guī)律(1)兩強(qiáng)酸等體積混合混合后的pH=小的+0.3(2)兩強(qiáng)堿等體積混合混合后的pH=大的一0.3(3)當(dāng)按所給反應(yīng)物質(zhì)的量之比計(jì)算時(shí)，酸堿不論強(qiáng)弱，誰大誰過剩，溶液呈誰性。(4)酸堿等體積混合 pH = 2某酸與pH = 12某堿混合pH難定pH = 4某酸與pH = 10 NaOH 混合 pH w 7 pH = 4 H2SO4 與 pH = 10 某堿混合 pH > 70.01mol/L pH = 2 一元酸與 0.1mol/L pH = 12 一元堿混合 pH = 7(5) pH減小一個(gè)單位，H+擴(kuò)大為原來的10倍。P

13、H增大2個(gè)單位，H+減為原來的1/100 (6)稀釋規(guī)律：分別加水稀釋 m倍時(shí)，溶液的物質(zhì)的量的濃度均變?yōu)樵瓉淼?/m ,強(qiáng)酸中c (H+)變?yōu)樵瓉淼?/m，但弱酸中c (H+)減小 小于m倍，故稀釋后弱酸酸性強(qiáng)于強(qiáng)酸。例1、求下列溶液的pH :(1)某H2SO4溶液的濃度是0.005mol/L求此溶液的pH用水稀釋到原來體積的100倍再繼續(xù)稀釋至104倍(2) pH=3的鹽酸與pH=5的硫酸等體積混合(3) pH=10和pH=12的兩種NaOH溶液等體積混合(4) pH=12的NaOH和pH =4的HCl等體積混合解析：(1) c (H + ) =0 005mol/L X 2=0 01 mo

14、l/L ,二 pH=-lg10-2=2 c (H+) =0 01mol/L + 100=10-4 mol/L , pH=-lg10 -4=4pH=7 (強(qiáng)調(diào)酸稀釋后不會(huì)變成堿！)+、10 10，-4-4(2) c (H ) =5X 10 ,二 pH=-lg(5 10 )=4-lg5=3 32(強(qiáng)調(diào)10-3是10-5的100倍，所以10-5可以忽略不計(jì))/J24(3)因?yàn)槿芤撼蕢A性 c (OH ) =5X10-3二 c (H+)=三=2X10-1225 10二 pH=-lg(2 10-12)=12-lg2=11 7(4) NaOH 中 c (OH ) =10-2 mol/L HCl 中 c (H

15、 + ) =10-4 mol/L 二者等體積反應(yīng)，堿過量，2414反應(yīng)后溶液呈堿性。所以反應(yīng)后c (OH ) =10 10 =5X10-3. c(H+)=0一- =225 10X10-12 J. pH=-lg(2 10-12)=12-lg2=11 7例2、某溫度下純水的 C(H+)=2.0X10 7mol/L ,則此時(shí)C(OH-)為多少？若溫度不變，滴入稀H2SO4,使C(H+)=5.0X10 4mol/L ,則由水電離產(chǎn)生的 C(H+)為多少？答案：c(OH =2.0M10'm%； c(H j7K電離=8M10,1mo/L。例3、常溫下，將pH =8的NaOH與pH=10的NaOH溶

16、液等體積混合后，溶液中氫離子濃-(1 1。" 1 10'0)mol(1 10* 1 1040) mol度最接近(D) A. 21 B. (1 10 )/LC (1 1044 -5 10*)molL口 2 10“0molL例4、pH=13的強(qiáng)堿溶液與pH=2的強(qiáng)酸溶液混合，所得溶液的pH=11,則強(qiáng)堿與強(qiáng)酸的體積比是A、11:1B、9:1C、1:11D、1:9答案：D例5、常溫時(shí)某溶液中，測(cè)得由水電離出的C(H+)為10-11mol/L ,則對(duì)此溶液的下列敘述中，正確的是(C D )A、一定是酸溶液B、一定是堿溶液C、可能是pH=3的酸溶液D、可能是pH=11的堿溶液例6、將p

17、H=5的鹽酸溶液稀釋1000倍后，溶液的pH為(C )A、等于8B、等于7 C、接近7又小于7 D、大于7而小于8例7、有PH相等的鹽酸和醋酸(pH <5),如何通過實(shí)驗(yàn)的方法證明。解析：經(jīng)分析可知一為強(qiáng)酸(鹽酸)，強(qiáng)電解質(zhì)，另一為弱酸(醋酸)，弱電解質(zhì)。利用二者在電離過程中的區(qū)別，可用稀釋相同倍數(shù)后測(cè)pH的方法進(jìn)行鑒別。答案：取相同體積的兩種酸，加水稀釋10倍，用玻璃棒分別蘸取稀釋后兩種酸，點(diǎn)在PH試紙上，稍后與比色卡比較，其中PH較小的為醋酸，另一為鹽酸。練習(xí)：1 .在250C某稀溶液中，由水電離產(chǎn)生的c (H+) =10-13mol/L,下列有關(guān)溶液的敘述正確的是(CD)A.該溶液

