高二水的电离和溶液的酸碱性教学案.docx

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高二水的电离和溶液的酸碱性教学案

水的电离与溶液的酸碱性教学案

【课标要求】

知道水的离子积常数。

师生活动

汇报交流,成果展示

创设情景,导入新课

材料:

公安部消防局公布09年前3季度全国火灾情况统计电气火灾所占比重呈加大趋势,从引发火灾的原因看,电线短路、超负荷、电器设备故障等电气原因引发火灾4万起,占总数的30.1%,比去年提高1.3个百分点。

思考:

电器着火能否用水来扑灭?

为什么?

自主讨究,合作学习

思考与交流:

水能导电吗?

若能导电你估计导电性强弱怎样?

为什么?

请设计实验证明?

一.水的电离

你能写出水的电离方程式吗?

         ,H+在水中实际以H3O+存在,则电离方程式也可写成。

思考并讨论:

水的电离过程吸热还是放热?

为什么?

醋酸呢?

氨水呢?

二.水的离子积

思考与交流:

水的电离是可逆过程,你能写出水的电离平衡常数表达式吗?

该常数受什么因素影响?

思考并讨论:

1L水的物质的量是多少?

已知25℃时,1L纯水电离出的n(H+)=n(OH-)=1×10-7mol,则c(H+)×c(OH-)

=,该乘积与水的电离平衡常数有什么关系?

c(H+)×c(OH-)在一定下是个常数,叫做,符号,该数据可由实验测得也可以通过理论计算求得。

计算:

25℃时0.1mol.L-1的盐酸中c(OH-)=,由水电离出的c(H+)=,0.1mol.L-1的氢氧化钠中c(H+)=,由水电离出的c(OH-)=。

观察下表并讨论不同温度下水的离子积常数

t(℃)

0

10

20

25

40

50

90

100

Kw/10-14

0.134

0.292

0.681

1.01

2.92

5.47

38.0

55.0

(1)从以上数据中发现什么递变规律?

(2)以上数据说明温度与水的电离程度之间存在什么关系?

为什么?

三.影响水的电离平衡的因素

思考并讨论:

水的电离平衡受哪些因素的影响?

怎样影响?

小试身手:

纯水

加入少

量盐酸

加入少量NaOH

加热

c(H+)

c(OH-)

c(H+)与c(OH-)

大小比较

溶液的酸碱性

四.溶液的酸碱性

根据以上结果可以得知:

酸性溶液c(H+)c(OH-)c(H+)1×10-7mol.L-1

中性溶液c(H+)c(OH-)1×10-7mol.L-1

碱性溶液c(H+)c(OH-)c(H+)1×10-7mol.L-1

思考并讨论:

如何判断溶液的酸碱性?

思考并讨论:

某溶液中c(H+)=1×10-7mol.L-1,溶液是否呈中性?

为什么?

1.水是    电解质。

2.弱电解质的的电离是

热过程,有利于弱电解质的电离。

3.KW=,该常数室温下该数值为。

4、在纯水中加入酸或碱会

水的电离,升高温度会水的电离。

5.c(H+)>c(OH-)溶液呈

性,c(H+)=c(OH-)溶液呈

性,c(H+)<c(OH-)溶液呈性。

归纳总结,成果汇总:

1、水是一种极弱的电解质,弱电解质的电离过程因断裂化学键是吸热过程。

2、KW=c(H+)×c(OH-)叫做水的离子积,该常数只受温度的影响,与其他因素无关常温下数值为1×10-14mol.L-1。

3、纯水中加入酸碱会抑制水的电离,升温会促进水的电离。

4、溶液的酸碱性需根据c(H+)和c(OH-)的相对大小来确定,c(H+)>c(OH-)溶液呈酸性,c(H+)=c(OH-)溶液呈中性,c(H+)<c(OH-)溶液呈碱性。

课堂反馈,巩固落实

1.室温下,在pH=12的某碱溶液中,由水电离的c(OH-)为()

A.1.0×10-7mol·L-1    B.1.0×10-6mol·L-1

C.1.0×10-2mol·L-1   D.1.0×10-12mol·L-1

2.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是()

A.水的离子积变大、呈酸性B.水的离子积不变、呈中性

C.水的离子积变小、呈碱性D.水的离子积变大、呈中性

3.水的电离过程为H2OH++OH-,在不同温度下其离子积为KW25℃=1×10-14,KW35℃=2.1×10-14。

则下列叙述正确的是:

()

A、c(H+)随着温度的升高而降低B、在35℃时,纯水中c(H+)>c(OH-)

C、水的电离常数K25℃>K35℃D、水的电离是一个吸热过程

4.

