高中化学第三章物质在水溶液中的行为第1节水溶液第2课时导学案1鲁科版选修4
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第2课时溶液的酸碱性与pH[学习目标定位] 1.了解溶液的酸碱性与溶液中[H+]和[OH-]的关系。
2.知道pH的定义,了解溶液的酸碱性与pH的关系。
3.能够进行有关pH的简单计算。
一、溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性与溶液中[H+]和[OH-]的关系溶液的酸碱性是由溶液中[H+]与[OH-]的相对大小决定的。
请填写下表:2.溶液的pH(1)定义:pH是[H+]的负对数,其表达式是pH=-lg[H+]。
(2)25 ℃时,溶液酸碱性与[H+]、pH的关系如下图所示3.溶液酸碱性的测定方法(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)。
(2)利用pH试纸测定,使用时的正确操作为将pH试纸放在表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH。
(3)利用pH计测定,pH计可精确测定试液的pH(读至小数点后2位)。
溶液酸碱性的判断依据例1下列溶液一定显酸性的是( )A.溶液中[OH-]>[H+]B.滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液C.溶液中[H+]=10-6mol·L-1D.溶液中水电离的[H+]=10-9mol·L-1答案 B解析A项中判断溶液酸碱性的关键是看[H+]和[OH-]的相对大小,若[H+]>[OH-],溶液呈酸性;C项中pH<7或[H+]>10-7mol·L-1,仅适用于常温时,若温度不确定,就不能用来判断溶液的酸碱性;B项中可使紫色石蕊溶液变红,则该溶液显酸性;D项中温度影响水的电离,所以[H+]=10-9mol·L-1,温度不确定,无法判断[H+]、[OH-]关系,溶液的酸碱性不能确定。
考点溶液的酸碱性与pH题点溶液酸碱性的判断方法易错警示溶液的酸碱性取决于溶液中[H+]与[OH-]的相对大小,[H+]=10-7mol·L-1或pH =7的溶液不一定呈中性,常温下[H+]=10-7mol·L-1或pH=7的溶液才呈中性,而其他温度下不呈中性,100 ℃时,pH=7的溶液呈碱性。
第三章物质在水溶液中的行为第一节水溶液【课标三维定向】1. 知识与技能⑴掌握水的离子积K W和PH的概念及电解质在水中的存在形态。
⑵掌握酸碱性溶液的特征与PH的关系。
⑶了解电解质在水溶液中的存在形式。
2. 过程与方法⑴依据可逆反响的共性,运用严密的逻辑推理方法,将化学平衡常数运用到水的电离过程,推导出水的离子积常数。
⑵利用比照的方法,依据水的离子积常数,推断出溶液的酸碱性与和O浓度的相对大小的关系。
⑶在学习强电解质和弱电解质时,要采用比照的方法,从两者的定义出发,总结归纳出两者的共性、本质区别和所属类别。
3.情感态度与价值观通过研究弱电解质及水,熟悉PH的用途,感受到物质在水中的行为,充分体会到科学给我们带来的优越性,培养学习化学的兴趣。
【教学策略指导】授课时数:3课时教学重点:水的离子积K W、[]、PH与溶液的酸碱性的关系。
教学难点:水的离子积K W,有关PH的简单计算。
方法措施:学习本节时,由水是极弱的电解质,在纯水中会有极少量的水发生电离,结合化学平衡的原理以及平衡常数的含义,理解水的电离及其电离方程式、水的离子积常数。
对于溶液酸碱性的学习,可结合平衡移动原理来理解,只要是水溶液就存在和O,因其浓度大小不一样,从而显示不同的酸碱性。
进一步为了方便计算,可引入溶液的PH值,要从理解PH值意义上,强化有关PH值的计算及其有关规律。
在学习强电解质和弱电解质时,要采用比照的方法,从两者的定义出发,总结归纳出两者的共性、本质区别和所属类别,强化其电离方程式的书写。
知识块一、水的电离及溶液的酸碱性【问题情境设疑】酸(或碱)水溶液中,除了溶质酸(或碱)外,还有溶剂水。
在溶液中,酸或碱全部或局部以离子形式存在,那么水是全以水分子形式存在,还是也有局部电离成为和O呢有人测量了经过28次蒸馏的水的电导值,结果不为零。
这证明纯水中存在能自由移动的离子,经分析知道它们是和O,是由水电离产生的。
【核心内容整合】问题一、水的电离1.探究水的电离及其电离方程式有人测量了经过28次蒸馏的水的电导值,结果不为零。
溶液pH 的计算学习目标: 1. 了解pH 的含义。
