资源简介

主备人：刘永红 审核人：高二化学备课组 审批人：陈士宏
《水的电离和溶液的酸碱性》导学案
【学习目标】1、知道水是一种极弱的电解质，在一定温度下，水的离子积是常数。
　　　　　　2、使学生了解溶液的酸碱性和pH的关系。
【使用说明】利用一节课认真阅读课本完成学案，下课收齐。下节课修改10分钟后结合错题讨论10分钟，师生探究、学生展示20分钟，巩固落实5分钟并进行当堂检测。带※的C级学生可不做。
基 础 自 学
一、水的电离：
1．水的电离：水是 电解质，能够发生微弱电离，水分子发生电离后产生的离子分别是 和 。
（1）水的电离方程式为 或 ，水的电离平衡常数的表达式 K电离＝ 。
实验测得，在室温下1L H2O（即 mol）中只有1×10-7 mol H2O电离，则室温下C(H+)和C(OH-)分别为 、 。电离前后水的物质的量几乎不变。
（2）水的离子积
水的离子积：KW = c（H2O）·K电离 = 。250C时，KW=
【小结】①电离常数是表示弱电解质电离趋势的物理量。K值越大，电离趋势越大。，
②一种弱电解质的电离平衡常数只与温度有关，而与该弱电解质的浓度无关
③电离平衡常数随温度升高而增大。室温范围温度对电离常数影响较小，可忽略
④水的离子积不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐稀溶液。
⑤在水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是水溶液中都是H+、OH-共存的。任何溶液中由水电离的c (H+)与c (OH –)总是相等的
2．影响水的电离平衡的因素
（1）温度：水的电离平衡是一个吸热过程，在 H2O H+ +OH-中，
①升高温度，水的电离程度___ ___，水的电离平衡向_ ___移动，Kw_____，c (H+) ，c (OH –) ，c (H+) c (OH –)。
②降低温度，水的电离程度____ __，水的电离平衡向____移动，Kw_____，c (H+) ，c (OH –) ，c (H+) c (OH –)。
例1、25℃时纯水中，c（H+）= c（OH—）= ，KW= 。
100℃时纯水中，KW = 10-12， c（H+）= c（OH—）= 。
练习1．纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度，前者和后者的关系是
A、前者大 B、相等 C、前者小 D、不能肯定
（2）加入酸或碱
常温下，根据水的电离平衡H2O H++OH- 和下列条件的改变，
填写下表：
加纯水 加少量HCl 加少量NaOH 加少量NaHSO4
平衡移动方向
电离程度
KW
c (H+)
c (OH –)
c (H+)和c (OH –)大小比较
如：常温下，0.1 mol/L的HCl中， c (H+)HCl=0.1 mol/L，水电离出的c (H+)极其微弱，
故c (H+)总≈0.1 mol/L，则c (OH –)H2O=1×10-13mol/L，c (H+)H2O=1×10-13mol/L。
练习2.
①常温下，0.1 mol/L的NaOH溶液中， c (OH –)NaOH= mol/L， c (OH –)H2O= mol/L，
c (H+)H2O= mol/L。
②常温下，浓度为1×10-5 mol/L的盐酸溶液中，由水电离产生的c(H+)是 mol/L。
③常温下，浓度为1×10-5 mol/L的NaOH溶液中，由水电离产生的c(OH-)是 mol/L。
④在常温下，由水电离产生的c(H+) =1×10-9 mol/L的溶液，则该溶液的酸碱性如何？
练习3. 常温下，某溶液由水电离的c (H+)=1×10-12mol/L，下列说法正确的是
A．c (OH –)可能为0.01 mol/L B．c (OH –)可能为1×10-12 mol/L
C．该溶液可能是酸溶液 D．该溶液可能是碱溶液
E．该溶液可能是盐溶液
【小结】①水中加酸或碱均抑制水的电离，但由水电离出的c（H+）与c（OH—）总是相等。
②任何电解质溶液中，H+与OH—总是共存，c(H+)与c(OH—)此增彼长，且Kw = c(H+)·c(OH—)不变。
二、溶液的酸碱性与pH值
1．溶液的酸碱性
常温时，溶液酸碱性与c (H+)， c (OH –)的关系是：
酸性溶液：c (H+) c (OH –); c (H+) 1×10-7mol/L， c (H+) 越 ，酸性越
