高二化学水的电离和溶液的pH课件 人教.ppt

第二第二节 水的水的电离和溶液的离和溶液的pH2021/8/11 星期三1第 一 课 时2021/8/11 星期三2复习：复习：1、醋酸是弱酸，在溶液中存在如下电离平衡：、醋酸是弱酸，在溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH CH3COO-+H+，当改变以下，当改变以下外界条件：外界条件：加入少量盐酸；加入少量盐酸；加入适量加入适量水；水；适当加热，对醋酸的电离平衡有什适当加热，对醋酸的电离平衡有什么影响？么影响？2、下列说法是否正确？为什么？、下列说法是否正确？为什么？0.3mol/L醋酸溶液中的醋酸溶液中的c(H+)是同温度下是同温度下 0.1mol/L醋酸溶液中醋酸溶液中c(H+)的的3倍。倍。在氢硫酸溶液中在氢硫酸溶液中c(H+)=2c(S2-)。2021/8/11 星期三3一、水的电离一、水的电离n水的电离平衡水的电离平衡 水是极弱的电解质，存在电离平衡水是极弱的电解质，存在电离平衡 H2O+H2O H3O+OH-或简写成：或简写成：H2O H+OH-此时此时 c(H+)=c(OH-)2021/8/11 星期三4n外界条件对水电离平衡的影响外界条件对水电离平衡的影响 思考：思考：在一定温度下，水的电离可达平衡在一定温度下，水的电离可达平衡状态。升高温度或加入酸、碱时，水的电状态。升高温度或加入酸、碱时，水的电离平衡如何移动？离平衡如何移动？(1)加酸或碱时，水的电离平衡向加酸或碱时，水的电离平衡向 移动，移动，即加酸或碱即加酸或碱 （促进或抑制）水的电离。（促进或抑制）水的电离。(2)升高温度时，水的电离平衡向升高温度时，水的电离平衡向 移移动，即升高温度动，即升高温度 （促进或抑制）水的（促进或抑制）水的电离，反之亦然。电离，反之亦然。左左抑制抑制右右促进促进2021/8/11 星期三5二、水的离子积定义：一定温度下，水的电离产生的定义：一定温度下，水的电离产生的氢离子的氢离子的浓度浓度与与氢氧根离子的浓度氢氧根离子的浓度的的乘积乘积是一个常数，是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积。称为水的离子积常数，简称水的离子积。符号：符号：KW数学公式：数学公式：KW=c(H+)c(OH-)实验测实验测得得25的的纯纯水中，水中，c(H+)=c(OH-)=110-7 mol/L,所以，所以，25时时，水的离子，水的离子积为积为：KW=c(H+)c(OH-)=110-7110-7110-142021/8/11 星期三6注意：a、如不指明温度，一律按常温、如不指明温度，一律按常温25考虑（即考虑（即KW按按110-7计算）计算）100纯水中：KW=c(H+)c(OH-)=110-6110-6110-12,为什么？试从电离平衡角度解释。b、无论是酸性溶液、碱性溶液还是中性溶液、无论是酸性溶液、碱性溶液还是中性溶液中均满足中均满足c(H+)c(OH-)=KWc、任何水溶液中均存在水的电离平衡，均含有、任何水溶液中均存在水的电离平衡，均含有H+和和OH-，且水电离产生的，且水电离产生的c(H+)=c(OH-)。2021/8/11 星期三7练习：n课课练课课练P59 例题例题1 下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A、水是极弱的电解质，它能微弱电离生成相同物、水是极弱的电解质，它能微弱电离生成相同物质的量的质的量的H+和和OH-。B、稀溶液中、稀溶液中c(H+)c(OH-)KW，任何条件下任何条件下KW都都保持不变。保持不变。