高中化学 第三章 物质在水溶液中的行为 第1节 水溶液（第2课时）教学设计1 鲁科版选修4.doc

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+、oh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：通过认识调控溶液的酸碱度、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），溶液显酸性。同理，向纯水中加碱，溶液中的c（oh） 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（oh）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（oh）和c（h+）相对大小、c（h+）和ph的关系如下表所示：一般2525中性溶液c（h+）=c（oh）c（h+）=110-7ph=7酸性溶液c（h+）c（oh）c（h+）110-7ph7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114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ph。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：c1v1c2v2，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，pha，稀释10n倍，pha+n ；若为弱酸，pha，稀释10n倍，a pha+n；若为碱：强碱，pha，稀释10n倍，phan；弱碱，pha，稀释10n倍， an pha；（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：c(h+)混c(h+)1v1c(h+)2v2(v1+v2)再根据公式ph=-lgc(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-)1v1c(oh-)2v2(v1+v2)，再通过kw求出c(h+),最后求ph。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-h2o,中和后溶液的ph有三种情况： 若恰好中和，ph7 ；若酸有剩，根据中和后剩余的c(h+)即c(h+)（过）c(h+)1v1c(oh-)2v2）/(v1+v2)再求ph。此时ph7；若碱有剩，根据中和后剩余的c(oh-),即c(oh-) (过)c(oh-)1v1c(h+)2v2）/(v1+v2)，然后通过kw求出c(h+)，最后求ph。此时ph7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。酚酞是一有机弱酸，其ka=610-10，它在溶液中的离解平衡可用下式表示：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，酚酞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：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：式中kin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11010。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=pkin1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(1)强酸：先求出溶液的h，再通过phlgh求溶液的ph。(2)强碱：先求出溶液的oh，再通过hkw/oh求出溶液的h，最后求得ph。2强酸、强碱的稀释(1)强酸pha，加水稀释10n倍，则phan无限稀释，ph约等于7。(2)强碱phb，加水稀释10n倍，则phbn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hph，h(h1v1h2v2)/(v1v2)。速算规律：当v1v2，ph相差2个单位以上时，ph(混)ph(小)0.3。(2)强碱和强碱求解方法：先求oh再求hphoh(oh1v1oh2v2)/(v1v2)；hkw/oh。速算规律：当v1v2，ph相差2个单位以上时，ph(混)ph(大)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：hoh=h2o判断反应情况；若n(h)n(oh)，则恰好完全反应，溶液显中性，ph7若n(h)n(oh)，则酸过量，剩余h，phlgh若n(oh)n(h)，则碱过量，剩余ohhkw/oh，phlgh。六、检测题1. 常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是()aph3的醋酸溶液稀释100倍，ph5b若1 ml ph1的盐酸与100 ml naoh溶液混合后，溶液的ph7，则naoh溶液的ph11c将1 l 0.1 moll1的ba(oh)2溶液稀释为2 l，ph12dph8的naoh溶液稀释100倍，其ph62. 在常温下，将ph8的naoh溶液与ph10的naoh溶液等体积混合后，溶液的ph最接近于()a8.3b8.7c9d9.73. 常温下，将0.1 moll1naoh溶液与0.04 moll1 h2so4溶液等体积混合，该混合溶液的ph等于() a1.7 b2.0 c12 d12.44. 室温时，将xmlpha的稀naoh溶液与ymlphb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xy，且ab14，则ph7b若10xy，且ab13，则ph7c若axby，且ab13，则ph7d若x10y，且ab14，则ph75. 在25 时，有pha的盐酸和phb的naoh溶液，取va l盐酸与naoh溶液中和，需vb l naoh溶液，问：(1)若ab14，则va/vb_(填数字)。(2)若ab13，则va/vb_(填数字)。(3)若ab14，则va/vb_(填表达式)，且va_vb(填“”、“”或“”)。(4)若ab15，则va/vb_(填数字)。6. 已知某温度下纯水的ph6。(1)ph7的溶液呈_(填“酸性”“中性”或“碱性”)。(2)该温度下0.1moll1的盐酸溶液的ph_。(3)该温度下0.05moll1的ba(oh)2溶液的ph_。(4)该温度下，将ph11的苛性钠溶液v1l与ph1的稀硫酸v2l混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的ph2，则v1v2_。参考答案1. 【解析】a项，ph3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍时，3ph5；b项，ph7，则1103 l0.1 moll10.1 loh，oh1103 moll1，ph14311；c项，0.1 moll1ba(oh)2溶液稀释到2 l时，oh moll10.1 moll1，h11013 moll1，ph13；d项，naoh溶液是碱溶液，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(1106 moll11104 moll1)/25.05105 moll1，h混kw/oh21010 moll1，ph9.7。【答案】d3. 【解析】naoh过量，过量的oh0.01 moll1，故ph12。【答案】c4. 【解析】本题主要考查有关ph的简单计算。由题意知：n(naoh)x10a14103mol，n(hcl)y10b103mol，所以n(naoh)n(hcl)10(ab14)。若xy，且ab14，则n(naoh)n(hcl)，ph7；若10xy且ab13，则n(naoh)n(hcl)，ph7；若axby且ab13则，n(naoh)与n(hcl)大小不确定，ph亦不确定；若x10y且ab14，则n(naoh)n(hcl)，ph7，d正确。【答案】d5. 【解析】依题意有：pha的盐酸中，h110a moll1；phb的naoh溶液中，h110b moll1，naoh moll110b14 moll1。完全中和应满足hclvanaohvb，故10ab14。(1)若ab14，则va/vb1014141001；(2)若ab13，则va/