高中化學(xué)《水的電離和溶液的pH》教案范本

　　高二化學(xué) 3.2《水的電離和溶液的pH》大綱人教版

　�。蹚�(fù)習(xí)提問］常溫下，溶液中的c(H+)和c(OH－)有什么關(guān)系？

　�。凵�］乘積等于1×10－14

　�。蹘煟萑芤旱乃釅A性由什么決定？

　�。凵�］由H+和OH－濃度的相對大小決定。

　�。垡�入新課］既然溶液中H+和OH－濃度的乘積為一常數(shù)，那么只要我們知道溶液中的H+或OH－濃度，就會知道溶液顯酸性還是顯堿性，如某溶液中H+濃度為1×10－9molL－1，我們一看就知道該溶液顯堿性，但對于很稀的溶液，離子濃度小，用H+或OH－濃度來表示其酸堿性很不方便，因此，在化學(xué)上常用pH來表示溶液的酸堿性，我們這節(jié)課就學(xué)習(xí)pH的有關(guān)計算。

　　［板書］2.溶液的pH

　�。蹘煟菸覀円呀�(jīng)知道，pH=7時溶液呈中性，pH＞7溶液顯堿性，pH＜7溶液顯酸性，那么pH與溶液中H+濃度有何關(guān)系呢？規(guī)定，溶液的pH等于H+濃度的負對數(shù)。

　�。郯鍟�］pH=－lg{c(H+)}

　　［講述并板書］若某溶液c(H+)=m×10－nmolL－1，那么，該溶液的pH=n－lgm

　�。蹘煟菡埻瑢W(xué)們根據(jù)pH的計算方法填寫下表。

　�。弁队埃�

　　c(H+) molL－1 100 10－1 10－2 10－3 10－4 10－5 10－6 10－7 10－8 10－9 10－10 10－11 10－12 10－13 10－14

　　PH

　　酸堿性

　�。蹖W(xué)生填完后，指定學(xué)生匯報結(jié)果，最后得出下列結(jié)論］

　　c(H+) molL－1 100 10－1 10－2 10－3 10－4 10－5 10－6 10－7 10－8 10－9 10－10 10－11 10－12 10－13 10－14

　　PH 0[ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

　　酸堿性

　　—————酸性減弱 中性—————堿性增強

　�。蹎枺菰谏媳碇校琧(H+)=10－3molL－1的溶液中c(OH－)等于多少？

　　［生］10－11molL－1

　�。蹘煟菽闶窃鯓忧蟪鰜淼�？

　�。凵�］用水的離子積除以c(H+)。

　�。蹘煟菡埻瑢W(xué)們做以下練習(xí)。

　　［投影］1.求0.05 molL－1的H2SO4溶液的pH。

　　2.求0.5 molL－1的Ba(OH)2溶液的H+濃度及pH

　�。壑付▋蓚�學(xué)生板演］

　　答案：1.pH=1 2.c(H+)= =10－14（molL－1），pH=14

　�。蹘煟萑绻�我們已知某溶液的pH，怎樣求該溶液的H+或OH－濃度呢？下面我們看一道題。

　�。弁队埃荩劾�］：計算pH=2的H2SO4溶液中濃度及溶液中OH－濃度。

　�。蹎枺莞鶕�(jù)pH的計算公式，可推出由pH計算溶液H+濃度的公式嗎？

　�。蹖W(xué)生回答教師板書］c(H+)=10－pH

　�。蹘煟菹旅嫖覀儊硭阋幌逻@道題。

　�。鄹卑鍟�］解：c(H+)=10－2molL－1

　�。垡韵聨熒�邊分析邊板書］

　　因為1 mol H2SO4電離出2 mol H+，所以c(H2SO4)= c(H+)=0.5×10－2molL－1=5×10－3molL－1

　　因為c(OH－)= ，所以c(OH－)=

　�。蹘煟菡埻瑢W(xué)們自己完成以下練習(xí)：

　�。弁队埃萸髉H=9的NaOH溶液中的c(OH－)及由水電離出的c(OH－)水。

　　答案c(OH－)=10－5 molL－1 c(OH－)水=10－9 molL－1

　�。蹎栴}探究］已知100℃時，純水的離子積為1×10－12，此時純水的pH等于多少？呈酸性嗎？為什么？

　　［學(xué)生討論得出答案］此時純水中的但并不呈酸性，而是中性，。因為此時水中的c(H+)=c(OH－)=10－6 molL－1，和H+和OH－的濃度相等，所以水仍是中性的