18、一定呈酸性B.該溶液一定呈堿性C.該溶液的pH可能約為1 D.該溶液的pH可能約為132 . 250C時(shí)，10體積的某強(qiáng)酸溶液與 1體積的某強(qiáng)堿溶液混合后溶液呈中性，則混合之前，該強(qiáng)酸的pH與強(qiáng)堿的pH之間應(yīng)滿足的關(guān)系是什么？ (pH酸+pH堿=15)3 .在800C時(shí)，純水的pH小于7,為什么( (因?yàn)樗碾婋x過程是吸熱過程，所以升高溫 度，平衡右移，使 c (H+) =c (OH) >10 7 mol/L ,所以pH小于7)4 .pH = 4的鹽酸用水稀釋100倍、1000倍、10000倍，pH值各為多少？5 .在0.01mol/LHCl中，由水電離出來的 H+為多少？6 .某溶液中

19、由水電離產(chǎn)生的H+= 1 X10 10mol/L,則該溶液的pH值可能是？7 .某鹽酸中1X10 xmol/L ,某氨水的pH為y,已知：x+y = 14,且y>11,將上述兩溶液分別取等 體積，充分混合后，所的溶液中各離子濃度由大到小的順序是？8 .pH = 5的強(qiáng)酸與pH = 11的強(qiáng)堿溶液混合至 pH=7,求酸堿的體積比？課堂練習(xí)1:-1 .室溫下，在 pH=12的某溶放中，由水電離出來的c(OH )為()。(A) 1.0X10-7 mol l-1(B) 1.0X10-6 mol L-1(C) 1.0X 10-2 mol L-1(D) 1.0X10-12-1mol L2 . 25C

20、時(shí)，某溶液中，由水電離出的c(H+)=1 X 10-12 mol L-1,則該溶液的pH可能是()。(A) 12(B) 7(C) 6(D) 23 .純水在25c和80c時(shí)的氫離子濃度，前者和后者的關(guān)系是()。(A)前者大 (B)相等(C)前者小(D)不能肯定4 .某溫度下，重水(D2O)的離子積常數(shù)為1.6X10-15若用定義pH一樣來規(guī)定pD=-lgD+, 則在該溫度下，下列敘述正確的是()。(A)純凈的重水中，pD=7(B) 1 L溶解有0.01 mol DC1的重水溶液，其pD=2(C) 1 L溶解有0.01 mol NaOD的重水溶液，其 pD=12(D)純凈的重水中，D+OD->

21、;1.0X10-1 45.給蒸儲(chǔ)水中滴入少量鹽酸后，下列說法中錯(cuò)誤的是()。（ A） H+ OH - 乘積不變（ B） pH 增大了（C） OH-降低了（D）水電離出的H+增加了6常溫下，下列溶液中酸性最弱的是（） 。（A） pH=4（B） H+ =1 X10-3 mol L-1（C） OH-=1 X 10-11 mol L-1（D） H+ OH-= 1X10-147.某酸溶液的pH=3,則該酸溶液的物質(zhì)的量濃度為（）。（A） 一定大于0.001 molL-1（B）一定等于 0.001mol L-1（C） 一定小于0.001 molL-1（D）以上說法均欠妥8常溫下, 某溶液中水的電離度a=1

22、0-10/55.5（%）, 該溶液的pH 可能是（） 。（ D） 3pH 一定少于7 的是（B） pH=3 的鹽酸跟pH=11 的氨水D） pH=3 的醋酸跟pH=11 的氫氧化鋇溶（ A） 12（ B） 10（ C） 49在室溫下，等體積的酸和堿的溶液混合后，（A） pH=3 的 HNO3W pH=11 的 KOH 溶液 C） C） pH=3 硫酸跟 pH=11 的氫氧化鈉溶液10下列敘述中，正確的是（） 。（A）中和10 mL 0.1mol L-1醋酸與中和100 mL 0.01mol L-1的醋酸所需同種堿溶液的量不 同（B）等體積pH=3的酸溶液pH=11的堿溶液相混合后，溶液的 pH

