新教材高中化學水溶液中的離子反應與平衡第2節(jié)水的電離和溶液的pH課件新人教版選擇性必修3

第三章水溶液中的離子反響與平衡第二節(jié)水的電離和溶液的pH第1課時水的電離溶液的酸堿性學習目標核心素養(yǎng)1．認識水的電離，水是一種極弱的電解質。2．結合電離常數，了解水的離子積常數，適用于任何水溶液。3．結合真實實例，能判斷溶液的酸堿性及pH，掌握檢測溶液pH的方法。4．知道水的離子積常數表達式及其應用。1．能從微觀角度通過c(H＋)和(OH－)的相對大小判斷溶液的酸堿性，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的能力。2．能從電離的角度理解外界條件對水的電離平衡的影響，培養(yǎng)變化觀念與平衡思想。課前素能奠基課堂素能探究課堂達標驗收新課情景呈現名師博客呈現新課情景呈現追求健康長壽是人類共同的愿望。人們首先要擁有健康，才有可能獲得財富、地位和幸福。健康從哪里來呢？水是生命之源，如果沒有水，就不可能有生命。風行日本、歐美等國的活性離子水是一種高品質的飲用水。離子水比普通水分子團直徑小，

滲透作用快，有利于消除體內過多的自由基，能夠延緩機體衰老，且對多種疾病有預防和輔助治療的作用。它的誕生，在全世界掀起了一場飲水領域的革命，善待生命，從水開始。你知道水中有哪些粒子嗎？人的健康與體液的酸堿性有著很大的關系，人體處于正常狀態(tài)時血液的pH是～，血液的pH哪怕發(fā)生極微小的變化，就會造成身體不適，當pH＞時會發(fā)生堿中毒，而pH＜時那么發(fā)生酸中毒，嚴重時會有生命危險。那么溶液為何會呈現不同的酸堿性？如何測定溶液的酸堿性？血液等體液又是如何維持pH恒定的呢？你知道溶液的酸堿性的強弱與c(H＋)、c(OH)之間的關系是怎樣的嗎？課前素能奠基

新知預習＝

吸熱

c(H＋)·c(OH－)

增大

1×10－14

二、溶液的酸堿性與pH1．溶液的酸堿性：(1)討論探究(常溫下，利用平衡移動原理分析完成下表)：體系c(H＋)變化c(OH－)變化c(H＋)與c(OH－)的關系純水

c(H＋)______c(OH－)純水中加入少量鹽酸______________c(H＋)______c(OH－)純水中加入少量氫氧化鈉溶液________________c(H＋)______c(OH－)＝

增大

減小

＞

減小

增大

＜

(2)結論：＝

＜

＞

2．溶液的pH(1)c(H＋)、pH與溶液酸堿性的關系。25℃時，溶液中c(H＋)、pH與酸堿性的關系如下圖：－lgc(H＋)

越強

(3)溶液酸堿性的測量。①pH試紙：②pH計：pH計精確度高，可直接從儀器中讀數。(4)pH的應用。應用領域實例人體健康人體的各種體液都有一定的pH，當酸堿平衡失調時，人體就表現出病變，因而可以利用檢測血液中的pH診斷疾病生活應用利用護發(fā)素保護頭發(fā)，就是通過調節(jié)頭發(fā)的pH使之達到適宜的酸堿度環(huán)保領域酸性或堿性的廢水，可以利用中和反應調節(jié)pH應用領域實例農業(yè)生產土壤的pH影響植物對養(yǎng)分的吸收及養(yǎng)分的有效性，各種作物的生長也都對土壤的pH范圍有一定的要求，因而應注意保持土壤的酸堿性科學實驗工業(yè)生產溶液的pH控制常常是影響實驗結果或產品質量、產量的一個關鍵因素預習自測C

2．在相同溫度下，在0.1mol·L－1的氫氧化鈉溶液和0.1mol·L－1的鹽酸中，水的電離程度 (

)A．前者大 B．前者小C．一樣大 D．無法確定解析：兩種溶液中c(NaOH)＝0.1mol·L－1，其c(OH－)＝0.1mol·L－1。鹽酸中c(HCl)＝0.1mol·L－1，c(H＋)＝0.1mol·L－1。因此，兩溶液中酸或堿對水電離的抑制程度相同。C

