水的电离和溶液的pH值2.ppt
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1、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(正反应吸热)(正反应吸热)H H2 2O HO H+ + + OH + OH- - 一、水的电离一、水的电离1 1、水的电离、水的电离实验测定:实验测定:25 C(H25 C(H+)+)=C(OH=C(OH- -)=1)=11010-7-7mol/L mol/L 100 C(H 100 C(H+ +) = C(OH) = C(OH- -) = 1) = 11010-6-6mol/Lmol/L思考:思考: 既然一定温度下纯水中既然一定温度下纯水中C(HC(H+ +) )和和C(OHC(OH- -) )浓度是定浓度是定值,那么乘积呢?值,那
2、么乘积呢? Kw =CKw =C(H H+ +)C C(OHOH- -)说明:说明:1.1.常温(常温(25 25 )Kw = 1Kw = 1 10 10-14-14 2. 2.稀溶液稀溶液 3.3.温度升高温度升高, Kw, Kw变大变大2 2、水的离子积、水的离子积( (常数常数) ):定义:在定义:在一定温度一定温度下,水(稀溶液)中下,水(稀溶液)中H H+ +与与OHOH- -浓度浓度的乘积,用的乘积,用KwKw表示。表示。温度温度002020252550509090100100KwKw1.141.141010- -15156.816.811010-15-151 11010-14-1
3、45.475.471010-14-143.83.81010-13-1355551010-14-14问题与讨论问题与讨论1 1、在水中加入强、在水中加入强酸酸(HCl)(HCl)后,水的离子积是否发生改变?后,水的离子积是否发生改变?2 2、在水中加入强、在水中加入强碱碱(NaOH)(NaOH)后,水的离子积是否发生改变?后,水的离子积是否发生改变?升温升温呢?呢?3 3、在酸碱溶液中,水电离出来的、在酸碱溶液中,水电离出来的C(HC(H+ +) )和和C(OHC(OH- -) )是否相等?是否相等?4 4、100100时,水的离子积为时,水的离子积为1010-12-12,求,求C(HC(H+
4、+) )为多少?为多少?5 5、在酸溶液中水电离出来的、在酸溶液中水电离出来的C(HC(H+ +) )和酸电离出来的和酸电离出来的C(HC(H+ +) )什么什么关系关系?二、影响水的电离平衡的因素二、影响水的电离平衡的因素1 1、酸、酸2 2、碱、碱3 3、温度、温度抑制抑制水的电离,水的电离,KwKw保持不变保持不变升高温度促进水的电离,升高温度促进水的电离,KwKw增大增大 注意:注意:KwKw是一个温度函数,只随温度的升高而增是一个温度函数,只随温度的升高而增大大. .4 4、加入能消耗、加入能消耗H H+ +和和OHOH- -的物质的物质如:如:NaNa、CuCu2+2+、CHCH3
5、 3COOCOO- -三、溶液的酸、碱性跟三、溶液的酸、碱性跟C(HC(H+ +) )、C(OHC(OH- -) )的关系的关系1.1.重要规律:重要规律: 在在一定温度一定温度时时, ,稀稀电解质溶液里电解质溶液里C(HC(H+ +) )与与C(OHC(OH- -) )的乘积是一个常数。的乘积是一个常数。C(C(稀稀) 1mol/L) 1mol/L例:例:2525时,时,Kw=1Kw=11010-14-14 100100时,时,Kw=1Kw=11010-12-12三、溶液的酸、碱性跟三、溶液的酸、碱性跟C(HC(H+ +) )、C(OHC(OH- -) )的关系的关系2.2.关系关系(25)
6、(25):中性中性溶液:溶液:酸性酸性溶液:溶液:碱性碱性溶液:溶液:注注 意意水溶液中水溶液中H H+ +与与OHOH- -始终共存始终共存酸性溶液:酸性溶液:C(HC(H+ +)C(OH)C(OH- -) ;C(H) ;C(H+ +) )越大酸性越强越大酸性越强碱性溶液:碱性溶液:C(HC(H+ +)C(OH)C(OH)C(OH- -) C(H) C(H+ +)1)11010-7-7mol/Lmol/LC(HC(H+ +)C(OH)C(OH- -) C(H) C(H+ +)1)cc(OHOH) pH7pH7中性溶液:中性溶液: c c(H H+ +)=c=c(OHOH) pH=7pH=7碱
