第二节水的电离和溶液的酸碱性 (2).ppt
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1、第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第二节第二节 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性+-探究实验探究实验精确的纯水导电实验精确的纯水导电实验现象:现象:指针摆动指针摆动不亮不亮HH2 2OO HH2 2OHOH3 3OO OHOHHH2 2OHOH OHOH灵敏电流计灵敏电流计灯泡灯泡结论:结论:水是水是 电解质电解质 能发生能发生 电离电离 极弱极弱微弱微弱实验测定:纯水中实验测定:纯水中2525 1L 1L水中只有水中只有1 110107 7molmol水发生了电离水发生了电离25C55.6107个个水分子才有水分子才有1个电个电离离一、水的电离:H2OH2OH3O
2、 OH-简写为:简写为:H2OH OH-1 1、水的电离:、水的电离:H0K电离电离=c(H+)c(OH-)c(H2O)c(H+)c(OH-)c(H2O)K K电离电离 =为常数为常数2.水的离子积水的离子积:kw=(2525时,时,Kw=110-1414)对常温下的纯水进行下列操作,讨论下表:对常温下的纯水进行下列操作,讨论下表:酸碱性酸碱性水的电离平衡水的电离平衡移动方向移动方向C(HC(H+)C(OHC(OH-)c(H+)与与c(OH-)大小关系大小关系KwKw变化变化加热加热加加HClHCl加加NaOHNaOH中性中性=酸性酸性不变不变碱性碱性不变不变中性中性不移动不移动不变不变 不变
3、不变=不变不变加加NaClNaCl讨论:讨论:分析下表中的数据分析下表中的数据温温度度0202550100Kw1.1410-156.8110-15110-145.4710-14110-12根据讨论知识,水的电离会受什么外界条件影响?根据讨论知识,水的电离会受什么外界条件影响?3 3、影响水的电离平衡的因素:、影响水的电离平衡的因素:(2 2 2 2)酸、碱)酸、碱)酸、碱)酸、碱(1 1 1 1)温度)温度)温度)温度(3)(3)(3)(3)盐盐盐盐升温促进水的电离升温促进水的电离 加入酸或碱,抑制水的电离加入酸或碱,抑制水的电离(第三节详细介绍)(第三节详细介绍)K K K KW W W W
4、不变不变不变不变K K K KW W W W增大增大增大增大c c c c(H(H(H(H+)水水水水=c c c c(OH(OH(OH(OH-)水水水水 1 1 1 110101010-7-7-7-7 mol/L mol/L mol/L mol/L常温下常温下(2525),任何稀的水溶液任何稀的水溶液中总满足:中总满足:Kw=Kw=C(HC(H+)C(OHC(OH)=1)=110101414注意注意:任何水溶液任何水溶液中(中(不论是在中性不论是在中性溶液还是在酸、溶液还是在酸、碱性溶液),碱性溶液),H+和和OH总是同时存在。总是同时存在。Kw只与温度有关,而与浓度大小无关。只与温度有关,
5、而与浓度大小无关。如:如:KW25=10-14KW100=10-12任何水溶液中任何水溶液中,水电离出,水电离出的的 C(H+)水水C(OH)水水1.水的电离过程为水的电离过程为H2OH+OH-,在不同,在不同温度下其离子积为温度下其离子积为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D2)0.01mol/L盐酸溶液中。盐酸溶液中。c(H
6、+)、c(OH-)分别为多少?分别为多少?由水电离出的由水电离出的c(H+)H2O、c(OH-)H2O分别是多少?为什么?分别是多少?为什么?1)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+)=10-7mol/L,则该溶液一定是纯水。,则该溶液一定是纯水。4.利用利用Kw的定量计算的定量计算 3)0.01mol/LNaOH溶液中溶液中.c(H+)、c(OH-)分别为多少?由分别为多少?由水电离出的水电离出的c(
7、H+)H2O、c(OH-)H2O分别是多少?为什么?分别是多少?为什么?一、水的电离一、水的电离 思考题:在常温下,由水电离产生的思考题:在常温下,由水电离产生的C C(H H+)=1=11010-12-12 mol/Lmol/L的溶液,则该溶液的酸碱性如何?的溶液,则该溶液的酸碱性如何?可能是酸性也可能是碱性可能是酸性也可能是碱性4)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,则三种则三种溶液的酸性溶液的酸性强弱顺序强弱顺序如何?如何?5)25、浓度均为、浓度均为0.1mol/
