学案--水的电离和溶液的酸碱性解析.pdf

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1、 课堂成就梦想 -1-细节决定成败 第2节 水的电离和溶液的 pH【考纲要求】了解水的电离，离子积常数。了解溶液 pH 的定义。了解测定溶液 pH 的方法，能进行 pH 的简单计算。一、水的电离平衡及影响水电离平衡的因素 1、水是 电解质，存在如下的电离平衡：或写为 。2、水的离子积：（1）、一定温度下，在纯水或水溶液中水的电离达到电离平衡时，溶液中 c(H+)与 c(OH-)的乘积是一个常数。称为该温度下水的离子积常数。（2）、常温下（250C 时）：纯水中 c(H+)=。c(OH-)=。Kw=。（3）、250C 时水、稀的酸溶液、碱溶液、及盐溶液中，c(H+)c(OH-)均为 。（4）、K

2、w 只与 有关。因为水的电离为 （吸热、放热）反应，所以随温度升高，Kw 将逐渐 。3、影响水的电离平衡的因素(1)酸、碱：纯水中加入酸或碱能 （抑制、促进）水的电离，如常温下 pH=1 的盐酸中水电离出的 c(H+)=；c(OH-)=。Kw=。(2)温度：升温 水的电离，纯水的 pH 值 7。（、）(3)盐:对水的电离的影响为：NaCl_ NaHSO4 _ NaHS、NaHCO3_ NaHSO3、NaH2PO4_ NH4Cl、CH3COONa、CH3COONH4_ 结论：纯水中加入能水解的盐可 （抑制、促进）水的电离。如 pH=11 的碳酸钠溶液中水电离出的 c(OH-)=；Kw=。注意：故

3、加入酸碱盐，只影响水的电离平衡但 不变。练习：在纯水中加入下列物质，请填写下表：平衡移动方向 c(H+)c(OH-)大小关系 KW 酸碱性 升温 c(H+)c(OH-)加少量硫酸 c(H+)c(OH-)加少量 NaOH(s)c(H+)c(OH-)加少量 NH4Cl(s)c(H+)c(OH-)加少量 NaAc(s)c(H+)c(OH-)二、溶液的酸碱性和 pH 值 1、pH 值的概念：。pH 值的范围在 之间，即 pH 值仅适用于 的稀溶液。pH 值每减小 n 个单位，c(H+)增大为原来的 倍，c(OH-)减小到原来的 。pH 值每增大 n 个单位，c(H+)减小到原来的 ，c(OH-)增大为

4、原来的 倍。2、溶液的酸碱性判断 用 c(H+)与 c(OH-)的相对大小判断，用 pH 值判断 注意：用 c(H+)与 c(OH-)的相对大小判断溶液的酸碱性是无条件的，任何温度、浓度都适用；用 pH 值判断溶液酸碱性的条件是 。例如 1000C 时水的离子积为 Kw=1.0X10-12，此温度下中性溶液的 pH=。3、测定溶液 pH 值的方法:（1）默写常见的酸碱指示剂及其变色范围 指示剂 变色范围 酸色 碱色 甲基橙 石蕊 酚酞 （2）测定溶液 pH 值的方法很多，比较精确的测定方法是用一种叫_的仪器来测量。用 pH 试纸也可以迅速判断溶液的 pH。常用的有_pH 试纸和_pH 试纸。范

5、围和精度分别为_ 用 pH 试纸测定溶液的 pH 值的操作方法是 _ _ _ _ 向课堂要效率 向课堂要效率 -2 练习：有一学生在实验室测定溶液的 PH 值，实验时他先用蒸馏水润湿 pH 试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行实验：（1）该生的实验方法是否正确？（2）如不正确，说明理由，同时分析是否一定有误差？（3）若用此法测定 c(H+)相等的硫酸和磷酸溶液的 pH 值，结果怎样？4、有关 pH 计算的主要题型及计算方法 定义式，根据 pHlg c(H)，因此计算溶液的 pH 的关键是计算溶液中 H的浓度。下面进行分类讨论 一、单一溶液 pH 的计算 强酸溶液 强酸溶液的 pH 计算方法