中性溶液：c (H+) c (OH –) 1×10-7mol/L
碱性溶液：c (H+) c (OH –); c (H+) 1×10-7mol/L， c (OH –) 越 ，碱性越
2．c(H+)和pH的关系
（1）计算公式：pH＝ （pH的适应范围：稀溶液，0～14之间）
① 25℃时，纯水的c (H+)= ，pH＝－lg（H＋） ＝ ＝
②25℃时， 物质的量浓度为1×10-2mol/L 盐酸溶液
c (H+)= ，pH＝－lg（H＋） ＝ ＝
③ 25℃时，物质的量浓度为1×10-2mol/L 的NaOH 溶液
c (OH-)= ，c (H+)= ，pH＝－lg（H＋） ＝ ＝
④ 250C时，某溶液中由水电离出的c (H+)= 1×10-12mol/L，则该溶液的pH可能是
A、12 B、7 C、6 D、2
（2）常温时，溶液酸碱性与c (H+)、 c (OH –)的关系是：
酸性溶液：c (H+) c (OH –)； c (H+) 1×10-7mol/L，pH 7，pH越 ，酸性越 。
中性溶液：c (H+) c (OH –) 1×10-7mol/L ，pH 7 。
碱性溶液：c (H+) c (OH –)； c (H+) 1×10-7mol/L，pH 7，pH越 ，碱性越 。
（3） pH的测定方法：
①粗略测定： pH试纸 ——最简单的方法。
操作：将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒沾取未知液点试纸中部，然后与标准比色卡比较读数。
注意：①事先不能用水湿润pH试纸；②只能读取整数值或范围
②精确测定：pH计
练习3.请简述用PH试纸测某浓度的醋酸溶液的PH值（约为5）：
。
合 作 探 究
pH值计算的基本规律
1、 单一溶液
c(H+) = n (H+)/V(aq) ， pH = —lg c(H+)
例1、取0.01mol/L的HCl溶液，其pH是多少？取0.005mol/L的硫酸，其pH是多少？
例2、1mLpH=3的HCl溶液，其c(H+)是多少？
练习1．
①同一浓度的强酸与弱酸的pH值的比较，如0.1mol/L的盐酸与醋酸，pH值比较小的是 。
②同一浓度的强碱与弱碱的pH值的比较，如0.1mol/L的NaOH与氨水，pH值的比较大是 。
③同一pH值的强酸（如盐酸）与弱酸（如醋酸）的浓度比较：c(HCl) c(CH3COOH)
④同一pH值的强碱（如NaOH溶液）与弱碱（如氨水）的浓度比较：c(NaOH) c(NH3·H2O)
⑤体积相同、pH相同的HCl溶液和CH3COOH溶液，与NaOH溶液中和时两者消耗NaOH的物质的量
A．相同 B．中和HCl的多 C．中和CH3COOH的多 D．无法比较
二、强酸、强碱的稀释
例3、1mLpH=3的HCl溶液加水稀释到100mL后，溶液的pH是多少？
例4、取pH=12的NaOH溶液与水按1：99的体积比混合后，溶液的pH值是多少？
【注意】混合后溶液呈酸性时，一定用c(H+)计算pH；呈碱性时，一定用c(OH-)计算pH值
练习2.①强酸溶液：稀释10n倍时，pH稀 pH原＋n
②弱酸溶液：稀释10n倍时，pH稀 pH原＋n
③强碱溶液：稀释10n倍时，pH稀 pH原－n
④弱碱溶液：稀释10n倍时，pH稀 pH原－n
三、强酸、强碱混合
例5、10mL0.100mol/L HCl溶液与10mL0.200mol/L NaOH溶液反应后，溶液的pH值是多少？
练习3. 求下列溶液的pH：
（1）某H2SO4溶液的浓度是0.005mol/L：①求此溶液的pH；②用水稀释到原来体积的100倍；③再继续稀释至104倍
（2）pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合
（3）pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合
（4）pH=12的NaOH和pH =4的HCl等体积混合
【小结】酸按酸，碱按碱，两强混合在中间，异强混合看过量，无限稀释7为限。
1. 两种强酸溶液混和，先求c(H+)，再求pH。
两种强酸溶液等体积混和，且原溶液pH值相差≥2时，把稀溶液（pH较大的）当作水来处理,混和液的pH值= pH小+0.3。
2.两种强碱溶液混和,先求c(OH-),再通过Kw求c(H+),最后求pH值.