2. 了解溶液稀释时pH 的变化规律,会计算各类混合溶液的pH 。
学习重难点:各类混合溶液的pH 的计算方法。
自主学习 【学问回顾】依据pH =-lg[H +]计算溶液pH 的关键是先推断溶液的酸碱性,然后再确定溶液的[H +]。
(1)若为强酸溶液:可由强酸的浓度直接求[H +],再计算其pH 。
如: ①常温下,1.0×10-4mol·L -1盐酸溶液的pH 为4;②常温下,5.0×10-3 mol·L -1硫酸溶液的pH 为2。
(2)若为强碱溶液:先确定溶液中的[OH -],由K w 求出[H +],再计算其pH 。
如: ①常温下,将0.4 g NaOH 固体溶于水得到1 L 溶液,该溶液的pH 为12; ②常温下,b mol·L -1强碱B(OH)n 溶液的pH 为14+lg(nb )。
【学习探究】探究点一 酸、碱溶液混合后pH 计算方法1.室温下pH =2的盐酸与pH =4的盐酸,若按1∶10的体积比混合后,溶液的[H +]为1.0×10-3_mol·L -1,pH 为3;若等体积混合后,溶液的pH 为2.3。
2.室温下将200 mL 5×10-3mol·L -1NaOH 溶液与100 mL 2×10-2mol·L -1NaOH 溶液混合后,溶液的[OH -]为1.0×10-2_mol·L -1,[H +]为1.0×10-12_mol·L -1,pH 为12。
3.室温下pH =12的NaOH 溶液与pH =2的硫酸,若等体积混合后,溶液的pH 为7;若按9∶11的体积比混合后,溶液的pH 为3;若按11∶9的体积比混合后,溶液的pH 为11。
[归纳总结] 溶液pH 的计算方法1.强酸、强碱溶液的pH 计算方法先求出强酸、强碱溶液中的[H +],强酸直接由酸的浓度求出,强碱先由碱的浓度求出[OH -],再依据水的离子积换算出[H +],然后用公式pH =-lg[H +]求出pH 。
高中化学第三章第一节水溶液(第2课时)导学案鲁科版选修4-4☆授予鱼不如授予渔☆学习目标:1. 学会有关PH的相关计算2. 掌握弱电解质电离平衡的影响因素学习重点:1.溶液中有关离子积常数和pH值的相关计算2. 影响电离平衡因素的认识学习难点:不同温度下,不同溶液中不同离子积常数和PH值之间的求算问题教学课时:共2课时本课时:第2课时▲导学提纲▼1.有关pH值的计算问题【知识链接】强、弱电解质的定义:●电解质在水溶液中的存在形态1.强电解质:特点:举例:2.弱电解质:特点:举例:3注意事项:(1).强、弱电解质的本质区别:(2).溶液的导电能力与强、弱电解质溶液,只与溶液中有关。
附:“无关”、“阴、阳离子的浓度”▲预习新知▼P154 交流研讨●溶液酸碱性强弱的判断标准①比较[H+]、[OH-]的相对大小如:[H+] [OH-] 则为酸性溶液,且[H+]越大酸性越强。
[H+] [OH-] 则为中性溶液[H+] [OH-] 则为碱性溶液,且[OH-]越大碱性越强。
②在确定温度(水的离子积常数即可确定)的前提下,比较PH的大小如何表示PH: pOH:如:在25℃时,Kw=1.0×10-14mol·L-1,纯水的[H+] 1.0×10-7 mol·L-1 PH 7,则溶液为性;酸性溶液的[H+] 1.0×10-7 mol·L-1 PH 7,则溶液为性;碱性溶液的[H+] 1.0×10-7 mol·L-1 PH 7,则溶液为性;在100℃时,Kw=5.5×10-13mol·L-1,纯水的[H+] 1.0×10-7 mol·L-1 PH 7,则溶液为性;③通过酸碱指示剂的颜色变化判断如:滴入紫色石蕊试液后显红色,则为,滴入无色酚酞显红色,则为。
●如何计算未知溶液的pH1.单一溶液:(1).强酸溶液:求出[H+]的浓度,在结合PH的定义求出pH(2).强碱溶液:求出[OH-]的浓度,再结合Kw求出[H+],从而求出pH例:0.01 mol·L-1的HCl及0.01 mol·L-1NaOH溶液计算pH2.稀释溶液:一般稀释问题:对于酸性溶液,由于酸电离出大量的H+,所以可以忽略水电离出的H+;同理,对于碱性溶液,由于碱电离出大量的OH-,所以可以忽略水电离出的OH-。
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水的电离、溶液的酸碱性学习目标:1. 熟悉水的电离,会正确书写水的电离方程式,能正确书写水的离子积常数表达式。
2。
会分析外界因素对水的电离平衡的影响.3. 知道溶液酸碱性与pH的关系。
