高二化学：《水的电离和溶液的pH·第二课时》教案（大纲人教版）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精高二化学3。2《水的电离和溶液的pH》大纲人教版［复习提问］常温下，溶液中的c（H+）和c(OH－）有什么关系？[生］乘积等于1×10－14［师］溶液的酸碱性由什么决定？[生]由H+和OH－浓度的相对大小决定.［引入新课］既然溶液中H+和OH－浓度的乘积为一常数，那么只要我们知道溶液中的H+或OH－浓度，就会知道溶液显酸性还是显碱性，如某溶液中H+浓度为1×10－9mol·L－1,我们一看就知道该溶液显碱性，但对于很稀的溶液，离子浓度小，用H+或OH－浓度来表示其酸碱性很不方便，因此，在化学上常用pH来表示溶液的酸碱性,我们这节课就学习pH的有关计算.[板书］2。溶液的pH［师］我们已经知道，pH=7时溶液呈中性，pH＞7溶液显碱性，pH＜7溶液显酸性，那么pH与溶液中H+浓度有何关系呢？规定，溶液的pH等于H+浓度的负对数.［板书］pH=－lg｛c(H+)}［讲述并板书］若某溶液c（H+）=m×10－nmol·L－1,那么，该溶液的pH=n－lgm［师]请同学们根据pH的计算方法填写下表。[投影］c(H+）mol·L－1100PH酸碱性［学生填完后,指定学生汇报结果，最后得出下列结论］c(H+）mol·L－1100PH0[1234567891011121314酸碱性—-—-—酸性减弱中性--———碱性增强[问]在上表中，c（H+）=10－3mol·L－1的溶液中c(OH－）等于多少？[生]10－11mol·L－1[师］你是怎样求出来的？[生]用水的离子积除以c(H+)。［师]请同学们做以下练习。［投影]1。求0。05mol·L－1的H2SO4溶液的pH。2.求0。5mol·L－1的Ba（OH)2溶液的H+浓度及pH［指定两个学生板演］答案:1.pH=12.c（H+）==10－14（mol·L－1），pH=14［师］如果我们已知某溶液的pH,怎样求该溶液的H+或OH－浓度呢？下面我们看一道题。［投影]［例］：计算pH=2的H2SO4溶液中浓度及溶液中OH－浓度。［问］根据pH的计算公式,可推出由pH计算溶液H+浓度的公式吗?[学生回答教师板书］c（H+）=10－pH[师］下面我们来算一下这道题。［副板书]解:c(H+）=10－2mol·L－1［以下师生边分析边板书］因为1molH2SO4电离出2molH+,所以c（H2SO4）=c(H+)=0.5×10－2mol·L－1=5×10－3mol·L－1因为c（OH－)=，所以c(OH－）=［师］请同学们自己完成以下练习：［投影]求pH=9的NaOH溶液中的c(OH－）及由水电离出的c(OH－）水。答案c（OH－)=10－5mol·L－1c（OH－)水=10－9mol·［问题探究］已知100℃时，纯水的离子积为1×10－12［学生讨论得出答案］此时纯水中的但并不呈酸性，而是中性，。因为此时水中的c（H+）=c（OH－）=10－6mol·L－1,和H+和OH－的浓度相等，所以水仍是中性的［师］那么请同学们计算一下，100℃［生］因为100℃时，pH=6的溶液是中性的，pH〉6的溶液中,c（OH－)〉c(OH+［总结］从这个问题我们可以看出，只有在常温下,才能说pH=7的溶液显中性，温度改变时，中性溶液的pH可能大于7，也可能小于7。［师]下面我们看一看溶液在稀释时pH有何变化。［板书］①溶液稀释后pH的计算［投影］1.常温下，取0。1mL0.5mol·L－1的硫酸，稀释成100mL的溶液，求稀释后溶液的pH。