水电离出的c(H+)

水电离出的c(OH-)

酸电离出的c(H+)

碱电离出的c(OH-)

纯水

0.1mol/L盐酸

0.1mol/LNaOH

一、简单PH计算

计算方法:

c(酸)

c(H+)―→pHc(碱)

c(OH-)

c(H+)―→pH

例1:

计算25℃时0.01mol/LHCl溶液的pH?

解:

c(HCl)=c(H+)=0.01mol/LpH=-lgc(H+)=-lg0.01=2

〖练习1〗求室温时的PH

(1)0.05mol/LH2SO4

(2)0.0005mol/LCa(OH)2

 

(3)0.001mol/LCH3COOH(已知电离度为1%)(4)0.01mol/L氨水(已知电离度为10%)

二、稀释后溶液的pH的计算及变化规律

〖练习2〗

(1)室温:

1L0.002mol/L的盐酸溶液加水稀释到2L,求稀释后溶液的pH?

(2)0.1L0.01mol/L的Ba(OH)2溶液加水稀释到2L,求稀释后溶液的pH?

 

〖练习3〗:

(1)pH=1的HCl溶液加水稀释10倍后,pH=;稀释102倍后,pH=

稀释106倍,pH;稀释10n倍后,pH;

(2)pH=1的CH3COOH溶液加水稀释102倍后,pH3(“=”、“<”或“>”)

稀释10n倍后,pH1+n;

(3)pH=12的NaOH溶液加水稀释10倍后,pH=;稀释102倍后,pH=

稀释106倍,pH;稀释10n倍后,pH;

(4)pH=12的氨水溶液加水稀释102倍后,pH10

稀释10n倍后,pH;

酸碱溶液稀释的变化规律:

1.pH=a的强酸稀释10n倍,pH就增大个单位,即pH=且7(“<”或“>”)

pH=a的弱酸稀释10n倍,<pH<;

2.pH=b的强碱稀释10n倍,pH就减小个单位,即pH=且7(“<”或“>”)

pH=b的弱碱稀释10n倍,<pH<;

用图示表示:

3.对于pH相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,强酸pH变化程度比弱酸大(强碱和弱碱类似)。

三.酸碱混合溶液pH的(一般稀溶液密度相近,体积可简单加和)

 

计算方法:

(1)强酸1+强酸2:

C(H+)=、

例题1:

25℃,pH=2与pH=5的盐酸等体积混合后,pH为多少?

解:

c(H+)1=0.01mol/L,c(H+)2=10—5mol/L=0.00001mol/L

c(H+)混=

pH=-lgc(H+)=

练习4:

25℃,pH=2与pH=4的盐酸等体积混合后,pH为多少?

 

(2)强碱1+强碱2:

C(OH-)=

例题2:

25℃,pH=9与pH=13的NaOH等体积混合后,pH为多少?

解:

c(OH—)1=10—5mol/L,c(OH—)2=10—1mol/L

c(OH-)混=

c(H+)混=

pH=-lgc(H+)=

练习5:

25℃,pH=8与pH=12的NaOH等体积混合后,pH为多少?

(3)强酸1+强碱2:

完全中和:

C(H+)=C(OH-)=1

mol/L

 

酸过量:

c(H+)混=

 

碱过量:

c(OH-)混=

例题3:

25℃,100ml0.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/LNaOH混合后,求pH

 

例题4:

室温下,等体积混合0.1mol·L-1的盐酸和0.06mol·L-1的Ba(OH)2溶液后,溶液的pH?

 

练习6:

25℃,pH=3盐酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合,求溶液的pH?

25℃,pH=1盐酸和pH=13的Ba(OH)2溶液等体积混合,求溶液的pH?

练习7:

25℃,pH=3盐酸和pH=9的NaOH溶液等体积混合,求溶液的pH?

25℃,pH=5盐酸和pH=12的NaOH溶液等体积混合,求溶液的pH?

[课堂练习]

1.pH=2的A、B两种酸溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如图所示,则下列说法正确的是(  )

A.A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等

B.稀释后A酸溶液的酸性比B酸溶液强

C.a=5时,A是强酸,B是弱酸

D.若A、B都是弱酸,则5>a>2

2、常温下,关于溶液的稀释下列说法正确的是(  )

A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5

B.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-6mol/L

C.将1L0.1mol/L的Ba(OH)2溶液稀释为2L,pH=13

D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6

3、在25℃的条件下,将体积都为10mL、pH都等于3的醋酸和盐酸加水稀释至amL和bmL,测得稀释后溶液的pH均为5。

则稀释后溶液的体积(  )

