水的电离和溶液的酸碱性全精.pptx
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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第一课时第一课时第1页/共125页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GG现象:现象:指针摆动指针摆动不亮不亮结论:结论:水是水是 电解质电解质 极弱极弱H H2 2OO H H2 2O HO H3 3OO OHOHH H2 2O HO H OHOH能发生能发生 电离电离 微弱微弱灵敏电流计灵敏电流计灯泡灯泡第2页/共125页1、水的电离、水的电离H H2 2O HO H OHOHK电离电离=c(H+)c(OH-)c(H2O)c(H+)c(OH-)c(H2O)K电离电离
2、=室温下室温下55.6mol H2O中中有有110-7mol H2O电离,电离,因此因此c(H2O)可视为常数。可视为常数。Kw水的离子积水的离子积Kw=室温下室温下110-14注:c(H2O)=1 L1000 g18 gmol-12、水的电离常数、水的电离常数第3页/共125页Kw=c(H+).c(OH-)1)表达式:KW 叫做水的离子积常数,简称水的离子积。在任何水溶液中,均存在水的电离平衡,也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。任何水溶液中都存在Kw=c(H+).c(OH-)3、水的离子积常数注:提问:根据前面所学知识,水的离子积会受什么外界条件影响?第4页/共125页分析表格中的数
3、据,有何规律,并解释之。分析表格中的数据,有何规律,并解释之。t/0102025405090100Kw/10-140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0结论结论温度越高,温度越高,Kw越大。越大。25时时Kw=110-14,100时时Kw=110-12。Kw在一定温度下是个常数。在一定温度下是个常数。升高温度,促进水的电离。升高温度,促进水的电离。水的电离是一个水的电离是一个吸热吸热过程。过程。4、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,Kw变大(为什么?)第5页/共125页D1、水的电离过程为H2O H+OH-,在不同温度下其离子积为KW25=
4、110-14,KW35=2.1 10-14。则下列叙述正确的是()A、H+随着温度的升高而降低B、在35时,纯水中 H+OH-C、水的电离常数K25 K35 D、水的电离是一个吸热过程第6页/共125页2、判断正误:1)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)都存在Kw=10-14。3)某温度下,某液体c(H+)=10-7mol/L,则该溶液一定是纯水。第7页/共125页 定性讨论定性讨论 作为弱电解质,水的电离平衡受哪些外界因素影响?温度、离子浓度(H+、OH-)等影响第8页/共125页(2)加入酸或碱,抑制水的电离,Kw不变。H2O H+OH-第9页/共125页
5、水的电离水的离子积:影响因素KW =c(OH-)c(H+)(25时,KW=1.0 10-14)温度:酸:碱:T,KW 抑制水的电离,KW不变抑制水的电离,KW 不变第10页/共125页(3)加入能消耗H+和OH-的物质而会促进水的电离,Kw不变。如:Na、Cu2+、CH3COO-第11页/共125页对常温下的纯水进行下列操作:加NaOH加HCl加热Kwc(H+)c(OH-)浓度大小关系c(OH-)c(H+)水的电离平衡移动方向酸碱性 条件中性 正反应 增大 增大 c(H+)=c(OH-)增大 酸性 逆反应 增大 减小 c(H+)c(OH-)不变碱性 逆反应 减小 增大 c(H+)10-7c(O
6、H-)酸性左移10-7c(H+)c(OH-)碱性第28页/共125页溶液的酸碱性由溶液中H+、OH-浓度相对大小决定酸性:c(H+)c(OH-)中性:c(H+)=c(OH-)碱性:c(H+)c(OH-)常温25c(H+)10-7mol/Lc(H+)=10-7mol/Lc(H+)10-7mol/L无论任何温度,无论酸性、中性、碱性溶液,都存在水电离出的H+、OH-,并且由水电离出的这两种离子浓度一定相等。第29页/共125页判断正误:1.如果c(H+)不等于c(OH-)则溶液一定呈现酸碱性。2.在水中加酸会抑制水的电离,电离程度减小。3.如果c(H+)/c(OH-)的值越大则酸性越强。4.任何水
