黑龙江省虎林市高中化学 2.2《水的电离和溶液的酸碱性》课件1 新人教选修4.ppt
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1、第三章 水溶液中的离子平衡高二化学备课组高二化学备课组第二节 水的电离和溶液的酸碱性2021/8/11 星期三1(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-)=110)=110-7-7mol/L mol/L 100 C(H 100 C(H+)=C(OH)=C(OH-)=110)=110-6-6mol/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,那么乘积呢?
2、2021/8/11 星期三2Kw=CKw=C(H H+)CC(OHOH-)说明:说明:1.1.常温(常温(25 25)Kw=1 10Kw=1 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002020252550509090100100KwKw1.14101.1410-15-156.81106.8110-15-15110110-14-145.47105.4710-14-
3、143.8103.810-13-13110110-12-122021/8/11 星期三3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?升升温温呢?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+)为多少?为多少?5 5、在
4、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?2021/8/11 星期三4二、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 3COOCOO-2021/8/1
5、1 星期三5对常温下的纯水进行下列操作:对常温下的纯水进行下列操作:加加NaOH加加HCl加热加热Kwc(H+)c(OH-)浓浓度大小关系度大小关系c(OH-)c(H+)水的电离平水的电离平衡移动方向衡移动方向酸碱性酸碱性 条件条件中性中性 正反应正反应 增大增大 增大增大 c(H c(H+)=c(OH)=c(OH-)增大增大 酸性酸性 逆反应逆反应 增大增大 减小减小 c(H c(H+)c(OH)c(OH-)不变不变碱性碱性 逆反应逆反应 减小减小 增大增大 c(H c(H+)c(OH)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
6、(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)cc(OHOH)pH7 pH7中性溶液:中性溶液:c c(H H+)=c=c(OHOH)pH=7 pH=7碱性溶液:碱性溶液:c c(H H+)c7 pH72 2、表示方法表示方法:pH=-lgpH=-lgc(H+)c(H+)pOH=-lgpOH=-lgc(OH-)c(OH-)2021/8/11 星期三17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
7、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减小减小n n个单位,个单位,c c(H H+)就增大到原来的)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+)00,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。2021/8/11 星期三18有关溶液有关
8、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(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/
9、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+lgncnc2021/8/11 星期三19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 2021/8/11 星期三202 2、强酸、强碱的稀释:、强酸、强碱的稀释:例例1 1、0.001 0.001
10、mol/Lmol/L盐盐酸酸的的pH pH=_=_,加加水水稀稀释释到到原原来来体体积积的的1010倍倍,pH=_pH=_,加加水水到到原原来来的的10103 3倍倍,pH pH=_,=_,加加水到原来的水到原来的10104 4 倍倍pH=_,pH=_,加水到原来的加水到原来的10106 6倍,倍,pH=_pH=_例例2 2、pH=10pH=10的的NaOHNaOH溶溶液液加加水水稀稀释释到到原原来来的的1010倍倍,则则溶溶液液的的pH=_pH=_,pH=10pH=10的的NaOHNaOH溶溶液液加加水水稀稀释释到到原原来来的的10102 2倍,则溶液的倍,则溶液的pH=_pH=_3 34
11、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时时,不不可可忽忽略略水水的的电电离离,只只能能接接近近7 7,酸酸碱碱溶溶液液无无限限稀稀释释,pHpH只只能能约约等等于于7 7或或接接近近7 7:酸酸不不能大于能大于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。2021/8/11 星期三21例例3 3、pH=3HAcpH=3HAc加加水水稀稀释释到到原原来来1010倍倍,溶溶液液的的pHpH值值范范围围_;pH=12pH=12氨氨水水加加水水稀稀释释到到原原来来101
12、0倍倍,溶溶液液的的pHpH值值范范围围_。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靠拢不到一个单靠拢不到一个单位位有关溶液有关溶液pHpH的计算的计算3 3 3 3、弱酸、弱碱的稀释、弱酸、弱碱的稀释、弱酸、弱碱的稀释、弱酸、弱碱的稀释34343434之间之间之间之间1112111211121112之间之间之间之间2021/8/11 星期三224 4、两种、两种pHpH值不同的同种强酸(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
13、,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pHpH的计算的计算1 1、若两强酸溶液的、若两强酸溶液的、若两强酸溶液的、若两强酸溶液的pHpH之差之差之差之差22,且等体积混合,则混合后溶液的且等体积混合,则混合后溶液的且等体
14、积混合,则混合后溶液的且等体积混合,则混合后溶液的pHpH等于混合前溶液等于混合前溶液等于混合前溶液等于混合前溶液pHpH较小值较小值较小值较小值加加加加0.30.3。2 2、若两强碱溶液的、若两强碱溶液的、若两强碱溶液的、若两强碱溶液的pHpH之差之差之差之差22,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pHpH等于混合前溶液等于混合前溶液等于混合前溶液等于混合前溶液pHpH较大值较大值较大值较大值减减减减0.30.3。2021/8/11 星期三23总结论:总结论:两两种种强强酸酸(碱碱)溶溶液液等等体体积积混混合合,溶
