酸碱滴定酸碱溶液中氢离子浓度的计算

第六章酸碱滴定第三节酸碱溶液中氢离子浓度的计算
教学目的：1.学生了解酸碱溶液pH计算公式的一般推导过程
2. 学生掌握各类酸碱溶液pH的计算
所需课时：2学时
本次课重点：强酸碱、一元弱酸碱及多元酸碱溶液pH的计算
本次课难点：一元弱酸碱及多元酸碱溶液pH计算
授课方式：讲授与学生练习相结合，PPt与板书结合
授课安排：
一、（3分钟）复习PBE的书写
HAc, H3PO4, NaHCO3
二、（2分钟）酸碱溶液中氢离子浓度计算的重要性（本次课内容是同学们认为最难最麻烦的部分，对其重要性的分析对有利于提高学生学习积极性）：
1、氢离子浓度决定溶液中各存在型体的分布分数
2、酸碱滴定过程中溶液pH不断发生改变，通过pH计算画出滴定曲线，分析滴定过程，选择合适指示剂，确定滴定方法。

三、（3分钟）酸碱溶液的分类及氢离子浓度计算过程的一般处理方法
1、分类：一元强酸碱、一元弱酸碱、二元及多元酸碱、两性物质、混合溶液。

2、一般处理方法：写出PBE，根据平衡关系进行代换得到精确式，误差要求范围内适当简化得到近似式（画框图，板书）。

3、溶液氢离子浓度计算方法：先对溶液进行分类，根据判据利用相应的公式进行计算。

四、（5～10分钟）一元强酸（碱）氢离子浓度的计算
设问1：0.1 mol/L HCl和NaOH溶液的pH是多少？
引出：一般情况下强酸(碱)溶液中[H+]= c ([OH-]= c)
设问2：c= 10-7mol ⋅L -1的HCl 呢？
答：此时不能忽略水的解离所产生的氢离子对溶液pH 的影响，一般式显然不能
使用，否则引入误差过大。

对c= 10-7mol ⋅L -1的HCl 的pH 进行计算（推导过程板书）
PBE ：[H +] = c (HCl) + [OH -]
精确式：[]H +
=（板书至此） 练习题：c= 10-7mol ⋅L -1的NaOH 的pH 是多少？
2分钟时间，由同学们自己在练习本上推导。

提问同学宣读自己的结果。

再给出正确的推导过程及结果（播放PPt ，不板书），与同学自己的结果对照。

五、（20～30分钟）一元弱酸（碱）氢离子浓度的计算
1、以c mol·L -1的一元弱酸HA 为例，过程由教师一步步讲解推导（板书，可以
留给学生思考的时间）
PBE ：[H +]=[A -]+[OH -] 平衡关系式：+a w [HA][H ][H ][H ]
K K ++=+
精确表达式：[]H +=
提问：利用+a +a
[H ][HA][H ]c K =+代入上式即可达到结果，每次解三次方程，有必要吗？
提出简化公式的条件：①水的解离是否可以忽略，②酸解离度小，解离部分对
其浓度的影响是否可以忽略。

针对精确式就这两个方面进行讨论。

得到计算公式：
①最简式：+20,H [] 400,a w a cK K c H K ++>=>水的解离产生的对溶液酸度的影响可忽略，
则 若同时
酸解离对酸分子溶液浓度的影响可忽略，则 [H
②近似式：+20,H [] 400,a w a cK K c H K ++>=<水的解离产生的对溶液酸度的影响可忽略，
则 但酸解离对酸分子溶液浓度的影响不可忽略，则 [H
③+20,H [] 400,a w a cK K c H K ++<=>水的解离产生的对溶液酸度的影响不可忽略，
则 但
酸解离对酸分子溶液浓度的影响可忽略，则 [H 以上播放ppt ，
2、下面针对此进行习题讲解和训练。

（只练习判据和公式的选择，不计算具体
数字）
①计算0.20mol·L -1 Cl 2CHCOOH （p K a=1.26） 的pH 。

②计算1.0×10-4mol·L -1 HCN (p K a=9.31) 的pH 。

3、根据以上推导过程c mol·L -1的一元弱碱A -pH 的计算只需对弱酸公式进行几
个代换，即[H +]换成[OH -]离子，K a 换成K b ，求出[OH -]之后再利用水Kw 求出[H +]
即可。

