新人教版选修4化学第三章第二节《水的电离和溶液的酸碱性》课件学习资料.ppt
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1、新人教版选修4化学第三章第二节水的电离和溶液的酸碱性课件2.2.水是不是电解质?水是不是电解质?思考与交流思考与交流 1 1、研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性,、研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性,而酸碱性与水的电离有密切的关系。那么水是如何电而酸碱性与水的电离有密切的关系。那么水是如何电离的呢离的呢?探究实验探究实验精确的纯水导电性实验精确的纯水导电性实验精确的纯水导电实验精确的纯水导电实验GG现象:现象:指针摆动指针摆动不亮不亮结论:结论:水是水是 电解质电解质 极弱极弱HH2 2OO HH2 2OHOH3 3OO OHOHHH2 2OHOH OHOH能发生能发生 电离电离 微弱微弱
2、灵敏电流计灵敏电流计灯泡灯泡探究实验探究实验H2O+H2OH3O+OH简写为:简写为:H H2 2O HO H+OH+OH一一.水的电离:水的电离:水是水是极弱极弱的电解质,那么的电解质,那么多少个水分多少个水分子才有子才有1个电离?个电离?1L2525的水里的水里只有只有1010-7molHmolH2 2O O分子发生电离分子发生电离55.61055.6107 7个个(水电离出的水电离出的H、OH浓度相等浓度相等)实验测定:实验测定:25 C(H25 C(H+)+)=C(OH=C(OH-)=110)=110-7-7mol/L mol/L 100 C(H 100 C(H+)=C(OH)=C(O
3、H-)=110)=110-6-6mol/Lmol/L思考:既然一定温度下纯水中思考:既然一定温度下纯水中C(HC(H+)和和C(OHC(OH-)浓度是浓度是定值,那么乘积呢?定值,那么乘积呢?K.=c(H+).c(OH-)c(H2O)Kw=c(H+).c(OH-)其中常数其中常数K与常数与常数c(H2O)的积记为的积记为Kw,称为水的称为水的离离子积常数子积常数,简称为简称为离子积离子积已知已知K电离电离c(H+)c(OH-)c(H2O)H H2 2O HO H+OH+OHKw室温下室温下55.6mol H2O中有中有110-7mol H2O电离,电离,因此因此c(H2O)可视可视为常数。为常
4、数。c(H2O)注:注:c(H2O)=1L1000g18gmol-1Kw=CKw=C(H H+)C C(OHOH-)1.Kw1.Kw在一定温度下是个常数在一定温度下是个常数,一般不写单位一般不写单位 2.2.常温(常温(25 25)Kw=1 10Kw=1 10-14-14 ,100100时时 Kw=Kw=110-12 3.3.温度升高温度升高,Kw,Kw变大变大(为什么?)(为什么?)2.2.水的离子积水的离子积(常数常数):(1)(1)定义:在定义:在一定温度下一定温度下,水(稀溶液)中,水(稀溶液)中H H+与与OHOH-浓浓度的乘积,用度的乘积,用KwKw表示。表示。温度温度002020
5、252550509090100100KwKw1.14101.1410-15-156.81106.8110-15-15110110-14-145.47105.4710-14-143.8103.810-13-13110110-12-12结论结论(定值)(省去单位)(定值)(省去单位)2)影响影响KW的因素的因素KW只与只与温度有关温度有关(与浓度无关)(与浓度无关):温度升高,温度升高,KW值增大值增大如:如:25KW=10-14100KW=10-122.水的离子积常数水的离子积常数注注意意:对对于于中中性性水水,尽尽管管温温度度升升高高KwKw增增大大,电电离离程度增大,但仍是程度增大,但仍是中
6、性中性。温度升高时温度升高时KwKw增大,所以说增大,所以说KwKw时要强调温度。时要强调温度。加入酸:加入酸:增大增大减少减少平衡逆向移动平衡逆向移动但但KwKw保持不变保持不变H H2 2O HO H+OH+OH-C(HC(H+)C(OHC(OH-)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,后,对水的电离平衡有何影响?对水的电离平衡有何影响?水水的离子积是否发生改变?的离子积是否发生改变?加入碱:加入碱:C(HC(H+)减小减小增大增大平衡逆向移动平衡逆向移动但但KwKw保持不变保持不变H H2 2O HO H+OH+OH-C(HC(H+)C(OHC(
