3.1水溶液.doc

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 = 【教师】由这个式子可以知道：【副板书】KH2O=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=1.0x1014 mol2L2【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：55.56molL n=55.56107【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。【教师】同学们注意，Kw的值的大小只与温度有关。因为水的电离是中和反应的逆反应，故其是吸热的，即：T ， Kw 。【板书】2、 Kw只与温度有关，T ， Kw 【练习】2、说明下列操作，使水的电离程度是增大了，还是减小了，还是不变？（1）温度升高 （2）向水中加入酸 （3）向水中加入碱 （4）向水中投入钠【教师】因为水中存在水的电离，故只要是水溶液都存在H+和OH，下面我们看看水溶液中H+和OH的计算。 【例题】计算下列溶液中H+和OH（室温）(1)1103mol/L HCl HCl= H+ + Cl H2O H+ + OH 103 103 103 x x有:（103+ x） x = 1.0x1014 (2)0.05mol/L Ba(OH)2溶液Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH H2O H+ + OH 0.05 0.05 0.10 x x有:（0.1+ x） x = 1.0x1014 【小结】水溶液中有关Kw的计算1、抓住溶液中H+、OH的计算关系: Kw =H+OH 2、酸溶液 :H+= H+酸+ H+H2O H+酸 3、碱溶液 :OH= OH碱+ OHH2O OH碱【提问】若由水电离出的H+的浓度为109mol1L1，则该溶液是酸性还是碱性？【答案】抑制了电离，酸碱性都有可能。【过渡】纯水的导电能力非常弱，但是向其中加入电解质形成溶液以后，导电能力增强，那么，不同的电解质溶液的导电能力是否相同呢？我们看课本P74观察思考。【学生】不同。【提问】那么溶液的导电性与哪些因素有关呢？【学生】 影响溶液导电性的因素：离子的浓度和离子本身所带的电荷。【追问】那么浓度同是0.5mol1L1的盐酸、NaCl溶液、氨水和CH3COOH溶液，氨水和CH3COOH溶液的导电性弱说明了什么问题？【学生】自由移动的离子的浓度小。【追问】为什么小？【学生】只有一小部分发生了电离。【教师】对，这说明不同电解质在水溶液中的电离程度是不一样的。【板书】二、电解质在水溶液中的存在形态1、强弱电解质强电解质：在稀的水溶液中完全电离的电解质常见的强电解质：强酸、强碱和绝大部分的盐，金属氧化物弱电解质：在稀的水溶液中部分电离的电解质常见的弱电解质：弱酸、弱碱和水【注意】强弱电解质的划分与物质的溶解性没有关系【练习】3、下列电解质中，哪些是强电解质？哪些是弱电解质？NaCl NaOHNH3H2O CH3COOH BaSO4 AgCl Na2OK2OH2O【教师】表示电离的式子叫电离方程式，下面我们看看电解质的电离方程式。【板书】2、电离方程式 （1） 强电解质：用“= ” 如：H2SO4 = H+ + SO42 BaSO4 = Ba2+ + SO42 （2）弱电解质：用“” 如：HF H+ + F CH3COOH CH3COO + H+ NH3H2O NH4+ + OH【教师】弱电解质溶液中存在电离平衡，例如：在CH3COOH溶液中，达到电离平衡时，H+和CH3COO很少，大部分仍以CH3COOH分子的形态存在。【讲解】（3）多元弱酸和多元弱碱的电离方程式（以第一步为主）【例题】H2CO3H+ + HCO3 HCO3H+ + CO32 H2SO3 H+ + HSO3 HSO3H+ + SO32 H3PO4H+ + H2PO4 H2PO42 H+ +HPO42 HPO42 H+ +PO43 Cu(OH)2Cu2+ + 2OH Al(OH)3:两性按两种方法电离 酸式电离：Al(OH)3 + H2O Al(OH)4 + H+ 碱式电离：Al(OH)3 Al3+ + 3OH【注意】1、强酸的酸式盐在熔化和溶解条件下的电离方程式不同 熔化：NaHSO4 = Na+ + HSO4溶解：NaHSO4 = Na+ + H+ + SO422、弱酸的酸式盐受热易分解，一般没有熔化状态，在溶解中电离时强中有弱 溶液中：NaHCO3 = Na+ + HCO3 HCO3 H+ + CO32【教师】大家要注意：电解质溶于水后形成的离子或分子并不是单独存在的，而是与水分子相互吸引、相互结合（因为水是极性分子，存在偶极矩），以“水合离子”或“水合分子”的形态存在。