云南省曲靖市高中化學(xué) 第三章 水溶液中的離子平衡 3.2 水的電離和溶液的酸堿性學(xué)案新人教版選修4.doc
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第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性 學(xué)習(xí)目標(biāo): 1、知道水的離子積常數(shù)Kw及其與溫度的關(guān)系。 2、了解溶液的pH、溶液中氫離子濃度和氫氧根離子濃度大小、溶液酸堿性三者之間的關(guān)系。 3、知道pH與c(H+)的定量關(guān)系,能進(jìn)行溶液pH的簡(jiǎn)單計(jì)算。 4、初步掌握測(cè)定溶液pH的方法。 5、了解酸堿中和滴定的原理;學(xué)會(huì)使用滴定管,能利用中和滴定法測(cè)定強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液的濃度;了解酸堿中和過(guò)程中溶液pH的變化規(guī)律。 6、知道溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要應(yīng)用。 教學(xué)過(guò)程: 一、復(fù)習(xí)回顧: 1、分析HCl在水中的電離過(guò)程,寫出電離方程式。 HCl是 電解質(zhì),在水溶液中 電離。 2、分析CH3COOH在水中的電離過(guò)程,寫出電離方程式。 CH3COOH是 電解質(zhì),在水溶液中 電離。 二、水的電離 探究1水的電離 水是一種____________(填“強(qiáng)電解質(zhì)”、“弱電解質(zhì)”或“非電解質(zhì)”) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):如何用實(shí)驗(yàn)證明? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 實(shí)驗(yàn)證明常溫下,1L水中(物質(zhì)的量為1000/18mol)電離出來(lái)的H+濃度只有110-7mol/L 【交流討論】 (1)寫出水電離的方程式:_____________________________________________________ (2)請(qǐng)用公式表述水的電離常數(shù):________________________________ 探究2 水的離子積 水的離子積常數(shù)Kw=________________ 25℃時(shí),Kw=___________________ 【交流討論】觀察下表的數(shù)據(jù) 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)從以上數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)什么遞變規(guī)律? 升高溫度,水的電離程度______,水的電離平衡向____移動(dòng),Kw_____。 降低溫度,水的電離程度______,水的電離平衡向____移動(dòng),Kw_____。 (2)水的電離是吸熱還是放熱?________ 說(shuō)明:根據(jù)Kw = Kc(H2O) ,說(shuō)明對(duì)于稀溶液而言,c(H2O)也可看作常數(shù)。因此,只要溫度一定,無(wú)論是純水還是稀溶液Kw都為常數(shù),或者說(shuō)c(H+) 和c(OH-)的乘積都是定值。 探究3影響水電離的因素: c(H+) c(OH-) c(H+)與c(OH-)大小比較 Kw 酸堿性 水的電離平衡 蒸 餾 水 蒸餾水 加酸后 加堿后 【歸納總結(jié)】:促進(jìn)水電離的因素是:__________________ 抑制水電離的因素是_____________________ 【思維拓展】:有同學(xué)設(shè)想通過(guò)向水中加酸來(lái)徹底、完全的消除水中的OH-,你認(rèn)為他的想法能否成功?請(qǐng)分析說(shuō)明。 請(qǐng)計(jì)算(1)常溫下,濃度為110-5 mol/L的鹽酸溶液中,由水電離產(chǎn)生的c(H+)是多少? (2)常溫下,濃度為110-5 mol/L的NaOH溶液中,由水電離產(chǎn)生的c(OH-)是多少? (3)在常溫下,由水電離產(chǎn)生的c(H+) =110-9 mol/L的溶液,則該溶液的酸堿性如何? 【高考鏈接】 (08上海)常溫下,某溶液中由水電離出來(lái)的c(H+)=1.010-13 mol/L ,該溶液可能是( ) ①二氧化硫 ?、诼然@水溶液 ③硝酸鈉水溶液 ④氫氧化鈉水溶液 A.①④ B.①② C.②③ D.