C、无论在什么条件下，中性溶液的、无论在什么条件下，中性溶液的c(H+)一定等于一定等于110-7mol/L。D、H2O H+OH-是一吸热反应，所以温度升高，是一吸热反应，所以温度升高，KW也随之增大。也随之增大。A、D2021/8/11 星期三8n室温下，水的离子积室温下，水的离子积KW1014，平均每，平均每m个水分子中有一个发生电离，则个水分子中有一个发生电离，则m的数值为的数值为（）A、10-14 B、10-7 C、55.6 D、5.56108n某温度下，纯水中的某温度下，纯水中的c(H+)=2.010-7mol/L,则此时溶液的则此时溶液的c(OH-)为为 mol/L，若，若温度不变，滴入稀盐酸使温度不变，滴入稀盐酸使c(H+)=5.010-6 mol/L，则，则c(OH-)为为 mol/L。D210-7810-92021/8/11 星期三9作业：n优化设计第优化设计第二节二节 2021/8/11 星期三10第第 二二 课课 时时2021/8/11 星期三11三、溶液的酸碱性和pH值1、溶液的酸碱性：、溶液的酸碱性：25时时 中性溶液：中性溶液：酸性溶液：酸性溶液：碱性溶液：碱性溶液：c(H+)=c(OH-)=110-7mol/Lc(H+)c(OH-),c(H+)110-7mol/Lc(H+)110-7mol/L2021/8/11 星期三12注意：注意：n在任何电解质溶液中，既存在氢离子又存在任何电解质溶液中，既存在氢离子又存在氢氧根离子，不存在氢离子或氢氧根离在氢氧根离子，不存在氢离子或氢氧根离子浓度为子浓度为0的溶液。的溶液。n酸性溶液中，氢离子浓度越大，酸性越强，酸性溶液中，氢离子浓度越大，酸性越强，反之亦然。反之亦然。n碱性溶液中，氢氧根离子的浓度越大，碱碱性溶液中，氢氧根离子的浓度越大，碱性越强，反之亦然。性越强，反之亦然。2021/8/11 星期三13例1、n求25时0.1mol/L盐酸中的OH-。c(OH-)=KWc(H+)=110-140.1=10-13练习：求25时0.05mol/LBa(OH)2中的H+。2021/8/11 星期三142、溶液的、溶液的pH值值(1)、pH的定义的定义 。(2)、pH的意义：的意义：pH大小反映了溶液中大小反映了溶液中 浓度的大小，即反映了溶液的浓度的大小，即反映了溶液的 性的强弱。性的强弱。溶液的溶液的pH越小，则酸性越越小，则酸性越 ；溶液的；溶液的pH越越大则碱性越大则碱性越 。pH=-lgc(H+)氢离子氢离子酸碱酸碱强强强强注意：注意：通常通常pH的范围为的范围为014，如果溶液的，如果溶液的pH值大于值大于14或小于或小于0，则直接使用，则直接使用c(H+)或或c(OH-)的大小来表示溶液的酸碱性。的大小来表示溶液的酸碱性。2021/8/11 星期三15(3)、溶液酸碱性与pH的关系（25）溶液的酸碱性 c(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)pH酸性中性碱性10-710-710-710-7=10-7=10-7=10-14=10-14=10-1472021/8/11 星期三16说明：说明：1 1、pH每改变一个单位，则每改变一个单位，则c(H+)或或c(OH-)就就改变改变10倍。如，倍。如，pH每增大每增大1个单位，则个单位，则c(H+)（增大或减小）（增大或减小）倍或倍或c(OHc(OH-)倍。倍。2 2、使溶液、使溶液pH增大的方法有：增大的方法有：加入强酸；加入强酸；对于酸性溶液可以加水稀释。对于酸性溶液可以加水稀释。使溶液使溶液pH减小的方法有：减小的方法有：；。