6、是：根据酸的浓度选求出强酸溶液中的 c(H+)然后对其取负对数就可求得 pH。例 1求 25时，0.005mol/L 的 H2SO4溶液的 pH:强碱溶液 强酸溶液的 pH 计算方法是：根据碱的浓度先求出强碱溶液中的 c(OH-)然后利用该温度下的Kw 求出 c(H+)然后求 pH 例 2求 25时，10-5mol/L 的 NaOH 溶液的 pH:其它溶液 其它溶液的 pH 计算方法是：想办法求出溶液中的 c(H+)然后取负对数 例 325时，某浓度的醋酸溶液中，由水电离的 c(H+)=110-12mol/L,该溶液的 pH 例 425时，某浓度的氨水中，由水电离的 c(H+)=110-12m

7、ol/L,该溶液的 pH 例 5某地酸雨经检验除 H+和 OH-外，还含有 Na+、Cl-、NH4+和 SO42-等离子，其浓度：c(Na+)=7.010-6mol/L，c(Cl-)=3.510-5mol/L，c(NH4+)=2.310-5mol/L，c(SO42-)=2.510-6mol/L，则该酸雨的 pH 值为 。二、稀释型（指单一溶质加水稀释或相当于水的稀释作用）实质：稀释前后酸或碱的物质的量不变。一般计算公式：c1V1c2V2，据此求出稀释后酸或碱的物质的量的浓度。特殊结论：若为酸：强酸，PHa,稀释 10n倍，PH ；若为弱酸，PHa,稀释 10n倍,PH ；若酸的溶液无限稀释，则

8、无论酸的强弱，PH 一律接近于 若为碱：强碱，PHa,稀释 10n倍,PH ；弱碱，PHa,稀释 10n倍,PH ；若碱的溶液无限稀释，则无论碱的强弱，PH 一律接近于 。例 6 下列六种情况下的 PH 分别为多少?PH2 的 HCl 溶液稀释 1000 倍，所得溶液的 PH（）PH2 的 CH3COOH 溶液稀释 1000 倍，所得溶液的 PH（）PH2 的 HCl 溶液稀释 100 倍，所得溶液的 PH（）PH11 的 NaOH 溶液稀释 100 倍，所得溶液的 PH（）PH11 的 NH3H2O 溶液稀释 100 倍，所得溶液的 PH（）PH10 的 NaOH 溶液稀释 100 倍，所得

9、溶液的 PH（）例 7、室温时将 PH=5 的硫酸溶液稀释 1000 倍后，则 c(H+):c(SO42-)是（）A.2:1 B.21:1 C.20:1 D.22:1 三、混合型（多种溶液混合）（1）强酸混合 强酸混合后溶液的 pH 求算的方法是：先求出混合后的 c(H+)混，即：c(H+)混c(H+)1V1c(H+)2V2(V1+V2)再根据公式 pH=-lgc(H+)求 pH。如 pH和 pH的两种盐酸等体积混合后的 pH 。如 pH和 pH的两种盐酸若按体积比 1：100 混合后溶液的 pH=。如果 pH和 pH的两种盐酸若混合后溶液的 pH=4，则应按体积比_混合 向课堂要效率 向课堂

10、要效率 -2（2）强碱溶液混合 强碱混合后溶液的 pH 求算的方法是：先求出混合后的 c(OH-)混 即：c(OH-)混c(OH-)1V1c(OH-)2V2(V1+V2)，再通过求出 c(H+),最后求 pH。如 pH和 pH11 两种 NaOH 溶液等体积混合后的 pH 。如 pH和 pH11 两种 NaOH 溶液若混合后溶液的 pH=10，应按体积比 混合。小结：0.3 规则（近似规则）若两种强酸溶液或两种强碱溶液等体积混合，且其 PH 相差 2 个或 2 个以上时，混合液的 PH 有如下近似规律：两强酸等体积混合时，混合液的 PH=PH 小+0.3；两强碱等体积混合时，混合液的 PH=P

11、H 大0.3。强酸和强碱溶液混合 这里的混合，实为中和，要发生反应：H+OH-H2O,中和后溶液的 pH 有三种情况：若恰好中和，pH 若酸有剩，根据中和后剩余的c(H+)即c(H+)（过）c(H+)1V1c(OH-)2V2）/(V1+V2)再求pH。；此时 pH7 若碱有剩，根据中和后剩余的 c(OH-),即 c(OH-)(过)c(OH-)1V1c(H+)2V2）/(V1+V2)，然后通过求出 c(H+)，最后求 pH。此时 pH7 例 899 mL 0.5 mol/L 硫酸跟 101 mL1 mol/L 氢氧化钠溶液混合后，溶液的 pH 值()A.0.4 B.2 C.12 D.13.6 例