③④ 三、c(H+) 和 c(OH-) 與溶液酸堿性、pH的關(guān)系 1、溶液酸堿性的表示法 (1)c(H+) 和 c(OH-) (2)c(H+) 和 c(OH-)都較小的稀溶液(<1mol/L),化學(xué)上常采用pH來(lái)表示溶液酸堿性的強(qiáng)弱。pH表示c(H+)的負(fù)對(duì)數(shù),pH= 探究4溶液的酸堿性: 比較下列情況下,c(H+)和c(OH-)的值或變化趨勢(shì)(增加或減少) 純水 加少量鹽酸 加少量氫氧化鈉 c(H+) c(OH-) c(H+)和c(OH-)大小比較 c(H+)=c(OH-) 酸堿性 思考:判斷溶液酸堿性的標(biāo)準(zhǔn)是什么? 【規(guī)律總結(jié)】:常溫下: 酸性溶液:c (H+) ______ c (OH—), c (H+) ______ 1.010-7mol/L pH 7 堿性溶液:c (H+) ______ c (OH—) ,c (H+) ______ 1.010-7mol/L pH 7 中性溶液:c (H+) ______ c (OH—) ,c (H+) ______ 1.010-7mol/L pH 7 思考:pH=7的溶液一定是酸性溶液?jiǎn)幔? 2、c(H+)與pH、溶液酸堿性的關(guān)系: pH的適應(yīng)范圍:稀溶液,0~14之間; 酸性溶液中c(H+)越大,酸性越 ,pH越 ; 堿性溶液中c(OH-)越大,c(H+)越 ,pH越 ,堿性越 。 3、pH的測(cè)定方法: 粗略測(cè)定:(1)酸堿指示劑——甲基橙、石蕊、酚酞 常用酸堿指示劑及其變色范圍: 指示劑 變色范圍的pH 酸色 堿色 石蕊 甲基橙 酚酞 (2)pH試紙 ——最簡(jiǎn)單的方法。 操作: 注意:①事先不能用水濕潤(rùn)pH試紙;②只能讀取整數(shù)值或范圍 精確測(cè)定:pH計(jì) 三.pH的應(yīng)用 四.pH值的計(jì)算 pH值計(jì)算1—— 單一溶液 [練習(xí)1]取1mol/L的HCl溶液,其pH是多少?取1mol/L的硫酸,其pH是多少? [練習(xí)2]1mLpH=3的HCl溶液,其c(H+)是多少? [鞏固練習(xí)] 1.同一濃度的強(qiáng)酸與弱酸的pH值的比較,如0.1mol/L的鹽酸與0.1mol/L的醋酸的pH值的比較 2.同一濃度的強(qiáng)堿與弱堿的pH值的比較,如0.1mol/L的NaOH溶液與0.1mol/L的氨水的pH值的比較 3.同一pH值的強(qiáng)酸(如鹽酸)與弱酸(如醋酸)的濃度比較:c(HCl)與c(HAc)的關(guān)系 4.同一pH值的強(qiáng)堿(如NaOH溶液)與弱堿(如氨水)的濃度比較:c(NaOH)與c(NH3H2O)的關(guān)系 5.體積相同、pH相同的HCl溶液和CH3COOH溶液,與NaOH溶液中和時(shí)兩者消耗NaOH的物質(zhì)的量 A.相同 B.中和HCl的多 C.中和CH3COOH的多 D.無(wú)法比較 [學(xué)生小結(jié)]強(qiáng)弱電解質(zhì)酸溶液的濃度與氫離子濃度的比較 pH值計(jì)算2—— 強(qiáng)酸的稀釋 [練習(xí)3]1mLpH=3的HCl溶液加水稀釋到100mL后,溶液的pH是多少? pH值計(jì)算3——強(qiáng)堿的稀釋 [練習(xí)4]取pH=12的NaOH溶液與水按1:99的體積比混合后,溶液的pH值是多少? 【小結(jié)】稀釋過(guò)程溶液pH值的變化規(guī)律: 1、強(qiáng)酸溶液: 2、弱酸溶液: 3、強(qiáng)堿溶液: 4、弱堿溶液: pH值計(jì)算4——強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的混合 酸I+堿II 完全中和:c(H+) = c(OH—) = 1mol/L 酸過(guò)量: c(H+)= 堿過(guò)量:c(OH—) = [練習(xí)5]取80mLNaOH溶液加入到120mL鹽酸中,所得溶液的pH為2。如果混合前NaOH溶液和鹽酸的物質(zhì)的量溶液濃度相同,則它們的濃度是多少? 【高考鏈接】 (2004年青海) 若1體積硫酸恰好與10體積pH=11的氫氧化鈉溶液完全反應(yīng),則二者物質(zhì)的量濃度之比應(yīng)為 ( ) A.10:1 B.5:1 C.1:1 D.1:10 五、中和滴定 1、定義:用已知物質(zhì)的量的濃度的 來(lái)測(cè)定未知濃度的 的方法。 2、原理: 鹽酸與NaOH溶液的酸堿中和反應(yīng)的原理是什么??jī)烧叩亩筷P(guān)系是什么? 公式: = (一元強(qiáng)酸和一元強(qiáng)堿) [練習(xí)] 1.10mL0.100mol/L HCl溶液與10mL0.100mol/L NaOH溶液反應(yīng)后,溶液的pH值是多少? 2.20mL0.100mol/L HCl溶液與10mL0.100mol/L NaOH溶液反應(yīng)后,溶液的pH值是多少? 