15、溶液液的的pHpH值值以以原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:经验:经验:1 1、若两强酸溶液的、若两强酸溶液的、若两强酸溶液的、若两强酸溶液的pHpH之差之差之差之差22,且等体积混合,且等体积混合,且等体积混合,且等体积混合,则混合后溶液的则混合后溶液的则混合后溶液的则混合后溶液的pHpH等于混合前溶液等于混合前溶液等于混合前溶液等于混合前溶液pHpH较小值较小值较小值较小值加加加加0.30.3。2 2、若两强碱溶液的若两强碱溶液的若两强碱溶液的若两强碱溶液的pHpH之差之差之差之差22,且等体积混合,则混合后溶,且等体积混合,则混合后溶,且
16、等体积混合,则混合后溶,且等体积混合,则混合后溶液的液的液的液的pHpH等于混合前溶液等于混合前溶液等于混合前溶液等于混合前溶液pHpH较大值较大值较大值较大值减减减减0.30.3。2021/8/11 星期三24例例6 6、0.1L 0.1L pH=1pH=1盐盐酸酸和和0.1L 0.1L pH=11pH=11的的NaOHNaOH溶溶液液相相混混合合,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和和pH=12pH=125 5、强酸、强碱溶液的混合、强酸、强
17、碱溶液的混合有关溶液有关溶液pHpH的计算的计算1.31.31.31.3结论结论结论结论1 1:pHpH酸酸酸酸+pH+pH碱碱碱碱141414的强酸强碱等体积混合后,的强酸强碱等体积混合后,的强酸强碱等体积混合后,的强酸强碱等体积混合后,pHpH混混混混=pH=pH碱碱碱碱-0.3-0.3均为均为均为均为7 7 7 713.713.713.713.711.711.711.711.72021/8/11 星期三25六、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溶溶液液和和pHpH为为2 2的的醋醋酸酸溶溶液液等等体体积积相相混混
18、合,则混合液呈合,则混合液呈_性性(2 2)pHpH为为1212的的氨氨水水和和pHpH为为2 2 的的盐盐酸酸等等体体积积相相混混合合,则则混混合液呈合液呈 _ _性性(3 3)pHpH为为2 2的的盐盐酸酸和和pHpH为为12 12 的的某某碱碱等等体体积积相相混混合合,则则混混合液合液pH_pH_(4 4)pHpH为为1212的的NaOHNaOH溶溶液液和和pHpH为为2 2的的某某酸酸溶溶液液等等体体积积相相混混合,则混合液合,则混合液pHpH _ _(5 5)pHpH为为1212的的氨氨水水和和pH=2pH=2的的醋醋酸酸溶溶液液等等体体积积混混合合,则则混混合液的合液的pH_pH_
19、。有关溶液有关溶液pHpH的计算的计算酸酸酸酸碱碱碱碱77777777比较比较比较比较大小大小大小大小2021/8/11 星期三261 1、某某酸酸溶溶液液的的pHpH为为2 2,某某碱碱溶溶液液的的pHpH为为1212,两两者者等等体体积积相相混合后,有关混合后,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、常常温温下下一一种种pHpH为为2 2 的的酸酸溶溶液液与与一一种种pHpH为为12 12 的的碱碱溶溶液液等等体积相混合,对溶液的酸碱性的说法正确的是体积相混合,对溶液的酸碱性的说法
20、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、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、同同体体积积的的pHpH为为3 3 的的盐盐酸酸、硫硫酸酸、醋醋酸酸和和硝硝酸酸四四种种溶溶液液,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
21、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、盐酸比硝酸放出的氢气的量多BD2021/8/11 星期三274 4、向向体体积积均均是是1L1L,pHpH值值也也相相等等的的盐盐酸酸和和醋醋酸酸两两溶溶液液中中加加入入表面积质量均相等的锌块,下列叙述可能正确的是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
22、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、充充分分反反应应后后,若若有有一一种种溶溶液液中中的的锌锌有有多多余余,则则一一定定是是盐酸的锌有余盐酸的锌有余BCDBCD5 5、酸酸HAHA、HBHB两两溶溶液液的的pHpH值值为为3 3,且且体体积积相相同同,加加水水稀稀释释两两溶溶液液,PHPH值值与与加加入入水水的的体体积积关关系系如如图图所所示示,则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pHpHHBHBHAHAHBHB2021/8/11 星期三286 6、酸酸HAHA、HBHB、HCHC三三溶溶液液的的物物质质的的量量浓浓度度相相同同,
23、体体积积也也相相同同,测测得得它它们们的的pHpH值值分分别别为为2 2、2.72.7、3 3,分分别别与与足足量量的的锌锌反反应应,产产生生的的氢氢气气的的物物质质的的量量 ,初初始始时时,三三者者的的反反应应速速率率 ,若若三三种种酸酸的的体体积积与与pHpH值值均均相相等等时时,分分别别加加入入足足量量的的表表面面积积和和质质量量均均相相等等的的锌锌,初初始始时时,三三者者的的 反反 应应 速速 率率 ,反反 应应 过过 程程 中中 的的 平平 均均 速速 率率 ;充分反应后,产生的氢气的物质的量的大小关系;充分反应后,产生的氢气的物质的量的大小关系 相同相同相同相同2021/8/11
24、星期三297 7、关关于于水水的的离离子子积积常常数数KwKw与与水水的的电电离离平平衡衡常常数数KcKc的的叙叙述中,正确的是述中,正确的是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、能能影影响响水水的的电电离离平平衡衡,并并使使溶溶液液中中的的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
25、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、向水中加入食盐晶体C2021/8/11 星期三309 9、pHpH相相等等的的盐盐酸酸溶溶液液和和醋醋酸酸溶溶液液都都稀稀释释相相同同的的倍倍数数后后,pHpH的大小关系是的大小关系是A A、盐酸醋酸、盐酸醋酸 B B、醋酸盐酸、醋酸盐酸C C、盐酸、盐酸=醋酸醋酸 D D、无法判断、无法判断A A1010、某某次次酸酸雨雨分分析析数数据据如如下下:c(NHc(NH4 4+)=2.010)=2.010-5-5mol/Lmol/L,c(Clc(Cl-)=6.010)=6.010-5-
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