[师］请同学们先求一下稀释前溶液的pH。［学生计算后回答］pH=0。［师］稀释后H+的物质的量是否改变？［生］不变。［师］请同学们算一下稀释后溶液的pH。[一个学生板演］c（H+）==1×10－3mol·L－1pH=－lg1×10－3=3［师］碱稀释后如何求溶液的pH呢？下面我们再做一道题。[投影］2.pH=13的NaOH溶液稀释1000倍，求稀释后溶液的pH。[师］pH=13的NaOH溶液中c(H+)和c（OH－)分别为多少？［生］c（H+）为10－13mol·L－1，c（OH－)为10－1mol·L－1。［师］NaOH溶液中的H+来源于什么？OH－主要来源于什么？［生］H+来自水的电离,而OH－主要来自NaOH的电离.［讲述］NaOH溶液稀释时，由于水的电离平衡发生移动，所以溶液中H+的物质的量也有很大变化，但由NaOH电离出的OH－的物质的量是不变的,所以稀释时溶液中OH－的物质的量几乎不变（由水电离出的OH－可忽略不计）.在计算碱溶液稀释后的pH时，必须先求出稀释后溶液中的OH－浓度,再求出H+，然后再求溶液的pH。下面我们做一下第2题。［以下边分析边板书］解:pH=13的NaOH溶液中c（OH－)==10－1mol·L－1,稀释1000倍后，c(OH－）==10－4mol·L－1，所以c（H+）==10－10mol·L－1pH=－lg10－10=10［投影练习］1。常温下，将0.05mL1mol·L－1的盐酸滴加到50mL纯水中,求此溶液的pH。2.pH=10的NaOH加水稀释至原来的100倍，求稀释后溶液的pH。答案：1。pH=32。pH=8[师］如将pH为5的HCl溶液稀释1000倍，溶液的pH为多少？［生甲]pH=8［生乙］pH接近于7但比7小。［师］酸稀释后可能变成碱吗？［生］不能.[师]所以甲的回答是错误的.［讲述］在上述的几道题中，实际上我们都忽略了水的电离。但当溶液很稀，由溶质电离出的H+或OH-浓度接近10-7mol·L－1时，水的电离是不能忽略的，忽略水的电离，会引起很大误差。下面我们共同计算pH=5的HCl溶液稀释1000倍后的pH。[副板书]解：设pH=5的HCl取1体积,水取999体积。则稀释后：c（H+)=≈1.1×10－7mol·L－1pH=7－lg1。1＜7［师]同学们从以上的几道例题可以找出溶液稀释时pH的计算规律吗？［学生讨论后回答，教师总结并板书］a。pH=n的强酸稀释10m倍，稀释后pH=n+mb.pH=n的强碱稀释10m倍，稀释后pH=n－mc。若按上述公式算出的pH改变了溶液本身的性质，则稀释后pH一定接近7，酸略小于7，碱略大于7.［师]下面我们再讨论溶液混合时pH的计算方法.［板书］②溶液混合后pH的计算[投影］1。将pH=8和pH=10的两种NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(H+）最接近（)A。×（10－8+10－10)mol·L－1B。(10－8+10－10）mol·L－1C.(1×10－4+5×10－10)mol·L－1D。2×10－10mol·L－1［分析］两种性质相同的溶液混合后,所得溶液的浓度可根据溶质和溶液体积分别相加后，再重新求解，要求碱溶液的pH，必须先求混合液OH－浓度.［副板书]解：因为pH=8,所以c（H+)=10－8mol·L－1则c(OH－）==10－6mol·L－1又因为pH=10，所以c（H+）=10－10mol·L－1则c（OH－）==10－4mol·L－1等体积混合后：c（OH－）=≈×10－4mol·L－所以c(H+）==2×10－10mol·L－1所以答案为D.