人教版高中化学选修4第三章第二节《水的电离和溶液的酸碱性》导学案

高二化学选修4第三章第二节导学案
第1课时 水的电离和溶液的酸碱性
【教学目标】
1、 掌握水的离子积Kw的概念
2、 掌握酸碱对水的电离的影响
3、 掌握溶液的酸碱性的特征
4、 【预习案】
阅读选修4课本45-46页相关内容
【探究案】
影响水的电离平衡的因素有哪些？
【温故】
1、水是 （填“强电解质”或“弱电解质”），从电离的角度看，纯水中的微粒有哪些？
2、水的电离方程式为
请写出水的电离平衡常数的表达式
3、从化学平衡的角度看，影响水的电离平衡的因素有哪些？

【教学过程】
一、水的电离
阅读教材P45---P46
【思考1】纯水中c(H+)与c(OH-)大小有何关系？

【思考2】在25℃下， c(H+) 、 c(OH-)等于多少? 说明水的电离程度如何？

1、水的离子积
表达式： 符号：
25℃时取值： 影响因素：
【讨论1】分析下表中的数据有何规律，并解释之
温度 0℃ 20℃ 25℃ 50℃ 100℃
Kw 1.34×10-15 6.81×10-15 1.01×10-14 5.47×10-14 5.50×10-13
规律：随着温度升高，水的离子积
原因解释：


结论：Kw受 影响
★注意：（1）常温下Kw的取值为1.0×10-14
（2）Kw= c(H+)×c(OH-)式中，c(H+)与c(OH-)均表示整个溶液中总物质的量浓度；
【课堂练习1】.水的电离过程为H2O H+ + OH-，
在不同温度下其离子积为KW25℃=1×10-14， KW35℃ =2.1 ×10-14。则下列叙述正确的是：
A．c(H+)随着温度的升高而降低
B．在35℃时，纯水中 c(H+) ＞c(OH-)
C．水的电离常数K25 ℃ ＞K35 ℃
D．水的电离是一个吸热过程
【课堂练习2】
1、在水中加入盐酸后，水的离子积是否发生改变？

2、在水中加入强碱后，水的离子积是否发生改变？

3、100℃时，水的离子积为1.0×10-12，求H+的浓度为多少？

4、在酸溶液中水电离出来的[H+]和酸电离出来的[H+]是什么关系？

5、在酸碱溶液中，水电离出来的[H+]和[OH-]是否相等？
【讨论2】对常温下的纯水进行下列操作，完成下表：
用“←”表示反应向逆方向，“→”表示反应向正方向；“↑”表示增大，“↓”表示减小
酸碱性 水的电离平衡移动方向 C(H+) C(OH-) C(H+) 与C(OH-)大小关系 Kw变化
加 热
加HCl
加NaOH
注意
1、水的电离是 反应，温度越高，KW 越大，电离程度 ，但仍是 水；
2、Kw只受温度影响，温度 ， Kw不变。因此 Kw = 1.0×10-14不仅适用于常温下的纯水及其他中性溶液，也适用于 、 、 的稀水溶液；
3、在不同的溶液中，c(H+)、c(OH-)可能不同，但常温下，稀溶液中c(H+)和c(OH-)的离子积总是1.0×10-14，知道了c(H+)就可以计算出c(OH-)，反之亦然
4、在不同的溶液中，c(H+)、c(OH-)可能不同，但任何溶液中由水电离的c(H+)与c(OH-)总是 的。
5、Kw= c(H+)×c(OH-)式中，c(H+)与c(OH-)均表示整个溶液中 浓度；
6、Kw 的单位 ；
【课堂练习3】0.01mol/L盐酸溶液中c(H+)和c(OH-)各为多少？由水电离出来的H+和OH-又各为多少？


解:(1)盐酸溶液中H+的来源有两个方面，一是由HCl电离出H+二是由H2O电离出H+。盐酸电离出的H+远远大于水电离出的H+∴溶液中C(H+) ≈0.01mol/L
溶液中的C(OH-)来源只有水电离产生
∴C(OH-)H2O=1×10-14÷0.01=1×10-12（mol/L）
∵任何水溶液中由水电离出来的 c(H+) H2O与 c(OH-) H2O相等
∴C(H+)H2O=1×10-12 （mol/L）
【课堂练习4】请模仿课堂练习3进行计算
请计算0.01mol/L NaOH溶液中c(H+) 、 c(OH-)分别为多少？c（H+）水、c(OH-)水各为多少？











