高中化学 水的电离和溶液的酸碱性学案 新人教版选修4.docx
- 文档编号:23561560
- 上传时间:2023-05-18
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:30.10KB
高中化学 水的电离和溶液的酸碱性学案 新人教版选修4.docx
《高中化学 水的电离和溶液的酸碱性学案 新人教版选修4.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学 水的电离和溶液的酸碱性学案 新人教版选修4.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中化学水的电离和溶液的酸碱性学案新人教版选修4
【第二节】水的电离和溶液的酸碱性学案
【高考说明】
1、了解水的电离和水的离子积常数
2、了解溶液的pH值的定义,能进行pH的简单计算
3、初步掌握酸碱滴定管的使用方法;初步掌握中和滴定的原理和方法
4、能通过化学实验收集有关数据和事实,并科学地加以处理
第1课时【学习目标】⒈了解水的电离平衡及其“离子积”
⒉了解溶液的酸碱性和pH的关系
【学习重点】⒈水的离子积
⒉溶液的酸碱性和pH的关系
【旧知回顾】
1、写出下列物质在水溶液中的电离方程式
KHCO3 KAl(SO4)2
H2SO4 H2S
Ca(OH)2 NH3•H2O
2、[思考]
①我们通常会说纯水不导电,那么水是不是电解质?
它能电离吗?
如能请写出水的电离方程式。
②纯水中有哪些微粒?
根据所学的弱电解质的电离平衡,请列举出可能会影响水的电离的因素。
【新知讲解】
一、水的离子积
阅读P45:
1.水的电离:
水是 电解质,发生 电离,电离过程
水的电离平衡常数的表达式为
2.[思考]:
实验测得,在室温下1LH2O(即 mol)中只有1×10-7molH2O电离,则室温下C(H+)和C(OH-)分别为多少?
3.水的离子积
水的离子积表达式:
KW= 。
一定温度时,KW是个常数,KW只与 有关, 越高KW越 。
25℃时,KW= ,100℃时,KW=10-12。
注意:
(1)KW不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
任何水溶液中,由水所电离而生成的c(H+) c(OH-)。
[思考]:
pH=7的溶液一定是酸性吗?
(2)25℃时,任何水溶液中,H+离子浓度和OH-离子的浓度乘积都为1×10-14
二、溶液的酸碱性和pH
1.影响水的电离平衡的因素
(1)温度:
温度升高,水的电离度 ,水的电离平衡向 方向移动,C(H+)和C(OH-) ,KW 。
(2)溶液的酸、碱度:
改变溶液的酸、碱度均可使水的电离平衡发生移动。
例题1:
①在0.01mol/LHCl溶液中,C(H+)= ,C(OH-)= ,
由水电离出的H+浓度= ,由水电离出的OH-浓度= 。
②在0.01mol/LNaOH溶液中,C(OH-)= ,C(H+)= ,
由水电离出的H+浓度= ,由水电离出的OH-浓度= 。
③在0.01mol/LNaCl溶液中,C(OH-)= ,C(H+)= ,
由水电离出的H+浓度= ,由水电离出的OH-浓度= 。
[小结]根据上面的计算,填写下表(影响水的电离平衡的因素)
条件变化 平衡移动方向 c(H+)
(mol/L) c(OH-)
(mol/L) 水的电离程度 KW
升高温度 H2OH++OH-
加入NaCl
加入HCl
加入NaOH
结论:
(1)升高温度,促进水的电离KW增大
(2)酸、碱抑制水的电离
例题2:
常温下,某溶液中由水电离的c(H+)=1×10-13mol•L-1,该溶液可能是
①二氧化硫水溶液 ②氯化铵水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
2.溶液的酸碱性
讨论:
①在酸性溶液中是否有OH-,在碱性溶液中是否存在H+,试说明原因。
②决定溶液酸碱性的因素是什么?