8、L的下列溶液中的下列溶液中c(H+)由大到小的由大到小的排列排列顺序顺序:氨水氨水NaOH盐酸盐酸醋酸醋酸ACBB中中c(H+)=KW/c(OH-)=210-8mol/LC中中c(H+)=10-4mol/L任何水溶液中任何水溶液中由水电离出来由水电离出来的的c(H+)H2O与与c(OH-)H2O相等相等v讨论讨论1、某溶液中由水电离产生的某溶液中由水电离产生的c(H+)H2O=10-12mol/L,则该,则该溶液呈酸性还是碱性?并求算该溶液中溶液呈酸性还是碱性?并求算该溶液中c(H+)的可能值的可能值?2、浓度均为浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的的下列溶液中由水电离出的c(H+
9、)H2O大小关系为:大小关系为:盐酸盐酸醋酸溶液醋酸溶液硫酸溶液硫酸溶液氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液解答:解答:c(H+)H2O=c(OH-)H2O=10-12mol/L若若c(H+)aq=c(H+)H2O=10-12mol/L则则c(OH-)aq=10-2mol/L溶溶液显碱性液显碱性若若c(OH-)aq=c(OH-)H2O=10-12mol/L则则c(H+)aq=10-2mol/L溶溶液显酸性液显酸性10-12mol/L或或10-2mol/L=结论结论:(常温时)常温时)c(H+)=110-7 mol/Lc(H+)110-7 mol/Lc(H+)110-7 mol/L1、溶液的酸碱性与、溶液的
10、酸碱性与c(H )、)、c(OH )的关系)的关系+-二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pHc(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)中中性:性:酸性酸性:碱碱性:性:(1)溶液的溶液的pH:pH的数学表达式的数学表达式pH=lgc(H )+2、溶液的酸碱性与、溶液的酸碱性与pH练习:练习:1、计算、计算0.1mol/L的盐酸、的盐酸、NaOH溶液的溶液的pH。2、pH=2的盐酸溶液中的盐酸溶液中c(H+)、c(OH-)分别为多少?分别为多少?pH的适用范围:1014mol/LC(H+)1mol/L,即:0pH14;当pH0或pH14时,直接用C(H+)表示溶液酸碱性
11、C(H+)10pH溶液酸溶液酸碱性碱性c(H)与与c(OH)关系关系任意温度任意温度常温常温(mol/L)pH(常温常温)酸性酸性c(H)c(OH)c(H)11077中性中性c(H)c(OH)c(H)c(OH)11077碱性碱性c(H)c(OH)c(H)11077(2)、)、pHpH与溶液酸碱性的关系与溶液酸碱性的关系pH=7pH=7的溶液一定是中性溶液吗?的溶液一定是中性溶液吗?答:不一定,只有在答:不一定,只有在常温常温下才显中性。下才显中性。注意注意:H+与与OH的关系才是判断溶液酸碱性的依据的关系才是判断溶液酸碱性的依据注意:用pH值来判断溶液的酸碱性时,必须指明温度,且温度不同,pH
12、值的临界值不同;100时的临界值为:pH6室温室温时溶液的时溶液的酸碱性与酸碱性与pH的关的关系图系图0 1001 1012 1023 1034 1045 1056 1067 1078 1089 10910 101011 101112 101213 101314 1014酸酸性性增增强强碱碱性性增增强强3、pH值测定方法值测定方法酸碱指示剂法、酸碱指示剂法、pH试纸法、试纸法、pH计法等。计法等。酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱,他们的颜酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱,他们的颜色变化是在一定的色变化是在一定的pH值范围内发生的。我们把指示剂发值范围内发生的。我们把指示剂发生颜色变