12、 9求 99mL pH=1 的 H2SO4与 100mL pH=13 的 NaOH 混合后，溶液的 pH=例 1060mL 0.5mol/L NaOH 溶液和 40mL 0.4mol/L 的 H2SO4混合后,溶液的 pH=一般通式：若酸的 PHa，体积为 V(酸)，碱的 PHb，体积为 V(碱)，混合后溶液呈中性，则酸碱溶液的 PH 之和与它们的体积之比的关系为：根据中性溶液中:n(H+)n(OH-)，有 10-aV(酸)(10-14/10-b)V(碱),V(酸)V(碱)10ab14 例 11、不同体积的下列各组强酸、强碱溶液混合后，溶液呈中性，填写下表中的空格（pHa、pHb分别表示原酸、

13、碱溶液的 PH）。组别 酸碱溶液体积比 酸碱溶液中 c(H+)与 c(OH-)之比 混合前 pHa与 pHb之和 10：1 1：1 pHa+pHb=13 m：n 小结：酸按酸，碱按碱，无限稀释 7 为限。两强相混强点 3，酸是加，碱是减。异强混合看过量，剩谁余谁按谁算。两强等混值为 7，pH 之和为 14。例 12有浓度均为 0.1mol/L 的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液，试回答：（1）若三种溶液中 c（H+）依次为 a1mol/L、a2mol/L、a3mol/L，则它们的大小关系为_。（2）等体积的以上三种溶液分别与过量的 NaOH 溶液反应，若生成盐的物质的量依次为 b1mol、b2mol、

14、b3mol，则它们的大小关系是_。（3）分别用以上三种酸中和一定量的 NaOH 溶液生成正盐，若需酸溶液的体积依次为 V1、V2、V3，则其大小关系是_。（4）分别与锌反应，开始时产生氢气的速率为 v1、v2、v3，则其大小关系是_。向课堂要效率 向课堂要效率 -2 pH 的应用-酸碱中和滴定实验 一、定义：中和滴定是 的方法。1、原理：酸提供的 的物质的量与碱提供 相等。即：nH+=nOH-2、关键：准确测定参加反应的两种溶液的 ；（仪器的选择）准确判断 是否恰好完全反应。（指示剂的选择）3、仪器简介：滴定管的构造_ _ 使用方法：（1）（2）（3）（4）（5）4、指示剂的选择：强酸强碱相互

15、滴定，可选用甲基橙或酚酞。若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性，则选用酸性变色范围的指示剂（甲基橙）；若反应生成强碱弱酸盐，溶液呈碱性，则选用碱性变色范围的指示剂（酚酞）石蕊试液因颜色变化不明显，且变色范围过宽，一般不作滴定指示剂。终点判断：（滴入最后一滴，溶液变色后，半分钟内不复原）指示剂 操 作 酚酞 甲基橙 强碱滴定强酸 无色变为浅红色 橙色变为黄色 强酸滴定强碱 浅红色变为无色 黄色变为橙色【提醒】(1)中和反应严格按照化学方程式中化学计量数之比进行，即当酸提供的 H的物质的量与碱提供的 OH的物质的量相等时，恰好中和(2)中和反应恰好进行完全得到的溶液，不一定显中性，有可能显酸性或碱性【复

16、习】如何用实验测定酸碱滴定曲线？实验目的、实验原理、实验用品 二、实例：用已知浓度的 NaOH 溶液测未知盐酸的浓度 1.试剂：HCl 溶液（未知浓度）、0.1000mol/LNaOH 溶液、酚酞溶液、蒸馏水。2.仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、锥形瓶、洗瓶、铁架台、烧杯等。3.实验操作过程：（1）滴定准备过程：滴定管的准备：检漏-润洗-注液-赶气泡-调零 锥形瓶的准备：盛液-用酸式滴定管将一定体积（如 20mL）未知浓度的盐酸放入锥形瓶，滴加 23 滴指示剂。（2）滴定 左手控制滴定管活塞，右手不断摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶色中溶液颜色的变化。（3）终点的判断 所谓的终点是酸和碱恰好

17、中和完全的那个时刻。溶液颜色刚好由无色变为浅红色且在半分钟内不再退色。（4）读数 读取滴定管内液面所在体积数时，应使滴定管与水平的实验台面保持垂直，并使视线与滴定管内液体的凹液面最低处水平相切。（5）数据记录 重复滴定一次。设计表格，将两次读取的数据记录在自己设计的表格中，求出两次滴定消耗NaOH 体积的平均值，并利用平均值计算得出待测液 HCl 的浓度。三、酸碱中和滴定的误差分析 1原理 依据原理c(标准)V(标准)c(待测)V(待测)，所以c(待测)，因c(标准)已确定，因此只要分析出不正确操作引起V(标准)与V(待测)的变化，即 分析出结果 向课堂要效率 向课堂要效率 -2 0 刻度由小

