第三章 水溶液中的离子平衡 (2)精选PPT.ppt
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1、第三章 水溶液中的离子平衡第1页,本讲稿共105页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电离平衡、电离平衡的移动和电离平衡常数电离平衡、电离平衡的移动和电离平衡常数第一节第一节弱电解质的电离弱电解质的电离溶液酸碱性的原因、酸碱反应曲线的测定和溶液酸碱性的原因、酸碱反应曲线的测定和pH的计算的计算第三节第三节盐类的水解盐类的水解盐溶液酸碱性的原因、水解平衡及其应用盐溶液酸碱性的原因、水解平衡及其应用第四节第四节难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡沉淀的溶解平衡及溶度积的有关计算沉淀的溶解平衡及溶度积的有关计算本章知识结构:第2页,本讲稿共105页第一节 弱电解质的电离 一、
2、强电解质和弱电解质1、电解质和非电解质、电解质和非电解质电解质:在水溶液电解质:在水溶液或或熔化状态下能导电的熔化状态下能导电的化合物化合物非电解质:水溶液非电解质:水溶液和和熔化状态下都不导电的熔化状态下都不导电的化合物化合物(1)定义:)定义:(2)物质导电的条件:带电粒子的运动)物质导电的条件:带电粒子的运动自由移动的电子:自由移动的电子:金属导电金属导电自由移动的离子:自由移动的离子:水分子作用或熔化状态下水分子作用或熔化状态下产生自由移动离子的化合物产生自由移动离子的化合物(3)注意:)注意:电解质与非电解质都是指化合物电解质与非电解质都是指化合物单质和混合物既不是电解质也不是非电解
3、质单质和混合物既不是电解质也不是非电解质第3页,本讲稿共105页电解质溶电解质溶(熔熔)液导电是由于液导电是由于自由移动的离子。自由移动的离子。电解质溶电解质溶(熔熔)液导电必须先电离。液导电必须先电离。水溶液导电水溶液导电溶质才是电解质溶质才是电解质电解质本身不导电,能导电的不是电解质。电解质本身不导电,能导电的不是电解质。(熔融除外)(熔融除外)2 2、强电解质和弱电解质、强电解质和弱电解质强电解质:在水溶液或熔化状态下强电解质:在水溶液或熔化状态下 全部全部电离成离子的电解质电离成离子的电解质.弱电解质:在水溶液或熔化状态下弱电解质:在水溶液或熔化状态下 部分部分电离成离子的电解质电离成
4、离子的电解质.(1)定义:)定义:离子型电解质在离子型电解质在水溶液中或熔融状态水溶液中或熔融状态下可以导下可以导 电,而共价型电解质电,而共价型电解质只有在水溶液中只有在水溶液中才能导电。才能导电。第4页,本讲稿共105页 强电解质的导电能力不一定强,强电解质的导电能力不一定强,弱电解质的导电能力不一定弱。弱电解质的导电能力不一定弱。3、化合物的类别:、化合物的类别:酸、碱、盐酸、碱、盐金属氧化物金属氧化物非金属氧化物非金属氧化物 大部分有机物大部分有机物强酸、强碱、盐、金属氧化物强酸、强碱、盐、金属氧化物弱酸、弱碱、水弱酸、弱碱、水电解质非电解质化合物强电解质弱电解质强酸:强酸:HCl、H
5、2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI强碱:强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2(2)注意:导电性的强弱只与自由移动离子浓度和离子导电性的强弱只与自由移动离子浓度和离子所带电荷有关,与电解质的强弱无关。所带电荷有关,与电解质的强弱无关。第5页,本讲稿共105页纯净物纯净物单单质质Cl2Cu化合物化合物非电解质非电解质电解质电解质强电解质强电解质CO2、酒精、酒精混合物混合物弱酸、弱碱、水弱酸、弱碱、水弱电解质弱电解质第6页,本讲稿共105页CaCO3不溶于水,无熔化状态,所以是非电解质不溶于水,无熔化状态,所以是非电解质盐酸溶液一定比弱酸醋酸溶液的导电性强盐酸溶液一定比