学习重难点:浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响.自主学习【知识回顾】1.化学反应平衡:对于2HI(g)H 2(g)+I2(g) ΔH>0在一定条件下反应达到平衡,平衡常数的表达式为K=[H2]·[I2]/[HI]2.分析下列条件的改变对此反应平衡的移动及平衡常数的影响:(1)升高温度,平衡向右移动,平衡常数K增大。
(2)通入氢气,平衡向左移动,平衡常数K不变。
(3)增大压强,平衡不移动,平衡常数K不变。
2.化合物按照其在水溶液或熔融状态下能否导电,可分为电解质和非电解质。
判断下列结论的正误:(1)电解质和非电解质都是化合物(√)(2)电解质溶于水后电离产生自由移动的离子而导电(√)(3)酸、碱、盐、氧化物都是电解质(×)(4)电解质不一定能导电,能导电的物质不一定是电解质(√)【学习探究】探究点一水的电离1.水是一种极弱的电解质,能够微弱的电离产生H+和OH-,其过程是可逆过程。
第三章物质在水溶液中的行为第1节水溶液第2课时【学习目标】1.了解溶液的酸碱性与溶液中[H+]和[OH-]的关系。
2.知道pH的定义,了解溶液的酸碱性与pH的关系。
【学习过程】一、溶液酸碱性与溶液中[H+]和[OH-]的关系1.pH的表达式:pH=________。
2.pH的物理意义:pH可以表示溶液的酸碱性及其强弱。
室温下,pH____,溶液呈中性;pH____,溶液呈碱性;pH____,溶液呈酸性。
3.pH的测定方法(1)粗略测定:酸碱指示剂,pH试纸。
(2)精确测定:________。
三、酸碱溶液稀释后的pH变化规律1.计算下列酸溶液稀释后的pH(1)pH=2的盐酸,若加水稀释10倍,其pH为____;若加水稀释10n倍,其pH为________________。
(2)若将pH=5的盐酸加水稀释103倍,其pH_______________________________________。
(3)pH=2的醋酸溶液,加水稀释10倍,其pH大小范围应是__________________________。
2.计算下列碱溶液稀释后的pH(1)pH=11的氢氧化钠溶液,若加水稀释10倍,其pH为__________;若加水稀释10n倍,其pH为________________________________________________________________________。
(2)pH=11的氨水,若加水稀释10n倍,其pH大小范围应是________________;若无限稀释时,其pH______________________________________________________________________。
【归纳总结】酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化pH=a的酸pH=b的碱强酸弱酸强碱弱碱稀释10n倍后pHpH=__________<pH<________pH=____________<pH<____无限稀释后pH无限接近于7且pH<7 无限接近于7且pH>7图示四、[思考探究]把小块pH试纸放在玻璃片(或表面皿)上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,试纸变色后,马上与标准比色卡比较,来确定溶液的pH。
第3章物质在水溶液中的行为第1节水溶液知识与技能:使学生理解水的电离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计算;认识溶液的酸、碱度与H+、OH—浓度,以及与PH的关系,会进行有关PH的简单计算;知道强、弱电解质的区别,理解弱电解质电离平衡的含义,并掌握其表示方法。
过程与方法:使学生了解从单一物质到多种物质、分清主次矛盾的研究思路,初步学会对复杂体系研究的一般方法。
情感态度与价值观:通过认识调控溶液的酸碱度、PH在工农业生产中的重要作用,使学生体会化学对人类生产、生活的作用。
教学重点:水的电离过程和Kw的含义的理解,有关PH、Kw的简单计算。
教学难点:水的电离过程和Kw的含义的理解,有关PH、Kw的简单计算。
课时安排:共两课时教学内容:第一课时【引入】通过必修课程的学习,我们知道:在水中加入可溶性的电解质所形成的溶液可以导电。
那么,纯水能导电吗?为了解决这个问题,有人曾经用经过很多次纯化处理的纯水来进行导电实验,最终发现它仍然导电,这是为什么呢?【学生】思考,预习。
【教师】这是因为纯水中存在自由移动的离子,是由水分子电离产生的。