［投影］2.常温下，pH=4的HCl和pH=10的NaOH等体积混合,求混合液的pH.［启发学生思考］酸的c（H+）和碱的c(OH－)分别为多少？盐酸和NaOH以等物质的量反应后生成什么？［结论］混合液pH=7。［师］请同学们讨论一下pH=5的盐酸和pH=10的NaOH等体积混合溶液显什么性？pH=3的盐酸与pH=10的NaOH等体积混合后溶液显什么性？你从中可找到什么规律？［学生讨论后回答，教师总结并板书]pHpH酸+pH碱＞14，pH混＞7pH酸+pH碱＜14，pH混＜7pH酸+pH碱=14，pH混=7强酸和强碱等体积混合［讲述］我们这节课主要学习了pH的计算方法，从pH的取值范围我们可以看出,当H+或OH－浓度大于1mol·L－1时，用pH表示溶液酸碱性并不简便，此时pH会出现负值,因此，对于c（H+）或c(OH－）大于1mol·L－1的溶液，直接用H+或OH－浓度来表示溶液的酸碱性。我们这节课学习的溶液的pH与生产、生活有着密切的联系，是综合科目考试的热点，下面请同学们讨论以下两题:血液肺［投影]1。人体血液的pH保持在7。35～7.45，适量的CO2可维持这个pH变化范围，可用以下化学方程式表示：H2O+CO2H2CO3H++HCO。又知人体呼出的气体中CO2体积分数约5%.下列说法正确的是（）血液肺A。太快而且太深的呼吸可以导致碱中毒.(pH过高）B.太快而且太深的呼吸可导致酸中毒.（pH过低）C.太浅的呼吸可导致酸中毒。（pH过低）D.太浅的呼吸可导致碱中毒。（pH过高）答案：AC2。生物上经常提到缓冲溶液,向缓冲溶液中加少量酸或少量碱，pH几乎不变。举例说明生物上常见的缓冲溶液加酸或加碱时pH几乎不变的原因。答案:常见的缓冲溶液:①Na2CO3与NaHCO3②NaH2PO4与Na2HPO4③NH4Cl与NH3·H2O等。以NH4Cl与NH3·H2O为例说明：在NH4Cl与NH3·H2O的混合溶液中，NH4Cl====NH+Cl－,NH3·H2ONH+OH－，加酸时NH3·H2O电离出的OH－中和了加进去的H+，使NH3·H2O电离平衡正向移动，溶液pH几乎不变。加碱时，溶液中的NH与OH－结合,生成NH3·H2O,使溶液pH几乎不变。［布置作业］课本习题二三、2●板书设计2。溶液的pHpH=－lg{c（H+）}若c(H+）=m×10－nmol·L－1，则pH=n－lgm①溶液稀释后pH的计算a。pH=n的强酸稀释10m倍,稀释后pH=n+mb.pH=n的强碱稀释10m倍，稀释后pH=n－mc。若按上述公式算出的pH改变了溶液本身的性质,则稀释后pH一定接近7，酸略小于7，碱略大于7.②溶液混合后pH的计算pHpH酸+pH碱＞14，pH混＞7pH酸+pH碱＜14，pH混＜7pH酸+pH碱=14，pH混=7强酸、强碱等体积混合●教学说明本节的重点是溶液pH的计算，但在给出pH的计算公式之后，求出H+浓度，再代入公式求pH学生是很容易掌握的。本节课在教学中通过典型例题和练习，在使学生掌握pH的简单计算的同时理解以下几个问题：①pH≠7的溶液不一定不是中性的；②要计算碱的混合液的pH，必须先求OH－浓度，再求H+浓度，最后再求pH；③溶液稀释，混合时pH的计算规律。从而使学生从更深更广的角度认识pH.参考练习1．某溶液在25℃时由水电离出的H+的浓度为1×10-12mol·L－1A.HCO、HS—、HPO等离子在该溶液中不能大量共存B。该溶液的pH可能为2C.向该溶液中加入铝片后，一定能生成H2D.若该溶液中的溶质只有一种，它一定是酸或者是碱解答提示：“由水分子电离出的H+浓度为1×10—12mol·L－1，这是水的电