3．以下溶液一定顯酸性的是 ()A．溶液中c(OH－)＞c(H＋)B．滴加紫色石蕊試液后變紅色的溶液C．溶液中c(H＋)＝10－6mol·L－1D．pH＜7的溶液解析：判斷溶液的酸堿性關鍵看c(H＋)和c(OH－)相對大小，假設c(H＋)＞c(OH－)，溶液呈酸性；而pH＜7或c(H＋)＜10－7mol·L－1，僅適用于常溫時，假設溫度不確定，就不能用來判斷溶液的酸堿性，而B項中可使紫色石蕊試液變紅，那么該溶液為酸性。B

課堂素能探究

知識點

問題探究：1．甲同學認為，在水中參加H2SO4，水的電離平衡向左移動，解釋是參加H2SO4后c(H＋)增大，平衡左移。乙同學認為，參加H2SO4后，水的電離平衡向右移動，解釋為參加H2SO4后，c(H＋)濃度增大，H＋與OH－中和，平衡右移。你認為哪種說法正確？并說明原因。水的電離平衡移動后，溶液中c(H＋)·c(OH－)是增大還是減??？水的電離與Kw2．在常溫下，0.01mol·L－1的鹽酸溶液中，c(OH－)是多少？水電離出的c(H＋)又是多少？3．請與同學探究，在常溫下，酸或堿的稀溶液中，由水電離出的c(H＋)和c(OH－)還相等嗎？c(H＋)·c(OH－)＝×10－14還成立嗎？探究提示：1．甲正確，溫度不變，Kw是常數，參加H2SO4，c(H＋)增大，c(H＋)·c(OH－)＞Kw，平衡左移。c(H＋)·c(OH－)不變，因為Kw僅與溫度有關，溫度不變，那么Kw不變，與外加酸、堿、鹽無關。2．由于c(H＋)溶液＝0.01mol·L－1，溶液中c(OH－)＝Kw÷c(H＋)溶液＝×10－14÷0.01)mol·L－1＝×10－12mol·L－1。由于溶液中的OH－只來源于水的電離，所以水電離出的c(H＋)＝×10－12mol·L－1。3．在酸或堿的稀溶液中由水電離出的c(H＋)和c(OH－)一定相等，但溶液中所有的c(H＋)和所有的c(OH－)一定不相等。c(H＋)·c(OH－)＝×10－14仍然成立。2．理解Kw應注意的幾個問題：(1)Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的電離平衡，H＋和OH－共存，只是相對含量不同而已。(2)Kw只與溫度有關。因為水的電離是吸熱過程，所以溫度升高，有利于水的電離，Kw增大，如100℃，Kw＝×10－13。但是在室溫下，Kw為×10－14。(3)Kw不僅適用于純水，還適用于酸、堿的稀溶液，且由水電離的c水(H＋)＝c水(OH－)。此時，水溶液中水的離子積常數不變。一定溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖，以下說法正確的選項是 ()A．升高溫度，可能引起由c向b的變化B．該溫度下，水的離子積常數為×10－13典例1C

C．該溫度下，參加稀鹽酸可能引起由b向a的變化D．該溫度下，稀釋溶液可能引起由c向d的變化解析：升高溫度促進水的電離，c(H＋)和c(OH－)都增大，A錯誤；該溫度下Kw＝c(OH－)·c(H＋)＝1×10－14，B錯誤；參加HCl，溶液中c(H＋)增大，c(OH－)減小，C正確；稀釋時，假設c(OH－)減小，那么c(H＋)應變大，不可能由c向d變化，D錯誤。規(guī)律方法指導：解答此題需注意以下兩點(1)外界因素對水的電離平衡的影響。(2)溫度一定時，c(OH－)·c(H＋)是個常數。B

解析：向水中參加稀氨水，NH3·H2O電離出OH－導致c(OH－)增大而抑制水電離，平衡逆移，A項錯誤；參加NaHSO4固體，NaHSO4電離出H＋使c(H＋)增大抑制水電離，但溫度不變，Kw不變；B項正確；參加CH3COOH，CH3COOH電離出H＋使c(H＋)增大，C項錯誤；升溫平衡右移，c(H＋)與c(OH－)都增大，Kw增大，D項錯誤。知識點

