3水的电离和溶液的酸碱性.pptx

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1、一、水的电离+H2O+H2OH3O+OH-简写：【思思 考考】纯水的组成微粒有哪些？H2O、H+、OH-1.水是一种极弱的电解质，能微弱的电离:H2OH+OH-H0第1页/共56页常温(25)下1L水(55.6mol)中电离的只有110-7mol,因此水的浓度可以看做常数，因此K电离c(H2O）是一个新的常数KwK电离c(H+)c(OH-）c(H2O）K电离c(H+)c(OH-）c(H2O）H2OH+OH-2.水的离子积常数表达式：Kw=c(H+).c(OH-)KW叫做水的离子积常数，简称水的离子积。电离常数？第2页/共56页思考:含有H+的溶液一定是酸，含OH-的溶液一定是碱吗？任何酸中只含

2、H+，任何碱中只含OH-吗?结论: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-)常温下(25)：Kw=c(H+).c(OH-)=110-14(题目不指明温度时，通常认为是25)第3页/共56页讨论：分析下表中的数据有何规律，并解释之3.条件改变对水的电离平衡及Kw的影响1）KW只与温度有关，温度升高，促进水的电离(电离吸热），KW值增大。如：KW（25）=110-14KW（100）=110-12温度温度0202550100Kw 10-140.1140.6811.015.4755.0第4页/共56页讨论：对常温下的纯

3、水进行下列操作，完成下表：酸碱性水的电离平衡移动方向c(H+)c(OH-)c(H+)与c(OH-)大小关系Kw变化加热加HCl加NaOH中性右移增大增大c(H+)=c(OH-)增大酸性左移增大减小不变碱性左移减小 增大不变2)温度不变，加入溶质对水的电离平衡及KW的影响。酸、碱由于电离产生H+或OH-，能抑制水的电离，使水的电离程度减小，但Kw不变c(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)第5页/共56页判断正误：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=110-14。3、某温度下，某液体c(H+)=10-7mol/L，则该溶液一定是纯水。4、某水溶

4、液中c(H+)=10-6mol/L一定是酸性溶液。5、向纯水中加入溶质，水的电离平衡将向逆向移动【课 堂 练 习】第6页/共56页0.01mol/L盐酸溶液中。c(H+)、c(OH-)分别为多少？4.利用Kw的定量计算c(H+)=0.01mol/Lc(OH-)=KW/c(H+)=10-12mol/Lc(OH-)=0.01mol/Lc(H+)=KW/c(OH-)=10-12mol/L0.01mol/LNaOH溶液中.c(H+)、c(OH-)分别为多少？1).求溶液中的c(H+)aq或c(OH-)aqKw=c(H+).c(OH-)=110-14Kw=c(H+)酸+c(H+)水.c(OH-)水=11

5、0-14Kw=c(H+)水.c(OH-)碱+c(OH-)水=110-14第7页/共56页v思考讨论0.01mol/L盐酸溶液中。由水电离出的c(H+)水、c(OH-)水分别是多少？0.001mol/LNaOH溶液中。由水电离出的c(H+)水、c(OH-)水分别是多少？2).求由水电离出的c(H+)水或c(OH-)水任何水溶液中由水电离出来的c(H+)水与c(OH-)水相等c(H+)水=c(OH-)水=10-12mol/LKw=c(H+)酸+c(H+)水.c(OH-)水=110-14Kw=c(H+)水.c(OH-)碱+c(OH-)水=110-14c(H+)水=c(OH-)水=10-11mol/L

6、H2OH+OH-第8页/共56页回顾利用Kw的定量计算的解题思路1).求溶液中的c(H+)aq或c(OH-)aq2).求由水电离出的c(H+)水或c(OH-)水酸溶液中H+来自酸和水的电离（当两者相差100倍可以忽略小的），而溶液中OH-来自水的电离酸溶液中c(OH-)aq=c(OH-)水。先计算溶液中的c(H+)aq，然后利用Kw计算c(OH-)aq，最终根据c(H+)水=c(OH-)水=c(OH-)aq求解。碱溶液中OH-来自碱和水的电离（当两者相差100倍可以忽略小的），而溶液中H+来自水的电离碱溶液中c(H+)aq=c(H+)水。先计算溶液中的c(OH-)aq，然后利用Kw计算c(H+

