第二节 水的电离和溶液的pH值

教学设计示例

课题：水的电离和溶液的pH值

重点：水的离子积， 、 与溶液酸碱性的关系。

难点：水的离子积，有关 的简单计算。

教学过程

引言：

　　在初中我们学习了溶液的酸、碱度可用pH值表示，这是为什么呢？为什么可以用pH表示溶液的酸性，也可以表示溶液的碱性？唯物辩证法的宇宙观认为：“每一事物的运动都和它周围的其他事物相互联系着和相互影响着。”物质的酸碱性是通过水溶液表现出来的，所以，先研究水的电离。

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。

练习：

1．25℃时，纯水的pH？

　　解：纯水，25℃时

　　∴

　　答：25℃纯水pH为7。

2．物质的量浓度为 盐酸溶液pH？

　　解：

　　　　 1       ：     1

　　     

　　∴

　　

　　答： 盐酸pH为2。

3．物质的量浓度为 的 溶液pH？

　　解：

　　　　　　1     ：       1

　　　　    

　　

　　∴

　　∴

　　答： 盐酸pH为12。

　　③溶液中 ，pH与溶液酸碱性关系。

　　在中性溶液中，   

　　在酸性溶液中，   

　　酸溶液酸性越强， 越大，pH越小。

　　在碱性溶液中，   

　　碱溶液碱性越强， 越小，pH越大。

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 。

　　pH计算的基本思路与方法：

一、知识要点

　　1． ，关键是求溶液的 。

　　2．强酸溶液中 ，直接由电离方程式求算。

　　3．强碱溶液中 ，先根据强碱电离方程式，求出 ，再由

　　4．弱酸溶液 ，用近似公式求算：

　　 或

　　5．弱碱溶液 ：先根据近似公式求溶液的

　　 或

二、已知pH的强酸、强碱溶液稀释计算

　　例1  已知 的盐酸溶液，稀释100倍，求稀释后溶液的pH？

　　解：∵   

　　∴稀释100倍，则

　　

　　强酸溶液，当体积扩大100倍， 减少100倍，pH变化2个单位。

　　即pH由1变为3；溶液 减小，而 浓度增大。pH变大。

　　例2  已知 的 溶液，稀释100倍，求稀释后溶液pH？

　　解：∵   

　　∴

　　稀释100倍：

　　

　　强碱溶液，当体积扩大100倍，溶液中 减少100倍，pH降低2。

总结、扩展

要  点	内  容
水（或溶液）离子积	（25℃）
溶液pH
溶液酸碱性与pH	：

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。

混合前	混合后	条件
		强酸，强碱等体积混合，

　　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？

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 。