6、弱酸醋酸溶液的导电性强金属金属Fe、稀硫酸、熔化、稀硫酸、熔化Na2SO4都是电解质都是电解质食盐水、食盐水、SO3、NH3溶于水都能导电,食盐水、溶于水都能导电,食盐水、SO3、NH3都是电解质都是电解质1、判断正误:课堂练习:2、甲酸(、甲酸(HCOOH,属一元酸)的下列性质中,属一元酸)的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是可以证明它是弱电解质的是()A、1mol/L的甲酸溶液的甲酸溶液C(H+)约为约为110-2mol/LB、甲酸能与水以任意比例互溶、甲酸能与水以任意比例互溶C、10mL1mol/L的甲酸恰好与的甲酸恰好与10mL1mol/L NaOH溶液完全反应溶液完全反应D、相同温
7、度,甲酸溶液导电性比一元强酸溶液弱、相同温度,甲酸溶液导电性比一元强酸溶液弱A第7页,本讲稿共105页3、选择填空:、NaCl晶体、H、NaOH 溶液、浓硫酸、氢氟酸、H2S、Cl2、液态Al2O3、液态HCl 、SO3 、CH3COOH、Cu、盐酸 N、高氯酸O、熔化的蔗糖 P、Al(OH)3 Q、BaSO4其中属于电解质的是()属于非电解质的是()属于强电解质的是()属于弱电解质的是()能导电的是()AFHIKNPQBJOAHINQFKPCDEHLM第8页,本讲稿共105页4、强、弱电解质的比较本质区别:本质区别:外在表现:外在表现:内在原因:内在原因:是否全部电离是否全部电离等温度等浓度
8、等温度等浓度时的导电性的强弱时的导电性的强弱化学键类型及水分子的作用化学键类型及水分子的作用强电解质弱电解质电离特点 物质类别化学键电离表示存在形式全部电离全部电离 不可逆不可逆不存在电离平衡不存在电离平衡部分电离部分电离 可逆可逆存在电离平衡存在电离平衡强酸、强碱、盐强酸、强碱、盐金属氧化物金属氧化物弱酸、弱碱、水弱酸、弱碱、水离子键离子键 极性共价键极性共价键一般为极性共价键一般为极性共价键用用“=”水合离子水合离子分子分子(多多)和水合离子和水合离子(少少)用用“”第9页,本讲稿共105页 实验3-1:结论结论0.1mol/LHCl0.1mol/LCH3COOH 与Mg反应 溶液PH C
9、(H)现象分析 2、HCl能完全电离成离子,能完全电离成离子,CH3 3COOH不不能完全电离成离子。能完全电离成离子。1、浓度、体积相同的、浓度、体积相同的HCl 和和CH3 3COOH电离产生的电离产生的C(H)不同。不同。同浓度的盐酸氢离子浓度比醋酸大同浓度的盐酸氢离子浓度比醋酸大 3、CH3 3COOH溶液中既有分子又有离子,溶液中既有分子又有离子,存在化学平衡存在化学平衡-电离平衡。电离平衡。较快较慢12第10页,本讲稿共105页二、弱电解质的电离平衡1、电离平衡:在在一定条件一定条件下(如浓度、温度),弱电解质下(如浓度、温度),弱电解质在水溶液中电离的速率和离子结合成分子的在水溶
10、液中电离的速率和离子结合成分子的速率相等的平衡状态。速率相等的平衡状态。、特点:、特点:()研究对象:()研究对象:()本质原因:()本质原因:()状态特征:()状态特征:()注意:()注意:弱电解质弱电解质电离电离形成分子形成分子“逆、等、定、动、变逆、等、定、动、变”符合平衡移动原理符合平衡移动原理电离一般为吸热过程电离一般为吸热过程(断键、看成分解反应断键、看成分解反应)即使即使H3PO4,也只有少数分子电离,也只有少数分子电离V电离成离子电离成离子V离子结合成分子离子结合成分子tV第11页,本讲稿共105页C(H+)C(A)C(HA)HA初溶于水时 达到电离平衡前达到电离平衡时 弱酸H
