最新高中化学 第三章 第1节 水溶液导学案 鲁科版选修4

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1、最新精品资料化学第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水溶液第1课时 水的电离和溶液的酸碱性 【课前学案导学】 精准定位学习目标导航1.理解水的电离过程以及水的离子积常数的含义，并能应用水的离子积常数进行相关的计算。2.了解溶液的酸碱性与溶液中的H+和OH的关系。3.知道pH的定义，了解溶液的酸碱性与pH的关系。4.能够进行有关pH的简单计算。自主梳理基础知识导航一、水的电离1.水的电离水是一种_的电解质。电离方程式为_，也可以简写为_。2.水的离子积常数（1）水的电离常数：K电离=_。（2）水的离子积常数KW=_=_，随着温度的升高，水的离子积_增大，在室温下，KW =_。3.影响水的电离平衡

2、的因素（1）温度：水的电离是_的过程，温度升高会使水的电离平衡向_移动（选填“左”“右”“不”）（2）浓度：加酸，水的电离平衡向_移动（选填“左”“右”“不”）；加碱，水的电离平衡向_移动（选填“左”“右”“不”）。 可见，加酸、加碱都会_（选填“促进”“抑制”“不影响”）水的电离，但水的离子积_。问题思考1 ？在稀盐酸中存在OH吗？25时稀盐酸中的Kw是多少？二、溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性与c（H+）和c（OH）的关系酸性溶液：c（H+）_c（OH）；中性溶液：c（H+）_c（OH）；碱性溶液：c（H+）_c（OH）。2.溶液的酸碱性与pH的关系（1）溶液的pH的定义pH = _如：

3、0.01mol/L的盐酸的pH=_；c（H+）=mol/L的NaOH溶液，pH=_。（2）pH与溶液酸碱性的关系室温下，酸性溶液：c（H+）_mol/L，pH_7；中性溶液：c（H+）_mol/L，pH_7；碱性溶液：c（H+）_mol/L，pH_7。问题思考2 ？在某溶液中，H+为mol/L，此溶液一定呈中性吗？自主梳理参考答案一、1.极弱 H2O+H2OH3O+OH H2O H+OH 2. K电离cH2O 增大 3.(1)吸热 右 (2)左 左 抑制不变二、1. = ； = = ；问题思考参考答案 问题思考1【答案】由于水存在电离平衡H2O H+OH，故任何水溶液中都会存在H+和OH。故稀

4、盐酸中存在OH，只是OHc（OH），溶液显酸性。同理，向纯水中加碱，溶液中的c（OH） c（H+） ，溶液显碱性。2.溶液中的pH（1）pH与溶液的酸碱性关系。对于酸碱性较弱的溶液，用c（H+）或c（OH）的浓度大小表示溶液的酸碱性强弱很不方便，化学上常用pH来表示溶液酸碱性的强弱。pH = lgH+。溶液的酸碱性与c（OH）和c（H+）相对大小、c（H+）和pH的关系如下表所示：一般2525中性溶液c（H+）=c（OH）c（H+）=110-7pH=7酸性溶液c（H+）c（OH）c（H+）110-7pH7碱性溶液c（H+）c（OH）c（H+）7(2)溶液的pH测定方法pH试纸：常用的pH试纸有

5、广泛pH试纸（pH范围114或010，可识别的差值为1）和精密pH试纸（pH范围较窄，可以判别的pH差值为0.2或0.3）。pH试纸的使用方法：取一片pH试纸，放在洁净的表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央，然后与标准比色卡对照。pH计法精确测量溶液的pH的方法。探究三：pH的应用1.医疗山：当体内的酸碱平衡失调时，血液的pH是诊断疾病的一个重要的参数，而利用药物调控pH则是辅助治疗的重要手段之一。2.生活中：人们洗发时用的护发素，其主要功能就是调节头皮的pH使之达到适宜的酸碱度。3.在环保领域中，酸性或碱性废水处理常常利用中和反应，在中和反应处理的过程中可用pH自动测定仪进行检测