这种溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用叫做溶剂化作用。 可以看看课本P75图314。【作业】P78 5【板书设计】第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水溶液一、水的电离 H2O H+ + OH H 0以表示为：K = 1、 Kw=H+OH水的离子积常数（水的离子积）25，Kw=1.0x1014 mol2L22、 Kw只与温度有关，T ， Kw 二、电解质在水溶液中的存在形态1、强弱电解质强电解质：在稀的水溶液中完全电离的电解质常见的强电解质：强酸、强碱和绝大部分的盐，金属氧化物弱电解质：在稀的水溶液中部分电离的电解质常见的弱电解质：弱酸、弱碱和水2、电离方程式（1） 强电解质：用“= ” 如：H2SO4 = 2H+ + SO42 BaSO4= Ba2+ + SO42（2）弱电解质：用“” 如：HF H+ + F CH3COOH CH3COO + H+ NH3H2O NH4+ + OH（3）多元弱酸和多元弱碱的电离方程式（以第一步为主）（4）强酸的酸式盐在熔化和溶解条件下的电离方程式不同 熔化：NaHSO4 = Na+ + HSO4 溶解：NaHSO4 = Na+ + H+ + SO42弱酸的酸式盐受热易分解，一般没有熔化状态，在溶解中电离时强中有弱 溶液中：NaHCO3 = Na+ + HCO3 HCO3 H+ + CO32第二课时【复习提问】1、什么叫强电解质？什么叫弱电解质？2、溶液的导电性与什么因素有关？与物质的溶解度和电解质的强弱有没有关系？3、判断下列说法正误（1）HCl 溶液中无OH，NaOH溶液中无 H+（2）NaCl溶液中既无H+也无OH（3）常温下，任何物质的水溶液中都有H+和OH且Kw=H+OH=1.0x1014 mol2L2【引入新课】这节课我们主要看看溶液中的H+ 、OH的浓度与溶液的酸碱度之间的关系。【交流研讨】指导学生完成课本P76的【交流研讨】。化合物c/molL1 H+ /molLOH /molL1HCl1.01021.01021.01012HNO31.01031.01031.01011NaOH1.01021.010121.0102KOH1.01031.010111.0103NaCl1.01021.01071.0107讨论溶液的酸碱性与H+ OH关系 【板书】三、溶液的酸碱性与pH1、溶液的酸碱性 H+ =OH，溶液呈中性 H+ OH，溶液呈酸性，且H+越大酸性越强 H+OH，H+ 1.0107 molL1 pH 7 碱性溶液：H+OH，H+ 7【思考】已知100时，Kw=5.5x1013mol2L2 ，在中性溶液中，其pH=？【练习】1、室温，求5103mol/LH2SO4溶液的pH 和水电离出的H+ 与OH？2、室温，求5103mol/LBa(OH)2溶液的pH和水电离出的H+ 与OH3、室温，求1106mol/LHCl溶液的pH 和水电离出的H+ 与OH4、室温，将1103mol/LNaOH稀释，体积变为原来的10倍，求稀释后溶液的pH？5、室温，将1103mol/LNaOH稀释，体积变为原来的105倍，求稀释后溶液的pH？6、室温，将100mL 1.0 mol/L 的NaOH与50mL 0.55 mol/L 的H2SO4 混合，求混合后溶液的pH？7、pH=3的盐酸中，盐酸的浓度是 mol/L，pH=3的硫酸中，硫酸的浓度是_mol/L？【讲解并板书】3、溶液酸碱度的测定与测控溶液酸碱度的意义（1）溶液酸碱度的测定方法（讲明操作）酸碱指示剂 pH试纸 pH计（2）测控溶液酸碱度的意义【练习】某溶液，若滴入甲基橙，溶液为黄色；若滴入石蕊为红色。问该溶液的pH范围是多少？ 答：4.4pHOH，溶液呈酸性，且H+越大酸性越强 H+OH，H+ 1.0107 molL1 pH 7 碱性溶液：H+OH，H+ 73、溶液酸碱度的测定与测控溶液酸碱度的意义（1）溶液酸碱度的测定方法酸碱指示剂 pH试纸 pH计（2）测控溶液酸碱度的意义第三课时【题】在25时，1molL的盐酸溶液中，水的Kw（单位：molL）为（A）A.110B.0 C.