高二化學備課AUTHOR羅晴 第5頁 DATE2005-9-29溶液pH的求算教學目標知識技能：掌握簡單酸、堿體系的pH計算。能力培養(yǎng)：通過pH的計算，培養(yǎng)學生定量解決化學問題的能力，并進一步加強對弱電解質(zhì)電離平衡的理解?？茖W思想：注重學科之間的交叉，學會用數(shù)學公式解決化學問題?？茖W品質(zhì)：通過pH在醫(yī)療及工業(yè)生產(chǎn)上應用的介紹，激發(fā)學生學習化學的興趣?？茖W方法：歸納，總結(jié)法。重點、難點有弱電解質(zhì)參予的簡單體系pH的計算。教學過程設計第一課時【引入】我們知道，正常情況下人體血液略顯堿性。但是一些疾病卻可以使血液的酸性增強。醫(yī)生就此可以通過測血液pH的辦法來幫助診斷病情。同樣在工業(yè)生產(chǎn)中反應液的酸堿性對化學反應能否發(fā)生及反應產(chǎn)物的判斷也非常重要。那么如何定量計算溶液的pH呢？這就是我們這節(jié)課要解決的問題。首先請同學回憶下面已學過的舊知識：①、pH定義②、溶液物質(zhì)的量濃度的計算公式③、電離度的定義④、水的離子積常數(shù)。一、酸性體系：1．強酸的pH例1①、求0．1mo1／L鹽酸溶液的pH？②、求0．05moV/L硫酸溶液的pH？心算口答。解答：因①、②中[H十]=0．1mO1／L所以pH相等均為1?！驹O問】通過以上兩題請同學思考，已知強酸溶液的物質(zhì)的量濃度，如何求pH，并且應注意什么？兩兩議論

結(jié)論：求pH實際是求[H+]，在已知溶液的物質(zhì)的量濃度求[H+]濃度時一定要注意強酸的元數(shù)。

【小結(jié)】由于完全電離，強酸溶液的[H+]＝nc,其中n表示強酸的元數(shù)。那么對于不完

全電離的弱酸[H+]又如何計算呢？

2.一元弱酸的pH

例2求0.1mol／L醋酸溶液的pH。已知α=1．32％。動筆解答。解答：因為[H+]＝Cα＝0．1X1．3％所以pH＝-1g[H+]=2.87【設問】①在一元弱酸溶液中[H+]為什么不等于溶液的物質(zhì)的量的濃度？回答：①弱酸部分電離，所以[H+]小于物質(zhì)的量濃度這一點就好像有一個倉庫一樣，倉庫外面是已電離的離子，而倉庫內(nèi)是未電離的離子，倉庫的門是雙向的。已電離的離子的物質(zhì)的量永遠小于總的溶質(zhì)的物質(zhì)的量。②若pH相同的一元強酸與一元弱酸[H+]關(guān)系如何？溶液的物質(zhì)的量濃度關(guān)系又如何？討論后回答：pH相同的一元強酸與弱酸之間，「H”】相同，而溶液的物質(zhì)的量濃度是弱酸大于強酸?！拘〗Y(jié)】弱酸是弱電解質(zhì)，要通過電離度求溶液中的氫離子濃度。3．稀釋強酸溶液例3①、將0。1mol／L的鹽酸溶液稀釋成原體積的10倍，求稀釋后溶液的pH。②、將pH＝5的鹽酸溶液分別稀釋成原體積的10倍、1000倍。求稀釋后溶液的pH。計算。解答：①由于鹽酸完全電離，所以稀釋過程中氫離子的物質(zhì)的量不變。有稀釋后的[H+]＝0．01mo1／L，pH=2。②稀釋10倍時pH=6，稀釋1000倍時pH近似等于7。【設問】常溫下，當無限稀釋酸時，溶液的PH為何接近7？兩兩討論。