7、)aq，最终根据c(H+)水=c(OH-)水=c(H+)aq求解。（抓主要矛盾：先求浓度大的微粒的浓度）任何溶液中由水的电离c(H+)水=c(OH-)水第9页/共56页1、某溶液中由水电离产生的c(H+)=10-12mol/L，则该溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中c(H+)的可能值？2、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的c(H+)水大小关系为：盐酸醋酸溶液硫酸溶液氢氧化钠溶液解：由水电离产生的c(H+)水=c(OH-)水=10-12mol/L10-7若溶液显碱性c(H+)aq=c(H+)水=10-12mol/Lc(OH-)aq=10-2mol/L若溶液显酸性c(OH-)aq=c

8、(OH-)水=10-12mol/Lc(H+)aq=10-2mol/L=【课 堂 练 习】10-14/0.110-14/0.110-14/0.210-14/0.1第10页/共56页3、25，A、B、C三种溶液，其中A中c(H+)=10-3mol/L，B中c(OH-)=510-7mol/L，C中c(H+)/c(OH-)=106，则三种溶液的酸性强弱顺序如何？4、25，浓度均为0.1mol/L的下列溶液中c(H+)由大到小的排列顺序：氨水NaOH盐酸醋酸ACBB中c(H+)=KW/c(OH-)=210-8mol/LC中c(H+)=10-4mol/L第11页/共56页讨论：25、100溶液的酸碱性跟溶

9、液中H+和OH-浓度有什么关系？c(H+)mol/Lc(OH-)mol/Lc(H+)与与c(OH-)相对大小相对大小溶液溶液酸碱性酸碱性蒸蒸馏馏水水 加酸加酸加碱加碱加热至加热至10010-710-7c(H+)=c(OH-)中性10-710-7c(H+)c(OH-)酸性10-710-7c(H+)c(OH-)碱性10-610-6c(H+)=c(OH-)中性第12页/共56页中性溶液c(H+)=c(OH-)c(H+)=1107mol/Lc(OH-)=1107mol/L酸性溶液c(H+)c(OH-)c(H+)1107mol/Lc(OH-)1107mol/L碱性溶液c(H+)c(OH-)c(H+)11

10、07mol/Lc(OH-)1107mol/L思考：在100时(KW(100)=110-12)，纯水中c(H+)为多少？c(H+)110-7mol/L是否说明100时纯水溶液呈酸性？100时，c(H+)=110-7mol/L溶液呈酸性还是碱性？注意：溶液酸碱性是由c(H+)与c(OH-)相对大小决定！(常温可用c(H+)与110-7mol/L相对大小来判断)任何温度常温二、溶液的酸碱性与pH第13页/共56页练习：1)10-5mol/L、0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L盐酸溶液的pH分别为多少？2)10-5mol/L、0.1mol/L、1mol/LNaOH溶液的pH为多少？1、意

11、义：pH的大小能反映出溶液中c(H+)的高低,即表示稀溶液酸、碱性的强弱。2、表示：用H+物质的量浓度的负对数来表示。pH=-lgc(H+)（一）pH概念表示较小较小的c(H+)=10-12mol/L时，很麻烦但应用广所以引入了一种方便方案：c(H+)10-12mol/L12-lgc(H+)lgc(H+)-12负对数pH+H识记：lg2=0.3lg5=0.7计算碱溶液pH应先算c(OH-)，再利用KW计算出c(H+)二、溶液的酸碱性与pH（5、1、0.3、0）（9、13、14）第14页/共56页酸性溶液c(H+)c(OH-)c(H+)1107mol/L碱性溶液c(H+)c(OH-)c(H+)1

12、107mol/LpH=7pH7pH7讨论：pH变化与酸碱性变化的关系怎样？pH越大碱性越强，pH越小酸性越强中性溶液c(H+)=c(OH-)c(H+)=1107mol/L常温下思考:KW(100)=10-12，试求在100时纯水的pH。pH=6是否说明100时纯水成弱酸性？任意温度下(二)、溶液的pH与酸碱性强弱的关系第15页/共56页pH有关的正误判断1、一定条件下pH越大，溶液的酸性越强。2、强酸溶液的pH一定小。3、pH等于6的溶液，一定是一个弱酸体系。4、pH相同的强酸和弱酸中c(H+)相同。5、在常温下，pH=0的溶液酸性最强，pH=14的溶液碱性最强。6、pH有可能等于负值。7、常

13、温下，由水电离出的c(H+)10-12mol/L，则溶液pH定为12。8、相同体积和pH的盐酸、醋酸、硫酸，溶液中H+的物质的量相等。第16页/共56页酸碱指示剂法（阅读教材P49）pH试纸法（阅读教材P47）、pH计法等酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱。以HIn代表石蕊分子3.14.45.08.08.210.0指示剂的变色范围HIn(红色)H+In-(蓝色)pHpH1 2 1 2 3 3.1.1 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橙色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