　　［師］那么請同學(xué)們計算一下，100℃時，pH=7的溶液是酸性還是堿性的？

　�。凵�］因為100℃時，pH=6的溶液是中性的，pH>6的溶液中, c(OH－)> c(OH+),因而pH=7的溶液堿性的.

　　［總結(jié)］從這個問題我們可以看出，只有在常溫下，才能說pH=7的溶液顯中性，溫度改變時，中性溶液的pH可能大于7，也可能小于7。

　�。蹘煟菹旅嫖覀兛匆豢慈芤涸谙♂寱rpH有何變化。

　　［板書］①溶液稀釋后pH的計算

　�。弁队埃�1.常溫下，取0.1 mL 0.5 molL－1的硫酸，稀釋成100 mL的溶液，求稀釋后溶液的pH。

　�。蹘煟菡埻瑢W(xué)們先求一下稀釋前溶液的pH。

　�。蹖W(xué)生計算后回答］pH=0。

　�。蹘煟菹♂尯驢+的物質(zhì)的量是否改變？

　�。凵�］不變。

　�。蹘煟菡埻瑢W(xué)們算一下稀釋后溶液的pH。

　�。垡粋�學(xué)生板演］

　　c(H+)= =1×10－3 molL－1

　　pH=－lg1×10－3=3

　　［師］堿稀釋后如何求溶液的pH呢？下面我們再做一道題。

　　［投影］2.pH=13的NaOH溶液稀釋1000倍，求稀釋后溶液的pH。

　�。蹘煟輕H=13的NaOH溶液中c(H+)和c(OH－)分別為多少？

　�。凵�］c(H+)為10－13 molL－1，c(OH－)為10－1 molL－1。

　�。蹘煟軳aOH溶液中的H+來源于什么？OH－主要來源于什么？

　　［生］H+來自水的電離，而OH－主要來自NaOH的電離。

　�。壑v述］NaOH溶液稀釋時，由于水的電離平衡發(fā)生移動，所以溶液中H+的物質(zhì)的量也有很大變化，但由NaOH電離出的OH－的物質(zhì)的量是不變的，所以稀釋時溶液中OH－的物質(zhì)的量幾乎不變（由水電離出的OH－可忽略不計）。在計算堿溶液稀釋后的pH時，必須先求出稀釋后溶液中的OH－濃度，再求出H+，然后再求溶液的pH。下面我們做一下第2題。［以下邊分析邊板書］

　　解：pH=13的NaOH溶液中c(OH－)= =10－1 molL－1，稀釋1000倍后，c(OH－)= =10－4 molL－1，所以c(H+)= =10－10molL－1

　　pH=－lg10－10=10

　�。弁队熬毩�(xí)］

　　1.常溫下，將0.05 mL 1 molL－1的鹽酸滴加到50 mL純水中，求此溶液的pH。

　　2.pH=10的NaOH加水稀釋至原來的100倍，求稀釋后溶液的pH。

　　答案：1.pH=3 2.pH=8

　�。蹘煟萑鐚�pH為5的HCl溶液稀釋1000倍，溶液的pH為多少？

　�。凵�甲］pH=8

　�。凵�乙］pH接近于7但比7小。

　�。蹘煟菟嵯♂尯罂赡茏兂蓧A嗎？

　�。凵�］不能。

　�。蹘煟菟�以甲的回答是錯誤的。［講述］在上述的幾道題中，實際上我們都忽略了水的電離。但當(dāng)溶液很稀，由溶質(zhì)電離出的H+或OH-濃度接近10-7 molL－1時，水的電離是不能忽略的，忽略水的電離，會引起很大誤差。下面我們共同計算pH=5的HCl溶液稀釋1000倍后的pH.

