人教版高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 3.2 水的电离和溶液的酸碱性课件 新人教选修4.ppt

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1、第二节第二节 水的电离和水的电离和 溶液的酸碱性溶液的酸碱性2021/8/9 星期一1思考思考:如何用实验证明水是一种极弱的电解质如何用实验证明水是一种极弱的电解质?电电源源G灵敏灵敏电流计电流计灯泡灯泡结论结论结论结论现象现象现象现象 ：指针摆动：指针摆动：指针摆动：指针摆动 ：不亮：不亮：不亮：不亮GG 水是一种水是一种水是一种水是一种极弱的电解质极弱的电解质极弱的电解质极弱的电解质2021/8/9 星期一2一、水的电离一、水的电离1 1、水是极弱的电解质、水是极弱的电解质H2O+H2O H3O+OH-简写为：简写为：H2O H+OH-实验测定：实验测定：纯水中纯水中25 时时 1L水中水

2、中(55.6mol)有有1107mol水发生了电离水发生了电离100 时时 1L水中水中(55.6mol)有有1106mol水发生了电离水发生了电离注意：由水电离出的注意：由水电离出的H+和和 OH-一定相等一定相等2021/8/9 星期一3c(H)c(OH)c(H2O)K电离电离 c(H2O)=c(H+)c(OH-)2.2.水的离子积水的离子积水的离子积水的离子积(常数常数常数常数)：KW：在一定温度下，溶液中氢离子与氢氧根离：在一定温度下，溶液中氢离子与氢氧根离：在一定温度下，溶液中氢离子与氢氧根离：在一定温度下，溶液中氢离子与氢氧根离浓度的乘积。浓度的乘积。浓度的乘积。浓度的乘积。KWK

3、W c(H)c(OH)2021/8/9 星期一425250 0C C时时：K KW W=C(H=C(H+)C(OHC(OH-)=)=110110-14-14 K KW W适用于纯水，也适用于酸、碱、中性溶液。适用于纯水，也适用于酸、碱、中性溶液。溶液中有：溶液中有：C(HC(H+)C(OHC(OH-)=K KW W25250 0C C时：时：C(HC(H+)C(OHC(OH-)=K=KW W=110=110-14-14K KW W是温度的函数，只受温度影响，是温度的函数，只受温度影响，温度越高，温度越高，K KW W越大。越大。1001000 0C C是，是，K KW W=110=110-12

4、-122021/8/9 星期一5对常温下的纯水进行下列操作，填写下表对常温下的纯水进行下列操作，填写下表加加NaOH加加HCl加热加热Kwc(H+)与与c(OH-)大小关系大小关系c(OH-)c(H+)水的电离水的电离平衡移动平衡移动方向方向酸碱酸碱性性 条件条件中性中性正方向正方向c(H+)=c(OH-)增大增大 增大增大增大增大碱性碱性逆方向逆方向减小减小增大增大c(H+)c(OH-)不变不变结论：结论：加入酸或碱都抑制水的电离加入酸或碱都抑制水的电离2021/8/9 星期一6总结总结3、影响水的电离平衡的因素、影响水的电离平衡的因素1.温度温度2.酸酸3.碱碱4.盐盐升高温度促进水的电离

5、，升高温度促进水的电离，Kw增大增大抑制水的电离，抑制水的电离，Kw保持不变保持不变（第三节再作介绍）（第三节再作介绍）c(H+)水水=c(OH-)水水 110-7 mol/L2021/8/9 星期一7例例1.25时时,某溶液中某溶液中,c(H)=110-6 mol/L问问c(OH)是多少是多少?例例4.常温下，常温下，0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出的盐酸溶液中水电离出的的c(H)和和c(OH)各是多少各是多少?例例3.常温下，常温下，0.1mol/L的的NaOH溶液中水电离溶液中水电离出的出的c(H)和和c(OH)各是多少各是多少?例例2.25时时,某溶液中某溶液中,c(OH)=110

