苏教高中化学选修43.2《溶液的酸碱性、pH的简单计算》参考教案
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“超级资源+学科”看看能搜出什么!! 当你的经济还撑不起你的梦想时,那你就应该踏实的去做! 教学 课题
专题 专题4溶液中的离子反应
单元 第二单元溶液的酸碱性 节题 第1、2课时溶液的酸碱性
教学目标 知识与技能 了解溶液pH的定义,能进行pH的简单计算。 过程与方法 通过实验联想、比较等培养学生的想象能力和思维能力 情感态度 与价值观 通过溶液PH的测定,何会化学在生产生活中的应用。。
教学重点 pH的简单计算 教学难点 pH的简单计算 教学方法 讨论法
教 学 过 程
教师主导活动 学生主体活动 [知识回顾] 写出醋酸、一水合氨溶于水和水的电离方程式: CH3COOHCH3COO-+H+ NH3·H2ONH4++OH— H2O H++OH— 水的离子积常数 [完成下表] 溶液酸碱性 c(H+)与c(OH—)关系 任意温度 室温(mol/L) pH值(室温) 酸性 c(H+)>c(OH—) 小于7 中性 c(H+)=c(OH—) 7 碱性 c(H+)
口答、检查 25℃ [H+]·[OH—]= 10—7=10—14=Kw [阅读]P71
本质 对照表3—6 大于7显碱性, 小于7显酸性 等于7显中性
教 学 过 程
教师主导活动 学生主体活动 取试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取试液少许,点在试纸上观察颜色变化,与比色卡,读出。 [讲解] (二)有关pH的计算 1.溶液简单混合 V1、V2的一元强酸或强碱 . 2.强酸和强碱混合(发生中和反应,忽略体积变化)可能情况有三种: ①若酸和碱恰好中和. 即nH+=nOH—,pH=7. ②若酸过量,求出过量的[H+],再求pH值. ③若碱过量,求出过量的[OH—],求出pOH后求pH值. 特例:若强酸与强碱等体积混合 不湿润
注意:强酸直接由[H+]总求pH值 强碱由[OH—]总求pOH,后再求pH值
(注意)先判断显性离子! “超级资源+学科”看看能搜出什么!! 当你的经济还撑不起你的梦想时,那你就应该踏实的去做! ①若pH酸+pH碱=14,则完全中和pH=7. ②若pH酸+pH碱>14,则碱过量pH≈pH碱-0.3 ③若pH酸+pH碱<14,则酸过量pH≈pH酸+0.3 [分析] ①呈中性:即pH=7. nH+=nOH— 10—a·V1=10—(14-b)·V2 V1 :V2=10—14+a+b 10n=10a+b-14 n=a+b-14 a+b=14+n ②若呈酸性. 即pH<7 nH+>nOH— 10—a·V1>10—(14-b)·V2 V1 :V2>10—14+a+b 10n>10-14+ a+b a+b<14+n ③若呈碱性,即pH>7,同理可知 a+b>14+n 了解即可 [练习] pH=a的HCl溶液和pH=b的NaOH溶液按体积比V1 :V2混合.当混合液分别呈中性、酸性、碱性时,且V1 :V2=10n时,a+b分别为多少?
教 学 过 程
教师主导活动 学生主体活动 3.关于酸、碱混合时的定性判断(常温) 酸与碱混合时发生中和反应,但不一定恰好完呈中和。即使恰好完全中和,也不一定溶液呈中性,由生成的盐能否水解及水解情况而定,另外酸碱的强弱不同,提供反应物的量不同也影响着反应后溶液的性质。一般酸或碱过量化生成的盐水解对溶液的酸碱性影响大。 下面把常见的几种情况分列出来. ①等物质的量浓度的一元弱酸一元强碱溶液等体积混合溶液pH>7(由生成的强碱弱酸盐水解决定) ②等物质的量浓度的一元强酸与一元弱碱溶液等体积混合后溶液pH<7(由生成的强酸弱碱盐水解决定) ③等物质的量浓度的一元强酸与强碱溶液等体积混合后溶液pH=7(因生成强酸强碱盐不水解) 想一想:若酸或碱之一是多元,情况又怎样? ④当pH=pOH的强酸与强碱溶液以等体积混合后pH=7(与酸、碱的几元性无关) ⑤当pH=3的某一元酸溶液与pH=11的一元强碱以等体积混合后pH≤7。(考虑酸有强弱之分,若分弱酸,制反应后酸过量) ⑥当pH=3的某一元强酸pH=11的一元碱溶液的以等体积混合后pH≥7(同理⑤,弱碱过量) ⑦将pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液以等体积混合后溶液pH=无法确定. 再想一想:⑤⑥⑦与酸、碱的几元性有无关系?
