2018-2019年高中化學(xué) 第03章 水溶液中的離子平衡 專題3.2.2 pH相關(guān)計(jì)算導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修4.doc

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3-2-2 水的電離和溶液的酸堿性（第二課時(shí)） 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．進(jìn)一步掌握水的離子積和pH的關(guān)系。 2．使學(xué)生掌握純水及溶液中離子濃度及溶液pH、離子積常數(shù)的有關(guān)計(jì)算及換算。 【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】 學(xué)習(xí)重點(diǎn)：水的離子積； c(H+) 、pH與溶液酸堿性的關(guān)系及計(jì)算。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)：水的離子積； c(H+) 、pH與溶液酸堿性的關(guān)系及計(jì)算。 【自主預(yù)習(xí)】 一：pH的相關(guān)計(jì)算: 復(fù)習(xí)鞏固：常溫下，溶液中的 c(H+) 和c(OH—)有什么關(guān)系? 溶液的酸堿性由 某溶液中H+濃度為110—9 molL—1 ，我們一看就知道該溶液顯堿性，由于溶液很稀，離子濃度很小，用H+或OH—濃度來(lái)表示其酸堿性很不方便，因此，在化學(xué)上常用pH來(lái)表示溶液的酸堿性， 常溫下pH=7時(shí)溶液呈中性，pH＞7溶液顯堿性，pH＜7溶液顯酸性，規(guī)定溶液的pH等于H+濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。 pH＝— lg＜ {c(H+) } 填寫下表。 c(H+)molL—1 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 pH 酸堿性 ——————酸性減弱——————→中性——————堿性增強(qiáng)——————→ 在上表中 c(H+) ＝10—3 molL—1 的溶液中，c(OH—)= 10—11 molL—1 合作探究 探究活動(dòng)一： 酸、堿溶液混合后pH計(jì)算方法 1．室溫下pH＝2的鹽酸與pH＝4的鹽酸，若按1∶10的體積比混合后，溶液的[H＋]為 _ ，pH為 ；若等體積混合后，溶液的pH為 。 2．室溫下將200 mL 510－3 molL－1 NaOH溶液與100 mL 210－2 molL－1 NaOH溶液混合后，溶液的[OH－]為 _ ，[H＋]為 _ ，pH為 。 3．室溫下pH＝12的NaOH溶液與pH＝2的硫酸，若等體積混合后，溶液的pH為 ；若按9∶11的體積比混合后，溶液的pH為 ；若按11∶9的體積比混合后，溶液的pH為 。 [歸納總結(jié)] 溶液pH的計(jì)算方法 1．強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液的pH計(jì)算方法 先求出強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液中的 ，強(qiáng)酸直接由酸的濃度求出，強(qiáng)堿先由堿的濃度求出 ，再根據(jù)水的離子積換算出 ，然后用公式 求出pH。 2．酸、堿溶液混合后pH計(jì)算方法 （1）強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合 [H＋]混＝ ，然后再求pH。 （2）強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合 先計(jì)算：[OH－]混＝ 再求[H＋]混＝ ，最后求pH。 （3）強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合 ①恰好完全反應(yīng)，溶液呈中性，pH＝7。 ②酸過(guò)量： 先求[H＋]余＝ ，再求pH。 ③堿過(guò)量： 先求[OH－]余＝ ， 再求[H＋]＝ ，然后求pH。 【學(xué)以致用】 1．常溫下,將0.1 molL-1氫氧化鈉溶液與0.06 molL-1硫酸溶液等體積混合,該混合溶液的pH等于 ( ) A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4 2．常溫下，pH＝13的強(qiáng)堿溶液與pH＝2的強(qiáng)酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，則強(qiáng)堿與強(qiáng)酸的體積比是( ) A．11∶1 B．9∶1 C．1∶11 D．1∶9 探究活動(dòng)二：酸、堿溶液稀釋后的pH變化規(guī)律 1．計(jì)算下列酸溶液稀釋后的pH （1）pH＝2的鹽酸，若加水稀釋10倍，其pH為 ；若加水稀釋10n倍，其pH為 。 （2）若將pH＝5的鹽酸加水稀釋103倍，其pH 。 （3）pH＝2的醋酸(一元弱酸)溶液，加水稀釋10倍，其pH大小范圍應(yīng)是 。 2．計(jì)算下列堿溶液稀釋后的pH （1）pH＝11的氫氧化鈉溶液，若加水稀釋10倍，其pH為 ；若加水稀釋10n倍，其pH為 。 （2）pH＝11的氨水，若加水稀釋10n倍，其pH大小范圍應(yīng)是 ；若無(wú)限稀釋時(shí)，其pH 。 [歸納總結(jié)] （1）對(duì)于pH＝a的強(qiáng)酸和弱酸溶液，每稀釋10n倍，強(qiáng)酸的pH就 單位，即pH＝ ；由于稀釋過(guò)程中，弱酸還會(huì)繼續(xù)電離，故弱酸的pH范圍是 ；酸溶液無(wú)限稀釋，pH只能無(wú)限接近于7，不能 7。如圖Ⅰ所示。 （2）對(duì)于pH＝b的強(qiáng)堿和弱堿溶液，每稀釋10n倍，強(qiáng)堿的pH 單位，即pH＝ ；由于稀釋過(guò)程中，弱堿還會(huì)繼續(xù)電離，故弱堿的pH范圍是 ；堿溶液無(wú)限稀釋，pH只能無(wú)限接近于7，不能 7。如圖Ⅱ所示。 【學(xué)以致用】 3．下列有關(guān)溶液的敘述中,正確的是 ( ) A.中和10 mL 0.1 molL-1醋酸與中和100 mL 0.01 molL-1的醋酸所需同種堿溶液的量不同 B.常溫下,等體積的pH=3的酸溶液和pH=11的堿溶液混合,混合后溶液的pH=7 C.常溫下,體積相等、pH相同的鹽酸和硫酸溶液,兩溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度相等 D.常溫下,pH=3的甲酸溶液的[H+]與pH=11的氨水溶液的[OH-]相等 4．常溫下，關(guān)于溶液的稀釋下列說(shuō)法正確的是( ) A．pH＝3的醋酸溶液稀釋100倍，pH＝5 B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀釋100倍，溶液中由水電離產(chǎn)生的[H＋]＝110－6 molL－1 C．將1 L 0.1 molL－1的Ba(OH)2溶液稀釋為2 L，pH＝13 D．pH＝8的NaOH溶液稀釋100倍，其pH＝6 【學(xué)習(xí)小結(jié)】 1．溶液pH計(jì)算 堿按堿、酸按酸，同強(qiáng)混合在中間， 異強(qiáng)混合看過(guò)量，無(wú)限稀釋7為限。 2．pH差值≥2的兩種強(qiáng)酸等體積混合后，pH混＝ pH差值≥2的兩種強(qiáng)堿等體積混合后，pH混＝ 【鞏固練習(xí)】 1．將pH=1的鹽酸平均分成兩份,一份加入適量水,另一份加入與該鹽酸物質(zhì)的量濃度相同的適量NaOH溶液,pH都升高了1,則加入的水與NaOH溶液的體積比為 ( ) A.9 B.10 C.11 D.12 2．將100 mL 0.001 molL－1的鹽酸和50 mL pH＝3的硫酸溶液混合后，所得溶液的pH為(設(shè)混合后溶液體積的變化忽略不計(jì))( ) A．4.5 B．2.7 C．3.3 D．3 2．現(xiàn)有常溫時(shí)pH＝1的某強(qiáng)酸溶液10 mL，下列操作能使溶液的pH變成2的是( ) A．加水稀釋成100 mL B．加入10 mL的水進(jìn)行稀釋 C．加入10 mL 0.01 molL－1的NaOH溶液 D．加入10 mL 0.01 molL－1的HCl溶液 3．室溫下，下列溶液等體積混合后，所得溶液的pH一定大于7的是( ) A．0.1 molL－1的鹽酸和0.1 molL－1的氫氧化鈉溶液 B．0.1 molL－1的鹽酸和0.05 molL－1的氫氧化鋇溶液 C．pH＝4的醋酸溶液和pH＝10的氫氧化鈉溶液 D．pH＝4的鹽酸和pH＝10的氨水 4．下列敘述正確的是( ) A．100 ℃純水的pH＝6，所以水在100 ℃時(shí)呈酸性 B．pH＝3的鹽酸溶液，稀釋至10倍后pH>4 C．0.2 molL－1的醋酸，與等體積水混合后pH＝1 D．pH＝3的鹽酸溶液與pH＝11的氫氧化鈉溶液等體積混合后pH＝7 5.在某溫度下的水溶液中，[H＋]＝10x molL－1，[OH－]＝10y molL－1，x與y的關(guān)系如圖所示。 （1）該溫度下，水的離子積為_(kāi)___________。 （2）該溫度下，0.01 molL－1 NaOH溶液的pH為_(kāi)_______。 【總結(jié)與反思】 通過(guò)自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)相結(jié)合對(duì)本節(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思感悟。 【參考答案】 【自主預(yù)習(xí)】 一： pH的相關(guān)計(jì)算：乘積等于110—14 ；由H+和OH—濃度的相對(duì)大小決定 c(H+) molL—1 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-1 10-14 pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 酸堿性 ——————酸性減弱——————→中性——————堿性增強(qiáng)——————→ 用水的離子積除以c(H+) 【合作探究】 探究活動(dòng)一： 1．1.010－3molL－1；3；2.3 2．1.010－2_molL－1， 1.010－12_molL－1， 12 3．7；3；11 [歸納總結(jié)]1．[H＋]；[OH－]； [H＋]；pH=-lg[H＋]；2．（1）；（2）；；（3）②；③， 【學(xué)以致用】1．B 2.D 【學(xué)以致用】 3.D 4．C 【學(xué)習(xí)小結(jié)】2．pH?。?.3；pH大－0.3 【學(xué)以致用】3．C 【鞏固練習(xí)】 1．C 2．D 3． A 4． D 5． D 6．（1）10－15 mol2L－2 （2）13