6、-mol/L问问c(H)是多少是多少?2021/8/9 星期一84 4、溶液中、溶液中C(OHC(OH-)和和C(HC(H+)的计算的计算 （2 2）强酸：）强酸：H H+来源于水电离和酸电离，来源于水电离和酸电离，忽略水电离产生的忽略水电离产生的H H+c(Hc(H+)总总 c(Hc(H+)酸酸c(OHc(OH-)总总 c(OHc(OH-)水水=K Kw wc(Hc(H+)=c(H)=c(H+)水水（3 3）强碱：）强碱：OHOH-来源于水电离和碱电离，来源于水电离和碱电离，忽略水电离产生的忽略水电离产生的OHOH-c(OHc(OH-)总总 c(OHc(OH-)碱碱c(Hc(H+)总总 c(

7、Hc(H+)水水=K Kw wc(OHc(OH-)=)=c(OH-)水水（1）纯水）纯水:c(H)=c(OH)=2021/8/9 星期一9（4）不论是在中性、酸性还是碱性溶液中，）不论是在中性、酸性还是碱性溶液中，c(H+)与与c(OH)可能相等也可能不等，但由可能相等也可能不等，但由水电离出的水电离出的C(H+)水水c(OH)水水（2）常温下（）常温下（25）,任何稀的水溶液中任何稀的水溶液中 Kw=c(H+)c(OH)=11014（3）在溶液中）在溶液中,KW中的中的c(OH-)、c(H+)指指溶液溶液中总的离子浓度中总的离子浓度.（1）KW与温度有关与温度有关,温度升高，温度升高，KW增

8、大；增大；温度降低，温度降低，KW减小。（水的电离是减小。（水的电离是吸热吸热的）的）【再次强调再次强调】2021/8/9 星期一10课堂练习课堂练习1 1、向纯水中加入少量、向纯水中加入少量NaHSONaHSO4 4，在温度不变时，在温度不变时,溶液中溶液中()A A水的电离度增大水的电离度增大B B酸性增强酸性增强C C水中水中 c(Hc(H+)与与c(OHc(OH-)乘积增大乘积增大D D c(OHc(OH-)减小减小B DB D2 2、某温度时，测得纯水中的、某温度时，测得纯水中的 c(H c(H+)2.4102.4107 7 mol/L mol/L，则，则 c(OH c(OH-)是是

9、()A A2.4102.4107 7 mol/L mol/L B B0.1100.1107 7 mol/L mol/LC C1.0101.0101414/2.410/2.4107 7 mol/L mol/LD D无法确定无法确定A A2021/8/9 星期一11 （2)252)25时时,0.5mol/L,0.5mol/L的的NaOHNaOH溶液中溶液中,由由水电离出来的水电离出来的H H+的浓度为的浓度为 mol/L,mol/L,由水电离出来的由水电离出来的OHOH-的浓度为的浓度为 mol/L.mol/L.3 3、（、（1)251)25时时,1mol/L,1mol/L的盐酸中，溶液中的盐酸中

10、，溶液中的的(H(H)为为 mol/L,mol/L,溶液中的溶液中的C(OHC(OH-)为为 mol/L;mol/L;由水电离出由水电离出来的来的OHOH-的浓度为的浓度为 mol/L,mol/L,由水电离出来的由水电离出来的H H+的浓度为的浓度为 mol/L;mol/L;110110141421021014142102101414110110141411011014141 12021/8/9 星期一12二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pHpH1 1、溶液的酸碱性与、溶液的酸碱性与C(HC(H+)和和C(OHC(OH-)的关系的关系中性溶液中性溶液酸性溶液酸性溶液碱性溶碱性溶液液 c(H