總結(jié)：當對溶液無限稀釋時，溶液中由水電離出的氫離子濃度遠大于酸電離出的氫離

子濃度，這時可忽略酸電離出的氫離子，以水電離出的氫離子為主，所以pH趨近7。

【設問】在求上述例1溶液的pH時，我們忽略了水電離出的氫離子。但是在對酸溶液無限稀釋時又忽略了酸電離的氫離子，這樣做的道理是什么？

討論并回答：

在濃度較大的酸溶液中，計算氫離子濃度時忽略水電離出的氫離子，在濃度極稀的酸溶液中又可以忽略酸電離出的氫離子。原因就是兩種情況下影響溶液氫離子濃度的主要因素不同。【小結(jié)】同學們總結(jié)的非常好，這樣做正是抓住了解決問題的主要方面，下面讓我們一起討論稀釋弱酸溶液的問題。4．稀釋弱酸溶液例4、將pH為1的醋酸溶液稀釋成原體積的10倍，求稀釋后溶液pH與2的關(guān)系。討論并回答：因為弱電解質(zhì)的電離度與濃度成反比，所以在稀釋過程中一方面將已電離出的氫離子稀釋成原濃度的1／10，另一方面弱電解質(zhì)還會繼續(xù)電離出部分氫離子，所以溶液中氫離子的物質(zhì)的量會大于原溶液的物質(zhì)的量。因此稀釋后溶液的pH＜2?！拘〗Y(jié)】由于在弱酸中存在電離平衡，所以弱酸稀釋與強酸的情況有所不同?！驹O問】①pH相同的強酸與弱酸同倍數(shù)稀釋時pH變化的情況是否相同，這是為什么？回答：強酸的pH變化大于弱酸的pH變化，原因是在弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡?！具^渡】由于弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡，對于弱電解質(zhì)參與的化學反應會有什么影響？請思考下面的例題：例5、體積相同小H相同的鹽酸與醋酸溶液，分別投入足量的鋅粉，試比較最初時反應的速率和最終放出氫氣的物質(zhì)的量的關(guān)系。小組討論，并由代表發(fā)言?；卮穑河捎跉潆x子濃度相等，所以最初時反應速率相等。但由于鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量小于醋酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量，所以最終放出氫氣是鹽酸小于醋酸。5．水混合酸溶液的pH例6、若下列混合過程中體積的變化忽略不計：①將0。1mo1／L的鹽酸與0．1mo1／L的硫酸等體積混合，求混合后溶液的pH。②將pH均為1的鹽酸與硫酸以體積比1：2的比例混合，求混合后溶液的pH。③將pH＝1的鹽酸與pH＝5的鹽酸等體積混合，求混合后溶液的pH。動筆計算，由三名同學板演過程。解答：①[H+]＝0.1V+0.2V/2V=0.15mol/LpH=0.824②[H+]＝0.1V+0.2V/3V=0.1 mol／LpH=1③[H+]＝10-1V+10-5V/2V=0.05mol/LpH=1.3【過渡】以上我們討論了酸性體系的pH計算。請同學來小結(jié)一下解題的思路?！拘〗Y(jié)】通過以上練習可知，求酸溶液的pH須先求[H+]，再求pH。求算中注意混合溶液的體積變化。【過渡】那么在堿性溶液中呢？我們又應該如何求pH？讓我們帶著這個問題進入下節(jié)課學習。第二課時

