1.水的电离
[实验演示]用灵敏电流计测定纯水的导电性。
现象:灵敏电流计指针有微弱的偏转。
说明:能导电,但极微弱。
分析原因:纯水中导电的原因是什么?
结论:水是一种极弱电解质,存在有电离平衡:
在25℃时,1L纯水中(即55.56mol/L)测得只有
的
发生电离。
(1)请同学生们分析:该水中
等于多少?
等于多少?
和
有什么关系?
①
②
③
(2)水中
这个乘积叫做水的离子积,用
表示。
(3)请同学从水的电离平衡常数推导水的离子积K。
(4)想一想
①水的电离是吸热?还是放热?
②当温度升高,水的离子积是: (升高,降低或不变)
③当温度降低,水的离子积是: (“增大”,“减小”或“不变”)
[结论]水的电离是个吸热过程,故温度升高,水的
增大。25℃时,
;100℃时,
。
(5)水的离子积是水电离平衡时的性质,它不仅适用于纯水,也适用于任何酸、碱、盐稀溶液。即溶液中
①在酸溶液中,
近似看成是酸电离出来的
浓度,
则来自于水的电离。
且
②在碱溶液中,
近似看成是碱电离出来的
浓度,而
则是来自于水的电离。
[想一想]
为什么酸溶液中还有
?碱溶液中还有
?它们的浓度是如何求出来的?
2.溶液的酸碱性和pH
(1)溶液的酸碱性
常温时,溶液酸碱性与
,
的关系是:
中性溶液:
,
,
越大,酸性越强,
越小,酸性越小。
碱性溶液:
,
,
越大,碱性越强,
越小,碱性越弱。
(2)溶液酸碱性的表示法:
①当
或
大于1mol/L时,可直接用
或
来表示溶液酸碱性。
②若
或
小于1mol/L,如
,或
,这种表示溶液酸碱就很不方便,化学上采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。
pH为氢离子物质的量浓度的负常用对数,表示溶液酸碱度强弱。
教学设计示例
重点、难点剖析:
1.影响水电离的因素
(1)温度:电离过程是一个吸热过程,温度越高,水电离程度越大,
也增大。
25℃时,
100℃时,
(2)酸或碱电离出来的
或
都会抑制水的电离,使水电离出来的
与
浓度减小。其对水的电离抑制程度决定于酸碱的
或
,而与酸碱的强弱无关。
(3)溶液的酸碱性越强,水的电离度不一定越小。(具体实例待学习盐水解时介绍)
2.在酸、碱、盐溶液中,水电离出来的
(1)酸溶液中:溶液中
约等于酸电离出来的
,通过求溶液中
;水电离出来的
等于
;
(2)碱溶液中:溶液中
约等于碱电离出来的
,通过求溶液
,此
就是水电离出的
且等于溶液中水电离出来的
。
(3)在水解呈酸性盐溶液中,溶液中
等于水电离出来的
;
在水解呈碱性盐溶液中,溶液中
等于水电离出来的
。
总结、扩展
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要 点 |
内 容 |
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水(或溶液)离子积 |
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溶液pH |
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溶液酸碱性与pH |
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扩展
1.已知强酸、强碱稀溶液的pH,等体积混合后,求混合液pH(近似计算)
适用于选择题型与填空题型的速算规律。
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混合前 |
混合后 |
条件 |
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|
强酸,强碱等体积混合,
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2.强酸强碱混合呈中性时二者体积与pH变化规律
(1)若pH酸+pH碱=14,则
;
(2)若pH酸+pH碱>14,则
;
(3)若pH酸+pH碱<14,则
3.强酸(弱碱),弱酸(强碱)加水稀释后的pH变化规律:
(1)强酸,
,加水稀释
倍,则
;
(2)弱酸,
,加水稀释
倍,则
;
(3)强碱,
,加水稀释
倍,则
;
(4)弱碱,
,加水稀释
倍,则
;
(5)酸碱无限稀释,pH只能接近于7,酸不可能大于7,碱不可能小于7。
二个单位,由13变为11。溶液中
减少,
增大,pH变小。
例1 等体积的
和
的两种盐酸溶液,混合后,求混合液pH?(设体积变化忽略不计)。
解:设混合前两种盐酸体积都为
混合前:
,
,溶液中
,
,溶液中
混合后,溶液中氢离子物质的量是原两种溶液中
物质的量总积。
即
∴
答 混合液pH为3.3。
例2 指导学生练习。
和
的两种
溶液等体积混合,求混合液的pH?
教学设计示例
板书设计
第二节 水的电离和溶液pH
一、水的电离与离子积
1.水的电离
2.水的离子积
常温下,
(
仅是温度函数)
3.影响水电离的因素
(1)温度:水的电离是吸热过程,升温促使电离,
增大。
(2)溶液中
,
浓度增大,均抑制水的电离,但
不变。
二、溶液的酸碱性与pH值
溶液中
小于1mol/L时,用pH来表示溶液的酸碱性。
关键掌握求不同溶液中的
。
探究活动
pH等于13与pH等于9的两NaOH溶液等体积混合后,所得溶液的pH是多少?
pH等于1与pH等于5的两强酸溶液各10mL,混合后溶液的pH是多少?
并结合以上两题总结出规律。
参考答案:两NaOH溶液等体积混合
分析 先求出两溶液的
,继而求出混合溶液的
,再据水的离子积求出混合溶液的
,并取
负对数,即可计算出两强碱溶液混合后的pH。
解:pH = 13,
=
,
=
。PH = 9,
,
。
混合后溶液的
为:
混合后溶液的
为:
混合后溶液的pH为:
两强酸溶液混合:
分析 pH等于1的强酸溶液
为
,pH值等于5的强酸溶液
为
,混合后溶液的
要用原两强酸所含
的物质的量除以混合后溶液的体积。
解:两强酸溶液混合后的氢离子浓度为:
混合溶液的pH为:
小结:两种强碱溶液等体积混合,所得溶液pH由碱性强的溶液决定,比碱性强的原溶液pH略小,其值为-0.3。两种强酸溶液等体积混合,所得溶液的pH由酸性强的溶液决定,比酸性强的原溶液pH略大,其值为+0.3。