11、)=c(OH)c(H)c(OH)c(H)c(OH)=1107mol/Lc(H)1107mol/Lc(H)1107 mol/L室温下：室温下：溶液的酸碱性只能根据溶液的酸碱性只能根据H+和和OH-的的相对大小相对大小来确定！来确定！2021/8/9 星期一13讨论：讨论：表示溶液的酸碱性时，为什么要表示溶液的酸碱性时，为什么要引入引入pH？溶液中溶液中c(H+)和和c(OH)较小时，直接用较小时，直接用c(H+)和和c(OH)的大小表示溶液的酸碱性强的大小表示溶液的酸碱性强弱极不方便，引入弱极不方便，引入pH是为了方便表示溶液是为了方便表示溶液的酸碱性强弱。的酸碱性强弱。2021/8/9 星期一

12、142 2、溶液的酸碱性与、溶液的酸碱性与 pH pH 的关系的关系 （1 1）pHpH的定义：的定义：C(HC(H+)=10)=10-pH-pHpH=lgc(H)例：例：100100,K,KWW=10=10-12-12,水的水的pH?pH?pH=6 pH=6 溶液的酸碱性？溶液的酸碱性？注意：注意：pH=7pH=7为中性溶液，指温度为为中性溶液，指温度为25 25 时；时；一般不特殊说明，温度默认为常温一般不特殊说明，温度默认为常温25 25 2021/8/9 星期一15思考：求思考：求10mol/L HCl pH=?10mol/L NaOH pH=?（2 2）pHpH的适用范围的适用范围:

13、pH 范围为范围为 0 142021/8/9 星期一16（3）常温下常温下c(H+)、pH与溶液酸碱性的关系与溶液酸碱性的关系10-510-410-310-210-110-710-810-910-1010-1110-1210-1310-1410-65432178910111213146c(H+)pHc(H+)增大，增大，pH减小减小酸性增强酸性增强c(H+)减小，减小，pH增大增大碱性增强碱性增强2021/8/9 星期一173 3、pH pH 计算计算 pH【H H+】水水【OHOH-】水水1 103mol/L HCl0.5 103mol/L H2SO40.1mol/L NaOH0.05mol

14、/L Ba(OH)2小结：酸中的【OH-】全为全为【OH-】水，水，碱中的【H+】全为全为【H+】水水酸中的【H+】水水可忽略，可忽略，碱中的【OH-】水水可忽略可忽略【H+】水水一定等于一定等于【OH-】水水2021/8/9 星期一18 pH10ml 0.1mol/L HCl 与与20ml0.2mol/L HCl 混合混合pH=1和和pH=4的的HCl溶液等体溶液等体积混合积混合10ml 0.1mol/L NaOH 与与20ml0.2mol/L Ba(OH)2溶液混合溶液混合pH10和和pH=13的的NaOH溶溶液等体积混合液等体积混合2)、浓稀溶液混合、浓稀溶液混合(lg2=0.3，lg3

15、=0.5)0.80.81.31.313.513.512.712.72021/8/9 星期一19规律：规律：（1）两两种种pH 不不同同的的强强酸酸溶溶液液（差差值值2）等等体积混合，则体积混合，则 混合后溶液的混合后溶液的pH=较小的较小的pH0.3。（2）两两种种pH 不不同同的的强强碱碱溶溶液液（差差值值2）等等体积混合，则体积混合，则 混合后溶液的混合后溶液的pH=较大的较大的pH0.3。（3）pH相相同同的的强强酸酸或或强强碱碱溶溶液液混混合合，pH不不变。变。2021/8/9 星期一203)、酸碱溶液混合、酸碱溶液混合pH的计算的计算 pHpH=2pH=2的盐酸和的盐酸和pH=12p

16、H=12的氢氧化钠的氢氧化钠溶液等体积混合溶液等体积混合0.2mol/L0.2mol/L NaOHNaOH溶液溶液99.5mL99.5mL与与0.1mol/L H0.1mol/L H2 2SOSO4 4 100.5mL 100.5mL混合混合0.2mol/L0.2mol/L NaOHNaOH溶液溶液100.5mL100.5mL与与0.1mol/L H0.1mol/L H2 2SOSO4 4 99.5mL 99.5mL混合混合7 73 311112021/8/9 星期一21 pH 10ml pH=3的的 HCl 稀释至稀释至1L 10ml pH=3的的 HAc稀释至稀释至1L 10ml 1103

