主备人:刘永红 审核人:高二化学备课组 审批人:陈士宏
《水的电离和溶液的酸碱性》导学案
【学习目标】1、知道水是一种极弱的电解质,在一定温度下,水的离子积是常数。
2、使学生了解溶液的酸碱性和pH的关系。
【使用说明】利用一节课认真阅读课本完成学案,下课收齐。下节课修改10分钟后结合错题讨论10分钟,师生探究、学生展示20分钟,巩固落实5分钟并进行当堂检测。带※的C级学生可不做。
基 础 自 学
一、水的电离:
1.水的电离:水是 电解质,能够发生微弱电离,水分子发生电离后产生的离子分别是 和 。
(1)水的电离方程式为 或 ,水的电离平衡常数的表达式 K电离= 。
实验测得,在室温下1L H2O(即 mol)中只有1×10-7 mol H2O电离,则室温下C(H+)和C(OH-)分别为 、 。电离前后水的物质的量几乎不变。
(2)水的离子积
水的离子积:KW = c(H2O)·K电离 = 。250C时,KW=
【小结】①电离常数是表示弱电解质电离趋势的物理量。K值越大,电离趋势越大。,
②一种弱电解质的电离平衡常数只与温度有关,而与该弱电解质的浓度无关
③电离平衡常数随温度升高而增大。室温范围温度对电离常数影响较小,可忽略
④水的离子积不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐稀溶液。
⑤在水溶液中,均存在水的电离平衡,也就是水溶液中都是H+、OH-共存的。任何溶液中由水电离的c (H+)与c (OH –)总是相等的
2.影响水的电离平衡的因素
(1)温度:水的电离平衡是一个吸热过程,在 H2O H+ +OH-中,
①升高温度,水的电离程度___ ___,水的电离平衡向_ ___移动,Kw_____,c (H+) ,c (OH –) ,c (H+) c (OH –)。
②降低温度,水的电离程度____ __,水的电离平衡向____移动,Kw_____,c (H+) ,c (OH –) ,c (H+) c (OH –)。
例1、25℃时纯水中,c(H+)= c(OH—)= ,KW= 。
100℃时纯水中,KW = 10-12, c(H+)= c(OH—)= 。
练习1.纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度,前者和后者的关系是
A、前者大 B、相等 C、前者小 D、不能肯定
(2)加入酸或碱
常温下,根据水的电离平衡H2O H++OH- 和下列条件的改变,
填写下表:
加纯水 加少量HCl 加少量NaOH 加少量NaHSO4
平衡移动方向
电离程度
KW
c (H+)
c (OH –)
c (H+)和c (OH –)大小比较
如:常温下,0.1 mol/L的HCl中, c (H+)HCl=0.1 mol/L,水电离出的c (H+)极其微弱,
故c (H+)总≈0.1 mol/L,则c (OH –)H2O=1×10-13mol/L,c (H+)H2O=1×10-13mol/L。
练习2.
①常温下,0.1 mol/L的NaOH溶液中, c (OH –)NaOH= mol/L, c (OH –)H2O= mol/L,
c (H+)H2O= mol/L。
②常温下,浓度为1×10-5 mol/L的盐酸溶液中,由水电离产生的c(H+)是 mol/L。
③常温下,浓度为1×10-5 mol/L的NaOH溶液中,由水电离产生的c(OH-)是 mol/L。
④在常温下,由水电离产生的c(H+) =1×10-9 mol/L的溶液,则该溶液的酸碱性如何?