14、色浅红浅红色色红色红色(三)pH测定方法1.定性测定：2.定量测定：第17页/共56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？一定会产生影响？能否用pH试纸测出pH=7.1来？pH试纸测定溶液pH的正确操作：将干燥的pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸中部，待试纸上显出颜色后马上跟标准比色卡相对比。标准比色卡中的数据都是整数，使用pH试纸测试溶液酸碱性时读数是整数。pH越小,颜色越红,pH越大,颜色越蓝,直至发黑；当pH为7时,呈黄绿色.否否，不一定否第18页/共56页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

15、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.用洁净的玻璃棒蘸取被测溶液，点在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，再用洁净的玻璃棒蘸取被测溶液，点在pH试纸上，颜色变化后与比色卡对照C2、某溶液取少量滴在pH试纸上，试纸呈深蓝色，此溶液中不可能大量共存的离子是：A.PO43-B.HCO3-C.Al3+D.K+BC【课 堂 练 习】变：某溶液由水电离出来的c(H+)=10-11mol/L，上述离子一定能大量共存的是：D第19页/共56页（抓主要矛盾先求浓度大的微粒的浓度）(四)有关pH的计算练：1)、求0.05mol/L的H2SO4溶液的pH。2)

16、、求0.05mol/L的Ba(OH)2溶液的H+浓度及pH。c(H+)=0.052mol/LpH=-lgc(H+)=-lg0.1=1c(OH-)=0.052mol/Lc(H+)=KW/c(OH-)=10-13mol/LpH=-lgc(H+)=-lg10-13=131单一溶液pH的计算(1)酸溶液：pH lgc(H)；K(2)碱溶液：c(H)Wc(OH)，再求 pH；或直接求 pOH lg c(OH)，据 pHpOH 14(25时)再求pH。第20页/共56页4)、下列溶液在常温下酸性最强酸性最强的是（）A、pH=4的溶液B、22.4mL(标况)HCl溶于水配成1L溶液C、c(OH-)=10-1

17、2mol/L的溶液D、c(H+)=10-3mol/L的溶液5)、pH=0的溶液，下列叙述正确的是（）A、是酸性最强的溶液B、与0.5mol/LH2SO4溶液中c(H+)相同C、c(H+)0的溶液D、与1mol/LCH3COOH溶液中c(H+)相同3)、甲溶液的pH3，乙溶液的pH1，则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)之比为（）A、100B、1/100C、3D、1/3pH相差a，c(H+)相差10-aCB第21页/共56页6、0.1mol/L盐酸、硫酸、醋酸pH大小关系如何？pH(醋酸)pH(盐酸)pH(硫酸)pH=1的盐酸、硫酸、醋酸中c(H+)、物质的量浓度关系如何？v现有pH、体积相

18、等的H2SO4、HCl、醋酸三种酸溶液，投入足量的相同形状、大小的锌粒，开始瞬间反应速率大小关系是_，充分反应后生成H2体积大小（相同状况）关系是_。相等醋酸硫酸盐酸pH相等c(H+)相等；c(弱)c(一元强)c(多元强)即c(HAc)c(HCl)c(H2SO4)第22页/共56页1）酸的稀释：思考：在25时，pH=5的盐酸稀释到原来的10倍，pH等于多少？如果稀释到1000倍后，pH又等于多少呢？pH=-lgc(H+)=-lg10-5/10=-lg10-6=6c(H+)水=c(OH-)水c(H+)=c(H+)水+10-8c(H+)aqc(OH-)aq=10-14c(H+)水+10-8.c(O

19、H-)水=10-14c(H+)水+10-8.c(H+)水=10-14c(H+)=c(H+)水+10-8=1.0510-7pH7关键：1、抓住氢离子进行计算！2、当酸提供的c(H+)很小时（pH6），不能忽略水电离出的c(H+)水2.溶液的稀释“无限稀释7为限”第23页/共56页思考：将pH=5的醋酸溶液稀释。稀释10倍，求pH（范围）要使醋酸的pH由5 变到 6，加水稀释_10倍(填、=)练：pH=2的A、B两种酸溶液各1mL，分别加水稀释到1000mL，其pH与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是：A.A、B两酸溶液的物质的量浓度一定相等B.稀释后，A溶液的酸性比B溶液强C.a=5时，