11、A电离过程中体系各粒子浓度的变化3、弱酸弱碱溶液粒子浓度的变化最小最小最小最小最大最大变大变大变大变大变小变小不变不变不变不变不变不变4、电离方程式的书写、电离方程式的书写(1)强电解质的电离用)强电解质的电离用“”强酸、强碱、正盐、金属氧化物一步电离强酸、强碱、正盐、金属氧化物一步电离H2SO4=2H+SO42-Ba(OH)2=Ba2+2OH-Na2CO3=2Na+CO32-Al2O3(熔融熔融)=2Al3+3O2-第12页,本讲稿共105页强酸酸式盐一步电离,弱酸酸式盐分步电离强酸酸式盐一步电离,弱酸酸式盐分步电离NaHSO4=Na+H+SO42-(溶液)(溶液)NaHCO3=Na+HCO
12、3-(溶液)(溶液)HCO3-H+CO32-NaHSO4=Na+HSO4-(熔化)(熔化)(2)弱电解质的电离用)弱电解质的电离用“”一元弱酸、弱碱一步电离一元弱酸、弱碱一步电离CH3COOH CH3COO-+H+多元弱酸分步电离,多元弱酸分步电离,H2CO3 H+HCO3-(一级电离(一级电离主要)主要)(二级电离(二级电离次要)次要)分步书写,不能合并分步书写,不能合并NH3H2ONH4+OH-HCO3-H+CO32-电离级数越高,电离程度越小电离级数越高,电离程度越小第13页,本讲稿共105页多元弱碱分步电离,多元弱碱分步电离,一步书写一步书写两性氢氧化物按两种方式电离两性氢氧化物按两种
13、方式电离Fe(OH)3 Fe3+3OH-H2O+H+AlO2-Al(OH)3 Al3+3OH-5.5.影响电离平衡移动的因素影响电离平衡移动的因素影响化学反应速率的因素:影响化学平衡移动的因素:影响电离平衡移动的因素:浓度浓度、温度温度、压强压强、催化剂催化剂浓度浓度、温度温度、压强压强浓度浓度、温度温度()浓度:()浓度:()温度:()温度:同一电解质当温度不变时,同一电解质当温度不变时,浓度越小,电离程度越大浓度越小,电离程度越大同一电解质当浓度不变时,同一电解质当浓度不变时,温度越高,电离程度越大温度越高,电离程度越大越稀越电离,越热越电离越稀越电离,越热越电离第14页,本讲稿共105页
14、(3)同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子加入与弱电解质具有相同离子的的强电解质强电解质,将抑制电离。,将抑制电离。(4)加入能反应的物质,电离平衡发生移动)加入能反应的物质,电离平衡发生移动实验实验32 目的目的:结论结论酸性:酸性:CH3COOH碳酸碳酸硼酸硼酸比较弱电解质的相对强弱比较弱电解质的相对强弱6 6、电离常数、电离常数弱电解质AB:AB A+B(1)定义:)定义:(2)表达式:)表达式:(3)意义:)意义:(4)注意:)注意:电离平衡的平衡常数叫电离常数电离平衡的平衡常数叫电离常数用来衡量弱电解质的相对强弱用来衡量弱电解质的相对强弱相同温度相同温度电离常数越大,弱电解质相对越
15、强电离常数越大,弱电解质相对越强第15页,本讲稿共105页电离常数和化学平衡常数一样,只与温度有关电离常数和化学平衡常数一样,只与温度有关 与浓度和电离平衡移动无关与浓度和电离平衡移动无关温度越高,电离常数越大温度越高,电离常数越大多元弱酸、多元弱碱分步电离,多元弱酸、多元弱碱分步电离,K1K2K3,酸性或碱性由酸性或碱性由K1决定决定移动方向K n(H+)C(H+)导电性加水稀释加纯醋酸升 温加醋酸钠少量烧碱右移右移右移右移右移右移左移左移右移右移不变不变增大增大不变不变不变不变不变不变减小减小减小减小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弱减弱增强增强增强增强增