大于110D.小于110【解析】在一定温度下，水的离子积Kw为常数，不随水溶液中OH和H的改变而改变，只要在常温下，任何稀水溶液的Kw均为110molL。【题】关于溶液酸碱性的说法中，正确的是（C）A.H很小的溶液一定呈碱性B.pH的溶液一定呈中性C.OHH的溶液一定呈中性D.不能使酚酞溶液变红的溶液一定呈酸性【解析】溶液的酸碱性最本质的判断标准是OH和H的相对大小。如果OHH，溶液呈中性；如果OHH，溶液呈碱性。H很小的溶液，OH也可能很小；pH的溶液只有在常温下才是中性的；常温下，pH的溶液都不能使酚酞变红，可能为酸性、中性或弱碱性。【题】下列溶液中，肯定是酸性的是（D）A.含H的溶液B.加酚酞显无色的溶液C.pH的溶液D. OH”、“时，Vx/Vy（填表达式），且Vx Vy（填“”、“14时，Vx/Vy1。第四课时【题】溶液的pH定义为pHlgH，pOH定义为pOHlgOH，Kw表示25时水的离子积常数，则弱酸性溶液中H可表示为（B）A.Kw/pOH molL B.10 pOHmolLC. 10p OHmolL D. 10pOHmolL【解析】因为pHlgH，故H10pH；又因为pH14pOH，则pHpOH，故H10pOHmolL。【题2】往一定体积的Ba(NO3)2溶液中逐滴加入pH的稀硫酸，至溶液中Ba2恰好完全沉淀，测得溶液的pH，则H2SO4与Ba(NO3)2溶液体积比为（忽略混合时液体体积的变化）（B）A.1：B.1：C.：D.：【解析】当H2SO4与Ba(NO3)2溶液混合发生反应时，只有Ba与SO4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改变个单位，H改变10倍，那么应该符合下列关系：H1V1H2(V1+V2)，即10V110(V1V2)，V1：V2：。【题】某强酸溶液的pHa，强碱溶液的pHb，且ab13，酸、碱溶液混合后混合溶液的pH，则酸溶液的体积V与碱溶液的体积V之间的正确关系是（B）A. V102 V2 B. V210 V1 C. V2V2 D. V22V1【解析】最终溶液的pH，恰好中和，10aV110b14V2，则V1/V210ab，所以V210 V1。【题4】甲、乙两种溶液，已知甲溶液的pH是乙溶液pH的倍，甲溶液中H一定是乙溶液中H的（D）A.1/2 B.1/10 C.1/100 D.无法确定【解析】因为pHlgH，故H10pH；pH甲pH乙，则H甲H乙10pH乙。【题】某地酸雨经检验其主要成分除含H外，还有Na、SO4、NO3、NH4，其浓度依次为：7.0106molL，2.5106molL，3.5106molL，2.3106molL，则该水样的pH约为（C）A.4 B.4.7 C.5 D.5.7【解析】由于为“酸雨”，因而OH可忽略不计，依据离子电子电荷守恒有下列关系：HNaNH4SO4NO3。将已知的离子浓度代入，则H10molL，pHlgHlg10。【题6】室温时，将pH的H2SO4溶液稀释10倍，H：SO4；将稀释后的溶液再稀释100倍，H：SO4。【解析】第一次稀释倍后，pH，此时H：SO4：；第二次稀释后H10molL，而SO41/21010molL10molL，则H：SO4：。【题7】设水的电离平衡曲线如图所示。（）若以A点表示水在电离平衡时的离子浓度，当温度上升到100时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从增加到。（）将pH的Ba(OH)2溶液与pH的盐酸相混合，并保持100的恒温，欲使混合溶液的pH，则Ba(OH)2与盐酸的体积比为。【解析】纯水中的H和OH浓度相同，KwHOHH，A、B两点的Kw分别为（10）10molL和（10）10molL。100时，pH的溶液是碱性的，OH10/1010molL，pH的Ba(OH)2溶液的OH10molL，则。【题8】在某温度下，重水（D2O）的离子积常数为110molL，若用pH一样的定义来规定pD，则pDlgD，则在该温度下：（）纯重水的pD。（）溶有0.01mol的NaOD的D2O溶液1 L，其pD。（）100mL0.1 molL的D2SO4的D2O溶液与100mL 0.4molL的KOD的D2O溶液混合后pD= 。【解析