二、溶液的酸碱性和pH值
1、溶液的酸碱性
根据课堂练习3、4，请完成课本46页思考与交流第2点
【讨论4】阅读教材46页相关内容，说明溶液的酸碱性跟H+ 和OH-浓度有什么关系？

结论：常温下，中性溶液c(H+) c(OH-),c(H+)= mol/L
酸性溶液c(H+) c(OH-),c(H+) 1.0×10-7mol/L
碱性溶液c(H+) c(OH-),c(H+) 1.0×10-7mol/L
【课堂练习5】Kw100℃=1.0×10-12
(1)在100 ℃ 时，纯水中c(H+)为多少？
(2)100℃ 时， c(H+) = 1×10-7mol/L溶液呈酸性还是碱性？

【作业】
1、完成课本52页习题1、6、7题(作业本)



高二化学选修4第三章第二节导学案
第2课时有关pH的简单计算
【教学目标】
1、 掌握pH的定义和意义
2、 了解溶液的酸碱性和pH的关系
3、 掌握单一溶液pH的计算
4、 了解酸碱混合溶液pH的计算方法
5、 了解酸碱加水稀释时pH的计算
【预习案】
阅读选修4课本46-47页相关内容;
二、溶液的酸碱性和pH值
2、pH
表示方法：pH=
如果某溶液c（H+）= m×10-n mol/L，则该溶液pH=

完成下表
C(H+) 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7
pH
C(H+) 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14
pH

常温下，中性溶液c(H+) c(OH-),c(H+)= mol/L， pH 7
酸性溶液c(H+) c(OH-),c(H+)= mol/L， pH 7
碱性溶液c(H+) c(OH-),c(H+)= mol/L， pH 7
【讨论1】pH值变化与酸碱性变化的关系怎样？


【课堂练习1】
练习:KW100℃=1.0×10-12，试求在100 ℃时纯水的pH值
pH=6是否说明100 ℃时纯水成弱酸性？为什么？

注意：（未给明条件时）不能用 等于多少来判断溶液酸、碱性。一般未注明条件都是指常温。
【课堂练习2】（已知：lg2=0.3 lg3=0.477 lg5=0.7 Lg5.5=0.74）
1)10-5mol/L、0.1mol/L、 0.5mol/L、 1mol/L、3mol/L盐酸溶液的pH值分别为多少？

2) 10-5mol/L、0.1mol/L 、1mol/LNaOH溶液的pH值为多少？

【解题提示： 计算碱溶液pH值应先算c(OH-) ，然后利用Kw计算出c(H+) ，接着用pH的计算公式求出pH值】
三、有关pH的简单计算
1.单一溶液pH的计算
例1：将pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合，混合后溶液的pH= 。
解：设溶液体积为1L

∴pH=4-lg5.05
例题2：将pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合，混合后溶液的pH= 。
解：设溶液体积为1L

C(H+)=10-14÷(5.05×10-3)=1.98×10-12(mol/L) ∴pH=12-lg1.98
2. 强酸强碱混合后pH的计算
例3：将pH=12的NaOH和pH =4的HCl等体积混合，混合后溶液的pH=
解：设溶液体积为1L。
∵C(H+)=10-4mol/L C(OH-)=10-2mol/L
∴根据题意可知等体积混合时碱将过量

=4.95×10-3mol/L
∴C(H+)=10-14÷(4.95×10-3) =2.02×10-12(mol/L) ∴pH=12-lg2.02
【解题指导】碱溶液pH值应先算c(OH-) ，再利用KW计算出c(H+)
例题4：在25℃时，100ml 0.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少？
【解题指导】
强酸强碱混合后pH的计算往往要先进行过量判断，判断方法是将酸碱提供的pH换算成对应的c(H+)或c(OH-)浓度，再根据体积计算出参加反应的酸碱的H+或OH-物质的量，按照反应的本质H++OH-=H2O，物质的量大的物质就是过量的酸或碱了。如果酸过量就先计算出过量的H+离子浓度后再换算成pH值，如果是碱过量，则需先计算出过量的OH-离子浓度，然后利用Kw计算出H+离子浓度，接着再换算成pH值




