水的电离及PH.ppt

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1、 第一课时第一课时 水水 的的 电电 离离 第二节 水的电离和溶液的酸碱性闫存花，哈十八中学 水总是电离出水总是电离出等量等量的的H+和和OH-，在，在25时，时， c(H+ )=c(OH-)=110-7mol L-11、水的离子积常数、水的离子积常数Kw一定温度下，一定温度下， 在纯水中在纯水中: Kw= c(H+ ) c(OH-) ？一、水的电离一、水的电离 水是一种极弱的电解质，存在着电水是一种极弱的电解质，存在着电离平衡，电离方程式可表示为：离平衡，电离方程式可表示为：H2O+H2O H3O+ +OH- 或或H2O H+ +OH- 特别提示特别提示：水的离子积常数也适合稀的电解质溶液水

2、的离子积常数也适合稀的电解质溶液 Kw只与温度有关只与温度有关溶液中，溶液中，c(H+ ) 与与c(OH-) 是什么关系？。是什么关系？。25时时 Kw= c(H+ ) c(OH-)=110-14 25时时 酸溶液中酸溶液中c(H+ )比纯水中大还是小？比纯水中大还是小？c(OH-)如如何何？H2O H+ + OH- （正吸热）（正吸热） 25时时加入酸：加入酸：c(H+ )增增 大大c(OH-)减减 少少平衡逆向移动，抑制水电离平衡逆向移动，抑制水电离但但KW= c(H+ ) c(OHc(OH- -) )保持不变保持不变返 回2、外界条件对水的电离平衡的影响、外界条件对水的电离平衡的影响讨论

3、思考：讨论思考：影响水电离平衡移动的因素有哪些？影响水电离平衡移动的因素有哪些？H2O H+ + OH- （正吸热）（正吸热）加入碱：加入碱：平衡逆向移动平衡逆向移动增大增大减小减小但但KW保持不变保持不变酸酸碱碱返 回H2O H+ + OH- （正吸热）（正吸热）升高温度：升高温度： 平衡平衡正向正向移动移动则则C（H+）和）和C（OH-）都增大）都增大所以所以KW增大增大酸酸碱碱温度温度100时时 Kw= c(H+ ) c(OH-)=5510-142、外界对件水的电离平衡的影响、外界对件水的电离平衡的影响v（1）温度 T升，电离程度增加， Kw增加增加v（2）浓度（相关离子） Kw不变不变

4、v 加入酸c(H+) 和碱c(OH-) - 抑制水的电离v 加入结合c(H+) 和c(OH-)的物质-促进水的电离v （3）其他 思考题：思考题：在常温下，由水在常温下，由水电离产生的电离产生的C（H+）=110-9 mol/l的溶液，则该溶液的酸碱的溶液，则该溶液的酸碱性如何？性如何？ 答：可能是酸性也可能是碱性答：可能是酸性也可能是碱性 思考题计算0.01molL-1 HCl溶液和 0.01molL-1 NaOH溶液中由水水电离出的c(H+) 和c(OH-)是多少？小结：小结： （1）H+ 和和OH-能同等程度地抑制水的电离，并使水能同等程度地抑制水的电离，并使水电离出的电离出的H+ 和和

5、OH-均小于均小于10-7mol .L-1，但由水电离出来的但由水电离出来的氢离子浓度氢离子浓度和和氢氧根氢氧根相等相等C(H+)总量(mol/L)C(OH-)总量(mol/L)水电离的H+ (mol/L)水电离的OH- (mol/L)纯水110-7110-7110-7110-7NaOH110-12110-2110-12110-12HCl110-2110-12110-12110-12酸酸溶液，溶液中的溶液，溶液中的OH-都都来源于水来源于水电离产生，电离产生，碱碱溶液，溶液中的溶液，溶液中的H+都都来源于水来源于水电离产生。电离产生。0.01molL-1 HCl溶液和 0.01molL-1 N

6、aOH溶液练习1影响因素 条件改变 平衡移动 溶液中的c(H+)溶液中c(OH-)Kw温度升高温度降低温度酸碱性加入酸加入碱向右增大增大减小减小减小减小增大增大增大减小不变不变向左向左向左向左向左向左2、常温下，某溶液中由水电离产生的、常温下，某溶液中由水电离产生的C（H+）=10-9 mol/l，则此溶液有可能是（，则此溶液有可能是（ ） A、HCl B、NaCl C、NaHSO4 D、NH4Clv3、纯水在25和80时的氢离子浓度，前者和后者的关系是（ ）。v（A）前者大 （B）相等 （C）前者小 （D）不能肯定练习练习4 1、（、（1）常温下，）常温下，浓度为浓度为110-5mol/l的

