《水的电离和溶液的 pH》 学历案

《水的电离和溶液的 pH》学历案
一、学习目标
1、理解水的电离过程及水的离子积常数。

2、掌握影响水的电离平衡的因素。

3、学会计算溶液的 pH 值，并能根据 pH 值判断溶液的酸碱性。

二、知识回顾
1、电解质的分类：强电解质和弱电解质。

强电解质在水溶液中完全电离。

弱电解质在水溶液中部分电离。

2、酸碱的定义：
酸：在水溶液中电离出的阳离子全部是 H⁺的化合物。

碱：在水溶液中电离出的阴离子全部是 OH⁻的化合物。

三、水的电离
1、水的电离方程式
H₂O ＋ H₂O ⇌ H₃O⁺＋ OH⁻，也可简写为 H₂O ⇌ H⁺＋ OH⁻2、水的离子积常数（Kw）
一定温度下，纯水中 c(H⁺）和 c(OH⁻）的乘积是一个常数，称为水的离子积常数。

例如，在 25℃时，Kw ＝ c(H⁺）·c(OH⁻）＝ 10×10⁻¹⁴。

3、影响水的电离平衡的因素
（1）温度
水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向右移动，Kw 增大；降低温度，水的电离平衡向左移动，Kw 减小。

（2）酸、碱
向水中加入酸或碱，会抑制水的电离，使水的电离平衡向左移动。

（3）能水解的盐
向水中加入能水解的盐，会促进水的电离，使水的电离平衡向右移动。

四、溶液的酸碱性与 pH
1、溶液的酸碱性取决于 c(H⁺）和 c(OH⁻）的相对大小
（1）c(H⁺）＞ c(OH⁻），溶液呈酸性。

（2）c(H⁺）＝ c(OH⁻），溶液呈中性。

（3）c(H⁺）＜ c(OH⁻），溶液呈碱性。

2、 pH 的定义
pH ＝ lg c(H⁺）
3、 pH 的计算
（1）单一溶液
强酸溶液：c(H⁺）＝酸的浓度，pH ＝ lg c(H⁺）
强碱溶液：先求出 c(OH⁻），再根据 Kw ＝ c(H⁺）·c(OH⁻）求出 c(H⁺），最后计算 pH 。

（2）混合溶液
强酸与强酸混合：先求出混合后溶液中的 c(H⁺），再计算 pH 。

强碱与强碱混合：先求出混合后溶液中的 c(OH⁻），再根据 Kw 求出 c(H⁺），最后计算 pH 。

强酸与强碱混合：分情况计算。

4、 pH 的测定方法
（1）pH 试纸
使用时不能用水润湿，广泛 pH 试纸只能读出整数。

（2）pH 计
能精确测量溶液的 pH 。

五、例题解析
例 1：计算 01 mol/L 的盐酸溶液的 pH 。

解：盐酸是强酸，在溶液中完全电离，c(H⁺）＝ 01 mol/L ，pH ＝
lg 01 ＝ 1
例 2：计算 001 mol/L 的氢氧化钠溶液的 pH 。

解：氢氧化钠是强碱，c(OH⁻）＝ 001 mol/L ，Kw ＝
c(H⁺）·c(OH⁻）＝ 10×10⁻¹⁴，所以 c(H⁺）＝ 10×10⁻¹² mol/L ，
pH ＝ lg 10×10⁻¹²＝ 12
例 3：将 pH ＝ 2 的盐酸和 pH ＝ 4 的盐酸等体积混合，求混合后溶
液的 pH 。

解：pH ＝ 2 的盐酸中 c(H⁺）＝ 10⁻² mol/L ，pH ＝ 4 的盐酸中
c(H⁺）＝ 10⁻⁴ mol/L 。

混合后溶液中 c(H⁺）＝（10⁻²＋ 10⁻⁴）／2 ≈ 505×10⁻³ mol/L ，pH ＝ lg 505×10⁻³ ≈ 23
六、知识拓展
1、溶液稀释时 pH 的变化
（1）强酸溶液，稀释10ⁿ 倍，pH 增大 n 个单位，但 pH 始终小于
7 。

（2）强碱溶液，稀释10ⁿ 倍，pH 减小 n 个单位，但 pH 始终大于
7 。

2、酸碱中和滴定
（1）原理：利用酸碱中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）。

（2）实验仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯等。

（3）实验步骤：准备、滴定、终点判断、数据处理。

七、课堂练习
1、 25℃时，某溶液中由水电离产生的 c(H⁺）＝ 1×10⁻¹² mol/L ，则该溶液可能是（）
A 盐酸溶液
B 氯化铵溶液
C 碳酸钠溶液
D 氢氧化钠溶液
2、下列溶液一定呈中性的是（）
A pH ＝ 7 的溶液
B c(H⁺）＝ c(OH⁻）的溶液
C 由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液
D 非电解质溶于水得到的溶液
3、计算 0005 mol/L 的硫酸溶液的 pH 。

4、将 pH ＝ 3 的盐酸和 pH ＝ 11 的氢氧化钠溶液等体积混合，求混合后溶液的 pH 。

八、课后作业
1、复习本节课所学内容，整理笔记。

2、完成课本上的相关习题。

3、思考：在日常生活和生产中，哪些地方会用到溶液的pH 知识？
通过本节课的学习，我们了解了水的电离和溶液的 pH 相关知识。

水的电离是一个微弱的过程，受到多种因素的影响，而溶液的酸碱性
可以用 pH 来表示，并且我们掌握了 pH 的计算方法和测定方法。

这些
知识在化学学习和实际应用中都具有重要的意义。