3.10mL0.100mol/L HCl溶液與10mL0.200mol/L NaOH溶液反應(yīng)后,溶液的pH值是多少? 3、實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵: 準(zhǔn)確測(cè)量參加反應(yīng)的兩種溶液的體積。 準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好完全反應(yīng)。 4、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑: 儀器: 試劑: 5、指示劑的選擇: ⑴原則:①終點(diǎn)時(shí),指示劑的顏色變化明顯; ②變色范圍越窄越好,對(duì)溶液的酸堿性變化較靈敏。 ⑵常見(jiàn)指示劑變色范圍 甲基橙:( )-3.1~ ~4.4-( ) 酚 酞:( )-8.2~ ~10.0-( ) 石 蕊:( )-5. 0~ ~8.0-( ) [練習(xí)]向20.00mL 0.100mol/L HCl中滴加0.100mol/L NaOH溶液過(guò)程中,溶液的pH值變化如下,你發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象與規(guī)律,而在實(shí)際的中和滴定中,我們需要注意哪些方面? V(NaOH)/mL 0.00 10.00 15.00 18.00 19.00 19.96 20.00 20.04 21.00 pH 1 1.2 1.8 2.3 2.6 3.9 7 10.0 11.4 [學(xué)生小結(jié)] 20mL 7 pH V(NaOH) 0 pH [練習(xí)]以下哪一條曲線符合上述實(shí)驗(yàn)中過(guò)程的pH-V(NaOH)曲線( ) V(NaOH) 0 7 20mL 圖A 圖B pH V(NaOH) 0 7 20mL 20mL 7 pH V(NaOH) 0 圖D 圖C [引申]進(jìn)行酸堿中和滴定時(shí),當(dāng)?shù)味ń咏K點(diǎn)時(shí),應(yīng)注意哪些實(shí)驗(yàn)操作? 【注意】 (1)甲基橙和酚酞的變色范圍較?。?.4~3.1=1.3, 10.0~8.2=1.8 對(duì)溶液的酸堿性變化較靈敏。 (2)溶液使指示劑改變顏色,發(fā)生化學(xué)變化。指示劑滴加太多將消耗一部分酸堿溶液(一般為1~2滴)。 (3)終點(diǎn)判斷:(滴入最后一滴,溶液變色后,半分鐘內(nèi)不復(fù)原) 6、實(shí)驗(yàn)步驟 ⑴檢漏:檢查兩滴定管是否漏水、堵塞和活塞轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活; ⑵洗滌潤(rùn)洗:用水洗凈后,各用少量待裝液潤(rùn)洗滴定管2-3次; ⑶裝液:用傾倒法將鹽酸、氫氧化鈉溶液注入酸、堿滴定管中,使液面高于刻度2-3cm。 ⑷趕氣泡:①酸式:快速放液;②堿式:橡皮管向上翹起。 ⑸調(diào)讀數(shù):調(diào)節(jié)滴定管中液面高度,在“0-1”ml之間,并記下讀數(shù)。 ⑹取液:①?gòu)膲A式滴定管中放出25.00ml氫氧化鈉溶液于錐形瓶中;②滴入2滴酚酞試液,將錐形瓶置于酸式滴定管下方,并在瓶底襯一張白紙。 ⑺滴定:左手控制酸式滴定管活塞,右手拿住錐形瓶瓶頸,邊滴入鹽酸,邊不斷順時(shí)針?lè)较驌u動(dòng),眼睛要始終注視錐形瓶溶液的顏色變化。 ⑻記讀數(shù):當(dāng)看到加一滴鹽酸時(shí),錐形瓶中溶液紅色突變無(wú)色時(shí),停止滴定,準(zhǔn)確記下鹽酸讀數(shù),并準(zhǔn)確求得滴定用去的鹽酸體積。 ⑼算:整理數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。 7、誤差分析 實(shí)驗(yàn)操作情況 對(duì)c堿的影響 ①開(kāi)始滴定時(shí)滴定管尖嘴處留有氣泡 偏 ②讀數(shù)開(kāi)始時(shí)仰視,終止時(shí)俯視 偏 ③到滴定終點(diǎn)時(shí)尚有一滴酸掛在滴定管尖嘴外而未滴入錐瓶 偏 ④洗凈的酸管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗 偏 ⑤洗凈的錐瓶用待測(cè)堿潤(rùn)洗 偏 ⑥不小心將標(biāo)準(zhǔn)液滴至錐瓶外 偏 ⑦不小心將待測(cè)堿液濺至錐瓶外 偏 ⑧滴定前向錐形瓶中加入10 mL蒸餾水,其余操作正常- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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