17、mol/L HCl 稀释至稀释至1L 10ml 1103mol/L HAc稀释至稀释至1L10ml pH=3的的 HCl 稀释至稀释至1000L4)、关于溶液稀释的计算、关于溶液稀释的计算分析对比：与与、与 5 5 5 55 57 72021/8/9 星期一22规律：规律：（1）强酸和强碱稀释时，强酸每稀释）强酸和强碱稀释时，强酸每稀释10倍，倍，pH 增加增加1，强碱每稀释，强碱每稀释10倍，倍，pH减小减小1。（2）强酸溶液和弱酸溶液稀释相同倍数，强酸）强酸溶液和弱酸溶液稀释相同倍数，强酸溶液溶液pH变化大，变化大，强碱溶液和弱碱溶液稀释相同倍数，强碱溶强碱溶液和弱碱溶液稀释相同倍数，强碱

18、溶液液pH变化大变化大（3）大量稀释时，水的电离不能忽略，溶液的）大量稀释时，水的电离不能忽略，溶液的pH 只能无限接近只能无限接近7。2021/8/9 星期一234 4、测定溶液、测定溶液pHpH的方法：的方法：（1 1）酸碱指示剂）酸碱指示剂试剂试剂pHpHpHpHpHpH石蕊石蕊5.08.08.0酚酞酚酞8.21010甲基橙甲基橙3.14.44.4红色红色紫色紫色蓝色蓝色红色红色橙色橙色黄色黄色无色无色浅红色浅红色红色红色(只能确定溶液的只能确定溶液的pHpH范围范围)（2 2）pHpH试纸试纸用用镊子镊子把试纸撕成小段放在玻璃片或表面皿上把试纸撕成小段放在玻璃片或表面皿上;(粗略测定溶

19、液的粗略测定溶液的pH)pH)用玻璃棒用玻璃棒蘸蘸取待测溶液点在取待测溶液点在pHpH试纸试纸中部中部;半分钟后半分钟后，跟标准比色卡对比，确定，跟标准比色卡对比，确定pH.pH.2021/8/9 星期一24练习练习1 1：某溶液中由水电离出的：某溶液中由水电离出的c(Hc(H)10 101313mol/Lmol/L，则该溶液的，则该溶液的pHpH为多少？为多少？解：如果为酸溶液，则解：如果为酸溶液，则pHpH1 1 如果为碱溶液，则如果为碱溶液，则pHpH13132021/8/9 星期一25练习练习2 2、向、向10mL pH=210mL pH=2的某酸溶液中加的某酸溶液中加入入 10mLp

20、H=12 10mLpH=12的氢氧化钠溶液的氢氧化钠溶液,反反 应后溶液的酸碱性如何应后溶液的酸碱性如何?如酸为如酸为强酸强酸，反应后溶液显，反应后溶液显中性中性如酸为如酸为弱酸弱酸，氢氧化钠刚好把弱酸中已电离的氢，氢氧化钠刚好把弱酸中已电离的氢离子中和完，而在中和过程中，弱酸还要不断电离子中和完，而在中和过程中，弱酸还要不断电离产生新的氢离子，所以反应后溶液显离产生新的氢离子，所以反应后溶液显酸性酸性2021/8/9 星期一26点击高考点击高考B2021/8/9 星期一27课堂练习课堂练习1 1、2525时，向纯水中加入时，向纯水中加入 NaOHNaOH，使溶液，使溶液 pHpH1111，则

21、，则由水电离出由水电离出 OHOH离子浓度和离子浓度和NaOHNaOH电离出电离出OHOH离子浓离子浓度之比为度之比为()A A10101 1B B10108 811C C1111D D5105109 911A A2 2、pHpH4 4和和 pHpH2 2的盐酸等体积混合后，溶液的的盐酸等体积混合后，溶液的PHPH为为()A A1.71.7B B2.32.3C C3.7 3.7 D D4.34.3 B B3 3、将、将 pH pH 为为 4 4 的硫酸溶液稀释的硫酸溶液稀释 100 100 倍，稀释后溶液倍，稀释后溶液中中 SOSO4 42 2与与H H的浓度之比为的浓度之比为 ()()A A