二、堿性體系

[過渡]希望我們通過下面例題的訓練，總結(jié)出求堿性溶液pH的方法，并與酸性溶液對比理解其中相同與不同的原因。1．強堿溶液的pH計算

例7①常溫下，求0．1mol/L氫氧化鈉溶液的pH。②常溫下，求0.05mo1／L氫氧化鋇溶液的pH。

口算回答。

解答：因為①、②中氫氧根離子濃度相等，且[OH-]=0.1mo1／L所以[H+]=10-13mol/L。

pH=13

2．弱堿溶液的pH例8已知常溫下，0．1mol/L氨水的電離度為1．33％。求pH。動筆計算。解答：因為[OH-]=1.33X10一3mo1／L所以[H+]=7.52X10-12mo1／LpH＝11.12或：因為[OH-]＝1.33X10一3mol/L所以p0H＝一lg[OH-]=2.876pH＝14一pOH=11.123．稀釋堿溶液例9①常溫下，將0．1mo1／L的氫氧化鈉稀釋成原體積的10倍，求pH？②常溫下，將0．1mol/L的氨水稀釋成原體積的10倍，求pH與①中結(jié)果的大小關(guān)系。解答：①pH=12②pH＞12【設問】通過上述練習，試總結(jié)求堿性溶液pH的方法?；卮穑合惹骩OH-]的濃度，再求溶液的pH。【設問】為什么先求[OH-]的濃度？通過計算可知上例①中［H+］＝10-13mo1/L若按氫離子濃度計算，則稀釋后溶液中[H+]＝10-14mol/L,pH為14。這個結(jié)果顯然不對，為什么？兩兩討論。因為氫離于是水電離產(chǎn)生的?！局v解】上述計算成立的前提是稀釋過程中氫離子的物質(zhì)的量保持不變。在堿性溶液中氫離于是水電離產(chǎn)生的，水是弱電解質(zhì)，當溶液中[OH-]變化時，［OH-］對水的電離平衡影響的程度也在變化。其結(jié)果是溶液中水電離的氫離子的物質(zhì)的量發(fā)生改變，因此計算結(jié)果是錯誤的。4．強堿溶液混合例10若混合過程中體積變化忽略不計：①0．1mol/L的氫氧化鈉溶液與0．05mo1／L的氫氧化鋇溶液混合，求pH。②pH=13的氫氧化鈉與pH=10的氫氧化鈉溶液混合，求pH。解答：①pH=13②pH=12.7【思考】請總結(jié)出在酸性或堿性溶液中求pH的順序。小結(jié)：在酸性溶液中先求氫離子濃度再求pH，堿性溶液中先求氫氧根離于濃度：再求pH。【小結(jié)】求pH，一定要先求顯性離子的濃度，再利用數(shù)學工具求pH。三、酸、堿混合體系的pH計算例11①99mL0．5mo1／L硫酸與101mLlmol/L氫氧化鈉溶液混合，求混合后的pH。動筆計算。解答：①已知n（H+）=0．099moln（OH一）=0.101mol／L因為H十＋OH一=H20經(jīng)判斷為堿過量，且過量的OH一的物質(zhì)的量為0．002mo1。所以：[OH-]＝0.002mol/(0.101+0.099)ml=O·01mol／LpH=12②把pH=3的鹽酸和pH=9的氫氧化鈉溶液混合成中性溶液，求酸和堿的體積比。解答：②已知［H+］＝10-3mo1／L[OH-]=10-5mo1／L若反應后溶液呈調(diào)中性，則有酸提供的氫離子的物質(zhì)的量等于堿提供的氫氧根離子的物質(zhì)的量。有10-3·V酸=10-5·V堿V酸·V堿=1：100【設問】①請總結(jié)出強酸與強堿反應后求pH的程序，并總結(jié)出解題過程的注意事項。討論：先判斷酸堿反應進行的程度，再求過量的顯性離子的濃度，最后再求pH。解題過程中應注意多元強酸和多元強堿物質(zhì)的量濃度與相應離子濃度的換算。

【過渡】強酸與強堿的反應進行程度很容易判斷。如果題目中沒有明確指出酸堿的強弱，又如何處理呢？例12常溫下，將pH=3的鹽酸與pH=11的一元堿等體積混合，求混合后的pH。解答：已知酸溶液中［H+］＝10一3mo1／L堿溶液中[OH-]＝10一3mo1／L如果堿是強堿，則反應后溶液為中性，pH=7；如果堿是弱堿，則堿中已電離出的氫氧根恰好能中和酸中的所有氫離子。這樣反應后堿過量，pH＞7。綜合起來應是pH＞7。方法2：若堿是弱堿，則C堿＝[OH-]／α＞10一3mol／L，C酸＝10一3mol／L，所以堿過量，pH＞7?！驹O問】上述題目是堿的強弱未知，如果改成酸的強弱未知的話，相應的試題應如何出呢？你能否舉出一例？舉例：例如室溫下將pH＝3的酸與pH＝11的氫氧化鈉等體積混合，求混合后的pH？（答案為pH＜7）?！具^渡】若酸堿的強或弱都未知