7、性溶液:碱性溶液: c c(H H+ +)c7pH72 2、表示方法表示方法:pH=-lgpH=-lgc(H+)c(H+)pOH=-lgpOH=-lgc(OH-)c(OH-)注意:注意:溶液溶液呈中性的标志呈中性的标志是是c c(H H+ +)= c= c(OHOH- -),此时),此时pHpH不一不一定为定为7 7酸性越强,酸性越强,pHpH越小;碱性越强,越小;碱性越强,pHpH越大。对于酸而言:越大。对于酸而言:pHpH减小一个单位,减小一个单位,c c(H H+ +)就增大到原来的)就增大到原来的1010倍,倍,pHpH减减小小n n个单位,个单位,c c(H H+ +)就增大到原来的
8、)就增大到原来的1010n n倍。倍。任意水溶液中任意水溶液中c c(H H+ +)0 0,但,但pHpH可为可为0 0,此时,此时c c(H H+ +)=1mol/L=1mol/L。一般,。一般,当当c c(H H+ +)1mol/L1mol/L时,故直接用时,故直接用c c(H H+ +)表示。)表示。有关溶液有关溶液pHpH的计算的计算1 1、单一溶液的计算:、单一溶液的计算:强酸溶液:强酸溶液:如:如:0.1mol/L0.1mol/L的的HClHCl溶液,溶液,pH=1pH=1一般而言对于强酸一般而言对于强酸H Hn nA A,设浓度为,设浓度为c mol/l,c mol/l,则则c(
9、Hc(H+ +)=nc )=nc mol/Lmol/L,pH=-lgc(H+)=-lgpH=-lgc(H+)=-lgncnc强碱溶液:强碱溶液:如:如:0.1mol/L0.1mol/L的的NaOHNaOH溶液,溶液,pH=13pH=13一般而言对于强碱一般而言对于强碱B(OH)B(OH)n n,设浓度为,设浓度为c mol/l,c mol/l,则则c(Hc(H+ +)=10)=10-14-14/nc mol/L/nc mol/L,pH=-lgc(H+)=14+lgpH=-lgc(H+)=14+lgncnc思考:思考:已知弱酸已知弱酸HAHA的浓度为的浓度为c mol/L,c mol/L,电离度
10、为电离度为,则,则pH=pH=已知弱碱已知弱碱BOHBOH的浓度为的浓度为c mol/Lc mol/L,电离度为,电离度为,则则pH=pH=-lgc -lgc 14+lgc 14+lgc 2 2、强酸、强碱的稀释:、强酸、强碱的稀释:例例1 1、0.001 mol/L0.001 mol/L盐酸的盐酸的pH =_pH =_,加水稀释到原来,加水稀释到原来体积的体积的1010倍,倍,pH=_pH=_,加水到原来的,加水到原来的10103 3倍,倍,pH =_,pH =_,加水到原来的加水到原来的10104 4 倍倍pH= _,pH= _,加水到原来的加水到原来的10106 6倍,倍,pH=_pH=
11、_例例2 2、pH=10pH=10的的NaOHNaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的1010倍,则倍,则溶液的溶液的pH=_pH=_,pH=10pH=10的的NaOHNaOH溶液加水稀释到原来溶液加水稀释到原来的的10102 2倍,则溶液的倍,则溶液的pH=_pH=_3 34 46 69 98 8有关溶液有关溶液pHpH的计算的计算pH=6pH=6或或8 8时,不可忽略水的电离,只能接近时,不可忽略水的电离,只能接近7 7,酸碱溶液无限稀释,酸碱溶液无限稀释,pHpH只能约等于只能约等于7 7或接近或接近7 7:酸不:酸不能大于能大于7 7;碱不能小于;碱不能小于7 7结论结论:强酸
12、强酸( (碱碱) )每稀释每稀释1010倍,倍,pHpH向向7 7靠拢一个单位。靠拢一个单位。例例3 3、pH=3HAcpH=3HAc加水稀释到原来加水稀释到原来1010倍,溶液的倍,溶液的pHpH值范围值范围_;pH=12pH=12氨水加水稀释到原来氨水加水稀释到原来1010倍,溶液的倍,溶液的pHpH值范围值范围_。 结论结论:弱酸:弱酸( (碱碱) )每稀释每稀释1010倍,倍,pHpH值向值向7 7靠拢不到一个靠拢不到一个单位单位有关溶液有关溶液pHpH的计算的计算3 3、弱酸、弱碱的稀释、弱酸、弱碱的稀释3 34 4之间之间11111212之间之间4 4、两种、两种pHpH值不同的同