高中进入大学不久的同学很讲求眼见为实，因此在ppt 上准备了“以c mol·L -1
的一元弱碱A -为例进行pH 计算的公式推导过程”，设置多步动画，边讲解边播
放。

4、进行练习训练
①计算0.20mol·L -1的NaAc 的pH 。

（借助本题再次强调质子酸碱理论中碱的概念） ②教材P152 例题6-6。

六、（15～20分钟）多元酸（碱）溶液pH 的计算
以二元酸(H 2A)为例
1、根据一元强酸和一元弱酸的分析过程，逐步引导学生自己推导。

要求学生拿
出草稿纸，按照老师的要求写出每一步。

①写出PBE ：
②写出二元酸的两步解离平衡常数表达式，及总的解离平衡表达式
③将②代入①得到关于得到精确式
④先判断水的解离是否可以忽略，再判断是否可以忽略第二级解离，若可以即可作为一元酸进行处理。

⑤总结公式+1+20,H 20.05,H a w cK K K >≤++[H ]=[H ]=水的解离产生的对溶液酸度的影响可忽略
第二级解离产生的可忽略，按照一元酸处理
2、练习训练
①计算0.03 mol ⋅L -1碳酸溶液的pH 。

（结果可用于混合碱分析时指示剂选择） ②计算0.1 mol ⋅L-1酒石酸溶液的pH 。

（提出迭代法，了解即可）
3、多元碱如何计算呢？
通过一元弱碱公式的推导，同学们都有经验了，可以自己写出判据及公式。

接下来进行习题训练。

③计算0.1 mol ⋅L -1碳酸钠Na 2CO 3溶液的pH 。

七、（10～15分钟）两性物质溶液pH 的计算
1、本部分重点掌握多元弱酸的酸式盐。

在教室的提示下，自行推导，同时老师在黑板上板书过程。

2、练习
①计算0.05 mol ⋅L -1碳酸氢钠NaHCO 3溶液的pH 。

（结果可用于混合碱分析时指示剂选择）
3、弱酸弱碱盐部分和同学们一起看书，注意如何对PBE 进行合理的取舍从而简化计算公式。

并强调把握溶液中的主要平衡关系。

八、（5～10分钟）混合溶液pH 的计算
以0.1 mol ⋅L -1的H 2SO 4为例，请两位同学到讲台上慢慢推导，其他同学在自己的草稿纸上进行。

针对同学的推导过程进行评价，讲解。

看教材P159例6-12.
九、（1分钟）
1、布置作业P200 18（1）、（3）、（6）、（8）；19
2、要求预习“缓冲溶液”相关内容
十、板书设计
1、酸碱分类（写一列）：一元强酸碱、一元弱酸碱、二元及多元酸碱、两性物质、混合溶液
2、pH 计算公式一般推导过程（写一列）：PBE ，平衡关系代入，精确式，简化式，判据及公式
3、c= 10-7mol ⋅L -1的HCl 的pH 进行计算
PBE ：[H +] = c (HCl) + [OH -]
精确式：[]2c H +
=（黑板地方小，之后可擦掉） 4、以c mol·L -1的一元弱酸HA 为例
PBE ：[H +]=[A -]+[OH -] 平衡关系式：+a w [HA][H ][H ][H ]
K K ++=+
精确表达式：[]H +=
①最简式：20,400,a w a
c cK K K +>>则 [H
②近似式：20, 400,a w a c cK K K +><但则 [H （保留）
③20,400,a w a
c cK K K +<>但则 [H 5、以c mol·L -1的二一元弱酸H 2A 为例
+
1
+
20,H
2
0.05,H
a w
cK K
K
>
≤
+
+
[H]=
[H]=
水的解离产生的对溶液酸度的影响可忽略
第二级解离产生的可忽略，按照一元酸处理
（保留）
6、两性物质溶液pH的计算公式推导过程
7、除1和2之外全部擦掉，两位学生用黑板推导“0.1 mol⋅L-1的H2SO4”pH计算过程。