高中化学第三章物质在水溶液中的行为第一节水溶液第2课时教案鲁科版选修4

1、第三章物质在水溶液中的行为第1节水溶液第2课时【教学目标】知识与技能：使学生理解水的电离以及水的离子积常数的含义，并能应用水的离子积常数进行相关计算；认识溶液的酸、碱度与H+、0口浓度，以及与PH的关系，会进行有关 PH的简单计算；知道强、弱电解质的区别，理解弱电解质电离平衡的含义，并掌握其表示方法。过程与方法：使学生了解从单一物质到多种物质、分清主次矛盾的研究思路，初步学会对复杂体系研究的一般方法。情感态度与价值观：通过认识调控溶?的酸碱度、PH在工农业生产中的重要作用，使学生体会化学对人类生产、生活的作用。【教学过程】一、溶液的酸碱性与 pH1 .水的电离平衡与溶液的酸碱性关系水的电离是一

2、种动态平衡，在纯水中加入酸，则抑制了水的电离平衡，使 c (H+) c (OH 一),溶液显酸性。同理，向纯水中加碱，溶液中的c (0斤) c (H+),溶液显碱性。2 .溶液中的pH(1) pH与溶液的酸碱性关系。对于酸碱性较弱的溶液，用 c (H)或c (ON)的浓度大小表示溶液的酸碱性强弱很不方便，化学上常用pH来表示溶液酸碱性的强弱。pH = lgH +。溶液的酸碱性与 c (O1)和c (H+)相对大小、c (H+)和pH的关系如下表所示：25 c25 c中性溶液c ( H+) =c (OHT)c (H+) =110-7pH=7酸性溶液c (H+) c (OH )c (H+) 110

3、-7pH7碱性溶液c (H+) c (OH )c (H+) 7(2)溶液的pH测定方法pH试纸：常用的pH试纸有广泛pH试纸(pH范围1 14或010,可识别的差值为1)和精密pH试纸(pH范围较窄，可以判别的 pH差值为0.2或0.3)。pH试纸的使用方法：取一片 pH试纸，放在洁净的表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央，然后与标准比色卡对照。 pH 计法精确测量溶液的pH 的方法。二、 pH 的应用1. 医疗山：当体内的酸碱平衡失调时，血液的 pH是诊断疾病的一个重要的参数，而利用药 物调控pH则是辅助治疗的重要手段之一。2. 生活中：人们洗发时用的护发素，其主要功能就是调节头

4、皮的pH使之达到适宜的酸碱度。3. 在环保领域中，酸性或碱性废水处理常常利用中和反应，在中和反应处理的过程中可用pH 自动测定仪进行检测和控制。4. 农业生产中，因土壤的 pH 影响植物对不同形态养分的吸收及养分的有效性，各种植物的生长都对土壤的pH范围有一定的要求。5. 在科学实验和工业生产中，溶液的 pH 的控制常常是影响实验结果或产品质量，产量的一个关键因素。三、溶液的 pH 的计算1 .基本思路根据pH的定义：pH = lgH +,溶液的pH计算的核心是确定溶液中的H+的大小。具体地， 酸性溶液必先确定溶液中的 H+;碱性溶液必先确定OH ,再由OH- H+=Kw换算成H+, 然后进行

5、 pH 的计算。2 . 计算类型及方法( 1 )单一溶液pH 的计算强酸溶液强酸溶液的pH计算方法是：根据酸的浓度选求出强酸溶液中的c(H+)然后对其取负对数就可求得 pH。强碱溶液强酸溶液的pH计算方法是：根据碱的浓度先求出强碱溶液中的c(OH)然后利用该温度下的Kw求出c(H+)然后求pHo其它溶液其它溶液的 pH 计算方法是：想办法求出溶液中的c(H +) 然后取负对数( 2 )稀释型(指单一溶质加水稀释或相当于水的稀释作用)实质：稀释前后酸或碱的物质的量不变。一般计算公式：CV1 = QV2,据此求出稀释后酸或碱的物质的量的浓度。特殊结论： 若为酸：强酸，pH= a,稀释 10n 倍，

6、PH= a+n ;若为弱酸，pH= a,稀释10n倍，a PHv a+n;若为碱：强碱，PH= a,稀释 10n 倍，pH= an;弱碱，PH= a,稀释 10n 倍，a n pHv a;( 3 )混合型(多种溶液混合)强酸混合强酸混合后溶液的pH求算的方法是：先求出混合后的 c(H+)混，即：3)混=+)1V1 +c(H+) 2V2 + (V1+V2)再根据公式 pH=-lg c(H+)求 pH。强碱溶液混合强碱混合后溶液的 pH求算的方法是：先求出混合后的c(OH-)混，即：c(OH-)混=c(OH-)1V1+ c(OH-)2V2 +(V1+V2),再通过 KW求出 c(H+),最后求 p

