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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?
。凵莩朔e等于1×10-14
。蹘煟萑芤旱乃釅A性由什么決定?
。凵萦蒆+和OH-濃度的相對大小決定。
。垡胄抡n]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)。
。郯鍟輕H=-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?
。凵萦盟碾x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
。蹘煟萑绻覀円阎橙芤旱膒H,怎樣求該溶液的H+或OH-濃度呢?下面我們看一道題。
。弁队埃荩劾荩河嬎鉷H=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。
。鄹卑鍟萁猓篶(H+)=10-2molL-1
。垡韵聨熒叿治鲞叞鍟
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?
。凵菀驗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?
。凵莶蛔。
。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?
。凵輈(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H為5的HCl溶液稀釋1000倍,溶液的pH為多少?
。凵祝輕H=8
。凵遥輕H接近于7但比7小。
。蹘煟菟嵯♂尯罂赡茏兂蓧A嗎?
。凵莶荒堋
。蹘煟菟约椎幕卮鹗清e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。
。郯鍟茛谌芤夯旌虾髉H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l(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
【高中化學(xué)《水的電離和溶液的pH》教案】相關(guān)文章:
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