水溶液中的离子平衡ppt课件

1、第三章 水溶液中的 离子平衡,第一节 弱电解质的电离,新人教版选修4,一、电解质的强弱之分,1、强、弱电解质的概念,强电解质：在水溶液中能够全部电离的电解质 称为强电解质,弱电解质：在水溶液中只有部分电离的电解质 称为弱电解质,强电解质：强酸、强碱、大多数盐、部分碱性氧化物,弱电解质：弱酸、弱碱、水、两性氢氧化物、个别盐,二、弱电解质的电离过程是可逆的,1、弱电解质在水溶液中电离的特点,部分电离 可逆 存在电离平衡,2、电离平衡,在一定条件(如温度、浓度)下，当电解质分子 电离成离子的速率和离子重新结合成分子的 速率相等时，电离过程就达到了平衡状态,3、电离平衡状态的特征,逆、等、动、定、变,

2、有困难、可逆的、能变化、达平衡,逆：弱电解质的电离是一个可逆过程 等：弱电解质的电离速率与离子重新结合 速率相等 动：动态平衡 定：溶液里离子浓度、分子浓度保持不变 变：当支持电离平衡状态的条件改变， 电离平衡会发生移动,4、电离平衡的移动,电离平衡状态的存在是有条件的，当支持电离 平衡状态的条件(如温度、浓度)改变以后，电离 平衡就会从原来的平衡状态变为新条件下的新的 电离平衡状态，这种变化又叫做电离平衡的移动,说明 ： (1)电离平衡状态特征的核心是“等”， “等”决定了“定”。“动”是“变”的基础，没有“动” 也就没有“变”，“变”又是“动”的表现,2)化学平衡移动原理(勒夏特列原理)也

3、适用于 电离平衡，现以CH3COOH为例来说明,右,左,左,左,左,右,右,右,右,讨论,在氨水中，分别加入适量盐酸、NaOH溶液和NH4Cl溶液，对NH3H2O的电离平衡各有什么影响？ 简要说明理由,例一：下列物质的水溶液能导电，但属于 非电解质的是( ) A、CH3COOH B、Cl2 C、NH4HCO3 D、SO2,D,例二：同一温度下，强电解质溶液a，弱电解质 溶液b，金属导体c三者的导电能力相同，若升高 温度后，它们导电能力强弱的顺序是( ) A、bac B、 a=b=c C、cab D、bca,A,例三：欲使醋酸溶液中的CH3COO-浓度增大， 且不放出气体，可向醋酸中加入少量固体

4、( ) A、NaOH B、NaHCO3 C、CH3COOK D、Mg,AC,例四：一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时， 为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的 总量，可向盐酸中加入适量的( ) A、NaOH B、H2O C、HCl D、CH3COONa(固体,BD,5、多元弱酸、弱碱电离的特点,1)在水溶液中电离，在熔融状态不电离,2)电离是可逆的，即难电离,3)多元弱酸电离分步进行， 如H3PO4(三元中强酸，弱电解质,4）各级电离的难易程度不同，电离级数越大 电离越困难，溶液的酸碱性主要由第一级电离 的结果所决定,5)多元弱碱的电离不要求分步表示,电离常数,一般K1K2,电离常数的意义,电离常数

5、数值的大小，可以估算弱电解质电离 的趋势。K值越大，电离程度越大，酸性越强。 如相同条件下常见弱酸的酸性强弱,H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO,例五：下列事实中，能证明氯化氢是 共价化合物的是(） A、氯化氢易溶于水B、氯化氢水溶液能导电 C、液态氯化氢不导电D、氯化氢不易分解,C,例六：把0.05molNaOH固体分别加入到100mL 下列溶液中，溶液的导电能力变化最小的是（） A、自来水 B、0.5mol/L盐酸 C、0.5mol/LCH3COOH溶液D、0.5mol/LKCl溶液,B,第二节水的电离和溶液的酸碱性,水的电离：水是一种极弱的电解质 水电离的表示