7、H。强酸和强碱溶液混合这里的混合，实为中和，要发生反应：H+OH = HbO,中和后溶液的pH有三种情况：若恰好中和，pH=7 ;若酸有剩，根据中和后剩余的 c(H+)即C(H+)(过)=C(H+)1V1 C(OH)2V2) /(V 1+V2)再求pHo此时pH 7特别提醒(1)若酸的溶液无限稀释，则无论酸的强弱，PH一律接近于7;若碱的溶液无限稀释，则无论碱的强弱，PH一律接近于7。(2)若两强酸等体积混合，可采用速算法：混合后溶液的pH等于混合前溶液 pH小的加上0.3 ;若两强碱溶液等体积混合，可采用速算法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减去 0.3 。四、酸碱指示剂的变色原理酸

8、碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，这些弱酸或弱碱与其共轭碱或共轭酸具有不同的颜色。现以酚酞指示剂为例加以说明。酚酬:是一有机弱酸，其Ka=6X 10-10,它在溶液中的离解平衡可用下式表示：融式无色）M式也）从离解平衡式可以看出， 当溶液由酸性变化到碱性，平衡向右方移动，酚配由酸式色转变为碱色，溶液由无色变为红色；反之，由红色变为无色。以HIn代表弱酸性指示剂，其离解平衡可用下式表示：HIn 一*加+ H *橇式色碑式色由此可见，酸碱指示剂的变色和溶液的pH值相关。现以弱酸性指示剂为例来讨论指示剂的变色与溶液pH值之间的数量关系。已知弱酸性指示剂在溶液中的离解平衡为：Hln + + In-赤In

9、_ 凡一研一次或嗝厂国力式中Kn为指示剂的离解平衡常数，通常称为指示剂常数。在一定温度下，酸碱指示剂 Kin是一个常数。因此，溶液的颜色就完全决定于溶液的pH值。溶液中指示剂颜色是两种不同颜色的混合色。当两种颜色的浓度之比是 10倍或10倍以上时，我们只能看到浓度较大的那种颜色。一般认为，能够看到颜色变化的指示剂浓度比In -/HIn的范围是1/1010。如果用溶液的pH值表示，则可表示为：当pH值在pKIn-1以下时，溶液只显指示剂的酸式色;pH值在pKIn+1以上时，只显其碱式色。当pH在pKIn-1到pKIn+1之间时，才能看到指示剂的颜色变化情况，故指示剂的变色 范围为：pH=pKIn

10、 1因此，根据理论上推算，指示剂的变色范围是两个pH单位。五、溶液pH计算的三种类型1 .单一溶液 强酸：先求出溶液的H+,再通过pH= lgH +求溶液的pH。(2)强碱：先求出溶液的OHI ,再通过H + = KW/OH-求出溶液的H+,最后求得pH。2 .强酸、强碱的稀释 强酸pH= a,加水稀释10n倍，则pH= a+n无限稀释，pH约等于7。(2)强碱pH= b,加水稀释10n倍，则pH= bn无限稀释，pH约等于7。3 .溶液的混合(1)强酸和强酸求解方法：求H + -pH, H + =(H+ 1V+H+ 2M)/( V1 + V2)。速算规律：当 V = V, pH相差2个单位以

11、上时，pH(混)=pH(小)+0.3。(2)强碱和强碱求解方法：先求OH一一再求H+ -pHOH = (OH M+OH 2V)/( V + V); H = K7OH 。速算规律：当 V = V, pH相差2个单位以上时，pH(混)=pH(大)一0.3。(3)强酸与强碱求解方法：求出混合前酸溶液中 n(H + )、碱溶液中n(OH );根据混合时反应：HI+OH =HO判断反应情况；若n(H + ) = n(OH ),则恰好完全反应，溶液显中性，pH= 7n H+ n OH若 n(H+) n(OH ),则酸过量，剩余H+ =V；工V, pH= lgH +n OH n 4若 n(OH ) n(H

