选择性必修1 化学反应原理 · 人教版
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31 水的电离和溶液的酸碱性_第3课时

免费读1263字2024-07-22

  老师:同学们好,这节课我们学习高中化学人教版选修四第三章水溶液中的离子平衡。第二节水的电离和溶液的酸碱性。第3课时,本节课的学习任务与目标如下,一、在单一溶液的基础上,学会分析酸碱中和时氢离子浓度的计算,进而求得中和后溶液的pH,掌握具体情况、具体分析的思考方法,提高分析问题、解决问题的能力。二、建立酸碱混合溶液计算氢离子浓度的模型,发展威力观、变化观能够在变化中抓住事物的主要矛盾。三、能够选择实力,说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。首先,我们接着介绍溶液pH计算的第三个问题,两溶液混合后pH的计算。我们先来看一下两种强酸混合的情况,计算过程中,我们根据溶液中氢离子物质的量守恒计算出混合后氢离子的浓度。这里我们认为两溶液混合后体积为混合前体积的加和。下面我们来试一下。

  老师:常温下将一升pH等于2的盐酸与一升pH等于4的盐酸混合,它的pH该如何计算?我们知道pH等于2的盐酸,氢离子浓度为1*10的-2次方摩尔每升,而pH等于4的盐酸中氢离子浓度为1*10的-4次方摩尔每升。根据两者体积均为一升,可以计算得到二者混合后氢离子的物质的量为1.01,乘以10的负二次方摩尔,而混合后总体积为两升,因此混合后氢离子浓度如下,这个数值非常接近于1/2,乘以10的负二次方摩尔,每升近似之后误差为1%是可以接受的。根据pH的定义,可以计算得到pH等于2加LOG2,这里我们约等于0.3,所以混合后pH为2.3。

  老师:我们知道pH较大的酸溶液中氢离子浓度较小,也就是溶液较稀。在等体积混合过程中,如果pH相差二以上,那么稀溶液中的氢离子浓度就小于浓溶液中的1%。若等体积混合,锡溶液中的氢离子可以忽略,可以看作浓溶液的二倍体积稀释,那么这个忽略和近似是有条件的,也就是二者pH相差在2以上,那么误差就会小于等于1%。希望同学们能够灵活掌握这个近似,下面我们来看一下两种碱混合的情况。

  老师:碱溶液的混合过程需要根据氢氧根的变化来计算,所以第一步使用水的离子机kw计算出混合前各溶液中氢氧根的浓度,然后根据体积计算氢氧根的物质的量,再得到混合后氢氧根的浓度,再使用一次水的离子机计算出混合后氢离子的浓度,从而得到混合后的pH。这里需要注意的是,氢氧根浓度的计算需要考虑温度因素,因为使用了与温度相关的kw,但在混合过程中两部都使用了水的离子机KW,所以最终混合所得氢离子浓度并不与温度相关,这一点通过简单推导就可以得到。下面我们来回顾思考一下混合碱溶液的过程中,为什么不可以仿照酸的混合直接计算氢离子浓度的变化?同学们可以暂停视频仿照碱的稀释过程思考一下。是的,跟碱的稀释过程类似,碱溶液中氢离子浓度极小,混合碱溶液时,溶液中氢离子浓度的改变除了混合体积增大之外,主要来自于水的电离平衡的移动,而这个离动带来的氢离子浓度的改变,相较于原来本来就不太大的氢离子浓度

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