7、溶液中都有c(H+)和c(OH-)。5.c(H+)等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性。6.对水升高温度电离程度增大,酸性增强。第30页/共125页二、溶液的酸碱性与pH讨论:KW105=10-12在105 时,纯水中c(H+)为多少?c(H+)110-7mol/L是否说明105 时纯水溶液呈酸性?不能用 c(H+)等于多少来判断溶液酸、碱性,只能通过两者相对大小比较105 时,c(H+)=110-7mol/L溶液呈酸性还是碱性?第31页/共125页计算下列溶液的pH,通过计算结果思考:表示溶液的酸碱性什么时候用pH更加方便?25 10-5 mol/L盐酸 1 mol/L盐酸 2 mol/
8、L盐酸25 10-5 mol/LNaOH溶液 1 mol/LNaOH溶液引入pH值意义:表示溶液酸碱性的强弱。用H+物质的量浓度的负对数表示1)定义式:pH=-lgc(H+)用pH值表示c(H+)或c(OH-)1mol/L的溶液的酸碱性不用pH表示。1、pH值第32页/共125页0 1001 1012 1023 1034 1045 1056 1067 1078 1089 10910 101011 101112 101213 101314 1014中性pHC(H)C(OH-)10-1410-1310-1210-1110-1010-910-810-710-610-510-410-310-210-1
9、100酸性碱性增强增强0 1001 1012 1023 1034 1045 1056 1067 1078 1089 10910 101011 101112 101213 101314 1014pH 越小,c(H+)越大酸性越强;pH 越大,c(OH-)越大,碱性越强。结合pH与c(H+)的关系,思考溶液酸碱性与pH的关系第33页/共125页pH值与溶液酸碱性的关系?pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 酸性增强中 性碱性增强25回忆初中所学常温下pH大小与溶液酸碱性的关系第34页/共125页中性溶液 酸性溶液 碱性溶液c(H+)=c(OH-)=110-7m
10、ol/Lc(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)pH=7pH7pH7思考:pH为7的溶液是否一定是中性溶液?(25)2)溶液的酸碱性与pH的关系c(H+)110-7mol/Lc(H+)110-7mol/L第35页/共125页中性溶液 酸性溶液 碱性溶液c(H+)=c(OH-)=110-6mol/Lc(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)pH=6pH6pH6思考:pH为7的溶液是否一定是中性溶液?(100)溶液的酸碱性与pH的关系c(H+)110-6mol/Lc(H+)110-6mol/L第36页/共125页pH值与溶液酸碱性的关系?pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 酸
11、性增强中 性碱性增强100回忆初中所学常温下pH大小与溶液酸碱性的关系第37页/共125页pH=-lg c(H+)第38页/共125页pH值有关判断正误1、一定条件下 pH值越大,溶液的酸性越强。2、强酸溶液的pH值一定小。3、pH值等于6的溶液,一定是一个弱酸体系。4、pH值相同的强酸和弱酸中H+相同。5、在常温下,pH=0的溶液酸性最强,pH=14的溶液碱性。7、常温下,由水电离出的H+=10-12mol/L,则溶液pH定为128、相同体积和pH值的盐酸,醋酸、硫酸中H+的物质的量相等 第39页/共125页练习:2.常温下,下列溶液酸碱性最弱的是pH=4c(H+)=10-3mol/Lc(O
12、H-)=10-11mol/Lc(H+)/c(OH-)=10-4D第40页/共125页3.3.1mol/L1mol/L的盐酸、醋酸、硫酸各的盐酸、醋酸、硫酸各1L1L,分别加入足量的铁。,分别加入足量的铁。开始反应时产生氢气的速率开始反应时产生氢气的速率_,最终收集到的氢气的物质的量最终收集到的氢气的物质的量_。pHpH都为都为1 1的盐酸、醋酸、硫酸各的盐酸、醋酸、硫酸各1L1L,分别加入足量的铁。,分别加入足量的铁。开始反应时产生氢气的速率开始反应时产生氢气的速率 _ _,最终收集到的氢气的物质的量最终收集到的氢气的物质的量 _ _。硫酸盐酸醋酸硫酸盐酸醋酸硫酸盐酸硫酸盐酸=醋酸醋酸三者相等