A.a=b=100mL    B.a=b=1000mL

C.a>bD.a<b

4.某温度下,纯水中的c(H+)=2.0×10-7mol·L-1,则此时溶液的c(OH-)为__________mol·L-1;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-4mol·L-1,则溶液中c(OH-)=__________mol·L-1,由水电离产生的c(H+)=__________mol·L-1,此时温度__________(填“高于”、“低于”或“等于”)25℃。

 

知识点四pH的应用酸碱中和滴定

1.概念:

用已知物质的量的浓度的酸或碱(标准溶液)来测定未知物质的量浓度的碱或酸(待测溶液或未知溶液)的方法叫做酸碱中和滴定。

2.原理:

根据酸碱中和反应的实质是:

H++OH-=H2O

在滴定达到终点(即酸碱恰好反应)时:

有n(H+)=n(OH-)即c酸V酸=c碱V碱

例:

用0.1230mol/L的NaOH溶液滴定25.00mL未知浓度的硫酸溶液,滴定完成时用去NaOH溶液27.84mL。

计算待测硫酸溶液的物质的量浓度。

3.滴定的关键

①准确测定参加反应的两种溶液的体积

②准确判断完全中和反应终点

4、酸碱中和滴定指示剂的选择

⑴原则:

①终点时,指示剂的颜色变化明显、灵敏②变色范围与终点pH接近

⑵酸碱指示剂:

常用指示剂及变色范围

指示剂

甲基橙

石蕊

酚酞

变色范围pH

3.1~4.4

5.0~8.0

8.2~10.0

溶液颜色

红→橙→黄

红→紫→蓝

无色→浅红→红

 

滴定种类

选用的指示剂

达滴定终点时颜色变化

指示剂的用量

滴定终点的判断标准

强酸滴定强碱

甲基橙

黄色→橙色

2-3滴

当指示剂刚好变色,并在半分钟内不褪色,即认为以达到滴定终点

酚酞

红色→无色

强酸滴定弱碱

甲基橙

黄色→橙色

强碱滴定强酸

甲基橙

红色→橙色

酚酞

无色→粉红色

强碱滴定弱酸

酚酞

无色→粉红色

①强酸强碱间的滴定:

酚酞溶液、甲基橙

②强酸滴定弱碱:

由于生成强酸弱碱盐使溶液显酸性,所以选用甲基橙作指示剂

③强碱滴定弱酸:

由于生成强碱弱酸盐使溶液显碱性,所以选用酚酞作指示剂

5、中和滴定仪器的特点和使用方法

⑴需用的仪器及用途

酸(碱)式滴定管:

用来滴定和准确量取液体体积;锥形瓶:

反应器。

铁架台、滴定管夹、烧杯、(白纸)

⑵酸(碱)式滴定管

①结构特点:

a.酸式玻璃活塞盛酸性溶液、强氧化性试剂

碱式橡皮管玻璃球盛碱性溶液

b.零刻度在上方,最大刻度在下,最小刻度0.1mL,精确度0.01mL

②规格:

25ml50ml等

③用途:

中和滴定(精确测定);精确量取溶液的体积(两次读数差)

④使用注意:

a.先检查是否漏水,再用蒸馏水洗涤,最后用待盛溶液润洗。

b.酸式滴定管:

中指内扣,防活塞拉出

c.碱式滴定管:

拇指和食指挤压玻璃球上部的橡皮

4、中和滴定的基本操作和步骤

操作过程:

(1)查漏

(2) 洗涤

(3) 润洗(4) 灌液

(5) 赶气泡(6) 调节液面

(7) 滴定(8)数据记录

(9) 复滴(10) 计算

⑴准备

①查漏:

检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活;

②洗涤:

滴定管先用水洗净后,再用少量待装液润洗2-3次;

锥形瓶:

只用蒸馏水洗,也不必干燥

③装液:

用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中,使液面高于刻度2-3cm

④赶气泡:

酸式:

快速放液

碱式:

橡皮管向上翘起

⑤调液面:

调节滴定管中液面在0或0刻度以下

⑵滴定:

①往锥形瓶中加入2~3滴指示剂。

②操作要求:

左手控制滴定管的活塞,右手振荡锥形瓶,眼睛注意观察锥形瓶中的溶液颜色的变化。

应读到小数点后两位

③终点:

指示剂变色,且在半分钟内不恢复。

滴定操作:

左手:

控制活塞

右手:

振荡锥形瓶

眼看:

锥形瓶中溶液颜色变化

滴定终点:

当滴入最后一滴时,指示剂的颜色突然改变,且30秒内不立即褪去或反滴一滴待测液颜色又复原,再读数。

重复滴淀操作2到3次,取平均值。

⑶读数:

视线应液面凹面最低点水平相切。

滴定管读数时,要精确到0.01mL。

按上述要求重复滴定2~3次。

⑷计算:

求平均值

操作注意事项

(1)滴速:

先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。

(2)终点:

最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色,读出V(标)记录。

(3)在滴定过程中,左手控制活塞或玻璃小球,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。

注意.酸碱中和滴定中应注意哪些问题?