练习3. 常温下,某溶液由水电离的c (H+)=1×10-12mol/L,下列说法正确的是
A.c (OH –)可能为0.01 mol/L B.c (OH –)可能为1×10-12 mol/L
C.该溶液可能是酸溶液 D.该溶液可能是碱溶液
E.该溶液可能是盐溶液
【小结】①水中加酸或碱均抑制水的电离,但由水电离出的c(H+)与c(OH—)总是相等。
②任何电解质溶液中,H+与OH—总是共存,c(H+)与c(OH—)此增彼长,且Kw = c(H+)·c(OH—)不变。
二、溶液的酸碱性与pH值
1.溶液的酸碱性
常温时,溶液酸碱性与c (H+), c (OH –)的关系是:
酸性溶液:c (H+) c (OH –); c (H+) 1×10-7mol/L, c (H+) 越 ,酸性越
中性溶液:c (H+) c (OH –) 1×10-7mol/L
碱性溶液:c (H+) c (OH –); c (H+) 1×10-7mol/L, c (OH –) 越 ,碱性越
2.c(H+)和pH的关系
(1)计算公式:pH= (pH的适应范围:稀溶液,0~14之间)
① 25℃时,纯水的c (H+)= ,pH=-lg(H+) = =
②25℃时, 物质的量浓度为1×10-2mol/L 盐酸溶液
c (H+)= ,pH=-lg(H+) = =
③ 25℃时,物质的量浓度为1×10-2mol/L 的NaOH 溶液
c (OH-)= ,c (H+)= ,pH=-lg(H+) = =
④ 250C时,某溶液中由水电离出的c (H+)= 1×10-12mol/L,则该溶液的pH可能是
A、12 B、7 C、6 D、2
(2)常温时,溶液酸碱性与c (H+)、 c (OH –)的关系是:
酸性溶液:c (H+) c (OH –); c (H+) 1×10-7mol/L,pH 7,pH越 ,酸性越 。
中性溶液:c (H+) c (OH –) 1×10-7mol/L ,pH 7 。
碱性溶液:c (H+) c (OH –); c (H+) 1×10-7mol/L,pH 7,pH越 ,碱性越 。
(3) pH的测定方法:
①粗略测定: pH试纸 ——最简单的方法。
操作:将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上,用玻璃棒沾取未知液点试纸中部,然后与标准比色卡比较读数。
注意:①事先不能用水湿润pH试纸;②只能读取整数值或范围
②精确测定:pH计
练习3.请简述用PH试纸测某浓度的醋酸溶液的PH值(约为5):
。
合 作 探 究
pH值计算的基本规律
1、 单一溶液
c(H+) = n (H+)/V(aq) , pH = —lg c(H+)
例1、取0.01mol/L的HCl溶液,其pH是多少?取0.005mol/L的硫酸,其pH是多少?
例2、1mLpH=3的HCl溶液,其c(H+)是多少?
练习1.
①同一浓度的强酸与弱酸的pH值的比较,如0.1mol/L的盐酸与醋酸,pH值比较小的是 。
②同一浓度的强碱与弱碱的pH值的比较,如0.1mol/L的NaOH与氨水,pH值的比较大是 。
③同一pH值的强酸(如盐酸)与弱酸(如醋酸)的浓度比较:c(HCl) c(CH3COOH)
④同一pH值的强碱(如NaOH溶液)与弱碱(如氨水)的浓度比较:c(NaOH) c(NH3·H2O)
⑤体积相同、pH相同的HCl溶液和CH3COOH溶液,与NaOH溶液中和时两者消耗NaOH的物质的量
A.相同 B.中和HCl的多 C.中和CH3COOH的多 D.无法比较
二、强酸、强碱的稀释
例3、1mLpH=3的HCl溶液加水稀释到100mL后,溶液的pH是多少?
例4、取pH=12的NaOH溶液与水按1:99的体积比混合后,溶液的pH值是多少?
【注意】混合后溶液呈酸性时,一定用c(H+)计算pH;呈碱性时,一定用c(OH-)计算pH值
练习2.①强酸溶液:稀释10n倍时,pH稀 pH原+n
②弱酸溶液:稀释10n倍时,pH稀 pH原+n
③强碱溶液:稀释10n倍时,pH稀 pH原-n
④弱碱溶液:稀释10n倍时,pH稀 pH原-n
三、强酸、强碱混合
例5、10mL0.100mol/L HCl溶液与10mL0.200mol/L NaOH溶液反应后,溶液的pH值是多少?
练习3. 求下列溶液的pH:
(1)某H2SO4溶液的浓度是0.005mol/L:①求此溶液的pH;②用水稀释到原来体积的100倍;③再继续稀释至104倍
(2)pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合
(3)pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合
(4)pH=12的NaOH和pH =4的HCl等体积混合
【小结】酸按酸,碱按碱,两强混合在中间,异强混合看过量,无限稀释7为限。
1. 两种强酸溶液混和,先求c(H+),再求pH。
两种强酸溶液等体积混和,且原溶液pH值相差≥2时,把稀溶液(pH较大的)当作水来处理,混和液的pH值= pH小+0.3。
2.两种强碱溶液混和,先求c(OH-),再通过Kw求c(H+),最后求pH值.
