【精品】高中化學(大綱版)第二冊 第三章 電離平衡 第二節水的電離和溶液的pH(第二課時)_第1頁
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文檔簡介

1、第二課時復習提問常溫下,溶液中的c(H+)和c(OH)有什么關系?生乘積等于1×1014師溶液的酸堿性由什么決定?生由H+和OH濃度的相對大小決定。引入新課既然溶液中H+和OH濃度的乘積為一常數,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1×109mol·L1,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,在化學上常用pH來表示溶液的酸堿性,我們這節課就學習pH的有關計算。板書2.溶液的pH師我們已經知道,pH=7時溶液呈中性,pH7溶液顯堿性,pH7溶液顯酸

2、性,那么pH與溶液中H+濃度有何關系呢?規定,溶液的pH等于H+濃度的負對數。板書pH=lgc(H+)講述并板書若某溶液c(H+)=m×10nmol·L1,那么,該溶液的pH=nlgm師請同學們根據pH的計算方法填寫下表。投影c(H+) mol·L110010110210310410510610710810910101011101210131014PH酸堿性學生填完后,指定學生匯報結果,最后得出下列結論c(H+) mol·L110010110210310410510610710810910101011101210131014PH0123456789101

3、1121314酸堿性酸性減弱 中性堿性增強問在上表中,c(H+)=103mol·L1的溶液中c(OH)等于多少?生1011mol·L1師你是怎樣求出來的?生用水的離子積除以c(H+)。師請同學們做以下練習。投影1.求0.05 mol·L1的H2SO4溶液的pH。2.求0.5 mol·L1的Ba(OH)2溶液的H+濃度及pH指定兩個學生板演答案:1.pH=1 2.c(H+)=1014(mol·L1),pH=14師如果我們已知某溶液的pH,怎樣求該溶液的H+或OH濃度呢?下面我們看一道題。投影例:計算pH=2的H2SO4溶液中濃度及溶液中OH濃度。

4、問根據pH的計算公式,可推出由pH計算溶液H+濃度的公式嗎?學生回答教師板書c(H+)=10pH師下面我們來算一下這道題。副板書解:c(H+)=102mol·L1以下師生邊分析邊板書因為1 mol H2SO4電離出2 mol H+,所以c(H2SO4)=c(H+)=0.5×102mol·L1=5×103mol·L1因為c(OH)=,所以c(OH)=師請同學們自己完成以下練習:投影求pH=9的NaOH溶液中的c(OH)及由水電離出的c(OH)水。答案c(OH)=105 mol·L1 c(OH)水=109 mol·L1問題探究已

5、知100時,純水的離子積為1×1012,此時純水的pH等于多少?呈酸性嗎?為什么?學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)=106 mol·L1,和H+和OH的濃度相等,所以水仍是中性的師那么請同學們計算一下,100時,pH=7的溶液是酸性還是堿性的?生因為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。師下面我們看一看溶液在稀釋時p

6、H有何變化。板書溶液稀釋后pH的計算投影1.常溫下,取0.1 mL 0.5 mol·L1的硫酸,稀釋成100 mL的溶液,求稀釋后溶液的pH。師請同學們先求一下稀釋前溶液的pH。學生計算后回答pH=0。師稀釋后H+的物質的量是否改變?生不變。師請同學們算一下稀釋后溶液的pH。一個學生板演c(H+)=1×103 mol·L1pH=lg1×103=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。師pH=13的NaOH溶液中c(H+)和c(OH)分別為多少?生c(H+)為1013 mol&

7、#183;L1,c(OH)為101 mol·L1。師NaOH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。講述NaOH溶液稀釋時,由于水的電離平衡發生移動,所以溶液中H+的物質的量也有很大變化,但由NaOH電離出的OH的物質的量是不變的,所以稀釋時溶液中OH的物質的量幾乎不變(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)= =101 mol·L1,稀釋1000倍后,c(O

8、H)=104 mol·L1,所以c(H+)=1010mol·L1pH=lg1010=10投影練習1.常溫下,將0.05 mL 1 mol·L1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師如將pH為5的HCl溶液稀釋1000倍,溶液的pH為多少?生甲pH=8生乙pH接近于7但比7小。師酸稀釋后可能變成堿嗎?生不能。師所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。但當溶液很稀,由溶質電離出的H+或OH-濃度接近10-7 mol·