16、强增强增强增强对于:CH3COOH CH3COO-+H+第16页,本讲稿共105页1、相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸、相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(盐酸)与一元弱酸(醋酸)有许多异同点,(盐酸)与一元弱酸(醋酸)有许多异同点,可用下表比较,请填表:可用下表比较,请填表:C(H+)中和碱的能力与足量活泼金属产生H2的量开始与金属反应的速率一 元 强 酸一 元 弱 酸比较项目酸大大小小相同相同相同相同相同相同相同相同大大小小课堂练习:酸中和碱能力的大小与酸中和碱能力的大小与酸能提供的酸能提供的n(H+)成正比,成正比,即只与酸的物质的量和酸的元数有关,与强弱无关即只与酸的物质的量和酸
17、的元数有关,与强弱无关第17页,本讲稿共105页2、C(H+)相同、体积相同的一元强酸(盐酸)相同、体积相同的一元强酸(盐酸)与一元弱酸(醋酸)有许多异同点,可用下表与一元弱酸(醋酸)有许多异同点,可用下表比较,请填表:比较,请填表:C(酸)中和碱的能力与足量活泼金属产生H2的量开始与金属反应的速率反应开始后反应的速率一 元 强 酸一 元 弱 酸比较项目酸小小大大小小大大少少多多相同相同相同相同小小大大3、甲、乙两瓶氨水的浓度分别为、甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol/L和和0.1mol/L,则甲、乙两瓶氨水中的则甲、乙两瓶氨水中的c(OH-)之比之比(填大于、等于、小于填大于、等于、小于)1
18、0。小于小于第18页,本讲稿共105页4 4、在相同温度时,在相同温度时,100mL0.01mol/L的醋酸溶的醋酸溶液与液与10mL0.1mol/L的醋酸溶液比较的醋酸溶液比较,下列数值下列数值前者大于后者的是前者大于后者的是()A、中和时所需、中和时所需NaOH的量的量B、电离程度、电离程度C、n(H+)D、n(CH3COOH)E、c(H+)F、电离常数、电离常数BC 5 5、取取c(H+)为为0.1mol/L的盐酸和醋酸各的盐酸和醋酸各100mL,分别稀释至分别稀释至200mL后,再分别加入后,再分别加入0.3g锌粉锌粉,在相在相同条件下充分反应,有关叙述正确的是(同条件下充分反应,有关
19、叙述正确的是()A、醋酸与锌反应放出氢气多、醋酸与锌反应放出氢气多B、两者放出氢气一样多、两者放出氢气一样多C、醋酸与锌反应速率大、醋酸与锌反应速率大D、两者速率一样快、两者速率一样快BC第19页,本讲稿共105页 6、把、把 0.05 mol NaOH固体分别加入下列固体分别加入下列100 mL溶液中,溶液导电能力变化不大的是溶液中,溶液导电能力变化不大的是 ()A自来水自来水 B0.5 mol/L盐酸盐酸C0.5 mol/L醋酸醋酸 D0.5 mol/L氯化铵溶液氯化铵溶液BD7、在在 25时,用蒸馏水稀释时,用蒸馏水稀释 1 mol/L的的 HAc溶溶液至液至 0.01 mol/L,随,
20、随着着溶液稀释,下列各项溶液稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是中始终保持增大趋势的是()A B CD c(Ac)c(H)n(HAc)n(H)c(H)c(H)c(Ac)c(HAc)B第20页,本讲稿共105页9、在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液导电能在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液导电能力力I随着加入水的体积随着加入水的体积V变化的曲线如图表示,请回答:变化的曲线如图表示,请回答:(1)“0”点导电能力为点导电能力为 0 的理的理 由是由是 。(2)a、b、c三点处三点处,溶液溶液中中 c(H)由小到大的顺为由小到大的顺为 。(3)a、b、c三点处,电离程度最大的是三点处,电离