①准确量取待测液25.00ml于锥形瓶中,滴入2~3滴酚酞,振荡。

②把锥形瓶放在酸式滴定管下面,在瓶底垫一张白纸,小心滴入酸液,边滴边摇动锥形瓶,直至滴入一滴酸液,溶液由红色变为无色,并在半分钟内不褪去为止。

③记录滴定后液面刻度。

④重复上述操作一至两次。

指示剂变色时即“达到了滴定的终点”,通常与理论终点存在着一定的误差(允许误差),通常认为此时即达到了反应的终点——即“恰好中和”。

5、误差分析⑴分析原理:

(标准酸滴定未知碱)

滴定过程中任何错误操作都可能导致C标、V标、V测的误差,但在实际操作中认为C(标)是已知的,V(测)是固定的,所以一切的误差都归结为V(标)的影响,

V(标)偏大则C(测)偏大,V(标)偏小则C(测)偏小。

1.用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的碱溶液(取一定量的NaOH溶液于锥形瓶中,滴2滴甲基橙作指示剂),试说明下列情况会使测定结果偏高、偏低还是无影响?

 

1)酸式滴定管用水洗后便装液体进行滴定;——高

2)锥形瓶只用蒸馏水洗涤后仍留有少量蒸馏水;——无影响

3)锥形瓶用蒸馏水洗涤后,又用待测液润洗——高

4)锥形瓶用蒸馏水洗涤后,误用盐酸润洗;——低

5)盐酸在滴定时溅出锥形瓶外;——高

6)待测液在振荡时溅出锥形瓶外;——低

7)滴定终点时,滴定管仰视读数;——高

8)滴定终点时,滴定管俯视读数;——低

9)记录起始体积时,仰视读数,终点时平视——低

10)记录起始体积时,仰视读数,终点时俯视;——低

11)滴加盐酸,橙色不足半分钟即褪色;——低

12)滴加盐酸,溶液变为红色;——高

13)滴定前,酸式滴定管有气泡,滴定后消失;——高

14)滴定前,酸式滴定管无气泡,滴定后产生气泡;——低

15)滴定后滴定管尖嘴处悬有一滴液体;——高

16)移液管用蒸馏水洗净后,就用来吸取待测液;——低

17)碱式滴定管水洗后,就用来量取待测液;——低

18)在配制待测氢氧化钠溶液过程中,称取一定质量的氢氧化钠时,内含少量的氢氧化钾,用标准盐酸溶液进行滴定。

——低

19)滴定前仰视,滴定后俯视,——低

20)滴定前俯视,滴定后仰视,——高

思考:

滴定管和量筒读数时有什么区别?

滴定管的“0”刻度在上面,越往下刻度值越大,而量筒无零刻度,并且越往上刻度越大;记录数据时滴定管一般到0.01mL,而量筒仅为0.1mL。

下列为不正确操作导致的实验结果偏差:

(考试中常出现)

(1)仪器洗涤

①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);③碱式滴定管水洗后,未润洗(偏低);④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。

(2)量器读数

①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高);

②滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低);

③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。

(3)操作不当

①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束后气泡消失(偏高);

②滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低);

1滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响)。

【例1】用0.01mol/LH2SO4滴定0.01mol/LNaOH溶液,中和后加水至100mL。

若滴定时终点判断有误差:

①多加了1滴H2SO4;②少加了1滴H2SO4(设1滴为0.05mL)。

则①和②c(H+)之比为()

A.10B.50C.5×103D.104

【例2】有①、②、③三瓶体积相等,浓度都是1mol·L-1的盐酸溶液,将①加热蒸发至体积一半;向②中加入少量的CH3COONa固体(加入后仍显酸性);③不作任何改变,以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定上述三种溶液,所耗NaOH溶液的体积为()

A.①=②>③B.③>②>①C.③=②>①D.①=②=③

【例13】以标准的盐酸溶液滴定未知的氢氧化钠为例,判断以下操作所引起的误差(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

读数:

滴定前俯视或滴定后仰视;()

未用标准液润洗滴定管;()

用待测液润洗锥形瓶;()

滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后尖嘴气泡消失;()

不小心将标准液滴在锥形瓶的外面;()