7、的盐酸溶液中，由水电离盐酸溶液中，由水电离产生的产生的C（H+）是多少？）是多少？ （2）常温下，浓度）常温下，浓度为为 1 1 0- 5m o l / l 的的NaOH溶液中，由水电溶液中，由水电离产生的离产生的C(OH-)是多少？是多少？返 回解：解：c（H+）=c（OH-） = 110-9 mol/l110-14110-5=mol/l小结：小结： （1）在纯水中分别加入等量的）在纯水中分别加入等量的H+ 和和OH-时，能同等程度地抑制水的电离，并使水电离出时，能同等程度地抑制水的电离，并使水电离出的的H+ 和和OH-均小于均小于10-7mol .L-1。例如例如H2O H+ + OH-

8、纯水中离子浓度纯水中离子浓度110-7（mol L-1）110-7加入加入NaOH后，后，若若OH-总浓度（总浓度（水和水和NaOH电离出来的电离出来的OH-浓度之和浓度之和）为为110-2 mol L-1，则则H+（全由水电离产生全由水电离产生）的总浓度为）的总浓度为110-12 mol L-1而水电离的氢氧根与氢离子相等，故水电离出来的而水电离的氢氧根与氢离子相等，故水电离出来的OH-离离子浓度也为子浓度也为110-12 mol L-1NaOH 电离出来的电离出来的OH-浓度为（浓度为（110-2 -110-12 ） mol L-1近似值为近似值为110-2 mol L-1，也就是说在也就

9、是说在强碱性强碱性溶液中水电离溶液中水电离出来的出来的OH-离子可以忽略离子可以忽略小结：小结： （1）在纯水中分别加入等量的）在纯水中分别加入等量的H+ 和和OH-时，能同等程度地抑制水的电离，并使水电离出时，能同等程度地抑制水的电离，并使水电离出的的H+ 和和OH-均小于均小于10-7mol .L-1。例如例如H2O H+ + OH- 纯水中离子浓度纯水中离子浓度110-7（mol L-1）110-7加加HCl后，后，若氢离子总浓度（若氢离子总浓度（水和水和HCl电离出来的电离出来的H+浓度之和浓度之和）为为110-2 mol L-1，则氢氧根（则氢氧根（全由水电离产生全由水电离产生）的总

10、浓度为）的总浓度为110-12 mol L-1而水电离的氢氧根与氢离子相等，故水电离出来的氢离子浓而水电离的氢氧根与氢离子相等，故水电离出来的氢离子浓度也为度也为110-12 mol L-1HCl 电离出来的电离出来的H+ 浓度为（浓度为（110-2 -110-12 ） mol L-1近似值为近似值为110-2 mol L-1，也就是说在强酸性溶液中水电离也就是说在强酸性溶液中水电离出来的氢离子可以忽略出来的氢离子可以忽略常温下，某溶液中由水电离产生的常温下，某溶液中由水电离产生的C（H+）=10-9 mol/l，则此溶液有可能是（则此溶液有可能是（ ） A、HClB、NaCl C、NaHSO

11、4D、NH4ClAC返 回分析：分析：水电离产生的水电离产生的C(H+)=10-9 mol/l，小于小于10-7 mol/l，即加入的物质，即加入的物质抑制抑制水的电离，所以应是水的电离，所以应是酸酸或或碱碱或其他特殊的物质，如：或其他特殊的物质，如： NaHSO4练习练习2 常温的某常温的某无色无色溶液中，由水的电离溶液中，由水的电离产生的产生的C（H+）=110-12 mol/l，则下列则下列各组离子肯定能共存的是（各组离子肯定能共存的是（ ）A、Cu2+ NO3- SO42- Fe3+ B、Cl- S2- Na+ K+C、SO32- NH4+ K+ Mg2+ D、Cl- Na+ NO3-

12、 SO42-D返 回分分析析 （1）排除有颜色的离子（）排除有颜色的离子（ Cu2+ Fe3+ ）组）组A（2）水）水 电离的电离的C（H+）=110-12 mol/l的溶液可能是酸或碱，排的溶液可能是酸或碱，排除在酸性或碱性条件下不能共存的离子组除在酸性或碱性条件下不能共存的离子组B、S2-和和H+不能不能共存共存 C、SO32-和和H+不能共存不能共存 NH4+ 和和Mg2+ 不能和不能和OH-共存共存 （3）所以答案选）所以答案选D练习练习3二、溶液的酸碱性和二、溶液的酸碱性和pH常温时，溶液的酸碱性与常温时，溶液的酸碱性与c(H+) 和和c(OH-)的关系可的关系可以表示如下以表示如下