22、、11 11 B B、12 12 C C、110 110 D D、101101B B2021/8/9 星期一284 4、p pH H9 9和和p pH H1212的溶液的溶液NaOHNaOH溶液等体积溶液等体积混合后混合后，溶，溶液的液的p pH H为为 ()A A9 9.3.3 B B9 9.7.7 C C11.711.7D D12.312.3C C5 5、一种、一种 pHpH4 4的酸和一种的酸和一种 pHpH1010的碱等体积的碱等体积 混合后，溶液混合后，溶液 pHpH7 7，其原因可能是，其原因可能是()A A稀的强酸和浓的强碱溶液反应稀的强酸和浓的强碱溶液反应B B稀的强酸和浓的弱

23、碱溶液反应稀的强酸和浓的弱碱溶液反应C C等浓度的弱酸和强碱溶液反应等浓度的弱酸和强碱溶液反应D D生成了一种强碱弱酸盐水解生成了一种强碱弱酸盐水解B B6 6、将、将pHpH1 1的盐酸分为两等份，一份加入适量的水，的盐酸分为两等份，一份加入适量的水，另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOHNaOH溶液后，溶液后，pHpH都增大都增大1 1，则加入的水与，则加入的水与NaOHNaOH溶液的体溶液的体积比为积比为 ()A A9 9B B1010 C C1111 D D1212C C2021/8/9 星期一291 1、原理：、原理：用已知物质的量浓

24、度的酸用已知物质的量浓度的酸(或碱或碱)来测定未知浓度来测定未知浓度的碱（或酸）的方法，简称中和滴定的碱（或酸）的方法，简称中和滴定酸碱中和反应的实质：酸碱中和反应的实质：H H+OH+OH=H=H2 2O O即即 n(Hn(H+)=n(OH)=n(OH)C C酸酸 V V酸酸 X=X=C C碱碱 V V碱碱 y y 三、酸碱中和滴定三、酸碱中和滴定2021/8/9 星期一302 2、仪器仪器 酸式滴定管、碱式滴定管酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯、漏斗。铁架台、锥形瓶、烧杯、漏斗。酸式滴定管酸式滴定管(活塞活塞):不能盛放碱液不能盛放碱液滴定管特点：滴定管特点

25、：“0”刻度在上，与量筒相反，刻度在上，与量筒相反，读数到读数到0.01碱式滴定管碱式滴定管(玻璃球玻璃球):不能盛放酸液和强氧化性溶液不能盛放酸液和强氧化性溶液2021/8/9 星期一313 3、操作步骤、操作步骤(标准酸液滴定待测碱液标准酸液滴定待测碱液)准备过程：准备过程：A A查查：使用前先检：使用前先检查查，看酸式滴定管的活塞是否灵活，是，看酸式滴定管的活塞是否灵活，是 否否漏漏水；碱式滴定管的阀的橡胶管弹性是否良好，水；碱式滴定管的阀的橡胶管弹性是否良好，是否漏水。是否漏水。B B洗洗：用：用蒸馏水洗蒸馏水洗净酸式、碱式滴定管和锥形瓶。净酸式、碱式滴定管和锥形瓶。C C润润：用少量

26、：用少量标准酸液润洗标准酸液润洗酸式滴定管酸式滴定管2-32-3次；次；用少量用少量待测碱液润洗待测碱液润洗碱式滴定管碱式滴定管2-32-3次；次；D D装装：用漏斗分别注入酸、碱液于滴定管：用漏斗分别注入酸、碱液于滴定管“0 0”以上以上 23cm 23cm。E E排排：放液于烧杯中：放液于烧杯中赶走赶走滴定管下端尖嘴管中的滴定管下端尖嘴管中的 气泡气泡，让尖嘴充满溶液。，让尖嘴充满溶液。2021/8/9 星期一32F F调调：调节起始刻度在：调节起始刻度在“0 0”或或“0 0”以下，读数并记录。以下，读数并记录。（V V酸酸1 1和和V V碱碱1 1）G G取取：取一定体积的待测酸液于锥