6、和控制。4.农业生产中，因土壤的pH影响植物对不同形态养分的吸收及养分的有效性，各种植物的生长都对土壤的pH范围有一定的要求。5.在科学实验和工业生产中，溶液的pH的控制常常是影响实验结果或产品质量，产量的一个关键因素。探究四：溶液的pH的计算1.基本思路根据pH的定义：pH = lgH+，溶液的pH计算的核心是确定溶液中的H+的大小。具体地，酸性溶液必先确定溶液中的H+；碱性溶液必先确定OH，再由OH H+=Kw换算成H+，然后进行pH的计算。2.计算类型及方法（1）单一溶液pH的计算 强酸溶液强酸溶液的pH计算方法是：根据酸的浓度选求出强酸溶液中的c(H+)然后对其取负对数就可求得pH。强

7、碱溶液强酸溶液的pH计算方法是：根据碱的浓度先求出强碱溶液中的c(OH-)然后利用该温度下的Kw求出c(H+)然后求pH。其它溶液其它溶液的pH计算方法是：想办法求出溶液中的c(H+)然后取负对数（2）稀释型（指单一溶质加水稀释或相当于水的稀释作用）实质：稀释前后酸或碱的物质的量不变。一般计算公式：C1V1C2V2，据此求出稀释后酸或碱的物质的量的浓度。特殊结论：若为酸：强酸，pHa，稀释10n倍，PHa+n ；若为弱酸，pHa，稀释10n倍，a PHa+n；若为碱：强碱，PHa，稀释10n倍，pHan；弱碱，PHa，稀释10n倍， an pHa；（3）混合型（多种溶液混合）强酸混合 强酸混合

8、后溶液的pH求算的方法是：先求出混合后的c(H+)混，即：c(H+)混c(H+)1V1c(H+)2V2(V1+V2)再根据公式pH=-lgc(H+)求pH。强碱溶液混合强碱混合后溶液的pH求算的方法是：先求出混合后的c(OH-)混，即：c(OH-)混c(OH-)1V1c(OH-)2V2(V1+V2)，再通过KW求出c(H+),最后求pH。强酸和强碱溶液混合 这里的混合，实为中和，要发生反应：H+OH-H2O,中和后溶液的pH有三种情况： 若恰好中和，pH7 ；若酸有剩，根据中和后剩余的c(H+)即C(H+)（过）C(H+)1V1C(OH-)2V2）/(V1+V2)再求pH。此时pH7；若碱有剩

9、，根据中和后剩余的c(OH-),即C(OH-) (过)C(OH-)1V1C(H+)2V2）/(V1+V2)，然后通过KW求出c(H+)，最后求pH。此时pH7特别提醒（1）若酸的溶液无限稀释，则无论酸的强弱，PH一律接近于7；若碱的溶液无限稀释，则无论碱的强弱，PH一律接近于7。（2）若两强酸等体积混合，可采用速算法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加上0.3；若两强碱溶液等体积混合，可采用速算法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减去0.3。典例剖析-名师释疑助航例1.溶液的pH定义为pHlgH，pOH定义为pOHlgOH，Kw表示25时水的离子积常数，则弱酸性溶液中H可表示为（）

10、A.Kw/pOH molL B.10 pOHmolLC. 10p OHmolL D. 10pOHmolL答案B解析因为pHlgH，故H10pH；又因为pH14pOH，则pHpOH，故H10pOHmolL。【变式训练1】某地酸雨经检验其主要成分除含H外，还有Na、SO4、NO3、NH4，其浓度依次为：7.0106molL，2.5106molL，3.5106molL，2.3106molL，则该水样的pH约为（）A.4 B.4.7 C.5 D.5.7【例2】往一定体积的Ba(NO3)2溶液中逐滴加入pH的稀硫酸，至溶液中Ba2恰好完全沉淀，测得溶液的pH，则H2SO4与Ba(NO3)2溶液体积比为（

11、忽略混合时液体体积的变化）（）A.1：B.1：C.：D.：答案B解析当H2SO4与Ba(NO3)2溶液混合发生反应时，只有Ba与SO4结合生成BaSO4沉淀，H并不参加反应，对于变化实际上是溶液稀释问题。根据稀释定律，pH改变个单位，H改变10倍，那么应该符合下列关系：H1V1H2(V1+V2)，即10V110(V1V2)，V1：V2：。【变式训练2】某强酸溶液的pHa，强碱溶液的pHb，且ab13，酸、碱溶液混合后混合溶液的pH，则酸溶液的体积V与碱溶液的体积V之间的正确关系是（）A. V102 V2 B. V210 V1 C. V2V2 D. V22V1【例3】求25时，0.005mol/