13、化的生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围。值范围叫做指示剂的变色范围。pH1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14甲基橙甲基橙石蕊石蕊酚酞酚酞酸碱指示酸碱指示剂剂法法:粗略地粗略地测测溶液溶液pH范范围围红色红色橙色橙色黄色黄色红色红色紫色紫色蓝色蓝色无色无色浅红色浅红色红色红色测定方法测定方法:用玻璃棒蘸溶液,点在:用玻璃棒蘸溶液,点在pHpH试纸中央,试纸中央,半分钟半分钟后后与比色卡比色与比色卡比色讨论:讨论:pH试纸的使用试纸的使用能否直接把能否直接把pH试纸伸到待测液中?试纸伸到待测液中?是否要先湿润是否要先湿润pH试纸后,再将待测液滴到试纸后,再将待测
14、液滴到pH试纸上?试纸上?如用湿润的如用湿润的pH试纸检验待测液,对该溶液试纸检验待测液,对该溶液pH值的测定:值的测定:A、一定有影响、一定有影响B、偏大、偏大C、偏小、偏小D、不确定、不确定能否用广泛能否用广泛pH试纸测出试纸测出pH=7.1来?来?标准比色卡中的数据都是整数标准比色卡中的数据都是整数注意:注意:不能用水润湿不能用水润湿要放在玻璃片(或表面皿)上要放在玻璃片(或表面皿)上不是将试纸伸到溶液中不是将试纸伸到溶液中广泛广泛pHpH试纸只能读出整数试纸只能读出整数pH试纸试纸法法:精略地精略地测测定溶液酸碱性定溶液酸碱性强强弱弱用用pH计测定计测定pH计计:精确地精确地测测定溶液
15、酸碱性定溶液酸碱性强强弱可以弱可以读读小数后两位。小数后两位。4、有关、有关pH简单计算简单计算例题:计算例题:计算pH=2的的H2SO4溶液中溶液中H2SO4物质的量物质的量浓度及溶液中浓度及溶液中OH 的物质的量浓度。的物质的量浓度。-v判断:判断:1、100时纯水的时纯水的pH值为值为6,小于,小于7,因而此时纯水呈酸性,因而此时纯水呈酸性2、10时纯水的时纯水的pH值比值比60时纯水的时纯水的pH值大值大3、25相同物质的量浓度的相同物质的量浓度的NaOH溶液和盐酸的溶液和盐酸的pH值之和为值之和为144、25pH=3的醋酸溶液中的的醋酸溶液中的H+与与pH=11的氨水中的氨水中OH-
16、相等。相等。练习练习HA、HB、HC三种浓度均为三种浓度均为0.1mol/L的的一元弱酸一元弱酸,HA溶液的溶液的pH值为值为2.7,HB溶液中溶液中OH-=210-12mol/L,HC溶液中溶液中H+/OH-的值为的值为108。则三种酸由强到弱的顺序为。则三种酸由强到弱的顺序为_。HBHAHC由pH的定义可知,pH是减函数,C(H+)增大,pH减小,且pH变化1个单位,C(H+)改变10倍迁移类比:pOH lg C(OH)C(OH)10pOH讨论计算:在25的溶液中,pH与pOH之和为多少?结论:在25的溶液中,pHpOH14p kw=?溶液溶液pH计算的类型计算的类型1、溶液稀释的、溶液稀
17、释的pH计算计算(1)pH=1的的H2SO4 1ml稀释至稀释至100ml,pH=?C(H )如何变化?如何变化?C(OH )如何变化?)如何变化?+-(2)pH=12的的NaOH 1ml稀释至稀释至100ml,pH=?C(H )如何变化?如何变化?C(OH )如何变化?)如何变化?+-对于强酸溶液(对于强酸溶液(pH=a)每稀释)每稀释10n倍,倍,pH增大增大n个单位,即个单位,即pH=a+n对于强碱溶液(对于强碱溶液(pH=b)每稀释)每稀释10n倍,倍,pH减小减小n个个单位,即单位,即pH=a-npH计算计算 强酸的稀释强酸的稀释例题:在例题:在25时,时,pH值等于值等于3的盐酸溶
18、液稀释到原来的的盐酸溶液稀释到原来的100倍,倍,pH 值等于多少?值等于多少?解:解:pH=-lgH+=-lg 1.0 10-5=5关键:抓住氢离子进行计算!关键:抓住氢离子进行计算!H+=1.0 10-5mol/L溶液的稀释的计算溶液的稀释的计算pH计算计算 强碱的稀释强碱的稀释例题:在例题:在25时,时,pH等于等于12的强碱溶液稀释到原来的的强碱溶液稀释到原来的100倍,倍,pH 等于多少?等于多少?解:解:稀释前:稀释前:OHOH-=pH=-lgH+关键:抓住氢氧根离子进行计算!关键:抓住氢氧根离子进行计算!稀释后:稀释后:OHOH-=H+=10=1 10-2mol/L=1 10-4
19、mol/L=1 10-10mol/L溶液稀释的溶液稀释的PHPH计算计算溶液的稀释溶液的稀释稀释后所得溶稀释后所得溶液的液的PHPH=3PH=3的稀盐酸加水稀释的稀盐酸加水稀释100100倍倍PH=2PH=2的稀硫酸加水稀释的稀硫酸加水稀释100100倍倍PH=11PH=11的的NaOHNaOH溶液加水稀释溶液加水稀释100100倍倍PH=12PH=12的的Ba(OH)Ba(OH)2 2溶液加水稀释溶液加水稀释100100倍倍PH=5PH=5的稀盐酸加水稀释的稀盐酸加水稀释10001000倍倍PH=9PH=9的的NaOHNaOH溶液加水稀释溶液加水稀释10001000倍倍54910约为约为7约