13、中性中性溶液溶液 c(H+)= c(OH-)=110-7mol/L酸性酸性溶液溶液 c(H+) c(OH-); c(H+) 110-7mol/L碱性碱性溶液溶液 c(H+) c(OH-); c(H+) 110-7mol/L溶液中的溶液中的c(H+)越大，溶液的酸性越强；越大，溶液的酸性越强； c(H+)越越小，溶液的酸性越弱小，溶液的酸性越弱当溶液中的氢离子的浓度很小时，用氢离子的浓当溶液中的氢离子的浓度很小时，用氢离子的浓度来表示溶液的酸碱性不很方便，为此，化学上度来表示溶液的酸碱性不很方便，为此，化学上常采用常采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。来表示溶液酸碱性的强弱。溶液的溶液的pH1、意义

14、：、意义：表示溶液酸碱性的强弱。表示溶液酸碱性的强弱。2、表示：、表示：用用H H+ +物质的量浓度的负对数来表示。物质的量浓度的负对数来表示。3、式子：、式子：pH=-lgH+如如H+=1107mol/L的溶液的溶液pH=7pOH=-lgOHPh+ pOH =141、pH定义定义pH=-lgc(H+)2、溶液的酸碱性与、溶液的酸碱性与pH的关系（的关系（常温下常温下）中性中性溶液溶液 酸性酸性溶液溶液 碱性碱性溶液溶液pH=7 pH7 溶液的溶液的酸性越强酸性越强其其pH越小，越小，碱性越强碱性越强其其pH越大越大C(H+) 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6

15、 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14酸性酸性碱性碱性中性中性3、适用范围：、适用范围：pH为为0到到14。当溶液中氢离子大于。当溶液中氢离子大于1mol/L或氢氧根离子浓度大于或氢氧根离子浓度大于1mol/L时直接用相应的离子浓度来时直接用相应的离子浓度来表示。表示。4、关于、关于pH的计算的计算（1）酸性溶液的）酸性溶液的pH例例 (HCl)=0.01mol/LpH= -lgc(H+)= -lg0.01=2（2）碱性溶液的）碱性溶液的pH要先求出氢离子浓度后再求出要

16、先求出氢离子浓度后再求出pH 如：求如：求0. 01mol/Lr的的NaOH溶液的溶液的pH解解:c(OH-)= c(NaOH) =0.01mol/L故故 pH=-lgc(H+)= -lg1x10-12=12c(H+)=KWc(OH-)=1x10-140.01=1x10-12(mol/L)(3)强酸、强碱溶液的稀释强酸、强碱溶液的稀释将将pH为为2的盐酸加水稀释成体积为原来的的盐酸加水稀释成体积为原来的10倍，则倍，则溶液的溶液的pH变为多少？变为多少？解：解：pH为为2 ，则，则c(H+)为为0.01mol/L，体积扩大为，体积扩大为原来的原来的10倍后，倍后， c(H+)为原来的十分之一，

17、即为原来的十分之一，即c(H+) =0.01mol/L 10=0.001mol/L故故 pH=-lg0.001=3强酸，pH=a ，加水稀释成体积为原来的10n 倍，则溶液的pH变为a+n练习练习4:pH=6的盐酸的盐酸1mL, 加水稀释到加水稀释到1000mL,溶液的溶液的pH变为多少变为多少?答答:变为变为6+3=9问问:pH为为9是酸性还是碱性溶液是酸性还是碱性溶液?酸稀释会成为碱吗酸稀释会成为碱吗?显然显然pH为为9的答案是的答案是不对不对的的练习练习4:pH=6的盐酸的盐酸1mL, 加水稀释到加水稀释到100mL,溶液的溶液的pH变为多少变为多少?当溶液很稀时当溶液很稀时,再进一步稀

18、释再进一步稀释,水电离的氢离子水电离的氢离子不能忽略了不能忽略了.当溶液浓度不是很稀时当溶液浓度不是很稀时,水电离的氢离水电离的氢离子忽略了子忽略了,故有故有pH=a的强酸加水稀释加水稀释成体积为原来的成体积为原来的1010n n 倍，则溶液的倍，则溶液的pHpH变变为为a+na+n 练习练习4:pH=6的盐酸的盐酸1mL, 加水稀释到加水稀释到1000mL,溶液的溶液的pH变为多少变为多少?解解:原来的溶液中原来的溶液中,c(H+)=10-6mol/L加水稀释后，加水稀释后，n(HCl)= n(H+)= 1 10-3L 10-6mol/L=1 1010-9-9molmol设水电离出来的设水电