9、L1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pH=5的HCl取1體積,水取999體積。則稀釋后:c(H+)=1.1×107mol·L1pH=7lg1.17師同學們從以上的幾道例題可以找出溶液稀釋時pH的計算規律嗎?學生討論后回答,教師總結并板書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=nm;c.若按上述公式算出的pH改變了溶液本身的性質,則稀釋后pH一定接近7,酸略小于7,堿略大于7。師下面我們再討論溶液混合時pH的計算方法。板書溶液

10、混合后pH的計算投影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.×(108+1010) mol·L1B.(108+1010) mol·L1C.(1×104+5×1010) mol·L1D.2×1010 mol·L1分析兩種性質相同的溶液混合后,所得溶液的濃度可根據溶質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+)=108 mol·L1則c(OH)= =106 mol·L1又因為pH=

11、10,所以c(H+)=1010 mol·L1則c(OH)= =104 mol·L1等體積混合后:c(OH)= ×104 mol·L1所以c(H+)=2×1010 mol·L1所以答案為D。投影2.常溫下,pH=4的HCl和pH=10的NaOH等體積混合,求混合液的pH。啟發學生思考酸的c(H+)和堿的c(OH)分別為多少?鹽酸和NaOH以等物質的量反應后生成什么?結論混合液pH=7。師請同學們討論一下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

12、么規律?學生討論后回答,教師總結并板書pH酸+pH堿14,pH混7pH酸+pH堿14,pH混7pH酸+pH堿=14,pH混=7強酸和強堿等體積混合講述我們這節課主要學習了pH的計算方法,從pH的取值范圍我們可以看出,當H+或OH濃度大于1 mol·L1時,用pH表示溶液酸堿性并不簡便,此時pH會出現負值,因此,對于c(H+)或c(OH)大于1 mol·L1的溶液,直接用H+或OH濃度來表示溶液的酸堿性。我們這節課學習的溶液的pH與生產、生活有著密切的聯系,是綜合科目考試的熱點,下面請同學們討論以下兩題:血液肺投影1.人體血液的pH保持在7.357.45,適量的CO2可維持這

13、個pH變化范圍,可用以下化學方程式表示:H2O+CO2 H2CO3 H+HCO。又知人體呼出的氣體中CO2體積分數約5%。下列說法正確的是( )A.太快而且太深的呼吸可以導致堿中毒。(pH過高)B.太快而且太深的呼吸可導致酸中毒。(pH過低)C.太淺的呼吸可導致酸中毒。(pH過低)D.太淺的呼吸可導致堿中毒。(pH過高)答案:AC2.生物上經常提到緩沖溶液,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:Na2CO3與NaHCO3 NaH2PO4與Na2HPO4 NH4Cl與NH3·H2O等。以NH4Cl與

14、NH3·H2O為例說明:在NH4Cl與NH3·H2O的混合溶液中,NH4Cl=NH+Cl,NH3·H2O NH+OH,加酸時NH3·H2O電離出的OH中和了加進去的H+,使NH3·H2O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結合,生成NH3·H2O,使溶液pH幾乎不變。布置作業課本習題二 三、2板書設計2.溶液的pHpH=lgc(H+)若c(H+)=m×10nmol·L1,則pH=nlgm溶液稀釋后pH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,

15、稀釋后pH=nm;c.若按上述公式算出的pH改變了溶液本身的性質,則稀釋后pH一定接近7,酸略小于7,堿略大于7。溶液混合后pH的計算pH酸+pH堿14,pH混7pH酸+pH堿14,pH混7pH酸+pH堿=14,pH混=7強酸、強堿等體積混合教學說明本節的重點是溶液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學生是很容易掌握的。本節課在教學中通過典型例題和練習,在使學生掌握pH的簡單計算的同時理解以下幾個問題:pH7 的溶液不一定不是中性的;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;溶液稀釋,混合時pH的計算規律。從而使學生從更深更廣的角度認識pH。參考練習1某溶液在25時由水電離出的H+的濃度為1×10-12 mol·L1,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2C.向該溶液中加入鋁片后,一定能生成H2D.若該溶液中的溶質只有一種,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 mol·L1,這是水的電離平衡被抑制的結果。抑制水電離的物質,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NaHSO

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