减小减小10增大增大10加入强碱加入强碱对于碱性溶液可以加水稀释对于碱性溶液可以加水稀释2021/8/11 星期三17练习：练习：n填写：填写：“增大增大”“减小减小”或或“不变不变”醋酸溶液中加入少量固体醋酸钠，则溶液的醋酸溶液中加入少量固体醋酸钠，则溶液的pH ；硝酸溶液中加入少量固体硝酸钠，则溶液的硝酸溶液中加入少量固体硝酸钠，则溶液的pH ；氢硫酸溶液中加入少量固体硫酸铜，则溶液氢硫酸溶液中加入少量固体硫酸铜，则溶液的的pH 。增大增大不变不变减小减小2021/8/11 星期三18n在由水电离出的在由水电离出的c(H+)110-12mol/L的溶的溶液中，一定能大量共存的离子组是（液中，一定能大量共存的离子组是（）A、Al3+、NH4+、SO42-、Cl-B、Na+、K+、SO42-、CO32-C、K+、Fe2+、Cl-、MnO4-D、Ba2+、Na+、Cl-、NO3-D2021/8/11 星期三19作业：作业：n课本课后习题二、三课本课后习题二、三n优化设计第二节优化设计第二节2021/8/11 星期三20第第 三三 课课 时时2021/8/11 星期三21复习：复习：n把把1ml0.1mol/L的的H2SO4加水稀释制成加水稀释制成2L溶液，溶液，在此溶液中由水电离产生的在此溶液中由水电离产生的H+,接近于（接近于（）A、110-4mol/L B、110-8mol/L C、110-11mol/L D、110-10mol/LD2021/8/11 星期三22四、酸碱指示剂四、酸碱指示剂1、常用的酸碱指示剂及变色范围、常用的酸碱指示剂及变色范围指示剂指示剂酸碱指示剂的变色范围（酸碱指示剂的变色范围（pH）及颜色）及颜色甲基橙甲基橙4.4黄色黄色石蕊石蕊8.0蓝色蓝色酚酞酚酞10红色红色2021/8/11 星期三232、测定溶液酸碱性的方法(1)酸碱指示剂酸碱指示剂 酸碱指示剂用于粗测溶液的酸碱指示剂用于粗测溶液的pH范围。如石范围。如石蕊试纸（红色和蓝色）可用来定性地判断蕊试纸（红色和蓝色）可用来定性地判断溶液的酸碱性。（测定气体的酸碱性时必溶液的酸碱性。（测定气体的酸碱性时必须用蒸馏水湿润）须用蒸馏水湿润）(2)pH试纸试纸 pH试纸既可用以粗测溶液的酸碱性强弱，试纸既可用以粗测溶液的酸碱性强弱，也可用于比较精确地测定溶液的也可用于比较精确地测定溶液的pH。2021/8/11 星期三24注意：注意：n使用使用pH试纸测定溶液的试纸测定溶液的pH时，一般先用一时，一般先用一小片试纸放在表面皿或玻璃片上，用沾有小片试纸放在表面皿或玻璃片上，用沾有待测液的玻璃棒点在试纸的中部，不能把待测液的玻璃棒点在试纸的中部，不能把试纸放到待测液中测定。试纸放到待测液中测定。n在测量溶液在测量溶液pH时，时，pH试纸不能用水湿润。试纸不能用水湿润。2021/8/11 星期三25思考：n某学生测定一溶液的某学生测定一溶液的pH，实验时他先用蒸，实验时他先用蒸馏水润湿馏水润湿pH试纸，然后蘸取试样进行测定。试纸，然后蘸取试样进行测定。问：若用此法分别测定问：若用此法分别测定c(H+)相等的硫酸和相等的硫酸和磷酸溶液的磷酸溶液的pH，结果会怎样？为什么？，结果会怎样？为什么？n答案：答案：PH：硫酸：硫酸磷酸磷酸2021/8/11 星期三26五、有关溶液pH的计算1、纯水的、纯水的pH的计算的计算例：例：90时，水的离子积时，水的离子积KW=3.810-13，该该温温度度时纯时纯水的水的pH是（是（）A、等于、等于7 B、小于、小于7 C、大于、大于7 D、不确定、不确定B中性溶液的中性溶液的pH不一定等于不一定等于7，pH等于等于7的溶的溶液不一定是中性溶液，这要取决于温度。但液不一定是中性溶液，这要取决于温度。但中性溶液中一定有关系式：中性溶液中一定有关系式：c(H+)=c(OH-)。