小结:
溶液的酸碱性:
常温(25℃)
中性溶液:
C(H+) C(OH-) C(H+) 1×10-7mol/L
酸性溶液:
C(H+) C(OH-) C(H+) 1×10-7mol/L
碱性溶液:
C(H+) C(OH-) C(H+) 1×10-7mol/L
3.溶液的pH:
pH=-lgc(H+)
注意:
当溶液中[H+]或[OH-]大于1mol/L时,不用pH表示溶液的酸碱性。
【轻松做答】
(1)C(H+)=1×10-6mol/L pH=______;C(H+)=1×10-3mol/L pH=__ ___
C(H+)=1×10-mmol/L pH=______;C(OH-)=1×10-6mol/L pH=______
C(OH-)=1×10-10mol/L pH=______;C(OH-)=1×10-nmol/L pH=___ ___
(2)pH=2 C(H+)=________ ;pH=8 c(H+)=________
(3)c(H+)=1mol/L pH=______ ;c(H+)=10mol/L pH=______归纳:
pH与溶液酸碱性的关系(25℃时)
pH 溶液的酸碱性
pH<7 溶液呈 性,pH越小,溶液的酸性
pH=7 溶液呈 性
pH>7 溶液呈 性,pH越大,溶液的碱性
【知识拓展】
1、溶液的pOH=________________
2、证明:
在25℃时,pH+pOH=14
说明:
如果题目中没有指明温度,则默认为常温(25℃)
【反馈练习】
1.pH=2的强酸溶液,加水稀释,若溶液体积扩大10倍,则C(H+)或C(OH-)的变化( )
A、C(H+)和C(OH-)都减少 B、C(H+)增大 C、C(OH-)增大 D、C(H+)减小
2.向纯水中加入少量的KHSO4固体(温度不变),则溶液的 ( )
A、pH值升高 B、C(H+)和C(OH-)的乘积增大 C、酸性增强 D、OH-离子浓度减小
3.100℃时,KW=1×10-12,对纯水的叙述正确的是 ( )
A、pH=6显弱酸性 B、C(H+)=10-6mol/L,溶液为中性
C、KW是常温时的10-2倍 D、温度不变冲稀10倍pH=7
【课后练习】
1、下列说法中正确的是
A.在25℃的纯水中,c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,呈中性
B.溶液中若c(H+)>10-7mol/L,则c(H+)>c(OH-),溶液显酸性
C.c(H+)越大,则pH值越大,溶液的碱性越强
D.pH值为0的溶液中c(H+)=0mol/L
2、pH相同,物质的量浓度最大的酸是
A.HCl B.H3PO4 C.H2SO4 D.CH3COOH
3、下列叙述正确的是
A.向0.1mol/L醋酸溶液中加入少量醋酸钠溶液,溶液的pH增大
B.向0.1mol/L醋酸溶液中加入少量NaOH溶液,溶液中c(Ac-)增大
C.向0.1mol/L醋酸溶液中不断加水,溶液中c(H+)增大
D.向0.1mol/L醋酸溶液中滴入少量浓盐酸,溶液的导电性减弱
4、100℃时,Kw=1.0×10-12,若100℃某溶液中的c(H+)=1.0×10-7mol/L,则该溶液
A.呈中性 B.呈碱性 C.呈酸性 D.c(OH-)/c(H+)=100
5、向纯水中加入少量NaHSO4(温度不变),则溶液的
A.pH值升高 B.pH值降低 C.c(OH-)、c(H+)增大 D.c(H+)>c(OH-)
6、常温下,某溶液中,由水电离出的c(H+)=1.0×10-11mol/L,该溶液pH可能为
A.11 B.3 C.8 D.7
7、体积相同、pH相同的盐酸和醋酸,与碱中和时消耗的量
A.相同 B.盐酸多 C.醋酸多 D.无法比较
8、与纯水的电离相似,液氨中存在着微弱的电离:
2NH3NH4++NH2-。
据此判断以下叙述中错误的是
A.液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等粒子
B.一定温度下液氨中c(NH4+)、c(NH2-)是一个常数
C.液氨的电离达到平衡时,c(NH3)=c(NH4+)=c(NH2-)
D.只要不加入其他物质,液氨中c(NH4+)=c(NH2-)
9、在水电离出的c(H+)=10-14mol/L的溶液中,一定能大量共存的
A.K+、Na+、HCO3-、Cl- B.K+、Br+、AlO2-、Cl-
C.SO42-、Na+、NO3-、Cl- D.SO42-、NH4+、Al3+、Cl-
10、氢离子浓度相同的等体积的两份溶液A和B;A为盐酸,B为醋酸,分别和锌反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,且放出氢气的质量相同,则下列说法正确是的
①反应所需要的时间B>A ②开始反应时的速率A>B ③参加反应的锌的物质的量A=B ④反应过程的平均速率B>A ⑤盐酸里有锌剩余 ⑥醋酸里有锌剩余
A.③④⑤ B.③④⑥ C.②③⑤ D.②③⑤⑥