13、种强酸(碱)溶液值不同的同种强酸(碱)溶液等体积等体积混合混合例例5 5、pH=11pH=11和和pH=9pH=9的两种的两种NaOHNaOH溶液等体积混合,求混合溶液等体积混合,求混合溶液的溶液的pHpH值。值。pH=11pH=11和和pH=8pH=8pH=12pH=12和和pH=10/9/8pH=10/9/8例例4 4、pH=3pH=3和和pH=5pH=5的两种盐酸溶液等体积混合,求混合的两种盐酸溶液等体积混合,求混合溶液的溶液的pHpH值值pH=3pH=3和和pH=6 pH=6 pH=3pH=3和和pH=4pH=4pH=2pH=2和和pH=4/5/6pH=4/5/6 有关溶液有关溶液pH
14、pH的计算的计算1、若两强酸溶液的、若两强酸溶液的pH之差之差2,且等体积混合,则混合后溶液的且等体积混合,则混合后溶液的pH等于混合前溶液等于混合前溶液pH较小值较小值加加0.3。2、若两强碱溶液的、若两强碱溶液的pH之差之差2,且等体积混合,则混合后溶液的且等体积混合,则混合后溶液的pH等于混合前溶液等于混合前溶液pH较大值较大值减减0.3。 总结论:总结论: 两种强酸(碱)溶液等体积混合,溶液的两种强酸(碱)溶液等体积混合,溶液的pHpH值以原值以原浓溶液的浓溶液的pHpH向向7 7靠拢靠拢0.30.3个单位个单位。经验:经验:1、若两强酸溶液的、若两强酸溶液的pH之差之差2,且等体积混
15、合,且等体积混合,则混合后溶液的则混合后溶液的pH等于混合前溶液等于混合前溶液pH较小值较小值加加0.3。2、若两强碱溶液的若两强碱溶液的pH之差之差2,且等体积混合,则混合后,且等体积混合,则混合后溶液的溶液的pH等于混合前溶液等于混合前溶液pH较大值较大值减减0.3。例例6 6、0.1L pH=10.1L pH=1盐酸和盐酸和0.1L pH=110.1L pH=11的的NaOHNaOH溶液相混合,溶液相混合,求混合后溶液的求混合后溶液的pHpH值。值。pH=1pH=1和和pH=13pH=13;pH=2pH=2和和pH=12pH=12pH=1pH=1和和pH=14pH=14;pH=4pH=4
16、和和pH=12pH=125 5、强酸、强碱溶液的混合、强酸、强碱溶液的混合有关溶液有关溶液pHpH的计算的计算1.31.3结论结论1:pH酸酸+ pH碱碱14的强酸强碱等体积混合后,的强酸强碱等体积混合后,pH混混= pH碱碱-0.3均为均为7 713.713.711.711.7六、弱酸强碱或强酸弱碱混合六、弱酸强碱或强酸弱碱混合例例7 7、(1 1)pHpH为为1212的的NaOHNaOH溶液和溶液和pHpH为为2 2的醋酸溶液等体积相混的醋酸溶液等体积相混合,则混合液呈合,则混合液呈_性性(2 2)pHpH为为1212的氨水和的氨水和pHpH为为2 2 的盐酸等体积相混合,则的盐酸等体积相
17、混合,则混合液呈混合液呈 _性性(3 3)pHpH为为2 2的盐酸和的盐酸和pHpH为为12 12 的某碱等体积相混合,则的某碱等体积相混合,则混合液混合液pH_pH_(4 4)pHpH为为1212的的NaOHNaOH溶液和溶液和pHpH为为2 2的某酸溶液等体积相混的某酸溶液等体积相混合,则混合液合,则混合液pHpH _ _(5 5)pHpH为为1212的氨水和的氨水和pH=2pH=2的醋酸溶液等体积混合,则的醋酸溶液等体积混合,则混合液的混合液的pH_pH_。有关溶液有关溶液pHpH的计算的计算酸酸碱碱7777比较比较大小大小1 1、某酸溶液的、某酸溶液的pHpH为为2 2,某碱溶液的,某
18、碱溶液的pHpH为为1212,两者等体积,两者等体积相混合后,有关相混合后,有关pHpH值的变化正确的是值的变化正确的是A A、大于、大于7 B7 B、小于、小于7 C7 C、等于、等于7 D7 D、都有可能、都有可能2 2、常温下一种、常温下一种pHpH为为2 2 的酸溶液与一种的酸溶液与一种pHpH为为12 12 的碱溶液的碱溶液等体积相混合,对溶液的酸碱性的说法正确的是等体积相混合,对溶液的酸碱性的说法正确的是 A A、若是二元强酸和一元强碱,混合液为酸性、若是二元强酸和一元强碱,混合液为酸性 B B、若是浓的强酸和稀的强碱,混合液中呈酸性、若是浓的强酸和稀的强碱,混合液中呈酸性 C C