13、三者相等醋酸硫酸醋酸硫酸=盐酸盐酸第41页/共125页2、pH的测定方法 酸碱指示剂的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的。我们把指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围。pHpH1 2 1 2 3.13.1 4.44.4 5 5 6 7 6 7 8 8 9 9 1010 11 12 13 14 11 12 13 14甲基橙甲基橙红色红色橙色橙色黄色黄色石蕊石蕊红色红色紫色紫色蓝色蓝色酚酞酚酞无色无色浅红浅红色色红色红色(1)酸碱指示剂(定性测量范围)第42页/共125页(2)pH试纸(定量粗略测量)pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 强酸性
14、弱酸性 中性 弱碱性 强碱性红 色橙红色橙黄色浅草绿色深草绿色蓝色深蓝色黄色蓝紫色(整数位)第43页/共125页第44页/共125页讨论:pH试纸的使用能否直接把pH试纸伸到待测液中?是否要先湿润pH试纸后,再将待测液滴到pH试纸上?能否用广泛pH试纸测出pH=7.1来?标准比色卡中的数据都是整数如用湿润的pH试纸检验待测液,对该溶液pH值的测定:A、一定有影响 B、偏大 C、偏小 D、不确定使用方法:用洁净的玻璃棒沾取被测溶液滴在干燥的pH试纸中部,跟标准比色卡相对比注意:不能用水润湿要放在玻璃片(或表面皿)上用玻璃棒蘸待测液滴于试纸上第45页/共125页(3)pH计(定量精确测量)(小数位
15、)第46页/共125页(2009年高考广东卷)下列可用于测定溶液年高考广东卷)下列可用于测定溶液pH且精且精确度最高的是确度最高的是()()(A)酸碱指示剂酸碱指示剂 (B)pH计计 (C)精密精密pH试纸试纸 (D)广泛广泛pH试纸试纸高考链接高考链接B第47页/共125页练习1、pH试纸使用操作中正确的是()A.将pH试纸的一端浸入溶液,观察颜色的变化B.将pH试纸浸入溶液一会儿,再取出跟标准比色卡相比较C.用洁净的玻璃棒沾取被测溶液,滴在pH试纸上,颜色变化后与比色卡对照D.先将pH试纸用蒸馏水润湿,再用洁净的玻璃棒沾取被测溶液,滴在pH试纸上,颜色变化后与比色卡对照C第48页/共125
16、页2.下列溶液一定显酸性的是 A.溶液中c(H+)c(OH-)B.溶液中含有OH-离子 C.滴加紫色石蕊试液不变色的溶液 D.pH=7的溶液A第49页/共125页人体几种体液和代谢产物的正常pH人体体液和代谢产物都有正常的pH范围,测定人体体液和代谢产物的pH,可以帮助了解人的健康状况。一些体液和代谢产物的正常pH如上图所示。四、pH值的应用第50页/共125页作物作物pH作物作物pH水稻67生菜67小麦6.37.5薄荷78玉米67苹果56.5大豆67香蕉5.57油菜67草莓57.5棉花68水仙花66.5马铃薯4.85.5玫瑰67洋葱67烟草56一些重要农作物最适宜生长的土壤的pH值第51页/
17、共125页1、人体健康人体内的各种体液都有一定的pH,当体内的酸碱平衡失调时,血液的pH是诊断疾病的一个重要参数。2、日常生活人们洗发时使用的护发素,其主要功能也是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度。3、环保领域酸性或碱性废水的处理常常利用中和反应。第52页/共125页 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第三课时第三课时第53页/共125页强酸强碱强酸强碱 pH 的计算:的计算:强酸:强酸:c(酸酸)电离电离c(H+)lgpH强碱:强碱:c(碱碱)电离电离c(OH)Kwc(H+)lgpHlgpOH14pOHpH例:计算例
18、:计算0.1mol/L的的HCl溶液的溶液的pH值值解、c(H+)0.110.1 pH lg 0.1 1练习:试计算常温下的练习:试计算常温下的0.005 mol/L H2SO4溶液;溶液;0.005 mol/L Ba(OH)2 溶液的溶液的pH值值解、c(H+)0.00520.01 pH lg 0.01 2 c(OH)0.00520.01 pH lg 1012 12或 c(OH)0.00520.01 pOH lg 0.01 2 pH=14 2 12三、有关溶液的三、有关溶液的pH的计算的计算第54页/共125页1、强酸与强酸混合:、强酸与强酸混合:强酸强酸:c 电离电离c(H+)强酸强酸:c
19、 电离电离c(H+)c(H+)混合lgpH计算计算10mL 0.1mol/L HCl和和10mL 0.05 mol/L H2SO4混合溶液的混合溶液的pH解:解:c(H+)0.110.1 mol/L c(H+)0.0520.1 mol/L c(H+)混合pH -lg 0.1 1练习:练习:pH2的盐酸溶液和的盐酸溶液和0.00005 mol/L的硫酸溶液等体积混合,的硫酸溶液等体积混合,试计算混合溶液的试计算混合溶液的pH值值 解:c(H+)0.01 mol/L c(H+)0.0000520.0001 mol/L c(H+)混合pH-lg 0.005 =2+lg2=2.3两种强酸等体积混合,混