7、OH-)2.2.在水中加入强在水中加入强碱碱(NaOH)(NaOH)后,后,对水的电离平衡有何影响?对水的电离平衡有何影响?水水的离子积是否发生改变?的离子积是否发生改变?升温升温呢?呢?问题与讨论问题与讨论升高温度:升高温度:平衡正向移动平衡正向移动 C C(H H+)和)和C C(OHOH-)都增大)都增大 Kw Kw增大增大(正反应吸热)(正反应吸热)H H2 2O HO H+OH+OH-二、影响水的电离平衡的因素二、影响水的电离平衡的因素改变条件平衡移动方向电离程度c(H+)c(OH-)c(H+)和 c(OH-)大小比较Kw 升高温升高温度度通入少量通入少量HCl气体气体加入少量加入少
8、量NaOH固固体体加入少量加入少量NaCl固固体体加入少加入少量量Na增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大减小减小减小减小减小减小减小减小正向正向移动移动正向正向移动移动逆向逆向移动移动逆向逆向移动移动不移动不移动不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变不变大于大于小于小于等于等于小于小于等于等于减小减小二、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(1 1)KwKw是一个温度函数,只随温
9、度的升高而增大,是一个温度函数,只随温度的升高而增大,与与c(H+)c(H+)、c(OH-)c(OH-)无关无关.(2 2)Kw适用于一定温度下适用于一定温度下任何任何任何任何稀的电解质溶液稀的电解质溶液(3)在任何水溶液中,均存在水的电离平衡,也就是任何)在任何水溶液中,均存在水的电离平衡,也就是任何水溶液中都是水溶液中都是H+、OH-共存的。共存的。任何水溶液中都存在任何水溶液中都存在Kw=c(H+).c(OH-)且且25时时Kw=1 10Kw=1 10-14-14。4 4、盐、盐(下一节再讲)(下一节再讲)问题与讨论问题与讨论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
10、(HC(H+)和和C(OHC(OH-)是否相等?是否相等?4.1004.100时,纯水中水的离子积为时,纯水中水的离子积为1010-12-12,求,求C(HC(H+)为多少?为多少?此时溶液为酸性、碱性还是中性?此时溶液为酸性、碱性还是中性?任何水溶液中任何水溶液中任何水溶液中任何水溶液中水电离出来的水电离出来的水电离出来的水电离出来的c(H+)c(H+)始终等于水电离出来始终等于水电离出来始终等于水电离出来始终等于水电离出来的的的的c(OH-)c(OH-)结论结论C(H+)=C(H+)=1010-6-6mol/Lmol/L仍为中性仍为中性仍为中性仍为中性1.水的电离过程为水的电离过程为H2O
11、H+OH-,在不同温度,在不同温度下其离子积为下其离子积为KW25=110-14,KW35=2.110-14。则下列叙述正确的是:则下列叙述正确的是:A、c(H+)随着温度的升高而降低随着温度的升高而降低B、在、在35时,纯水中时,纯水中c(H+)c(OH-)C、水的电离常数、水的电离常数K25K35D、水的电离是一个吸热过程、水的电离是一个吸热过程练习练习D D2、判断正误:、判断正误:1)任何水溶液中都存在水的电离平衡。任何水溶液中都存在水的电离平衡。2)任何水溶液中(不论酸、碱或中性)任何水溶液中(不论酸、碱或中性)都存在都存在Kw=10-14。3)某温度下,某液体某温度下,某液体c(H
12、+)=10-7mol/L,则该溶液一定,则该溶液一定是纯水。是纯水。4)4)4)4)任何水溶液中均有任何水溶液中均有任何水溶液中均有任何水溶液中均有Kw=c(H+)Kw=c(H+)Kw=c(H+)Kw=c(H+)H2O H2O H2O H2O.c(OH-).c(OH-).c(OH-).c(OH-)H2OH2OH2OH2O3、25:A、B、C三种溶液,其中三种溶液,其中A中中c(H+)=103mol/L,B中中c(OH-)=5107mol/L,C中中c(H+)/c(OH-)=106,则三种溶液的酸性则三种溶液的酸性强弱顺序强弱顺序如何如何?ACBB中中c(H+)=KW/c(OH-)=210-8m
13、ol/LC中中c(H+)=10-4mol/L4 4 4 4、某温度下纯水中、某温度下纯水中、某温度下纯水中、某温度下纯水中c(H+)c(H+)c(H+)c(H+)=2=2=2=2 10 10 10 107777mol/L mol/L mol/L mol/L,则此,则此,则此,则此时时时时c(OHc(OHc(OHc(OH-)=;该温度下向;该温度下向;该温度下向;该温度下向纯水中滴加盐酸使纯水中滴加盐酸使纯水中滴加盐酸使纯水中滴加盐酸使c(H+)c(H+)c(H+)c(H+)=2=2=2=2 10 10 10 105555mol/Lmol/Lmol/Lmol/L ,则时,则时,则时,则时c(OH