23、=7（C）體積相等，pH相等的鹽酸和硫酸溶液中，H+離子的物質(zhì)的量相等 D） pH=3的甲酸溶液的H+與pH=11的氨水溶液的OH-相等11 今有a鹽酸 b硫酸 c醋酸三種酸：（ 1 ）在同體積，同pH 的三種酸中，分別加入足量的碳酸鈉粉末，在相同條件下產(chǎn)生CO2的體積由大到小的順序是。（ 2）在同體積、同濃度的三種酸中，分別加入足量的碳酸鈉粉末，在相同條件下產(chǎn)生CO2的體積由大到小的順序是。（3）物質(zhì)的量濃度為 0.1 mol L-1的三種酸溶液的pH由大到小的順序是 ;如果 取等體積的0.1 mol L-1的三種酸溶液，用 0.1 mol L-1的NaOH溶液中和，當(dāng)恰好完全反應(yīng) 時(shí)，消耗

24、NaOH 溶液的體積由大到小的順序是（以上均用酸的序號(hào)填寫）。12在25時(shí), 有 pH=a 的鹽酸和pH=b 的苛性鈉溶液，現(xiàn)取V amL 鹽酸用該苛性鈉溶液中和，需VbmL苛性鈉溶液。若 a+b=13,則Va/Vb=。13將pH=3 的弱酸溶液稀釋100 倍，該溶液的pH 范圍為：。課堂練習(xí)1 答案：1CD， 2AD ， 3C， 4B， 5BD，6D， 7D， 8AC， 9D， 10CD。12 （ 1 ） c>b=a 。 （ 2） b>a=c。 （ 3） c>a>b 。 b>c=a 。13 1:10。 13 3<pH<5。課堂練習(xí)2：1 將 pH 為

25、 5 的硫酸溶液稀釋500 倍，稀釋后溶液中c（SO42 和 c（H +）之比約為（） 。（ A） 1:1（ B） 1:2（ C） 1:10（ D） 10:12向VmLBaCl 2溶液中加入一定體積的0.05mol/L 硫酸溶液，兩者恰好完全反應(yīng)，且反應(yīng)后溶液的pH為3.0。則原BaCl2溶液的物質(zhì)的量濃度為（）。（A） 5.05X 10-4 mol L-1（B） 5.05X10-3 mol L-1（C） 1.01X10-4 mol L-1（D） 1.01X10-3 mol L-13 .在一定溫度下，將 pH=3的硫酸溶液與pH=9的氨水等體積混合后，恰好完全反應(yīng)，則 在該溫度下NH 3 H

26、2O加電離度為()。(A) 2%(B) 1%(C) 0.5%(D) 0.01%4 .水是一種極弱的電解質(zhì)，在室溫下，平均每n個(gè)水分子中只有1個(gè)水分子發(fā)生電離，則 n值是()。(A) 1X10-14(B) 55.6X 107(C) 107(D) 55.65 .下列敘述中正確的是()。(A)使甲基橙試液變黃色的溶液一定是堿性溶液(B)使酚血:試液變紅色的溶液一定是堿性溶液(C)使甲基橙試液變紅色的溶液一定是酸性溶液(D)使紫色石蕊試液不變色的溶液一定是中性溶液6 .下列試紙使用時(shí)，不宜先用水潤(rùn)濕的是()。(A) pH試紙 (B)紅色石蕊試紙(C)淀粉碘化鉀試紙(D)藍(lán)色石蕊試紙7 .將質(zhì)量百分比濃

27、度為 a%、物質(zhì)的量濃度為 C1 mol L-1的稀硫酸蒸發(fā)掉一定量的水，使之質(zhì)量百分比濃度為 2a%,物質(zhì)的量濃度為 c2 mol L-1,則G和c2的關(guān)系是()。(A) C2 =2 C1(B) C2 >2 C1(C) C2 <2 ci(D) ci = 2c28 .從植物花中提取一種有機(jī)物，可用簡(jiǎn)化式 HIn表示，在水溶液中因存在下列電離平衡，故可作酸堿指示劑：HIn(溶液紅色)=H+ (溶液)+In-(溶液黃色)。在該水溶液中加入下列物質(zhì)，能使指示劑顯黃色的是()。(A)鹽酸(B)碳酸鈉溶液 (C)硫酸氫鈉溶液(D)過氧化鈉9 .已知多元弱酸在水溶液中的電離是分步進(jìn)行的，且第一步電離程度遠(yuǎn)大于第二步電離程度，第二步電離程度遠(yuǎn)大于第三步電離程度 今有HA、H2B、H3c三種