　　［副板書］

　　解：設(shè)pH=5的HCl取1體積，水取999體積。

　　則稀釋后：c(H+)= ≈1.1×10－7molL－1

　　pH=7－lg1.1＜7

　�。蹘煟萃瑢W(xué)們從以上的幾道例題可以找出溶液稀釋時pH的計算規(guī)律嗎？

　　［學(xué)生討論后回答，教師總結(jié)并板書］

　　a.pH=n的強酸稀釋10m倍，稀釋后pH=n+m；

　　b.pH=n的強堿稀釋10m倍，稀釋后pH=n－m；

　　c.若按上述公式算出的pH改變了溶液本身的性質(zhì)，則稀釋后pH一定接近7，酸略小于7，堿略大于7。

　�。蹘煟菹旅嫖覀冊儆懻撊芤夯旌蠒rpH的計算方法。

　�。郯鍟�］②溶液混合后pH的計算

　�。弁队埃�1.將pH=8和pH=10的兩種NaOH溶液等體積混合后，溶液中c(H+)最接近（ ）

　　A. ×(10－8+10－10) molL－1

　　B.(10－8+10－10) molL－1

　　C.(1×10－4+5×10－10) molL－1

　　D.2×10－10 molL－1

　　［分析］兩種性質(zhì)相同的溶液混合后，所得溶液的濃度可根據(jù)溶質(zhì)和溶液體積分別相加后，再重新求解，要求堿溶液的pH，必須先求混合液OH－濃度。

　　［副板書］解：因為pH=8，所以c(H+)=10－8 molL－1

　　則c(OH－)= =10－6 molL－1

　　又因為pH=10,所以c(H+)=10－10 molL－1

　　則c(OH－)= =10－4 molL－1

　　等體積混合后：

　　c(OH－)= ≈ ×10－4 molL－所以c(H+)= =2×10－10 molL－1

　　所以答案為D。

　�。弁队埃�2.常溫下，pH=4的HCl和pH=10的NaOH等體積混合，求混合液的pH。

　�。蹎�發(fā)學(xué)生思考］酸的c(H+)和堿的c(OH－)分別為多少？鹽酸和NaOH以等物質(zhì)的量反應(yīng)后生成什么？

　�。劢Y(jié)論］混合液pH=7。

　　［師］請同學(xué)們討論一下pH=5的鹽酸和pH=10的NaOH等體積混合溶液顯什么性？

　　pH=3的鹽酸與pH=10的NaOH等體積混合后溶液顯什么性？你從中可找到什么規(guī)律？

　　［學(xué)生討論后回答，教師總結(jié)并板書］

　　強酸和強堿等體積混合

　　［講述］我們這節(jié)課主要學(xué)習(xí)了pH的計算方法，從pH的取值范圍我們可以看出，當(dāng)H+或OH－濃度大于1 molL－1時，用pH表示溶液酸堿性并不簡便，此時pH會出現(xiàn)負值，因此，對于c(H+)或c(OH－)大于1 molL－1的溶液，直接用H+或OH－濃度來表示溶液的酸堿性。

　　我們這節(jié)課學(xué)習(xí)的溶液的pH與生產(chǎn)、生活有著密切的聯(lián)系，是綜合科目考試的熱點，下面請同學(xué)們討論以下兩題：

　�。弁队埃�1.人體血液的pH保持在7.35~7.45，適量的CO2可維持這個pH變化范圍，可用以下化學(xué)方程式表示：H2O+CO2 H2CO3 H++HCO 。又知人體呼出的氣體中CO2體積分數(shù)約5%。下列說法正確的是（ ）