6、方法,讨论,1、影响水电离的因素有哪些,温度：越高电离程度越大,溶液的酸碱性,2、在纯水中，水电离出来的H+和OH离子浓度是否相等,水的离子积,实验测得：在25时，水电离出来的: H+=OH=107mol/L,H+OH=10 14,是一个常数,H+OH=Kw,Kw叫做水的离子积常数，简称水的离子积,注意：水的离子积只随温度的改变而改变（与H+、OH无关,溶液的酸碱性与pH,无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时存在 H+和OH！而且在一定温度下是定值,常温下，溶液的酸碱性跟H+和OH浓度的关系,中性溶液,酸性溶液,碱性溶液,H+=OH=110 7mol/L,H+OH,H+OH,溶液的酸碱性-正误判断

7、,1、如果H+不等于OH则溶液一定呈现酸碱性,2、在水中加酸会抑制水的电离，Kw减小,3、如果H+/OH的值越大则酸性越强,4、任何水溶液中都有H+和OH,5、H+等于106mol/L的溶液一定呈现酸性,6、电离程度越大的酸溶液则酸性越强,7、对水升高温度电离程度增大，酸性增强,溶液的酸碱性与pH值的关系,如H+=110 7mol/L的溶液,pH=7,pOH=-lgOH,pH+ pOH =14,溶液的pH值与酸碱性,常温下，溶液的酸碱性跟pH的关系,中性溶液,碱性溶液,溶液的pH值,酸性增强,碱性增强,溶液的pH值正误判断,1、一定条件下 pH值越大，溶液的酸性越强,2、用pH值表示任何溶液的

8、酸碱性都很方便,3、强酸溶液的pH值一定大,4、pH值有可能等于负值,5、pH值相同的强酸和弱酸中H+相同、 酸物质的量浓度相同,pH值测定方法,测定方法：酸碱指示剂法、pH试纸法、pH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,pH值计算1 酸的稀释,例题：在25时，pH值等于5的盐酸溶液稀释到原来的10倍，pH值等于多少？稀释到1000倍后， pH值等于多少,解,pH=-lgH,-lg（105+9107）/10,-lg106,6,pH=-lgH,-lg（105+999107）/1000

9、,-lg1.1107,7- lg1.1,6.96,关键：抓住氢离子浓度进行计算,pH值计算2 碱的稀释,例题：在25时，pH值等于9的强碱溶液稀释到原来的10倍，pH 值等于多少？稀释到1000倍后， pH值等于多少,解,OH=（1051+910 7）/10,106,pH=-lgH,-lgKW/OH,-lg108,8,OH=（1051+999107）/1000,pOH=-lgOH,1.1107,6.96,pH=14-6.96=7.04,关键：抓住氢氧根离子离子浓度进行计算,pH值计算3 强酸与强酸混合,例题：在25时，pH值等于1的盐酸溶液1L和pH值等于4的硫酸溶液1000L混合pH值等于多

10、少,解,pH=-lgH,-lg（1101+100010 4）/（1+1000,-lg2104,4-lg2,3.7,关键：抓住氢离子浓度进行计算,pH值计算3 强酸与强酸混合,例题：在25时，pH值等于1的盐酸溶液和pH值等于4的硫酸溶 液等体积混合pH值等于多少,解,pH=-lgH,-lg（1101+1104）/（1+1,-lg（5102,2-lg5,1.3,关键：抓住氢离子进行计算,规律：pH混= pH小+0.3,pH值计算4 强碱与强碱混合,解,4-lg5,3.3,例题：在25时，pH值等于9和pH值等于11的两种氢氧化钠溶液 等体积混合pH值等于多少,OH=（ 1 105+1103）/(

11、1+1,pOH=-lgOH,pOH=-lg510-4,pH=14- pOH,10.7,规律：pH混= pH大-0.3,关键：抓住氢氧根离子离子进行计算,pH值计算5 强酸与强碱混合,例题：在25时，100mlO.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的 氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值等于多少,解,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.06,0.04,pH=-lgH,-lg0.02/（0.1+0.1,-lg101,1,关键：酸过量抓住氢离子进行计算！ 若碱过量抓住氢氧根离子进行计算,pH值计算5 强酸与强碱混合,例题：在25时，100mlO.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的