指示剂用量过多。

()

一、选择题

1.下列溶液肯定是酸性的是()

A含H+的溶液B加酚酞显无色的溶液

CpH<7的溶液D[OH-]<[H+]的溶液

2.将pH试纸用蒸馏水湿润后,去测定某溶液的pH,该溶液的pH将会

A.偏高B.偏低C.不变D.上述三种情况均有可能

3.pH相同的氨水、氢氧化钠和氢氧化钡溶液,分别用蒸馏水稀释到原来的X倍、Y倍、Z倍,稀释后三种溶液的pH同,则X、Y、Z的关系是

A.X=Y=ZB.X>Y=ZC.X<Y=ZD.X=Y<Z

4.pH=2的溶液,其H+浓度为0.01mol/L,下列四种情况的溶液:

①25℃的溶液、②100℃的溶液、③强酸溶液、④弱酸溶液,与上述符合的有

A.①③B.①②③④C.③④D.①③④

5.有甲、乙两种溶液,甲溶液的pH是乙溶液的两倍,则甲溶液中[H+]与乙溶液中[H+]的关系

A.2︰1B.100︰1C.1︰100D.无法确定

6.有两瓶pH值都等于2的酸溶液,一瓶是强酸,另一瓶是弱酸,可用来鉴别它们的一组试剂是

A.石蕊试液和水B.pH试纸和水

C.酚酞试液和水D.酚酞试液和苛性钠溶液

7.一元碱A与0.01mol/L的一元强酸等体积混合后所得溶液的pH为7。

以下说法中正确的是()

①若A为强碱,其溶液的物质的量浓度等于0.01mol/L

②若A为弱碱,其溶液的物质的量浓度大于0.01mol/L

③反应前,A溶液中c(OH)-一定是0.01mol/L

④反应后,混合溶液中阴离子的浓度大于阳离子的浓度

A.①②   B.①③  C.①②③  D.①②③④

8.下列叙述正确的是()

ApH=3和pH=4的盐酸各10mL混合,所得溶液的pH=3.5

B溶液中[H+]越大,pH值也越大,溶液的酸性就越强

C液氯虽然不导电,但溶解于水后导电情况良好,因此,液氯也是强电解质

D当温度不变时,在纯水中加入强碱溶液不会影响水的离子积常数

9.在室温下,某溶液中由水电离出的H+浓度为1.0×10-13mol·L-1,则此溶液中一定不可能大量存在的离子组是()

A.Fe3+、NO3-、Cl-、Na+B.Ca2+、HCO3-、Cl-、K+

C.NH4+、Fe2+、SO42-、NO3-D.Cl-、SO42-、K+、Na+

10.为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG=lg

,则下列叙述正确的是()

A.中性溶液的AG=0

B.酸性溶液AG<0

C.常温下0.1mol·L-1氢氧化钠溶液的AG=12

D.常温下0.1mol·L-1盐酸溶液的AG=12

11.在25℃时,分别用pH=9、pH=10的两种氨水中和同浓度、同体积的盐酸,消耗氨水的体积分别为V1和V2,则V1和V2的关系是()

A.V1=10V2B.V1>10V2C.V1<10V2D.V2>10V1

12.在25℃时向VmLpH=a的盐酸中,滴加pH=b的NaOH(aq)10VmL时,溶液中Cl-的物质的量恰好等于Na+的物质的量,则a+b的值是

A.13B.14C.15D.不能确定

13.在一定温度下,相同pH的硫酸和硫酸铝溶液中水电离出来的c(H+)分别是1.0×10-amol·L-1和1.0×10-bmol·L-1,此温度下,水的离子积常数KW为()

A.1.0×10-14B.1.0×10-2a、C.1.0×10-(7+a)D.1.0×10-(a+b)

14.有0.006%醋酸溶液,其电离度为10%,假设溶液的密度为1g/mL,则下列结论正确的是

A.[H+]=10-3mol/LB.[OH-]=10-9mol/L

C.pH=4D.溶液中由水电离的[H+]=10-10mol/L

15.水是一种极弱的电解质,在室温下平均每n个水分子中只有1个分子发生电离,则n值是()

A.107B.5.56×108

C.1.0×10-14D.55.6

16.能使水的电离平衡向电离方向移动,而且所得溶液显酸性的是()

A.将水加热到99℃,使水的pH=6.1B.在水中滴入稀硫酸

C.在水中加入小苏打D.在水中加入氯化铝固体

二、填空题

17.水的电离可表示为2H2O

H3O++OH-。

已知,乙醇CH3CH2OH也能发生类似电离,写出该电离方程式__________________

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