例题5：pH=1 的醋酸与pH=13 的NaOH等体积混合能否恰好反应？如果不能，那溶液混合后酸碱性如何？


4.有关pH 的计算——溶液的稀释
1）、酸的稀释：
①在25℃时，pH=5的盐酸稀释到原来的10倍，pH值等于 如果稀释到1000倍后， pH值又等于
②将pH=5的醋酸溶液进行稀释。求稀释10倍后溶液的pH值（范围）
如果要使醋酸的pH值由5 变到 6，应加水稀释 10倍(填< 、> 、=)
2）、 碱的稀释
在25℃时，pH=9的NaOH溶液稀释到10倍，pH值等于
在25℃时，pH=9的NaOH溶液稀释到1000倍后， pH值为
【解题指导】
1、pH=a酸稀释10n倍，pH=a+n; pH=b碱稀释10n倍，pH=b-n
2、当酸、碱无限稀释时，要考虑水的电离，最终接近于中性。所以pH≈7
有关溶液的稀释的高考题
1、有相同pH的三种酸HX、HY、HZ的溶液，稀释相同倍数后，pH的变化值依次增大，则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是 （ ）
A、HX＞HY ＞ HZ B、HZ＞ HY ＞ HX
C、HX ＞ HZ ＞ HY D、HY ＞ HZ ＞ HX
2、pH=2的A、B两种酸溶液各1mL，分别加水稀释到1000mL，其pH值与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是：
A. A、B两酸溶液的物质的量浓度一定相等
B. 稀释后，A溶液的酸性比B溶液强
C. a=5时，A是强酸，B是弱酸
D. 若A、B都是弱酸，则5＞a＞2

课后巩固练习
1.室温下pH=9的NaOH溶液中，由水电离产生的c(OH-)为 mol/L；
2.把0.1mol/LHCl与0.3mol/L的NaOH溶液等体积混合，所得溶液的pH= 。
3.常温下，10-4mol/L 的盐酸溶液.溶液中， c(OH-) = mol/L.将上述盐酸稀释 10倍，溶液中 c(H+) = mol/L 、c(OH-) = mol/L此时pH= 。将上述溶液稀释10000倍，溶液中c(H+) =
c(OH-) = 。此时pH 。
4.常温下，某溶液中由水电离出的H+和OH-浓度的乘积为1×10-24mol/L，该溶液的c(H+) 可能为 。pH值可能为 。
四、pH的测定方法
1.定性测定：酸碱指示剂法（书P49资料）
请熟记课本49页资料卡片不同指示剂所对应的pH变色范围
2.定量测定：pH试纸法（书P47资料） 、pH计法等
注意：
广谱pH试纸只能测定 的整数，
精密pH试纸可以判别 的pH差值
pH试纸的使用（请熟记要点）
使用方法：取一小块试纸放在点滴板（或表面皿）中，用玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸中部，观察试纸颜色的变化，试纸上显出颜色后马上跟标准比色卡相对比
【课堂练习】
1、pH试纸使用操作中正确的是 ( )
A.将pH试纸的一端浸入溶液，观察颜色的变化
B.将pH试纸浸入溶液一会儿，再取出跟标准比色卡相比较
C.用洁净的玻璃棒沾取被测溶液，滴在pH试纸上，颜色变化后与比色卡对照
D.先将pH试纸用蒸馏水润湿，再用洁净的玻璃棒沾取被测溶液，滴在pH试纸上，颜色变化后与比色卡对照
【讨论】
能否用pH试纸测出pH=7.1来？
能否直接把pH试纸伸到待测液中？
是否要先湿润pH试纸后，再将待测液滴到pH试纸上？
如用湿润的pH试纸检验待测液，对该溶液pH值的测定：
A、一定有影响 B、偏大 C、偏小 D、不确定
如果用润湿的pH试纸检验的待测液显酸性则结果 ；如果用润湿的pH试纸检验的待测液显碱性则结果 ；如果用润湿的pH试纸检验的待测液显中性则对结果 ；
五、pH的应用（课本47页内容）
1、pH与人体健康的关系： 2、pH在环保上的应用：
3、土壤pH与土壤有效成分关系：
六、酸碱中和滴定
阅读课本48-51页内容，思考以下问题：
1．中和滴定定义、原理？ 2．实验仪器及试剂?
3. 如何选用滴定管? 4．实验步骤?滴定终点的判断?
5.如何进行实验数据的记录和处理？ 6.如何进行误差分析？
资料补充1 使用滴定管要注意的事项
1、酸式滴定管不能盛放碱液、氢氟酸以及等碱性溶液；碱式滴定管不能盛放酸液和强氧化性溶液。（如KMnO4、K2Cr2O7溶液)
2、滴定管的刻度，0刻度在上，往下刻度标数越来越大，全部容积大于它的最大刻度值，因为下端有一部分没有刻度。
3、滴定前，所用的溶液得超过0刻度，不得一次滴定使用两滴定管酸或碱，也不得中途添加溶液