　　A.太快而且太深的呼吸可以導(dǎo)致堿中毒。（pH過高）

　　B.太快而且太深的呼吸可導(dǎo)致酸中毒。（pH過低）

　　C.太淺的呼吸可導(dǎo)致酸中毒。（pH過低）

　　D.太淺的呼吸可導(dǎo)致堿中毒。（pH過高）

　　答案：AC

　　2.生物上經(jīng)常提到緩沖溶液，向緩沖溶液中加少量酸或少量堿，pH幾乎不變。舉例說明生物上常見的緩沖溶液加酸或加堿時pH幾乎不變的原因。

　　答案：常見的緩沖溶液：①Na2CO3與NaHCO3 ②NaH2PO4與Na2HPO4 ③NH4Cl與NH3H2O等。

　　以NH4Cl與NH3H2O為例說明：在NH4Cl與NH3H2O的混合溶液中，NH4Cl====NH +Cl－，NH3H2O NH +OH－，加酸時NH3H2O電離出的OH－中和了加進去的H+，使NH3H2O電離平衡正向移動，溶液pH幾乎不變。加堿時，溶液中的NH 與OH－結(jié)合，生成NH3H2O，使溶液pH幾乎不變。

　�。鄄贾米鳂I(yè)］課本習(xí)題二 三、2

　　●板書設(shè)計

　　2.溶液的pH

　　pH=－lg{c(H+)}

　　若c(H+)=m×10－nmolL－1，則pH=n－lgm

　�、偃芤合♂尯髉H的計算

　　a.pH=n的強酸稀釋10m倍，稀釋后pH=n+m；

　　b.pH=n的強堿稀釋10m倍，稀釋后pH=n－m；

　　c.若按上述公式算出的pH改變了溶液本身的性質(zhì)，則稀釋后pH一定接近7，酸略小于7，堿略大于7。

　�、谌芤夯旌虾髉H的計算

　　強酸、強堿等體積混合

　　●教學(xué)說明

　　本節(jié)的重點是溶液pH的計算，但在給出pH的計算公式之后，求出H+濃度，再代入公式求pH學(xué)生是很容易掌握的。本節(jié)課在教學(xué)中通過典型例題和練習(xí)，在使學(xué)生掌握pH的簡單計算的同時理解以下幾個問題：①pH≠7 的溶液不一定不是中性的；②要計算堿的混合液的pH，必須先求OH－濃度，再求H+濃度，最后再求pH；③溶液稀釋，混合時pH的計算規(guī)律。從而使學(xué)生從更深更廣的角度認識pH。

　　參考練習(xí)

　　1．某溶液在25℃時由水電離出的H+的濃度為1×10-12 molL－1，下列說法正確的是（ ）

　　A.HCO 、HS-、HPO 等離子在該溶液中不能大量共存

　　B.該溶液的pH可能為2

　　C.向該溶液中加入鋁片后，一定能生成H2

　　D.若該溶液中的溶質(zhì)只有一種，它一定是酸或者是堿

　　解答提示：“由水分子電離出的H+濃度為1×10-12 molL－1，這是水的電離平衡被抑制的結(jié)果。抑制水電離的物質(zhì)，可能是NaOH等堿，也可能是HCl等非強氧化性酸，還可能是HNO3這樣的強氧化性酸，另外也可能是NaHSO4這樣的鹽。”

　　答案：AB

　　2．25℃，NaOH溶液pH為a，某酸溶液pH為b，a + b=14, a≥11，將兩種溶液按等體積混合，下列說法中正確的是（ ）

　　A.混合溶液的pH必定為7

　　B.混合溶液pH≤7

　　C.向混合溶液中加入Cl2溶液，可能生成Mg（OH）2沉淀

　　D.混合溶液中可能有兩種溶液

　　解答提示：酸溶液中的酸可能是強酸，也可能是弱酸

　　答案：BD[

　　3．在25℃時，若10體積的強酸溶液與1體積的強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合之前，該強酸溶液的pH與強堿溶液的pH之和應(yīng)滿足的關(guān)系是（ ）

　　答案：pH酸+ pH堿=15

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