20、为约为7pH计算计算3弱酸、弱碱的稀释弱酸、弱碱的稀释3pH411pH12例例题题、pH=3的的HAc加加水水稀稀释释到到原原来来10倍倍,溶溶液液的的pH值范围值范围_pH=12氨氨水水加加水水稀稀释释到到原原来来10倍倍,溶溶液液的的pH值值范范围围_知识小结知识小结:溶液稀释的溶液稀释的PHPH计算有关规律计算有关规律1、强酸(碱)每稀释强酸(碱)每稀释10倍,倍,pH值向值向7靠拢靠拢一个单位。一个单位。2、弱酸(碱)每稀释弱酸(碱)每稀释10倍,倍,pH值向值向7靠拢靠拢不到一个单位不到一个单位3、pH=6或或8时,不可忽略水的电离,只能时,不可忽略水的电离,只能接近接近7;酸碱溶液
21、无限稀释,酸碱溶液无限稀释,pH只能接近只能接近7:酸不能:酸不能等于或大于等于或大于 7;碱不能等于或小于;碱不能等于或小于7。4.酸(碱)溶液稀释时,酸(碱)溶液稀释时,OH(H+)的物)的物质的量浓度将增大。质的量浓度将增大。pH计算计算4 强酸与强酸混合强酸与强酸混合例题:在例题:在25时,时,pH值等于值等于1的盐酸溶液和的盐酸溶液和pH值等于值等于4的硫酸溶液等体积混合的硫酸溶液等体积混合pH值等于多少?值等于多少?解:解:pH=-lgH+=-lg(1101+1104)/(1+1)-lg5102=2-lg5=1.3.关键:抓住关键:抓住氢离子氢离子进行计算!进行计算!规律:规律:两
22、种强酸等体积混合,混合液pHpH小lg2pH小0.3pH计算计算5 强碱与强碱混合强碱与强碱混合解:解:=-lg2+11=10.7例题:在例题:在25时,时,pH值等于值等于9和和pH值等于值等于11的两种氢氧的两种氢氧化钠溶液等体积混合化钠溶液等体积混合pH值等于多少?值等于多少?OH=(1 105+1103)/(1+1)H+=10-14/OH-pH -lg10-14/(10-3/2)关键:抓住关键:抓住氢氧根离子氢氧根离子进行计算!进行计算!规律:规律:两种强碱等体积混合,两种强碱等体积混合,混合液混合液pH pH 大大 lg2 pH大大 0.3计算:、pH=13和pH11的强碱等体积混合
23、的混合液的pH值、pH=1和pH=3的强酸等体积混合的混合液的pH值pH计算计算6 强酸与强碱混合强酸与强碱混合例题:在例题:在25时,时,100ml 0.6mol/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:酸过量抓住关键:酸过量抓住氢离子氢离子进行计算!进行计算!pH计算计算7 强酸与强碱混合强酸与强碱混合例题:在例题:在25时,时,100ml0.4mol/L的盐酸与等体积
24、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:碱过量抓住关键:碱过量抓住氢氧根离子氢氧根离子进行计算!进行计算!OH=0.1(0.6-0.4)/0.2H+=10-14/OH=10-14/0.1pH=-lg10-13=13强酸强碱等体积混合强酸强碱等体积混合pH的计算方法:的计算方法:、强酸强碱恰好完全反应,溶液呈中性,混合溶液pH=7、强酸强碱混合酸过量,先求过量的酸的浓度,再求pH、强酸强碱混合碱过量,先求过量的碱的浓度,求c(H+),再算pH值pH计算计算8
25、弱酸强碱或强酸弱碱混合弱酸强碱或强酸弱碱混合(1)PH为为12的的NaOH溶溶液液和和PH为为2的的醋醋酸酸溶溶液液等等体体积积相相混合,则混合液呈混合,则混合液呈_性性(2)PH为为12的的氨氨水水和和PH为为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)PH为为2的的盐盐酸酸和和PH为为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_(4)PH为为12的的NaOH溶溶液液和和PH为为2的的某某酸酸溶溶液液等等体体积积相相混合,则混合液混合,则混合液PH_酸酸碱碱大于等于大于等于7小于等于小于等于7酸性溶液,直接求酸性溶液,直接求pH碱性溶液,先求碱
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