18、到大 上 下 误读及结果：若起始平视，终仰视，则 V读偏大 C测偏大 若起始平视，终俯视，则 V读偏小 C测偏小 若先仰后俯，则 V读偏小，C测偏小 若先俯后仰，则 V读偏小，C测偏大 2常见误差：引起误差可能因素有以下几种：（1）视（读数）注意：滴定管中液体读数时精确到 0.01mL 一般需滴定 2-3 次，取其平均值（2）洗（仪器洗涤）正确洗法：二管二洗滴定管和移液管先用蒸馏水清洗多次，再用待装液润洗几次。一瓶一洗锥形瓶只能用蒸馏水洗。注意：一般滴定管装标准液，锥形瓶里装待测液。错误洗法导致结果：滴定管仅用水洗，使标准液变稀，故消耗标准液体积一定变大，V读变大，结果偏大。移液管仅用水洗，则

19、待测液变稀，所取待测液溶质物质的量变少，V读变小，结果偏小。锥形瓶用待测液洗过，则瓶内待测液的溶质量偏多，V读偏大，结果偏大。第一次滴定完后，锥形瓶内液体倒去后，尚未清洗，接着第二次滴定，滴定结果如何，取决于上次滴定情况如何。（3）漏（液体溅漏）滴定过程中锥形瓶内液体溅出，则结果偏小。终点已到，滴定管下端尖中级有液滴，则 V读偏大，测定结果偏大。（4）泡（滴定管尖嘴气泡）正确操作应在滴定前把尖嘴管中的气泡赶尽，最后也不能出现气泡。如滴定开始有气泡，后气泡消失，则结果偏大。若先无气泡，后有气泡，则结果偏小。（5）色（指示剂变色控制与选择）滴定时，眼睛应紧盯着锥形瓶内溶液的颜色变化。指示剂变色后应

20、半分钟内不复原。如变色后立即复原，则结果偏小。另外，同一种滴定，选择的指示剂不同，测定结果不同。（6）杂（标准物含杂）用于配制标准液的固体应该是纯净物。但其中有可能混有杂质，称量时又按需标准物固体质量来称取的，帮一般均会产生误差，在此杂质又分两种情况：杂质与待测液不反应 如 NaOH 中含 NaCl，所配的 NaOH 溶液浓度变小，滴定盐酸时，NaCl 不参与反应，所需标准液的体积偏大，故测定结果偏大。若杂质与待测液反应，则应作具体分析。关键：比较与等物质的量的待测物反应消耗的杂质质量和标准物的质量。若消耗杂质的质量较大，则相当于削弱了原标准液的作用能力，故与一定量待测物反应时，消耗的标准体积

21、变大，测定结果偏大。或者可用等质量的杂质、标准物分别与待测物反应，根据消耗的待测物质量的多少来判断。如杂质作用待测物质量越多，说明作用能力被增强，故测定结果偏小。练习：以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：步骤 操作 V(标准)c(待测)洗涤 酸式滴定管未用标准溶液润洗 变大 偏高 碱式滴定管未用待测溶液润洗 变小 偏低 锥形瓶用待测溶液润洗 变大 偏高 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 不变 无影响 取液 放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失 变小 偏低 滴定 酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失 变大 偏高 振荡锥形瓶时部分液体溅出 变

22、小 偏低 部分酸液滴出锥形瓶外 变大 偏高 读数 滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小 偏低 滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)变大 偏高 俯视：看小 平视：正确 仰视：看大 向课堂要效率 向课堂要效率 -2 向课堂要效率 向课堂要效率 -2 以下为部分答案 平衡移动方向 c(H+)c(OH-)大小关系 KW 酸碱性 升温 右 增大 增大 c(H+)=c(OH-)增大 中性 加少量硫酸 左 增大 减小 c(H+)c(OH-)不变 酸 加少量 NaOH(s)左 减小 增大 c(H+)c(OH-)不变 酸 加少量 NaAc(s)右 减小 增大 c(H+)a1 a3 （2）b1=b2=b3 （3）V1:V2:V3=2:1:2 或 V1=V3V2 （4）v2v1 v3