20、A是强酸，B是弱酸D.若A、B都是弱酸，则5a2a721pHV/mL1000ABC、DpH、V相同的不同酸,稀释相同的倍数pH弱V2V3B、V1V2=V3C、V1V2V3D、V1=V21mol/L或小于10-14c(OH-)1mol/L时，使用pH更不方便。所以用物质的量浓度表示更好。pH一般表示1mol/L以下c(H+)的浓度。pH7pH越小酸性越强，第32页/共56页教材P47土壤pH和土壤有效养分含量的关系（色带宽窄表示有效养分的含量）三、pH的应用第33页/共56页P48教材第34页/共56页1 1概念和原理。概念和原理。概念：概念：利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）测定未知浓度的碱

21、（或酸）的实验方法叫做利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）测定未知浓度的碱（或酸）的实验方法叫做酸碱中和滴定。酸碱中和滴定。实质实质:n(Hn(H+)=n(OH)=n(OH-)原理：原理：c(Hc(H+)V V酸酸=c(OH=c(OH-)V V碱碱（适用于强酸与强碱中和反应）（适用于强酸与强碱中和反应）四、酸碱中和滴定注意多元酸或碱的处理！(根据化学方程式计算。)第35页/共56页创新设计之“创新课堂”：1、P34滴定管的使用2、P35要点一滴定管及其使用第36页/共56页左手右手视线与凹液面水平相切滴加速度先快后慢眼睛注视瓶内颜色变化半分钟颜色不变滴定管保持垂直错错错排气泡第37页/共56页

22、酸碱中和滴定指示剂的选择要求：（常用酚酞或甲基橙）：1、酸碱恰好反应时溶液的pH落在指示剂变色的pH范围之内。(变色点即滴定终点：指示剂恰好变色的溶液的pH）2、指示剂颜色变化要明显。第38页/共56页指示剂的选择和滴定终点的判断强酸滴定强碱甲基橙黄橙酚酞红无色强碱滴定强酸甲基橙红橙酚酞无色粉红强酸滴定弱碱甲基橙黄橙强碱滴定弱酸酚酞无色粉红第39页/共56页25在20.00mL0.1000mol/L的盐酸中，逐滴滴入0.1000mol/LNaOH溶液20.00mL。判断下列情况下溶液的pH。滴加NaOH溶液到完全反应相差一滴（一滴溶液的体积是0.04mL），这时溶液的pH；完全反应后再多加一滴

23、NaOH溶液时的pH；（pH=4）（pH=10）酸碱中和滴定选用酚酞或甲基橙作指示剂，但其滴定终点的变色点并不是pH=7，这样对中和滴定终点的判断有没有影响？第40页/共56页(2)跟完全反应所需NaOH(20.00mL)溶液少加一滴，计算盐酸的物质的量浓度是多少？c(HCl)=0.0998mol/L跟实际浓度0.1000mol/L相比，误差很小。第41页/共56页V VNaOHNaOH mLmL0.000.0010.0010.0015.0015.0018.0018.0019.019.00 019.9619.9620.0020.0020.0420.0421.021.00 022.0022.00

24、30.0030.00pHpH练习练习：用：用 0.1000mol0.1000molLNaOHLNaOH溶液滴定溶液滴定 20.00mL0.1000mol20.00mL0.1000molLHClLHCl溶液过程中溶液过程中的的pHpH变化，并在以下坐标系中画出变化曲线变化，并在以下坐标系中画出变化曲线V（NaOH）mLpH24681012010 20 30 401 1.48 1.85 2.29 2.59 4 71 1.48 1.85 2.29 2.59 4 710 11.39 11.68 12.3010 11.39 11.68 12.30第42页/共56页滴定曲线0.100mol/LNaOH滴定

25、20.00mL0.100mol/LHCl过程中的pH变化0.100mol/LHCl滴定20.00mL0.100mol/LNaOH过程中的pH变化几种指示剂的变色范围均在pH突变范围之内第43页/共56页结论在滴定终点前后，溶液的pH发生突跃。酚酞的变色点落在溶液pH的突跃范围内。按pH突跃范围内的体积计算，结果是可 以达到足够的准确度。酸碱中和滴定是一个精确的定量实验。第44页/共56页2滴定过程(以标准盐酸滴定以标准盐酸滴定NaOHNaOH溶液的待测浓度为例溶液的待测浓度为例)注意：装液或放液后，需等1-2分钟才能观察液面高度并记录，读数必须准确到0.1mL，并估计到0.01mL。1)滴定前