11、将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(H+)最接近于
A.1/2•(10-8+10-10)mol/L B.(10-8+10-10)mol/L
C.(1.0×10-14+5×10-5)mol/L D.2×10-10mol/L
12、重水(D2O)的离子积为1.6×10-15,可以用pH一样的定义来规定pD=-lg{c(D+)},以下pD的叙述中,正确的是
A.中性溶液中pD=7.0 B.含0.01mol的NaOD的D2O的溶液1L,其pD=12.0
C.溶解0.01mol的DCl的D2O的溶液1L,其pD=2.0
D.在100mL0.25mol/L的DCl的重水溶液中,加入50mL0.2mol/L的NaOD的重水溶液,所得溶液的pD=1.0
【第二节】水的电离和溶液的酸碱性
第2课时
【课标要求】⒈了解溶液的酸碱性和pH的关系
⒉掌握有关混合溶液pH值的简单计算
3、了解溶液稀释时pH的变化规律
【学习重点】⒈水的离子积,H+浓度、OH-浓度、pH值与溶液酸碱性的关系
⒉有关溶液pH值的计算
【学习难点】pH值的计算
【旧知回顾】
溶液的酸碱性和pH
⒈定义:
PH= ,广泛pH的范围为0~14。
注意:
当溶液中[H+]或[OH-]大于1mol/L时,不用pH表示溶液的酸碱性。
⒉意义:
溶液的酸碱性 常温(25℃)
中性溶液:
C(H+) C(OH-) C(H+) 1×10-7mol/L pH 7
酸性溶液:
C(H+) C(OH-) C(H+) 1×10-7mol/L pH 7
碱性溶液:
C(H+) C(OH-) C(H+) 1×10-7mol/L pH 7
【新知讲解】
一、溶液PH的测定方法
(1)酸碱指示剂法
说明:
常用的酸碱指示剂有石蕊、甲基橙、酚酞试液。
常用酸碱指示剂的pH变色范围
指示剂 变色范围的pH
石蕊 <5红色 5-8紫色 >8蓝色
甲基橙 <3.1红色 3.1-4.4橙色 >4.4黄色
酚酞 <8无色 8-10浅红色 >10红色
(2)pH试纸法
使用方法:
(3)PH计法
二、有关pH的计算
(一)单一溶液的PH计算
[例1]分别求0.05mol/LH2SO4溶液和0.05mol/LBa(OH)2溶液的PH值。
[例2]已知常温下浓度为0.01mol/L的CH3COOH溶液的电离度为1%,求该溶液的PH值。
(二)酸碱混合溶液的PH计算
[例3]将PH=2的H2SO4溶液与PH=4的H2SO4溶液等体积混合后,求溶液的PH值。
[例4]将PH=8的NaOH溶液与PH=10的NaOH溶液等体积混合后,求溶液的PH值。
[例5]常温下PH=4的HCl和PH=10的NaOH分别按体积比为1:
1、11:
9、9:
11混合,分别求三种情况下溶液的PH值。
[小结]有关pH计算的解题规律
(1)单一溶液的pH计算
①强酸溶液,如HnA,设浓度为cmol•L-1,则
c(H+)=ncmol•L-1,pH=—lg{c(H+)}=—lgnc
②强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为cmol•L-1,则
c(H+)=10—14/ncmol•L-1,pH=—lg{c(H+)}=14+lgnc
(2)酸碱混合pH计算
①适用于两种强酸混合 c(H+)混=[c(H+)1V1+c(H+)2V2]/(V1+V2)。
②适用于两种强碱混合 c(OH—)混=[c(OH—)1V1+c(OH—)2V2]/(V1+V2)
③适用于酸碱混合,一者过量时:
c(OH—)混 |c(H+)酸V酸—c(OH—)碱V碱|
c(H+)混 V酸+V碱
说明:
①若两种强酸(pH之差大于2)等体积混合,混合液pH=pH小+0.3
②若两种强碱(pH之差大于2)等体积混合,混合液pH=pH大—0.3
④恰好完全反应,则c(H+)酸V酸=c(OH—)碱V碱
(三)酸、碱加水稀释后溶液的PH值
[例6]常温下,将PH=1的H2SO4溶液和PH=13的NaOH溶液分别稀释1000倍,求所得溶液的PH值。
思考:
若在常温下,将PH=1的CH3COOH溶液和PH=13的NH3•H2O溶液分别稀释1000倍,则所得溶液的PH值在什么范围之内。
[小结]稀释后溶液pH的变化规律
(1) 酸碱溶液无限稀释,pH只能无限接近于7,不可能大于或小于7
(2) 对于pH=a的强酸和弱酸溶液,每稀释10n倍,强酸的pH就增大n个单位,即
pH=a+n (a+n<7),弱酸的pH范围是:
a<pH<a+n。
[练习]画出酸溶液在稀释过程中pH的变化图
(3) 对于pH=b的强碱和弱碱溶液,每稀释10n倍,强碱的pH就减小n个单位,即
pH=b-n (b-n>7),弱碱的pH范围是:
b-n<pH<b。
[练习]画出碱溶液在稀释过程中pH的变化图
(4)对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,强酸pH变化程度比弱酸的大(强碱和弱碱也类似)
说明:
弱酸、弱碱在稀释过程中有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体的数值,只能确定其pH范围。
【反馈练习】
1.求下列溶液混合后的pH:
(1)把pH=2和pH=4的两种强酸溶液等体积混合,其pH= 。
(2)把pH=12和pH=14的两种强碱溶液等体积混合,其pH= 。
(3)把pH=5的H2SO4溶液和pH=8的NaOH溶液等体积混合,其pH= 。
2.室温时,将PH=5的H2SO4溶液稀释10倍,则C(H+):
C(SO42-)= ;
若再将稀释后的溶液再稀释100倍,则C(H+):
C(SO42-)= 。
3.20mL0.01mol/LKOH溶液的pH为 ;30mL0.005mol/LH2SO4溶液的pH为 ;两溶液混合后,溶液的pH为 。
4.设水的电离平衡线如右图所示。
(1)若以A点表示25°时水在电离平衡时的粒子浓度,当温
度升高到100°时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子 10-6
积从_________增加到____________; 10-7
(2)将PH=8的Ba(OH)2溶液与PH=5的稀盐酸混合,并保持
在100°的恒温,欲使混合溶液的PH=7,则Ba(OH)2溶液和盐
酸的体积比为__________。
【课后练习】
1.某溶液中含有HCO3-、SO32-、CO32-、CH3COO-等四种阴离子。
向其中加入足量的Na2O2粉末后,溶液中离子的浓度基本保持不变的是(不考虑溶液在反应前后的体积变化)
A.SO32- B.CH3COO- C.CO32- D.HCO3-
2.将pH=1的盐酸平均分成2份,l份加适量水,另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为
A.9 B.10 C.11 D.12
3.对室温下pH相同、体积相同的氨水和氢氧化钠溶液分别采取下列措施,有关叙述正确的是
A.加入适量的氯化铵晶体后,两溶液的pH均碱小
B.温度下降10oC,两溶液的pH均不变
C.分别加水稀释10倍,两溶液的pH仍相等
D.用盐酸中和,消耗的盐酸体积相同
4.25℃时,向VmlPH=a的盐酸中滴加PH=b的NaOH溶液10Vml,反应后的溶液中c(Cl-)=nc(Na+),则此时a+b的值为
A.12 B.13 C.14 D.15
5.)pH=2的两种一元酸HX和HY的溶液分别取50mL,加入过量的镁粉,充分反应后,收集H2的体积在相同状况下分别为V1和V2,若V1>V2,下列说法正确的是
A.HX一定是弱酸 B.NaX水溶液的碱性弱于NaY水溶液的碱性
C.HX一定是强酸 D.反应开始时二者生成H2的速率相同
6.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如右图所示,下列说法正确的是
A.a、b、c三点溶液的pH:
c<a<b
B.a、b、c三点醋酸的电离程度:
a<b<c
C.用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D.a、b、c三点溶液用1mol/L氢氧化钠溶液中和,消耗氢氧化钠溶液体积:
c<a<b
7.将一元酸HA的溶液与一元碱BOH的溶液等体积混合,若所得溶液显酸性,下列有关判断正确的是
A.若混合前酸、碱pH之和等于14,则HA肯定是弱酸
B.若混合前酸、碱物质的量浓度相同,则HA肯定是弱酸
C.溶液中水的电离程度:
混合溶液>纯水>BOH溶液
D.混合溶液中离子浓度一定满足:
c(B+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
8.甲酸和乙酸都是弱酸,当他们的浓度均为0.10mol•L-1时,甲酸中的c(H+)约为乙酸中c(H+)的3倍。
现有甲酸溶液a和乙酸溶液b,经测定他们的pH:
pHa=pHb。
由此可知
A.c(甲酸)=3c(乙酸)
B.c(甲酸)=1/3c(乙酸)
C.两溶液中水电离出的c(OH-)相同
D.等体积的a、b溶液用NaOH溶液中和时,消耗NaOH的物质的量a<b
9.MOH和ROH两种一元碱的溶液
分别加水稀释时,pH变化如右图所示。
下列叙述中不正确的是
A.ROH是一种强碱
B.在x点,MOH完全电离
C.在x点,C(M+)=C(R+)
D.稀释前,C(ROH)=10C(MOH)
10.下列叙述正确的是( )
A.95℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
B.pH=3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH=4
C.0.2mol/L的盐酸,与等体积水混合后pH=1
D.pH=3的醋酸溶液,与pH=
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中化学 水的电离和溶液的酸碱性学案 新人教版选修4 电离 溶液 酸碱 性学 新人 选修