12、+ ),则碱过量，剩余OH =/ThH+ =K/OH , pH= lgH +。六、 检测题1. 常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是()A. pH 3的醋酸溶液稀释100倍，pH= 5B.若1 mL pH = 1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后，溶液的 pH= 7,则NaOH41 pH= 11C.将 1L 0.1 mol - L 1 的 Ba(OH)2溶液稀释为 2 L , pH= 12D. pH= 8 的 NaOFHM稀释 100 倍，其 pH= 62 .在常温下，将pH= 8的NaOHM与pH= 10的NaOH液等体积混合后，溶液的pH最接近于 ()A 8.3B 8.7C 9D

13、9.73 .常温下，将0.1 mol L -NaOH与0.04 mol 1 H2SQ溶液等体积混合，该混合溶液 的pH等于()A 1.7B 2.0C 12D 12.44 .室温时，将xmLpH= a的稀NaOH与ymLpH= b的稀盐酸充分反应。 下列关于反应后溶 液 pH 的判断，正确的是()A.若 x=y,且 a+b=14,贝U pH7B.若 10x=y,且 a+b=13,贝U pH= 7C.若 ax=by,且 a+b=13,贝U pH= 7D.若 x=10y,且 a+b=14,则 pH75 .在25 C时，有pH= a的盐酸和pH= b的NaOH液，取 UL盐酸与NaOH液中和， 需 L

14、 NaOH溶液，问：(1)若 a+b=14,则 M/Vb=(填数字)。(2)若 a+ b= 13,则 Va/Vb=(填数字)。(3)若 a+b14,则 Va/V=(填表达式)，且 V Vb(填 “”、“v”或“=”)。(4)若 a+ b= 15,则 Va/Vb=(填数字)。6 .已知某温度下纯水的 pH= 6。(1)pH = 7的溶液呈 (填“酸性” “中性”或“碱性”)。(2)该温度下 0.1mol L -的盐酸溶液的 pH=。 该温度下0.05mol L -的Ba(OH)2溶液的pH=。(4)该温度下，将pH= 11的苛性钠溶液 VL与pH= 1的稀硫酸V2L混合(设混合后溶液的体积 为原

15、两溶液体积之和),所得混合溶液的 pH= 2,则V1 ： V2=。参考答案1 .【解析】 A项，pH 3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍时，3vpH5; B项，pH= 7,贝U 1X10 3 LX 0.1 mol - L = 0.1 LXOH , OH =1X10 V L = 0.01 mol L 1,故 pH= 12。 mol L0.2：pH= 143=11; C项，0.1 mol - L EalOHX溶液稀释到 2 L 时，OH =_2 mol L 1= 0.1 mol L t, H + = 1X10 13 mol - L 1, pH= 13; D项，NaOH液是碱溶液

16、，无论怎么稀释，pH在常温下不可能成为6,只能无限接近于 7。【答案】 B2 .【解析】 稀溶液混合体积近似等于两种溶液体积之和。强碱溶液混合，应按OH-计算:OH 混=(1 X 10 n(NaOH)=x T0a 14 10 3mol, n(HCl) = y 10 b 10 3mol,所以 mol - L 1+1X10 【答案】C mol L 1)/2 =5.05 X 10 4.【解析】本题主要考查有关pH的简单计算。由题意知: mol - L 1, h+i = K40H =2X10 10 mol - L 1, pH9.7。【答案】D3 .【解析】NaOHi量，过量的OH =n(NaOH)：

17、n(HCl)=X - 10a 14 - 10 3 X(a+by - io b- io 3=yx1014)。x=y,且 a+b=14,则 n(NaOH)=n(HCl),pH= 7;若 10x0.1 mol - L 1x V L 0.04 mol L 1 X V LX 2= y且a+b=13,则 n(NaOH)n(HCl) , pHn(HCl) , pH7, D正确。【答案】D5 .【解析】依题意有：pH= a的盐酸中，H = 1 x 10 a mol L 1 ； pH= b的NaOH液, 一 一14.2 2Kw1X10 mol L中，H+ =1X10 b mol L 1, NaOH=10-b mol - L 1 = 10 b mol . l 1 = 10b 14 mol LV NaOH 10b 14 mol - L 11。完全中和应满足HCl居=NaOHM,故Vb= HCl = 10 a mol L 1 =10a+b 14(1)若 a+b=14,则 V5/V3=1014 14= 100=1；1(2)若 a+b=13,贝U M/%=1013 14= 10 1=而；(3)若 a+b14,则 V5/Vb=10a+b 141,则 %；(4)若 a+b=15,则 M/Vb=1015 14= 10。1【答案(1)1(2) 10 (3)10 a+b V+V=【答案】