例1.将0.5L0.1mol/L Fe2(SO4)3溶液与1L0.6mol/L氨水溶液完全混合并过滤,溶液总体积不变,则所得滤液的pH值与下列选项符合的是__________ “超级资源+学科”看看能搜出什么!! 当你的经济还撑不起你的梦想时,那你就应该踏实的去做! A.等于0.3mol/L氨水的溶液的pH值 B.等于0.2mol/L氨水溶液的pH值 C.大于0.3mol/L氨水溶液的pH值 D.小于0.2mol/L氨水溶液的pH值 [解析]:先考虑反应,写出反应的离子方程式 Fe3+ + 3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+ 1mol 3mol 0.1mol 0.3mol
由此可知氨水过量0.3mol,但体积已为1.5L,此时氨水浓度为C=Lmol5.13.0=0.2mol/L 请注意,上反应还生成了0.3ml NH4+,但NH3·H2O的电离会产生抑制作用,故后成性没有0.2ml/L的纯氨水强,本题应选D.
例2.求下列混合溶液的pH:(1)pH=3和pH=5的两强酸等体积混合;(2)pH=8和pH=10的两强碱等体积混合。 分析 酸溶液混合后,H+的物质的量等于原来两酸溶液H+的物质的量之和,从而求出[H+]及溶液的pH,碱溶液混合后,OH—的物质的量等于原来两碱溶液OH—的物质的量之和,从而求出[OH—],根据Kw换算出[H+],最后求出溶液的pH。在第(2)题中,切不可直接将两碱溶液中的H+的物质的量相加,不能认为这是混合溶液的H+的总量,否则就会造成很大错误。
解:(1)[H+]=111/101/1053LmolLmol =5×10—4mol/L pH=-lg(5×10—4)=3.3
(2)[OH—]=111/101/1046LmolLmol =5×10—5mol/L
[H+]=514105101=2×10—10mol/L pH=-lg(2×10—10) =9.7 总结:两种强酸等体积混合的pH等于混合前pH数值小的加上0.3;两种强碱等体积混合的pH等于混合前pH数值大的减去0.3。(2)必须按显性离子计算。 例3.常温下有体积为V1L,pH值为m的稀硫酸和体积为V2L、pH值为n的NaOH溶液混合后. (1)如果V1=V2时. ①当m+n=13时,则混合后溶液呈______________性. ②当m+n=15时,则混合后溶液呈______________性. (2)如果混合后pH=7时; ①当m+n=14时,则V1 :V2=____________. ②当m+n=13时,则V1 :V2=____________. “超级资源+学科”看看能搜出什么!! 当你的经济还撑不起你的梦想时,那你就应该踏实的去做! ③当m+n>14时,则V1 :V2=___________.(填表达表),且V1________V2(填>、<、或== 解析 H2SO4尽管为二元强酸,但当用pH值表示时,与几元则无关. (1)根据上文提及的特例,可知 当m+n=13<14,即混合液呈酸性. 当m+n=15>14,即混合液呈碱性,pH>7. (2)若混合后溶液pH=7,即中性. 根据上文提到,a+b=14+n,可推知 当m+n=14时,则V1 :V2=1
当m+n=13时,则V1 :V2=101 当m+n>14时,则nH+=nOH— 10—m·V1=10—(14—n)·V2 V1 :V2=10—14+n+m=10m+n—14 ∵m+n>14,∴V1 :V2>1 即V1>V2 例4.Ba(OH)2和NaOH混合溶液的pH=14,取该溶液100mL,持续通入CO2,当CO2通入0.56L时生成沉淀最多(体积指标准状况,设溶液体积不发生改变),试通过计算回答: (1)Ba(OH)2和NaOH的物质的量浓度各为多少? (2)当通入CO2的体积为2.24L时,溶液中各种离子(除H+、OH—)物质的量浓度各为多少? 解析:(1)混合液中总[OH—]=1mol/L, n(OH)—=0.1mol当CO2道入0.56L时沉淀最多,此时发生如下反应: Ba(OH)2 + CO2===BaCO3↓+H2O 1mol 1mol 0.025mol 0.025mol
C[Ba(OH)2]=Lmol1.0025.0=0.25mol/L n(NaOH)= n(OH—)总-2 n[Ba(OH)2] =0.1-2×0.025=0.05(mol)
C(NaOH)=Lmol1.005.0=0.5mol/L (2)当n(CO2)=0.1mol时,发生下列反应 CO2 + OH— = HCO3— 0.1mol 0.1mol 0.1mol 此时溶液中无沉淀,故[Na+]=0.5mol/L [Ba2+]=0.25mol/L [HCO3—]=1mol/L 小结:溶液中发生多种反应时常用关系式法、电得失守恒、电荷守恒。 [小结]能定性判断溶液的酸碱性,会进行PH的简单计算。 [作业]讲义