（新课标）高中化学 第三章 第1节 水溶液导学案 鲁科版选修4.doc

第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水溶液第1课时 水的电离和溶液的酸碱性 【课前学案导学】 精准定位学习目标导航1.理解水的电离过程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的计算。2.了解溶液的酸碱性与溶液中的h+和oh的关系。3.知道ph的定义，了解溶液的酸碱性与ph的关系。4.能够进行有关ph的简单计算。自主梳理基础知识导航一、水的电离1.水的电离水是一种_的电解质。电离方程式为_，也可以简写为_。2.水的离子积常数（1）水的电离常数：k电离=_。（2）水的离子积常数kw=_=_，随着温度的升高，水的离子积_增大，在室温下，kw =_。3.影响水的电离平衡的因素（1）温度：水的电离是_的过程，温度升高会使水的电离平衡向_移动（选填“左”“右”“不”）（2）浓度：加酸，水的电离平衡向_移动（选填“左”“右”“不”）；加碱，水的电离平衡向_移动（选填“左”“右”“不”）。 可见，加酸、加碱都会_（选填“促进”“抑制”“不影响”）水的电离，但水的离子积_。问题思考1 ？在稀盐酸中存在oh吗？25时稀盐酸中的kw是多少？二、溶液的酸碱性与ph1.溶液的酸碱性与c（h+）和c（oh）的关系酸性溶液：c（h+）_c（oh）；中性溶液：c（h+）_c（oh）；碱性溶液：c（h+）_c（oh）。2.溶液的酸碱性与ph的关系（1）溶液的ph的定义ph = _如：0.01mol/l的盐酸的ph=_；c（h+）=mol/l的naoh溶液，ph=_。（2）ph与溶液酸碱性的关系室温下，酸性溶液：c（h+）_mol/l，ph_7；中性溶液：c（h+）_mol/l，ph_7；碱性溶液：c（h+）_mol/l，ph_7。问题思考2 ？在某溶液中，h+为mol/l，此溶液一定呈中性吗？自主梳理参考答案一、1.极弱 h2o+h2oh3o+oh h2o h+oh 2. k电离ch2o 增大 3.(1)吸热 右 (2)左 左 抑制不变二、1. = ； = = ；问题思考参考答案 问题思考1【答案】由于水存在电离平衡h2o h+oh，故任何水溶液中都会存在h+和oh。故稀盐酸中存在oh，只是ohc（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。探究三：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。探究四：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。典例剖析-名师释疑助航例1.溶液的ph定义为phlgh，poh定义为pohlgoh，kw表示25时水的离子积常数，则弱酸性溶液中h可表示为（）a.kw/poh moll b.10 pohmollc. 10p ohmoll d. 10pohmoll答案b解析因为phlgh，故h10ph；又因为ph14poh，则phpoh，故h10pohmoll。【变式训练1】某地酸雨经检验其主要成分除含h外，还有na、so4、no3、nh4，其浓度依次为：7.0106moll，2.5106moll，3.5106moll，2.3106moll，则该水样的ph约为（）a.4 b.4.7 c.5 d.5.7【例2】往一定体积的ba(no3)2溶液中逐滴加入ph的稀硫酸，至溶液中ba2恰好完全沉淀，测得溶液的ph，则h2so4与ba(no3)2溶液体积比为（忽略混合时液体体积的变化）（）a.1：b.1：c.：d.：答案b解析当h2so4与ba(no3)2溶液混合发生反应时，只有ba与so4结合生成baso4沉淀，h并不参加反应，对于变化实际上是溶液稀释问题。根据稀释定律，ph改变个单位，h改变10倍，那么应该符合下列关系：h1v1h2(v1+v2)，即10v110(v1v2)，v1：v2：。【变式训练2】某强酸溶液的pha，强碱溶液的phb，且ab13，酸、碱溶液混合后混合溶液的ph，则酸溶液的体积v与碱溶液的体积v之间的正确关系是（）a. v102 v2 b. v210 v1 c. v2v2 d. v22v1【例3】求25时，0.005mol/l的h2so4溶液的ph。答案2解析0.005mol/l的h2so4溶液中c(h+)=110-2故ph=-lg110-2=2【变式训练3】求25时，10-5mol/l的naoh溶液的ph。变式训练解析及答案【变式训练1】答案：c 解析：由于为“酸雨”，因而oh可忽略不计，依据离子电子电荷守恒有下列关系：hnanh4so4no3。将已知的离子浓度代入，则h10moll，phlghlg10。【变式训练2】答案：b解析：最终溶液的ph，恰好中和，10av110b14v2，则v1/v210ab，所以v210 v1。【变式训练3】答案：9解析：10-5mol/l的naoh溶液中c(oh-)=110-5mol/l,则c(h+)=kw/c(oh-)=(110-14)/110-5mol/l=110-9mol/l,故ph=9备选例题1. 在甲烧杯中放入盐酸，乙烧杯中放入醋酸，两种溶液的体积和ph都相等，向两烧杯中同时加入质量不等的锌粒，反应结束后得到等量的氢气。下列说法正确的是（）a、甲比乙放入的锌的质量大b、甲中的酸过量c、两烧杯中参加反应的锌等量d、反应开始后乙中的h+浓度始终比甲中h+浓度小【答案】ac【解析】乙烧杯中ch3cooh的物质的量大于甲烧杯中盐酸的物质的量，完全反应时产生的氢气必然是乙烧杯中多，因此，若乙烧杯中锌有剩余，就不可能出现氢气体积相等的情况。所以，只能是甲烧杯中锌有剩余，而根据氢气相等，实际消耗的锌相等，现在甲还有锌剩余，故甲中放入的锌要多，a正确；由于甲中有锌剩余，故酸不足，b错误；据“反应结束后得到等量的氢气”说明两个烧杯中实际反应的锌质量相等，c正确；乙中的氢离子浓度不变，因为随着氢离子的消耗，醋酸电离出新的氢离子。而盐酸的氢离子是一只消耗的，所以d错误。2求25时，某浓度的hac溶液中，由水电离的c(h+)=110-12mol/l,求该溶液的 ph【答案】2【解析】由题中水电离的c(h+)=110-12mol/l可得c(oh-)=110-12mol/l，则溶液中的c(h+)=110-14/110-12mol/l=110-2mol/l，故ph=23甲、乙两种溶液，已知甲溶液的ph是乙溶液ph的倍，甲溶液中h一定是乙溶液中h的（）a.1/2 b.1/10 c.1/100 d.无法确定【答案】d【解析】因为phlgh，故h10ph；ph甲ph乙，则h甲h乙10ph乙。常用教学素材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