两种强碱溶液等体积混和，且原溶液pH值相差≥2时，把稀溶液（pH值较小的）当作水来处理,混和液的pH= pH大－0.3。
3.强酸和强碱混和,先确定过量离子的浓度:
若H+过量 c(H+)=(c(H+)酸V酸－c(OH_)碱V碱)／(V酸+V碱)
若OH-过量 c(OH-)=(c(OH-)碱V碱 －c(H+)酸V酸)／(V碱+V酸)
当酸过量时，必须以剩余的H+浓度来计算溶液的 PH 值；当碱过量时，必须以剩余的OH-浓度来计算溶液的H+浓度,再求pH值。
4. 有关酸、碱溶液的稀释
　　强酸溶液每稀释10倍，pH增大一个单位，弱酸溶液每稀释10倍，pH增大不到一个单位；强碱溶液每稀释10倍，pH减小一个单位。弱碱溶液每稀释10倍，pH减小不到一个单位。分别加水稀释m倍时，溶液的物质的量的浓度均变为原来的 1/m , 强酸中c（H+）变为原来的1/m ,但弱酸中c（H+）减小小于m倍，故稀释后弱酸酸性强于强酸。
练习2.
①强酸溶液：稀释10n倍时，pH稀 pH原＋n
②弱酸溶液：稀释10n倍时，pH稀 pH原＋n
③强碱溶液：稀释10n倍时，pH稀 pH原－n
④弱碱溶液：稀释10n倍时，pH稀 pH原－n
练习4. 室温下，把1mL0.1mol/L的H2SO4加水稀释成2L溶液，在此溶液中由水电离产生的H+，其浓度接近于（ ）
A. 1×10-4 mol/L B. 1×10-8 mol/L
C. 1×10-11 mol/L D. 1×10-10 mol/L
练习5. 将pH为5的硫酸溶液稀释500倍，稀释后溶液中c (SO42－）：c (H+)约为（ ）
A、1：1　　　B、1：2　　　C、1：10　　　D、10：1
练习6. 弱酸HＹ溶液的pH=3.0，将其与等体积水混合后的pH范围是（ ）
A.3.0～3.3 B.3.3～3.5 C.3.5～4.0 D.3.7～4.3
练习7. 99mL0.1mol/L的盐酸和101mL0.05mol/L氢氧化钡溶液混合后，溶液的c(H+)为（ ）（不考虑混合时的体积变化）。
A. 0.5×（10-8+10-10）mol/L B. （10-8+10-10）mol/L
C.（1×10-14-5×10-5）mol/L D. 1×10-11 mol/L
练习8. 将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH值最接近于（ ）。
A. 8.3 B. 8. C. 9 D. 9.7
课 堂 训 练
1．给蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中正确的是
A．c(H+) c (OH –)乘积增大了 B．pH增大了
C．c (OH –)降低了 D．水电离出的c(H+)增加了
2．常温下，下列溶液中酸性最弱的是
A．pH=4 B．c(H+) =1×10-3 mol·L-1
C．c (OH –)=1×10-11 mol·L-1 D． 1×10-3 mol·L-1的盐酸
3．下列试纸使用时, 不宜先用水润湿的是
A、pH试纸 B、红色石蕊试纸
C、淀粉碘化钾试纸 D、蓝色石蕊试纸
4．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
5．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＝Z B.X＞Y＝Z C.X＜Y＝Z D.X＝Y＜Z
6．下列叙述正确的是（ ）
A pH=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
7．室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离生成的c(OH－)为（ ）
A.1.0×10－7 mol·Ｌ－1 B.1.0×10－6 mol·Ｌ－1
C.1.0×10－2 mol·Ｌ－1 D.1.0×10－12 mol·Ｌ－1
8．pH=13的强碱溶液和pH=2的强酸溶液混合，所得溶液的pH=11，则强碱溶液和强酸溶液的体积之比为（ ）
A. 11:1 B. 9:1 C. 1:11 D. 1:9
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