14、-)c(OH-)c(OH-)c(OH-)=。2 2 10 1077mol/Lmol/L8 8 10 1099mol/Lmol/L如:如:25时,在时,在10 mL蒸馏水中蒸馏水中c(H+)和和 c(OH-)各是多少?向其中各是多少?向其中加加入入10 mL0.2 mol/L 盐酸盐酸,c(H+)和和 c(OH-)如何变化?如何变化?c(H+)c(H+)酸酸=10-1mol/Lc(H+)=c(OH-)=10-7mol/L中性中性酸性酸性=c(H+)水水酸溶液中也存在:酸溶液中也存在:Kw=c(H+)c(OH-)水的离子积不仅适用于水的离子积不仅适用于纯水纯水,也使用于,也使用于稀的电解质稀的电解
15、质水溶液水溶液且均存在且均存在Kw=Kw=c c(H(H+)c c(OH-),(OH-),此时此时c(H+),c(OH-)均指溶液中的,而不再指水电离也来的。均指溶液中的,而不再指水电离也来的。结论结论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+)有有什么什么关系关系?纯水中:纯水中:纯水中:纯水中:加酸后:加酸后:加酸后:加酸后:c c(OH-)=10-(OH-)=10-1313mol/Lmol/Lv.思考讨论(思考讨论(250C)1、0.01mol/L盐酸溶液中盐酸溶液中,c(H+)、c(OH-)分别为多少?由水电离出分别为
16、多少?由水电离出的的 c(H+)H2O 、c(OH-)H2O分别是多少?分别是多少?c(H+)=0.01mol/Lc(OH-)=110-12mol/Lc(H+)H2O=c(OH-)H2O=110-12mol/L2、0.01mol/L NaOH溶液中溶液中,c(H+)、c(OH-)分别为多分别为多少?由水电离出的少?由水电离出的c(H+)H2O、c(OH-)H2O分别是多少?分别是多少?c(H+)=110-12mol/Lc(OH-)=0.01mol/Lc(H+)H2O=c(OH-)H2O=110-12mol/L归纳总结:归纳总结:纯水中:纯水中:K Kw w=c(H=c(H+)H2OH2Oc(O
17、Hc(OH-)H2OH2O酸溶液中酸溶液中:K Kw w=c(H+)=c(H+)总总c(OH-)c(OH-)总总 c(Hc(H+)酸酸c(OHc(OH-)H2OH2O碱溶液中碱溶液中:K Kw w=c(H=c(H+)总总c(OHc(OH-)总总 c(Hc(H+)H2OH2Oc(OHc(OH-)碱碱思考:当水电离出来的思考:当水电离出来的思考:当水电离出来的思考:当水电离出来的c(H+)=c(H+)=110110-12-12mol/Lmol/L时,那时,那时,那时,那该溶液呈酸性还是呈碱性?该溶液呈酸性还是呈碱性?该溶液呈酸性还是呈碱性?该溶液呈酸性还是呈碱性?答:可能是酸性也可能是碱性答:可能
18、是酸性也可能是碱性3.纯纯水水在在10和和50的的H+浓浓度度,前前者者与后者的关系是(与后者的关系是()A.前者大前者大B.后者大后者大C.相等相等D.不能确定不能确定B高考链接高考链接A(08上海卷上海卷改编改编)常温下,某溶液中由水电离出来的)常温下,某溶液中由水电离出来的c(H)1.010-13 mol/Lmol/L,该溶液可能是,该溶液可能是()()二氧化硫二氧化硫 氯化钾水溶液氯化钾水溶液 硝酸钠水溶液硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液氢氧化钠水溶液 A B C D2.在在25,在某无色溶液中由水电离出,在某无色溶液中由水电离出的的C(OH-)=110-13,一定能大量共存的一定能大量共
19、存的离子组是(离子组是()A.NH4+K+NO3-Cl-B.NO3-CO32-K+Na+C.K+Na+Cl-SO42-D.Mg2+Cu2+SO42-Cl-C三、溶液的酸、碱性跟三、溶液的酸、碱性跟C(HC(H+)、C(OHC(OH-)的关系的关系当当当当C(HC(HC(HC(H+)=)=)=)=101010106 6 6 6mol/Lmol/Lmol/Lmol/L时,此时溶液时,此时溶液时,此时溶液时,此时溶液一定是酸性溶液吗?一定是酸性溶液吗?一定是酸性溶液吗?一定是酸性溶液吗?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、关系、关系(25
20、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+)110)110-7-7mol/Lmol/LC(HC(H+)C(OH)C(OH-)C(H)C(H+)110)nmn1、有有相相同同pH的的三三种种酸酸HX、HY、HZ的的溶溶液液,稀稀释释相相同同倍倍数数后后,pH的的变变化化值值依依次次增增大大,则则HX、HY、HZ的的酸酸性性
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