溶液的酸堿性問題探究：1．常溫下，將pH＝5的鹽酸稀釋到體積為原來的100倍所得的溶液是否呈中性？2．常溫下，由水電離出的c(H＋)＝10－10mol·L－1，該溶液呈什么性？3．某溶液中c(H＋)＝10－6mol·L－1，該溶液一定呈酸性嗎？某溶液的pH＝7，該溶液一定呈中性嗎？探究提示：1．常溫下，將酸溶液無限稀釋，其pH無限接近7但不會等于7，溶液呈酸性。2．可能呈酸性也可能呈堿性。3．因為溫度不確定，故不能確定溶液的酸堿性。知識歸納總結：判斷溶液酸堿性的標準(1)判定溶液酸堿性的依據是c(H＋)與c(OH－)的相對大小，如果c(H＋)＞c(OH－)，溶液顯酸性；如果c(H＋)＜c(OH－)，溶液顯堿性；如果c(H＋)＝c(OH－)，溶液顯中性。(2)用pH判斷溶液酸堿性時，要注意的條件是溫度，不能簡單地認為pH＝7的溶液一定呈中性，如100℃時，純水的pH＜7，所以使用pH判斷溶液酸堿性時需注明溫度。(3)用酸堿指示劑判斷溶液酸堿性時，要注意指示劑的變色范圍。(多項選擇)以下關于溶液酸堿性的說法正確的選項是 ()A．常溫下，pH＝7的溶液呈中性B．中性溶液中一定有c(H＋)＝×10－7mol·L－1C．c(H＋)＝c(OH－)的溶液呈中性D．在100℃時，純水的pH＜7，因此呈酸性解析：25℃時，中性溶液pH＝7，A項正確；在中性溶液中，c(H＋)和c(OH－)一定相等，但并不一定等于×10－7mol·L－1，所以B項錯誤，C項正確；100℃的純水中，雖然pH＜7，但c(H＋)＝c(OH－)，還是呈中性，所以D項錯誤。AC

典例2規(guī)律方法指導：溶液酸堿性與c(H＋)、c(OH－)及pH的關系〔變式訓練2〕以下溶液一定呈中性的是 ()A．使石蕊溶液呈紫色的溶液B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液C．由強酸、強堿等物質的量反響得到的溶液D．非電解質溶于水得到的溶液B

解析：使石蕊溶液呈紫色的溶液，可能顯酸性、中性或堿性，故A錯誤；等物質的量的強酸與強堿，由于它們所含H＋和OH－的物質的量未知，因此無法判斷它們混合后溶液的酸堿性，故C錯誤；非電解質溶于水，可以使溶液顯酸性、堿性或中性，如SO2溶于水生成H2SO3，溶液顯酸性，NH3溶于水生成NH3·H2O，溶液顯堿性，乙醇、蔗糖等溶于水，溶液顯中性，故D錯誤。名師博客呈現

“不小心〞與科學發(fā)現著名的化學家波義耳有一次傾倒?jié)恹}酸時，不小心把酸濺到了紫羅蘭的花瓣上。為了洗掉花瓣上的酸，他把花浸在盛水的杯子里。結果他發(fā)現藍色的花竟變成了紅色。受到這一現象的啟發(fā)，他從各種花、地衣以及樹皮和植物的根里制取了不同顏色的浸出液，用這些浸出液去檢驗各種溶液是酸還是堿，這就是最早的酸堿指示劑。紅椰菜除了可供食用外，它的色素對酸堿非常敏感，只要用熱水作為溶劑把紅椰菜的色素提煉出來，它的色素便會在不同的酸堿值(pH)呈現不同的顏色：pH＝1，深紅；pH＝2～3，紫紅；pH＝4～6，淺紅；pH＝7～9，藍色；pH＝10，綠色；pH＝11，黃綠；pH＝12～14，黃色。課堂達標驗收1．水是最珍貴的資源之一。以下表述正確的選項是 ()A．4℃時，純水的pH＝7B．溫度升高，純水中的c(H＋)增大，c(OH－)減小C．水的電離程度很小，純水中主要存在形態(tài)是水分子D．向水中參加酸或堿，都可抑制水的電離，使水的離子積減小解析：25℃時，純水的pH＝7,4℃時，純水的電離程度減小，pH稍大于7，A錯誤；溫度升高，水的電離平衡向右移動，c(H＋)與c(OH－)均增大，B錯誤；水是一種極弱的電解質，電離程度很小，25℃時，純水電離出的H＋濃度只有×10－7mol·L－1，純水中主要存在形態(tài)是水分子，C正確；水的離子積不受溶液酸堿性的影響，D錯誤。C

2．室溫下，把1mL0.1mol·L－1的H2SO4加水稀釋成2L溶液，在此溶液中由水電離產生的H＋，其濃度接近于 (

)A．1×10－4mol·L－1 B．1×10－8mol·L－1C．1×10－11mol·L－1 D．1×10－10mol·L－1解析：稀釋后c(H＋)＝(1×10－3L×0.1mol·L－1×2)/2L＝1