19、、若是浓的弱酸和稀的强碱,混合液呈碱性、若是浓的弱酸和稀的强碱,混合液呈碱性 D D、若是强酸和强碱相混合,溶液反应后呈中性、若是强酸和强碱相混合,溶液反应后呈中性D DD D3 3、同体积的、同体积的pHpH为为3 3 的盐酸、硫酸、醋酸和硝酸四种溶液,的盐酸、硫酸、醋酸和硝酸四种溶液,分别加入足量的锌粉,叙述正确的是分别加入足量的锌粉,叙述正确的是 A A、硫酸溶液中放出的氢气的量最多、硫酸溶液中放出的氢气的量最多 B B、醋酸溶液中放出的氢气的量最多、醋酸溶液中放出的氢气的量最多 C C、盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等、盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等 D D、盐酸比硝酸放出的氢气的量多、
20、盐酸比硝酸放出的氢气的量多BD4 4、向体积均是、向体积均是1L1L,pHpH值也相等的盐酸和醋酸两溶液中加值也相等的盐酸和醋酸两溶液中加入表面积质量均相等的锌块,下列叙述可能正确的是入表面积质量均相等的锌块,下列叙述可能正确的是 A A、反应开始时,盐酸的速率比醋酸快、反应开始时,盐酸的速率比醋酸快 B B、反应过程中,醋酸的速率比盐酸快、反应过程中,醋酸的速率比盐酸快 C C、充分反应后,两者产生的氢气的体积可能相等、充分反应后,两者产生的氢气的体积可能相等 D D、充分反应后,若有一种溶液中的锌有多余,则一定、充分反应后,若有一种溶液中的锌有多余,则一定是盐酸的锌有余是盐酸的锌有余BCD
21、BCD5 5、酸、酸HAHA、HBHB两溶液的两溶液的pHpH值为值为3 3,且,且体积相同,加水稀释两溶液,体积相同,加水稀释两溶液,PHPH值值与加入水的体积关系如图所示,则与加入水的体积关系如图所示,则两者酸性较强的是两者酸性较强的是加水体积加水体积pHpHHBHBHAHAHBHB6 6、酸、酸HAHA、HBHB、HCHC三溶液的物质的量浓度相同,体积也相三溶液的物质的量浓度相同,体积也相同,测得它们的同,测得它们的pHpH值分别为值分别为2 2、2.72.7、3 3,分别与足量的锌,分别与足量的锌反应,产生的氢气的物质的量反应,产生的氢气的物质的量 ,初始时,三者的反,初始时,三者的反
22、应速率应速率 ,若三种酸的体积与,若三种酸的体积与pHpH值均相等值均相等时,分别加入足量的表面积和质量均相等的锌,初始时,时,分别加入足量的表面积和质量均相等的锌,初始时,三 者 的 反 应 速 率三 者 的 反 应 速 率 , 反 应 过 程 中 的 平 均 速, 反 应 过 程 中 的 平 均 速率率 ;充分反应后,产生的氢气的物质的量;充分反应后,产生的氢气的物质的量的大小关系的大小关系 相同相同HAHBHCvvvHAHBHCvvv相同相同HAHBHCVVV7 7、关于水的离子积常数、关于水的离子积常数KwKw与水的电离平衡常数与水的电离平衡常数KcKc的的叙述中,正确的是叙述中,正确
23、的是A A、KwKw和和KcKc都随温度的升高而减小都随温度的升高而减小B B、KwKw和和KcKc的数值不同,但单位相同的数值不同,但单位相同C C、KwKw和和KcKc数值相同,但单位不同数值相同,但单位不同D D、KwKw和和KcKc数值和单位都不同数值和单位都不同D D8 8、能影响水的电离平衡,并使溶液中的、能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(Hc(H+ +) )c(OHc(OH- -) )的操作是的操作是 A A、向水中投入一小块金属钠、向水中投入一小块金属钠 B B、将水加热煮沸、将水加热煮沸 C C、向水中通入、向水中通入COCO2 2气体气体 D D、向水中加入食盐晶体、向水
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