20、合液两种强酸等体积混合,混合液pH pH 小小 lg2 pH小小0.3第55页/共125页思考:怎样计算强碱与强碱混合溶液的思考:怎样计算强碱与强碱混合溶液的pH值?值?2、强碱与强碱混合:、强碱与强碱混合:强碱强碱:C 电离电离C(OH)强碱强碱:C 电离电离C(OH)C(OH)混合lgpHKwC(H+)混合lgpOH14pOH例、25 时,10mL 0.1mol/L NaOH和10mL 0.05 mol/L Ba(OH)2混合,计算混合溶液的pH值解:c(OH)0.1 c(OH)0.0520.1c(OH)混合c(H+)混合pH lg 1013 =13练习:pH12的氢氧化钠溶液和0.000
21、05 mol/L的氢氧化钡溶液等体积混合,试计算混合溶液的pH值或pOH lg 0.1 =1pH 14 1=13第56页/共125页 解:c(OH)0.01 c(OH)0.0000520.0001c(OH)混合pOH-lg 0.005 =2+lg2=2.3 pH=14 2.3 11.7两种强碱等体积混合,混合液两种强碱等体积混合,混合液pH pH 大大 lg2 pH大大 0.3计算:计算:、pH=13和和pH11的强碱的强碱 、pH=1和和pH=3的强酸的强酸等体积混合的混合液的等体积混合的混合液的pH值值解:解:、pH混混 pH大大0.3130.312.7、pH混混 pH小小0.310.31
22、.3想一想:强酸强碱混合,混合溶液的想一想:强酸强碱混合,混合溶液的pH值怎样计算?值怎样计算?结论:酸碱混合时,先计算过量的结论:酸碱混合时,先计算过量的c(H+)或或c(OH)再计算再计算pH第57页/共125页3、强酸强碱混合:、强酸强碱混合:、强酸强碱恰好完全反应,溶液呈中性,混合溶液、强酸强碱恰好完全反应,溶液呈中性,混合溶液 pH=7例、将PH=2盐酸aL和PH=13的氢氧化钠bL混合,溶液恰好呈中性,则a:b等于多少?、强酸强碱混合酸过量,先求过量的酸的浓度,再求、强酸强碱混合酸过量,先求过量的酸的浓度,再求pH第58页/共125页 pH=lg c(H+)余余例:求例:求30mL
23、 pH=3的盐酸溶液与的盐酸溶液与20mL pH=11的氢氧化钠溶液反的氢氧化钠溶液反应后溶液的应后溶液的pH解:解:c(H+)103 mol/L c(OH)103 mol/L pH=lg 2104 4lg2、强酸强碱混合碱过量,先求过量的碱的浓度,再求pH由由c(OH)余余Kwc(H+)lgpH第59页/共125页例10:在25时,100ml0.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值等于多少?解:NaOH+HCl=NaCl+H2O0.040.06关键:碱过量抓住氢氧根离子进行计算!COH=0.1(0.6-0.4)/0.2CH+=10-14/OH=10-1
24、4/0.1pH=-lg10-13=13强酸与强碱混合碱过量第60页/共125页两溶液等体积混合两溶液等体积混合稀释后所得溶稀释后所得溶液的液的PH甲溶液甲溶液乙溶液乙溶液PH=3的的HClPH=5的的HClPH=2的的HClPH=5的的HClPH=9的的NaOHPH=11的的NaOHPH=9的的NaOHPH=12的的NaOHPH=4的的HClPH=10的的NaOHPH=3的的HClPH=9的的NaOHPH=5的的HClPH=11的的NaOH3.32.310.711.773.310.7第61页/共125页4、弱酸强碱或强酸弱碱混合例7、(1)pH为12的NaOH溶液和pH为2的醋酸溶液等体积相混
25、合,则混合液呈_性(2)pH为12的氨水和pH为2 的盐酸等体积相混合,则混合液呈 _性(3)pH为2的盐酸和pH为12 的某碱等体积相混合,则混合液pH_(4)pH为12的NaOH溶液和pH为2的某酸溶液等体积相混合,则混合液pH _(5)pH为12的氨水和pH=2的醋酸溶液等体积混合,则混合液的pH_。有关溶液pH的计算酸酸碱碱7 77 7比较比较大小大小第62页/共125页1、某酸溶液的pH为2,某碱溶液的pH为12,两者等体积相混合后,有关pH值的变化正确的是A、大于7 B、小于7 C、等于7 D、都有可能2、常温下一种pH为2 的酸溶液与一种pH为12 的碱溶液等体积相混合,对溶液的
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