12、L的H2SO4溶液的pH。答案2解析0.005mol/L的H2SO4溶液中c(H+)=110-2故pH=-lg110-2=2【变式训练3】求25时，10-5mol/L的NaOH溶液的pH。变式训练解析及答案【变式训练1】答案：C 解析：由于为“酸雨”，因而OH可忽略不计，依据离子电子电荷守恒有下列关系：HNaNH4SO4NO3。将已知的离子浓度代入，则H10molL，pHlgHlg10。【变式训练2】答案：B解析：最终溶液的pH，恰好中和，10aV110b14V2，则V1/V210ab，所以V210 V1。【变式训练3】答案：9解析：10-5mol/L的NaOH溶液中c(OH-)=110-5m

13、ol/L,则c(H+)=Kw/c(OH-)=(110-14)/110-5mol/L=110-9mol/L,故pH=9备选例题1. 在甲烧杯中放入盐酸，乙烧杯中放入醋酸，两种溶液的体积和pH都相等，向两烧杯中同时加入质量不等的锌粒，反应结束后得到等量的氢气。下列说法正确的是（）A、甲比乙放入的锌的质量大B、甲中的酸过量C、两烧杯中参加反应的锌等量D、反应开始后乙中的H+浓度始终比甲中H+浓度小【答案】AC【解析】乙烧杯中CH3COOH的物质的量大于甲烧杯中盐酸的物质的量，完全反应时产生的氢气必然是乙烧杯中多，因此，若乙烧杯中锌有剩余，就不可能出现氢气体积相等的情况。所以，只能是甲烧杯中锌有剩余，

14、而根据氢气相等，实际消耗的锌相等，现在甲还有锌剩余，故甲中放入的锌要多，A正确；由于甲中有锌剩余，故酸不足，B错误；据“反应结束后得到等量的氢气”说明两个烧杯中实际反应的锌质量相等，C正确；乙中的氢离子浓度不变，因为随着氢离子的消耗，醋酸电离出新的氢离子。而盐酸的氢离子是一只消耗的，所以D错误。2求25时，某浓度的HAC溶液中，由水电离的c(H+)=110-12mol/L,求该溶液的 pH【答案】2【解析】由题中水电离的c(H+)=110-12mol/L可得c(OH-)=110-12mol/L，则溶液中的c(H+)=110-14/110-12mol/L=110-2mol/L，故pH=23甲、乙

15、两种溶液，已知甲溶液的pH是乙溶液pH的倍，甲溶液中H一定是乙溶液中H的（）A.1/2 B.1/10 C.1/100 D.无法确定【答案】D【解析】因为pHlgH，故H10pH；pH甲pH乙，则H甲H乙10pH乙。常用教学素材酸碱指示剂的变色原理 酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，这些弱酸或弱碱与其共轭碱或共轭酸具有不同的颜色。现以酚酞指示剂为例加以说明。酚酞是一有机弱酸，其Ka=610-10，它在溶液中的离解平衡可用下式表示：从离解平衡式可以看出，当溶液由酸性变化到碱性，平衡向右方移动，酚酞由酸式色转变为碱色，溶液由无色变为红色；反之，由红色变为无色。以HIn代表弱酸性指示剂，其离解平衡可用下

16、式表示：由此可见，酸碱指示剂的变色和溶液的pH值相关。现以弱酸性指示剂为例来讨论指示剂的变色与溶液pH值之间的数量关系。已知弱酸性指示剂在溶液中的离解平衡为：式中KIn为指示剂的离解平衡常数，通常称为指示剂常数。在一定温度下，酸碱指示剂KIn是一个常数。因此，溶液的颜色就完全决定于溶液的pH值。溶液中指示剂颜色是两种不同颜色的混合色。当两种颜色的浓度之比是10倍或10倍以上时，我们只能看到浓度较大的那种颜色。一般认为，能够看到颜色变化的指示剂浓度比In-HIn的范围是11010。如果用溶液的pH值表示，则可表示为：当pH值在pKIn-1以下时，溶液只显指示剂的酸式色；pH值在pKIn+1以上时，只显其碱式色。当pH在pKIn-1到pKIn+1之间时，才能看到指示剂的颜色变化情况，故指示剂的变色范围为： pH=pKIn1因此，根据理论上推算，指示剂的变色范围是两个pH单位。