1、第1节 水与水溶液第2课时 水溶液的酸碱性与pH一、教学目标 1.了解溶液的酸碱性与溶液中c平(H+)、c平(OH-)的关系，能判断溶液的酸碱性。2.知道pH的定义，能通过定性分析和定量计算推出所得溶液的pH计算方法。3.通过认识调控溶液的酸碱度在工农业生产中的重要作用，体会化学对人类生产、生活的价值。二、教学重难点溶液的酸碱性与溶液中c(H)和c(OH)的关系；溶液酸碱性与pH的关系以及pH计算三、教学过程【课程引入】【复习回顾】由于水的电离，在水溶液中始终存在着H+和OH-，而且稀水溶液中c平(H+)和c平(OH-)的乘积也等于水的离子积。25 KW=c平(H)c平(OH)=1.010-1
2、4 mol2L-2那么，水溶液中H+、OH-的浓度与溶液的酸碱性有什么关系呢?水溶液的酸碱度又如何量度呢?【新知讲解】【交流研讨】利用水的离子积可以计算溶液中H+或OH-的浓度。例如，室温下测得某酸溶液中的c平(H+)为1.010-5molL-1，求c平(OH-)？【讲解】根据KW=c平(H)c平(OH)=1.010-14 mol2L-2可得该溶液中的c平(OH-)为：c平(OH)=KWc平(H+)=1.010-14mol2L-21.010-5molL-1=1.010-9molL-1(一)水溶液的酸碱性与pH【思考讨论】下表列出了室温下一些溶液的c平(H+)或c平(OH-)，请填上空缺的数据。
3、由表中的数据你能发现什么规律吗？【讲解】在稀盐酸中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液呈酸性；硝酸的水溶液中，氢离子浓度也比氢氧根离子浓度大，溶液呈酸性；氢氧化钠、氢氧化钾溶液中，氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，溶液呈碱性；而氯化钠溶液呈中性，氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等。【结论】酸性溶液中也存在氢氧根离子，只是氢离子浓度大于氢氧根离子浓度；碱性溶液中也存在氢离子，只是氢氧根离子浓度大于氢离子浓度。1. 水溶液的酸碱性与c平(H+)和c平(OH-)的相对大小的关系c平(H+) c平(OH-)，溶液呈酸性，c平(H+)越大，酸性越强c平(H+) = c平(OH-)，溶液呈中性c平(H+) c平(O
4、H-)，溶液呈碱性，c平(OH-)越大，碱性越强【思考讨论】实际应用中，人们一般是在室温下进行研究，那么室温下，水溶液酸碱度是如何衡量的呢？【讲解】在实际应用中，人们常用pH来表示溶液的酸碱度。pH = -lgc平(H+)例如：室温下，某溶液的c平(H+)为1.010-5 molL-1，经过对其取负对数，就得到溶液的 pH=5即pH -lgc平(H+) -lg1.010-5 52. 水溶液的酸碱度与 pH 的关系【讲解】室温，中性溶液氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，都是10-7 molL-1，酸性溶液氢离子浓度大于氢氧根离子，且大于10-7 molL-1，且氢离子浓度越大酸性越强；碱性溶液氢离子
5、浓度小于氢氧根离子，小于10-7 molL-1，且氢离子浓度越小碱性越强。总结一下，在一般情况下，溶液的酸碱性与氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小有关的；而在室温条件下，可以用氢离子浓度的数值直接与10-7进行比较，来衡量溶液酸碱性的强弱程度。此外，关于溶液的pH还需要注意以下几点： pH适用于c平(H+)或c平(OH-) 1 molL-1的溶液。 pH范围为014，当pH=0时，c平(H+) =1 molL-1。当pH=14时，c平(OH-) =1 molL-1。 当pH改变n个单位时，c平(H+)或c平(OH-)改变10n倍。3. 水溶液 pH 的计算【思考讨论】室温下，测得NaOH溶液
6、的浓度为1.010-3 molL-1，计算该溶液的pH。思路分析：首先计算pH需要知道溶液的氢离子浓度，我们如何计算氢离子浓度呢？【讲解】已知溶液中氢氧根离子浓度，那么只要借助室温下KW就可以计算出溶液中的氢离子浓度。由于溶质氢氧化钠在水溶液中完全电离形成钠离子和氢氧根离子，那么溶液中的氢氧根离子浓度就为1.010-3 molL-1，再根据公式求出pH。此时溶剂水也会部分电离形成的氢氧根离子，需不需要考虑呢？溶液中不仅有溶质能电离形成氢氧根离子，溶剂水也能部分电离形成氢氧根离子。不过别忘了，由于水电离产生的H+和OH-本身就很少，当酸或碱溶液浓度不是很小时，水的电离会被抑制，因此可以忽略溶剂水