【板书】一、水的电离H2O H+ + OH—△H <0【教师】这个电离是一个可逆过程,在一定条件下可以达到电离平衡,平衡常数可以表示为:【板书】K = [H+][OH—] [H2O]【教师】由这个式子可以知道:【副板书】K[H2O]=[H+][OH—]【教师】在一定温度下,K和[H2O]都是常数,其乘积必然还是常数,因此[H+][OH—]也是常数。
把这个常数写成Kw。
【板书】1、Kw=[H+][OH—]水的离子积常数(水的离子积)25℃,Kw=1.0x10—14 mol—2•L—2【练习】1、求纯水的近似浓度,若平均每n个水分子中有1个发生电离则n值是_________。
(令水的密度是1g/cm3)答案:55.56mol/L n=55.56×107【说明】水的离子积很小,说明水的电离程度很小,其主要存在形态还是水分子。
第三章物质在水溶液中的行为第1节水溶液第2课时【学习目标】1.学会pH的简单计算。
2.知道溶液稀释时pH的变化规律,会计算各类混合溶液的pH。
【学习过程】一、溶液的酸碱性与pH【新知导学】1.溶液的酸碱性是由溶液中[H+]与[OH-]的相对大小决定的。
请填写下表:2.溶液的pH(1)定义:pH是[H+]的负对数,其表达式是pH=________。
(2)pH与溶液酸碱性的关系(3)pH的取值范围为0~14,即只适用于[H+]≤1mol·L-1或[OH-]≤1mol·L-1的电解质溶液,当[H+]或[OH-]≥1mol·L-1时,直接用________________表示溶液的酸碱性。
3.溶液酸碱性的测定方法(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)。
(2)利用pH试纸测定,使用时的正确操作为________________________________________。
(3)利用pH计测定,pH计可精确测定试液的pH(读至小数点后2位)。
【归纳总结】二、溶液酸碱性的判断三、酸、碱溶液混合后pH的计算方法1.室温下pH=2的盐酸与pH=4的盐酸,若按1∶10的体积比混合后,溶液的[H+]为__________,pH为____;若等体积混合后,溶液的pH为______。
2.室温下将200mL5×10-3mol·L-1NaOH溶液与100mL2×10-2mol·L-1NaOH溶液混合后,溶液的[OH-]为________________,[H+]为____________,pH为______。
3.室温下pH=12的NaOH溶液与pH=2的硫酸,若等体积混合后,溶液的pH为____;若按9∶11的体积比混合后,溶液的pH为____;若按11∶9的体积比混合后,溶液的pH为____。
【归纳总结】1.强酸、强碱溶液pH的计算方法先求出强酸、强碱溶液中的________,强酸直接由酸的浓度求出,强碱先由碱的浓度求出________,再根据水的离子积换算出________,然后用公式________________求出pH。
2.酸、碱溶液混合后pH的计算方法(1)强酸与强酸混合[H+]混=[H+]1·V1+[H+]2·V2V1+V2,然后再求pH。
(2)强碱与强碱混合先计算:[OH-]混=[OH-]1·V1+[OH-]2·V2V1+V2再求[H+]混=K w[OH-]混,最后求pH。
(3)强酸与强碱混合①恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7。
②酸过量:先求[H+]余=[H+]·V酸-[OH-]·V碱V酸+V碱,再求pH。
③碱过量:先求[OH-]余=______________________,再求[H+]=________,然后求pH。
导学案1参考答案一、1.(从左到右,从上到下)= = < > > <2.(1)-lg[H +] (2)0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3)[H +]或[OH -]3.(2)用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH 二、归纳总结(从左到右,从上到下)= = = = > > > < < < > 三、1.1.0×10-3mol·L -13 2.3 2.1.0×10-2mol·L -11.0×10-12mol·L -1123.7 3 11 归纳总结1.[H +] [OH -] [H +] pH =-lg[H +]2.(3)③[OH -]·V碱-[H +]·V 酸V酸+V 碱K w[OH -]余四、检测题1. 