两种强碱溶液等体积混和,且原溶液pH值相差≥2时,把稀溶液(pH值较小的)当作水来处理,混和液的pH= pH大-0.3。
3.强酸和强碱混和,先确定过量离子的浓度:
若H+过量 c(H+)=(c(H+)酸V酸-c(OH_)碱V碱)/(V酸+V碱)
若OH-过量 c(OH-)=(c(OH-)碱V碱 -c(H+)酸V酸)/(V碱+V酸)
当酸过量时,必须以剩余的H+浓度来计算溶液的 PH 值;当碱过量时,必须以剩余的OH-浓度来计算溶液的H+浓度,再求pH值。
4. 有关酸、碱溶液的稀释
强酸溶液每稀释10倍,pH增大一个单位,弱酸溶液每稀释10倍,pH增大不到一个单位;强碱溶液每稀释10倍,pH减小一个单位。弱碱溶液每稀释10倍,pH减小不到一个单位。分别加水稀释m倍时,溶液的物质的量的浓度均变为原来的 1/m , 强酸中c(H+)变为原来的1/m ,但弱酸中c(H+)减小小于m倍,故稀释后弱酸酸性强于强酸。
练习2.
①强酸溶液:稀释10n倍时,pH稀 pH原+n
②弱酸溶液:稀释10n倍时,pH稀 pH原+n
③强碱溶液:稀释10n倍时,pH稀 pH原-n
④弱碱溶液:稀释10n倍时,pH稀 pH原-n
练习4. 室温下,把1mL0.1mol/L的H2SO4加水稀释成2L溶液,在此溶液中由水电离产生的H+,其浓度接近于( )
A. 1×10-4 mol/L B. 1×10-8 mol/L
C. 1×10-11 mol/L D. 1×10-10 mol/L
练习5. 将pH为5的硫酸溶液稀释500倍,稀释后溶液中c (SO42-):c (H+)约为( )
A、1:1 B、1:2 C、1:10 D、10:1
练习6. 弱酸HY溶液的pH=3.0,将其与等体积水混合后的pH范围是( )
A.3.0~3.3 B.3.3~3.5 C.3.5~4.0 D.3.7~4.3
练习7. 99mL0.1mol/L的盐酸和101mL0.05mol/L氢氧化钡溶液混合后,溶液的c(H+)为( )(不考虑混合时的体积变化)。
A. 0.5×(10-8+10-10)mol/L B. (10-8+10-10)mol/L
C.(1×10-14-5×10-5)mol/L D. 1×10-11 mol/L
练习8. 将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH值最接近于( )。
A. 8.3 B. 8. C. 9 D. 9.7
课 堂 训 练
1.给蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中正确的是
A.c(H+) c (OH –)乘积增大了 B.pH增大了
C.c (OH –)降低了 D.水电离出的c(H+)增加了
2.常温下,下列溶液中酸性最弱的是
A.pH=4 B.c(H+) =1×10-3 mol·L-1
C.c (OH –)=1×10-11 mol·L-1 D. 1×10-3 mol·L-1的盐酸
3.下列试纸使用时, 不宜先用水润湿的是
A、pH试纸 B、红色石蕊试纸
C、淀粉碘化钾试纸 D、蓝色石蕊试纸
4.将pH试纸用蒸馏水湿润后,去测定某溶液的pH,该溶液的pH将会
A.偏高 B.偏低 C.不变 D.上述三种情况均有可能
5.pH相同的氨水、氢氧化钠和氢氧化钡溶液,分别用蒸馏水稀释到原来的X倍、Y倍、Z倍,稀释后三种溶液的pH同,则X、Y、Z的关系是
A.X=Y=Z B.X>Y=Z C.X<Y=Z D.X=Y<Z
6.下列叙述正确的是( )
A pH=3和pH=4的盐酸各10mL混合,所得溶液的pH=3.5
B 溶液中[H+]越大,pH值也越大,溶液的酸性就越强
C 液氯虽然不导电,但溶解于水后导电情况良好,因此,液氯也是强电解质
D 当温度不变时,在纯水中加入强碱溶液不会影响水的离子积常数
7.室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离生成的c(OH-)为( )
A.1.0×10-7 mol·L-1 B.1.0×10-6 mol·L-1
C.1.0×10-2 mol·L-1 D.1.0×10-12 mol·L-1
8.pH=13的强碱溶液和pH=2的强酸溶液混合,所得溶液的pH=11,则强碱溶液和强酸溶液的体积之比为( )
A. 11:1 B. 9:1 C. 1:11 D. 1:9
PAGE