26、准备aa、检查滴定管：酸式滴定管的活塞是否漏水？碱式滴定管管内有无气泡？（管中装满水检查滴定管：酸式滴定管的活塞是否漏水？碱式滴定管管内有无气泡？（管中装满水2 2分钟不漏，转动活塞分钟不漏，转动活塞180180度再试不漏即可。）度再试不漏即可。）赶气泡调液面记录初始读数。检漏b、水洗滴定管2-3次。水洗c、用标准液或待测液润洗滴定管2-3次。润洗d、在滴定管中注入标准液或待测液于0刻度以上2-3cm处。注液e调节活塞或玻璃球，使滴定管内液面处在0刻度或0刻度以下的某位置。水洗装液滴加指示剂。)()(cNaOH(aq)VHCl(aq)VHClcNaOH=滴定管：锥形瓶：第45页/共56页 2）

27、滴定a、从碱式滴定管中放出20.00mLNaOH溶液于锥形瓶中，滴入2滴酚酞。注意：不宜过多、否则色差不明显导致误差；酚酞也消耗NaOH；锥形瓶中的液体也可用移液管移入；不能用待测液洗涤锥形瓶。b、将锥形瓶置于酸式滴定管下，小心滴入盐酸溶液、边滴边振荡。左手操作玻璃活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化。（在锥形瓶的下方可衬一张白纸帮助观察）。第46页/共56页3）滴定终点判断4）数据处理为保证测定的准确性，重复以上操作2-3次。计算出盐酸的平均浓度。当滴加到最后一滴盐酸，溶液的颜色由红色突然转为无色，并保持30秒钟不变色时，记下滴定管刻度。读数精确到小数点后两位。)()(cNa

28、OH(aq)V HCl(aq)VHClc NaOH=0.1022.7120.00=0.11(mol/L)如“创新课堂”P35例2第47页/共56页一次滴定一次滴定二次滴定二次滴定三次滴定三次滴定起点读数起点读数 终点读数终点读数用量用量差差V V标标标标HClHClV V待待待待NaOHNaOHc c待待待待1 1c c待平均待平均待平均待平均中和滴定（中和滴定（HClNaOHHClNaOH）数据处理表格）数据处理表格)()(cNaOH(aq)VHCl(aq)VHClcNaOH=第48页/共56页俯视图仰视图 读数正误对比正确视线仰视视线正确读数仰视读数仰视读数偏大正确视线俯视视线正确读数俯视

29、读数俯视读数偏小00第49页/共56页先偏大后偏小先仰后俯V=V(后)-V(前)，偏小实际读数正确读数先俯后仰先偏小后偏大V=V(后)-V(前)，偏大实际读数正确读数 读数误差第50页/共56页酸碱中和滴定操作过程(指出错误操作)为了测定某未知Ba(OH)2溶液中的浓度，用0.1000mol/L的HCl进行中和滴定，首先取25mL碱式滴定管用水洗涤后，将Ba(OH)2倒入滴定管，读数VB110mL，将管内溶液全部放至锥形瓶(即取得15mL溶液)。换25mL酸式滴定管取0.1000mol/L的HCl垂直固定在铁架台上，读数VA10.30mL，右手转动活塞，左手振荡锥形瓶先快后慢滴定，眼睛时而注视

30、锥形瓶内溶液颜色变化，溶液颜色变化时，马上停止滴定，读出VA218.3，通过c c未知未知V V未知未知c c标准标准V V标准标准计算出计算出Ba(OH)2溶液中的浓度。第51页/共56页酸碱中和滴定操作过程(指出错误操作)再用该未知的Ba(OH)2溶液润洗23次将尖嘴内的气泡排出，并将液面调整到0刻度以下10.00mL为了测定某未知Ba(OH)2溶液中的浓度，用0.1000mol/L的HCl去中和滴定，首先取25ml碱式滴定管用水洗涤后，将Ba(OH)2倒入滴定管，读数VB110mL，将管内溶液全部放至锥形瓶(即取得15ml溶液)15.00mL指示剂第52页/共56页酸碱中和滴定操作过程(指出错误操作)先水洗23次，再润洗23次左手右手时刻半分钟后读数旋转换25mL酸式滴定管取0.1000mol/L的HCl垂直固定在铁架台上，读数VA10.30mL，右手转动活塞，左手振荡锥形瓶先快后慢滴定，眼睛时而注视锥形瓶内溶液颜色变化，溶液颜色变化时，马上停止滴定，读出VA218.3，通过c未知V未知c标准V标准，计算出Ba(OH)2溶液中的浓度18.30mL注意Ba(OH)2是二元碱重复滴定23次第53页/共56页3、误差分析)()(cNaOH(aq)VHCl(aq)VHClc NaOH=“创新课堂”P35第54页/共56页作 业1、第55页/共56页谢谢您的观看！第56页/共56页