2021/8/11 星期三272、单一溶液pH的计算例：求例：求0.01moL/LNaOH溶液的溶液的pH。小结：小结：酸溶液：先求酸溶液：先求c(H+)，再求，再求pH。碱溶液：先求碱溶液：先求c(OH-)，然后由，然后由KW换算成换算成c(H+)，再求，再求pH。2021/8/11 星期三283、混合溶液、混合溶液pH的计算的计算n酸、碱溶液与水混合后溶液酸、碱溶液与水混合后溶液pH的计算的计算 a、酸碱溶液稀释、酸碱溶液稀释10n倍后的倍后的pH 强酸强酸pH=a，加水稀释，加水稀释10n倍，则稀释后倍，则稀释后溶液的溶液的pH=a+n；强碱强碱pH=b，加水稀释，加水稀释10n倍，则稀释后倍，则稀释后溶液的溶液的pH=b-n；弱酸弱酸pH=a，加水稀释，加水稀释10n倍，则稀释后倍，则稀释后溶液的溶液的pHb-n。2021/8/11 星期三29b、酸碱溶液无限稀释时，、酸碱溶液无限稀释时，pH只能约等于或只能约等于或接近接近7，酸不能大于，酸不能大于7，碱不能小于，碱不能小于7。练习：练习：pH=11的的NaOH溶液稀释溶液稀释102、105倍后，倍后，计算溶液的计算溶液的pH。c、强酸或强碱和水等体积混合的、强酸或强碱和水等体积混合的pH 1、强酸、强酸pH=a，加等体积水稀释，则稀释，加等体积水稀释，则稀释后溶液后溶液pH=。2、强碱、强碱pH=b，加等体积水稀释，则稀释，加等体积水稀释，则稀释后溶液后溶液pH=。a+0.3b-0.32021/8/11 星期三30n稀酸和稀酸、稀碱和稀碱等体积混合 例1：将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近于（）A、8.3 B、8.7 C、9.0 D、9.7 例2：将pH=4的HCl溶液与pH=2的HCl溶液等体积混合后，溶液的pH最接近于（）A、2.0 B、2.3 C、3.0 D、7.0DB 例：等体积的0.1mol/L的盐酸和0.06mol/L的Ba(OH)2溶液混合后，溶液的pH等于（）A、2.0 B、12.3 C、1.7 D、12.0Dn 稀酸、稀碱等体积混合pH的计算2021/8/11 星期三31小结：强酸、强碱溶液两两等体积混合后溶液的pH计算混合物质两种溶液pH关系 混合后溶液pHA、B均为酸pH(A)pH(B)A、B均为碱pH(A)pH(B)A是酸、B是碱pH(A)+pH(B)=14pH(A)+pH(B)14（碱剩余）pH(A)+0.3pH(B)-0.37pH(A)+0.3pH(B)-0.3以上结果为近似计算值，要求混合的两溶液pH相差2个单位以上。2021/8/11 星期三32练习：n25时，将某强酸和某强碱溶液按时，将某强酸和某强碱溶液按1:101:10的的体积比混合后溶液恰好为中性，则混合前体积比混合后溶液恰好为中性，则混合前此强酸与强碱溶液的此强酸与强碱溶液的pH之和是（之和是（）A、12 B、13 C、14 D、15npH相等的盐酸溶液和醋酸溶液都稀释相同相等的盐酸溶液和醋酸溶液都稀释相同的倍数后，的倍数后，pH的大小关系是（的大小关系是（）A、盐酸、盐酸醋酸醋酸 B、醋酸、醋酸盐酸盐酸 C、盐酸醋酸、盐酸醋酸 D、无法判断、无法判断BA2021/8/11 星期三33思考：n100时，水的时，水的KW=110-12。在此温度下。在此温度下pH=4的的HCl和和pH=9的的NaOH以什么体积比以什么体积比混合使混合后溶液的混合使混合后溶液的pH=7？n0.1mol/LHCl溶液中，溶质电离出来的溶液中，溶质电离出来的c(H+)是水电离出的是水电离出的c(H+)的多少倍？的多少倍？2021/8/11 星期三34