溶液的pH 定义为pH =-lg[H +],pOH 定义为pOH =-lg[OH -],Kw 表示25℃时水的离子积常数,则弱酸性溶液中[H +]可表示为( )A..Kw/pOH mol ·L -1B.10pOH -14mol ·L-1C. 1014-p OHmol ·L-1D. 10-pOHmol ·L-12. 往一定体积的Ba(NO 3)2溶液中逐滴加入pH =1的稀硫酸,至溶液中Ba 2+恰好完全沉淀,测得溶液的pH =2,则H 2SO 4与Ba(NO 3)2溶液体积比为(忽略混合时液体体积的变化)( )A.1:10B.1:9C.10:1D.9:13. 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 4. 下列溶液一定呈中性的是( )A .pH =7的溶液B .[H +]=[OH -]的溶液 C .由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液 D .非电解质溶于水得到的溶液5. 下列溶液一定显酸性的是 ( )A.溶液中[OH-]>[H+]B.滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液C.溶液中[H+]=10-6mol·L-1D.pH<7的溶液6. 下列说法正确的是( )A.pH<7的溶液不一定是酸溶液B.常温下,pH=5的溶液和pH=3的溶液相比,前者[OH-]不一定是后者的100倍C.室温下,每1×107个水分子中只有一个水分子发生电离D.在1 mol·L-1的氨水中,改变外界条件使[NH+4]增大,则溶液的pH一定增大参考答案1. 【解析】因为pH=-lg[H+],故[H+]=10-pH;又因为pH=14-pOH,则-pH=pOH-14,故[H+]=10pOH-14mol·L-1。
【答案】B2. 【解析】当H2SO4与Ba(NO3)2溶液混合发生反应时,只有Ba2+与SO42-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1个单位,[H+]改变10倍,那么应该符合下列关系:[H+]1V1=[H+]2(V1+V2),即10-1V1=10-2(V1+V2),V1:V2=1:9。
【答案】B3. 【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,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。
【答案】AC4. 【解析】溶液呈中性的根本标志是[H+]=[OH-]。
当pH=7时,只说明[H+]=10-7mol·L -1,当温度升高时,中性溶液中的[H+]>10-7mol·L-1,即pH<7,故A错误;等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含的H+和OH-的物质的量未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性。
若n(H+)>n(OH-),H+过量,溶液呈酸性;若n(OH-)>n(H+),OH-过量,溶液呈碱性,只有当n(H+)=n(OH-)时,H+与OH-恰好完全反应,溶液才呈中性,故C也错误;非电解质只是它本身不能直接电离产生离子,当它溶于水时可能与水反应生成能电离的物质,使溶液显酸性或碱性,如SO2溶于水生成H2SO3,溶液显酸性,NH3溶于水生成NH3·H2O,溶液显碱性。
【答案】B5. 【解析】判断溶液酸碱性的关键是看[H+]和[OH-]相对大小,若[H+]>[OH-],溶液呈酸性;而pH<7或[H+]<10-7mol·L-1,仅适用于常温时,若温度不确定,就不能用来判断溶液的酸碱性。
而B项中可使紫色石蕊试液变红,则该溶液为酸性。
【答案】B6. 【解析】A.当[H+]>[OH-]时溶液才呈酸性,故A正确;B.pH=5,[OH-]=1×10-9mol·L -1,pH=3,[OH-]=1×10-11mol·L-1,前者[OH-]是后者的100倍,故B错;C.室温时,每升水有1×10-7 mol 水分子发生电离,即1 000 g18 g·mol-1=55.6 mol水分子中只有1×10-7mol水分子电离,1×107个水分子中只有155.6个水分子电离,故C错;D.氨水中存在NH3·H2O NH+4+OH-平衡,当加NH4Cl晶体时,[NH+4]增大,平衡向左移动,[OH-]减小,pH 减小,故D错。
【答案】A。