27、形瓶中，读数并：取一定体积的待测酸液于锥形瓶中，读数并 记录（记录（V V酸酸2 2），加入），加入2 2滴指示剂。滴指示剂。滴定过程：滴定过程：A A滴滴：左手滴定管，右手旋瓶，目视瓶中；：左手滴定管，右手旋瓶，目视瓶中；B B定定：滴滴入瓶，突变暂停，半分定终。（：滴滴入瓶，突变暂停，半分定终。（V V酸酸2 2）C C算算：重复几次，计算结果，求平均值。：重复几次，计算结果，求平均值。指示剂颜色突变后半分钟不变为滴定终点指示剂颜色突变后半分钟不变为滴定终点2021/8/9 星期一335 5、注意：、注意：滴定时先快后慢，滴定时先快后慢，最后一滴一摇最后一滴一摇。为便于观察，为便于观察，锥

28、形瓶下放一张白纸锥形瓶下放一张白纸。滴定管需润洗滴定管需润洗锥形瓶不能润洗，也无需干燥锥形瓶不能润洗，也无需干燥思考：锥形瓶是否需要用待测液润洗思考：锥形瓶是否需要用待测液润洗?4 4、指示剂的选择、指示剂的选择选用酚酞或甲基橙，不用石蕊选用酚酞或甲基橙，不用石蕊(颜色变化不明显颜色变化不明显)2021/8/9 星期一346 6、滴定终点、滴定终点pHpH的突跃的突跃向向20ml 0.1mol/L20ml 0.1mol/L的的NaOHNaOH溶液中逐滴滴加溶液中逐滴滴加0.1mol/L0.1mol/L的的盐酸盐酸(每滴约为每滴约为0.04ml),0.04ml),填表填表:V V盐酸盐酸 (ml

29、)(ml)0 0 19.9819.98 20.0020.0020.0220.02 30.0030.00 pH pH指示剂指示剂的颜色的颜色酚酞酚酞甲基橙甲基橙13137 79.79.74.34.31.71.7红红浅红浅红无无无无无无黄黄黄黄黄黄橙橙红红图象图象:2020pHpHV V盐酸盐酸9.79.74.34.3滴定终点附近滴定终点附近,1,1滴溶液滴溶液pHpH突跃突跃4646个单位个单位酸碱反应曲线酸碱反应曲线2021/8/9 星期一35以标准以标准NaOH滴定盐酸溶液为例，判断滴定误差滴定盐酸溶液为例，判断滴定误差c(HCl)=能引起误差的一些操作能引起误差的一些操作c c(HCl)锥

30、形瓶用蒸馏水洗净后，未把水倒净锥形瓶用蒸馏水洗净后，未把水倒净锥形瓶用蒸馏水洗净后，又用待测液润洗锥形瓶用蒸馏水洗净后，又用待测液润洗碱式滴定管未用标准液润洗碱式滴定管未用标准液润洗取液时，酸式滴定管未用待测液润洗取液时，酸式滴定管未用待测液润洗碱式滴定管内有气泡，滴定后无气泡碱式滴定管内有气泡，滴定后无气泡滴定时部分标准液附在锥形瓶瓶壁上滴定时部分标准液附在锥形瓶瓶壁上滴前仰视读数，滴后又俯视读数滴前仰视读数，滴后又俯视读数用酚酞做指示剂，当无色变成红色，反滴一滴用酚酞做指示剂，当无色变成红色，反滴一滴盐盐酸酸，无颜色变化，无颜色变化无影响无影响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7 7、中和滴定的误差分析、中和滴定的误差分析2021/8/9 星期一36