7、电离所产生的H+或OH-。根据分析思路，我们可以把过程写成这样。解： NaOH Na+ + OH- c/(molL-1) 1.010-3 1.010-3 因为 KW c平(H+)c平(OH-)所以【方法总结】当我们遇到其他的溶液计算pH也可以利用这样的思路，首先对溶液中的氢离子、氢氧根离子的来源进行分析和取舍，再根据溶液中氢离子浓度计算pH。需要注意的是，如果是碱性溶液要先通过溶液中氢氧根离子浓度计算出氢离子浓度，再计算pH，而酸性溶液则可直接根据溶液的氢离子浓度计算pH。【过渡】但是在生活、生产和科学研究中，还需要表示溶液的酸碱性的强弱程度。那我们应如何测定溶液的酸碱度呢？4. pH 的测定
8、酸碱指示剂：定性检验溶液的酸碱性【讲解】实验室中常用的酸碱指示剂有甲基橙、石蕊、酚酞等，可以用来检验溶液的酸碱性。几种酸碱指示剂的变色范围如下表所示。如果需要更精确的表示溶液的酸碱性的强弱程度，酸碱指示剂就不能胜任了，我们可以用pH试纸以及酸度计。pH试纸：粗略测定溶液酸碱度 酸度计：精确测定溶液的pH 【讲解】pH试纸可以粗略测定溶液的酸碱度，方法是：先把一小块试纸放在干燥洁净的表面皿或玻璃片上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部，待30秒后与标准比色卡对比，粗略确定溶液的pH。注意广泛pH试纸的读数可以读取到整数位。pH还可以使用酸度计精确测定，不同的型号的精度、外观也有所不同，一般常用的
9、酸度计可以读取到小数点后两位。【典型例题】例1.下列说法中，能够解释CH3COOH溶液呈酸性的是() A. CH3COOH中含氢元素 B. CH3COOH电离使溶液中c平(H+) c平(OH-) C. CH3COOH能电离出H+ D. CH3COOH能促使水电离出更多的H+解析：醋酸的电离会形成氢离子，造成溶液中氢离子浓度增大，水的电离平衡逆向移动，最终导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，因此溶液呈酸性，因此选项B正确。而选项A中仅表示醋酸分子中含有氢元素，没有从溶液中氢离子和氢氧根离子浓度的相对大小来分析溶液的酸碱性，因此不正确；C选项中没有关注到溶液中氢氧根离子浓度的变化，以及氢离子和
10、氢氧根离子的大小关系，所以选项C是错误的；D选项中，水溶液中加入酸或者碱均会抑制水的电离，因此醋酸溶液中水电离是被抑制的，因此认为醋酸能促使水电离是错的，更不能解释该溶液呈酸性。答案：B例2. 下列关于溶液酸碱性的说法正确的是()ApH7的溶液呈中性B中性溶液中一定有c(H)1.0107 molL1Cc(H)c(OH)的溶液呈中性D在100 时，纯水的pH7，因此显酸性解析：运用pH判断溶液的酸碱性时，当T100 时，pH6溶液呈中性，当T25 时，pH7溶液呈中性，但A项未给出温度，所以错误；在中性溶液中c(H)和c(OH)一定相等，但并不一定c(H)c(OH)1.0107 molL1，所以
11、B项错误，C项正确；100 的纯水中，虽然pHc(H)说明溶液一定呈碱性D0.1 molL1的盐酸的pH与0.1 molL1CH3COOH溶液的pH相同解析：没有指明温度，不能确定pH6时溶液是否呈碱性，A错；广泛pH试纸测得的pH应为整数，B错；0.1 molL1的盐酸pH1，而CH3COOH是弱电解质，部分电离，其pH应大于1，D错。答案：C例4.在常温下，将pH8的NaOH溶液与pH10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近于()A8.3B8.7C9D9.7解析：稀溶液混合体积近似等于两种溶液体积之和。强碱溶液混合，应按c(OH)计算：pH=8的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度为110-6mol/L，pH=10的溶液中氢氧根离子浓度为110-4mol/L，c(OH)混5.05105 molL1，c(H)混21010 molL1，pH9.7。答案：D四、课堂小结五、板书设计(一)水溶液的酸碱性与pH1. 水溶液的酸碱性与c平(H+ )和c平(OH-)的相对大小的关系2. 水溶液的酸碱度与 pH 的关系3. 水溶液 pH 的计算4. pH 的测定pH试纸：粗略测定溶液酸碱度 酸度计：精确测定溶液的pH 7 / 7