19、离出来的H+浓度为浓度为ymol/L, OH-浓度也浓度也为为ymol/Lc(HCl)=1 1010-9-9mol mol 1L= 1 1010-9-9mol/Lmol/LHCl电离电离出来的出来的H+浓度为浓度为1 1010-9-9mol/Lmol/L 所以有：（所以有：（1 1010-9-9+ +y） y= KW =1 1010-14-14y 1 1010-7-7c(H+)总总= 1 1010-7 -7 + 1 1010-9 -9 1 1010-7 -7 （mol/L）故故pH 7结论结论酸性溶液无限稀释时，酸性溶液无限稀释时，溶液的溶液的pHpH接近于接近于7 7练习练习5:pH=11的

20、的NaOH溶液溶液1mL, 加水稀释加水稀释到到100mL,溶液的溶液的pH变为多少变为多少?解：解：pH为为11 ，则，则c(H+)为为1 1010-11-11mol/Lmol/L ，体积扩，体积扩大为原来的大为原来的100倍后，倍后， c(H+)为原来的百分之一，为原来的百分之一，即即c(H+) = 1 1010-11-11mol/Lmol/L 100= 1 1010-13-13mol/Lmol/L 故故 pH=-lg 1 1010-13-13=13也就是说，越稀释，则溶液的碱性越强！也就是说，越稀释，则溶液的碱性越强！显然，这是不对的显然，这是不对的原因在于，上述算法，忽略了碱溶液稀释时

21、，原因在于，上述算法，忽略了碱溶液稀释时，水的电离平衡移动水的电离平衡移动而而导致的导致的H+浓度发生变化浓度发生变化，而实际上这种变化是不能忽略的。而实际上这种变化是不能忽略的。练习练习5:pH=11的的NaOH溶液溶液1mL, 加水稀释加水稀释到到100mL,溶液的溶液的pH变为多少变为多少?碱溶液稀释时，当浓度不太小时，水电离的氢碱溶液稀释时，当浓度不太小时，水电离的氢氧根与碱电离出来的氢氧根相比可以忽略，故氧根与碱电离出来的氢氧根相比可以忽略，故我们要我们要先算出氢氧根离子的浓度先算出氢氧根离子的浓度，再，再用水的离用水的离子积子积来来求出氢离子的浓度求出氢离子的浓度，再进一步求出溶液

22、，再进一步求出溶液的的pHpH. .练习练习5:pH=11的的NaOH溶液溶液1mL, 加水稀释加水稀释到到100mL,溶液的溶液的pH变为多少变为多少?解：解：pH为为11 ，则，则c(H+)为为1 1010-11-11mol/Lmol/L ，c(OH-)= 1 1010-14 -14 1 1010-11 -11 = 1 1010-3 -3 ( mol/Lmol/L)体积扩大为原来的体积扩大为原来的100倍后，倍后， c(OH-)为原来的百为原来的百分之一，即分之一，即c(OH-) = 1 1010-3-3mol/Lmol/L 100 = 1 1010-5-5mol/Lmol/L c(H+)

23、= 1 1010-14 -14 1 1010-5 -5 = 1 1010-9-9 ( (mol/Lmol/L) )故故 pH=-lg 1 1010-9-9=9思考思考pH为为9的氢氧化钠溶液的氢氧化钠溶液1mL加水到加水到1L时，时，溶液的溶液的pH变为多少？变为多少？答：接近于答：接近于7结论结论碱性溶液无限稀释时，碱性溶液无限稀释时，溶液的溶液的pHpH接近于接近于7 7pH值计算值计算5 强酸与强碱混合强酸与强碱混合例题：在例题：在25时，时，100mlO.6mol/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积0.4mol/L的的 氢氧化钠溶液混合后氢氧化钠溶液混合后,溶液的溶液的pH值等于多少？值等

24、于多少？解：解：NaOH+HCl=NaCl+H2O0.060.04pH=-lgH+=-lg0.02/（0.1+0.1）=-lg101=1关键：酸过量抓住氢离子进行计算！关键：酸过量抓住氢离子进行计算！pH值计算值计算5 强酸与强碱混合强酸与强碱混合例题：在例题：在25时，时，100mlO.4mol/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积0.6mol/L的的 氢氧化钠溶液混合后氢氧化钠溶液混合后,溶液的溶液的pH值等于多少？值等于多少？解：解：NaOH+HCl=NaCl+H2O0.040.06关键：碱过量抓住氢氧根离子进行计算！关键：碱过量抓住氢氧根离子进行计算！=1pOH=-lgOHpOH=-lg0.02/(0.1+0.1)pH=14- pOH=13作业