21、程度最大的是 。(4)若要使若要使 c点溶液中点溶液中 c(Ac)增大,增大,c(H)溶液减小溶液减小,可采用的措施是可采用的措施是:;。在在“0”点处醋酸未电离点处醋酸未电离,无无H+和和Ac离子存在离子存在0IVabca c bC加加NaOH 固体固体 加加 Na2CO3固体固体加入加入Mg、Zn等活泼金属等活泼金属第21页,本讲稿共105页一、水的电离1、水是极弱的电解质、水是极弱的电解质H2O+H2O H3O+OH-简写为:H2O H+OH-常温下,常温下,5.56108个水分子只有个水分子只有1个个电离电离2、证明水是电解质的实验、证明水是电解质的实验(1)水的电解实验)水的电解实验
22、(2)灵敏电流计的指针偏转)灵敏电流计的指针偏转(3)pH试纸测定纯水的试纸测定纯水的pH第二节 水的电离和溶液的酸碱性思考思考:25时时,纯水浓度约为多少纯水浓度约为多少?C(H+)为多少为多少?多少水分子才有多少水分子才有1个电离个电离?电离常数为多少电离常数为多少?第22页,本讲稿共105页思考:纯水改变下列条件,将对水的电离有何影响?(1)升高温度 (2)加H2SO4 (3)加NaOH (4)加NaHSO4 (5)加Na (6)加NaCl (7)加NaHCO3 (8)加CuSO4(1)温度:温度:(2)加酸或碱:)加酸或碱:(3)加)加活泼金属活泼金属:(4)加入)加入某些盐:某些盐:
23、3、影响水的电离平衡的因素、影响水的电离平衡的因素温度升高,水的电离平衡温度升高,水的电离平衡右移右移,促进水电离促进水电离水的电离平衡水的电离平衡左移左移,抑制水电离抑制水电离水的电离平衡水的电离平衡右移右移,促进水电离促进水电离能与水电离的能与水电离的H+或或OH反应反应生成弱电解质生成弱电解质水的电离平衡水的电离平衡右移右移,促进水的电离。促进水的电离。第23页,本讲稿共105页4、水的离子积(常数)-KW常温下常温下,水中的水中的:C(H+)=C(OH-)=110-7mol/L(1)定义:)定义:水中水中C(H+)和和C(OH-)的乘积的乘积KW=C(H+)C(OH-)250C时:时:
24、KW=C(H+)C(OH-)=110-14(2)注意:)注意:KW只取数值,一般不写单位。只取数值,一般不写单位。KW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(H+)总总 C(OH-)总总=KW250C时:时:C(H+)总总 C(OH-)总总=KW=110-14KW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,KW越大。越大。1000C是,是,KW=110-12第24页,本讲稿共105页在任何水溶液中一定存在在任何水溶液中一定存在H+和和OH-,但但H+和和OH-不能大量共存。不能大量共存。问题与讨论:问题
25、与讨论:1、在水中加入盐酸后,水的离子积是否发生改变?2、在水中加入强碱后,水的离子积是否发生改变?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(H+)和和C(OH-)是否相等?是否相等?4、100时时,水的离子积为水的离子积为10-12,C(H+)为多少?为多少?5、1mol/L盐酸溶液中水电离出的C(H+)为多少?6、在酸溶液中水电离出来的、在酸溶液中水电离出来的C(H+)和酸电离出来和酸电离出来 的的C(H+)什么关系?什么关系?加酸或碱抑制水的电离,只要温度不变,加酸或碱抑制水的电离,只要温度不变,K Kw w不变不变任何溶液中水电离任何溶液中水电离H+和和OH-永远相
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