资料补充2 指示剂的使用
1、指示剂的选择原则：①变色要明显②变色灵敏(即变色范围越窄越好）
③变色范围尽可能与所生成盐的酸、碱性范围一致
2、常见的指示剂选用情况
强酸/强碱滴定 盐溶液呈中性 酚酞或甲基橙
强酸滴定弱碱 盐溶液呈酸性 甲基橙
强碱滴定弱酸 盐溶液呈碱性 酚酞
3、滴定终点的判断（注意答题模式）
指示剂的颜色发生突变并且半分钟不变色即达到滴定终点，终点的判断是滴定实验是否成功的关键。
滴定终点判断文字表达答题模式：当滴入最后一滴××溶液时，溶液颜色由××色转变为××色且半分钟内不再恢复原来的颜色。
资料补充3 实验数据的采集和处理
? 滴定前标准液的读数（mL） 滴定后标准液的读数（mL） 消耗标准液的体积（mL） 取用待测液的体积（mL） 使用标准液的物质的量浓度（mol/L） 计算待测液的物质的量浓度(mol/L)
第一次 ? ? ? ? ? ?
第二次 ? ? ? ? ?
第三次 ? ? ? ? ?
课堂练习：某学生中和滴定实验的过程如下：
（1）取一支碱式滴定管，②用蒸馏水洗净，③加入标准NaOH溶液，④记录液面刻度的读数，⑤用酸式滴定管精确放出一定量待测酸液，⑥置于用标准酸液洗涤过的锥形瓶中，⑦加入蒸馏水，⑧加入2滴酚酞试剂，⑨开始滴定，先慢后快，边滴边摇荡，⑩边注视滴定管液面变化，⑾小心滴到溶液由无色变为粉红色时，即停止滴定。⑿记录液面读数，
⒀重复滴定，根据两次读数得出NaOH的体积21ml。
上述学生操作错误的有 （填序号）
补充资料4 酸碱中和滴定中的误差分析
操 作 方 法 误差分析
1放标准液的滴定管未用标准液润洗 ?V标偏大C待测偏高
2盛放待测液的锥形瓶使用前用待测液润洗 ?V标偏大C待测偏高
3滴定前滴定管尖嘴有气泡，完毕气泡消失 ?V标偏大C待测偏高
4滴定前仰视读数，滴定毕正确读数 ?V标偏小C待测偏低
5滴定前正确读数，滴定毕俯视读数 ?V标偏小C待测偏低
6滴定中，滴定管漏溶液 ?V标偏大C待测偏高
7锥形瓶摇动时部分碱液溅出 ?V标偏小C待测偏低
8滴定中向锥形瓶加入蒸馏水 ?V标不变C待测无影响
【课堂练习】
用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，如滴定过程中进行如下操作，对滴定的结果有无影响（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）？
1、滴定前，滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，_____
2、滴定管经蒸馏水洗涤后，就装入标准液进行滴定，
3、滴定前锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗，
4、滴定过程中由于振荡过于剧烈,使少量溶液溅出瓶外,
5、滴定过程中再用20mL 蒸馏水冲冼锥形瓶内壁，
6、滴定终点读数时，视线俯视，
7、滴定完毕后，滴定管尖嘴外留有液滴，
【作业】
1、完成练习册51页典例2和训练2；52页演练自评1-6题
2、阅读练习册52页创新探究