12、氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值等于多少,解,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.04,0.06,关键：碱过量抓住氢氧根离子进行计算,1,pOH=-lgOH,pOH=-lg0.02/(0.1+0.1,pH=14- pOH,13,有关酸碱中和滴定pH突跃问题,举例： 1、用0.1mol/L的HCl溶液滴定0.1mol/L的NaOH溶液，HCl溶液少1滴、多1滴pH变化？ 2、用0.1mol/L的NaOH溶液滴定0.1mol/L的HCl溶液，NaOH溶液少1滴、多1滴pH变化,第三节盐类的水解,一）盐类的水解,1定义：溶液中盐电离出来的离子跟水所电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应，叫

13、做盐类的水解,2 条件：盐必须溶于水 盐必须有“弱”离子（弱碱阳离子或弱酸根阴离子,3 实质：破坏了水的电离平衡，促进水的电离，并建立了水解平衡,注： 往水中加入酸或碱都能抑制水的电离,属可逆反应，是中和反应的逆反应。 水解程度一般比较微弱。 盐类水解是吸热的。 当V水解=V中和时，水解达到了平衡,内因：越难电离的物质形成的盐越容易水解即越弱越水解 外因：温度越高，越有利于水解 溶液越稀，越有利于水解,4 特征,5 影响盐类水解平衡的因素,6、 盐类水解的规律,有弱才水解，都弱都水解； 越弱越水解，无弱不水解； 谁强显谁性，同强呈中性,强酸弱碱盐,强碱弱酸盐,强酸强碱盐,强酸强碱盐,强酸弱碱盐

14、,强碱弱酸盐,7,7,7,7,7,7,碱性,酸性,中性,中性,酸性,碱性,一、盐溶液的酸碱性,H2O H+ + OH_,1、强碱弱酸盐 醋酸钠在溶液中的变化,CH3COONa = CH3COO_ +Na,CH3COOH,CH3COO- +H2O CH3COOH+OH_,CH3COONa + H2O CH3COOH+NaOH,二、盐溶液呈现不同酸碱性的原因,分析： CH3COO_与H +结合生成弱电解质CH3COOH，降低了溶液中 H的浓度，使水的电离向右移动，OH-的浓度增大，使c(OH- ) c(H)故溶液显碱性。 实质： 由于CH3COO_的存在，影响了水的电离平衡，使水的电离平衡向右移动

15、,1) 存在着哪些电离和离子方程式,在0.1mol/LCH3COONa溶液中,3) 为什么CH3COONa溶液显碱性,2) 存在着哪些离子？哪些离子可以相互结合，对水的电离平衡有何影响？这些离子之间的大小关系是怎样的,4)存在着哪些微粒？它们的浓度之间存在着哪些等量关系,讨论,NH4Cl = NH4+ + Cl,NH4+ +H2O NH3.H2O + H,NH4Cl +H2O NH3.H2O + HCl,H2O OH- +H,NH3.H2O,2、强酸弱碱盐 氯化铵在溶液中的变化,分析： NH4+与OH-结合生成弱电解质NH3H2O，降低了溶液中 OH- 的浓度，使水的电离向右移动， H 的浓度

16、增大，使c(H) c(OH- ) 故溶液显酸性。 实质： 由于NH4+ 的存在，影响了水的电离平衡，使水的电离平衡向右移动,3) 为什么NH4Cl溶液显酸性,讨论,在0.1mol/lLNH4Cl溶液中,1) 存在着哪些电离和离子方程式,2) 存在着哪些离子？哪些离子可以相互结合，对水的电离平衡有何影响？这些离子之间的大小关系是怎样的,4)存在着哪些微粒？它们的浓度之间存在着哪些等量关系,3强碱强酸盐(NaCl,不发生水解,1) NaCl溶液中存在着哪几种离子,讨论,NaCl=Na+Cl,H2O OH- +H,2) 这些离子对水的电离平衡有何影响,3) 为什么NaCl溶液显中性,7.盐类 水解的

17、离子方程式的写法,先找“弱”离子，然后再写离子方程式,多元弱酸盐的水解是分步进行的，但以第一步水解为主,多元弱碱盐也是分步水解，但可视做一步完成,阴阳离子都发生水解时，相互促进，水解趋于完全。若两者之一有H,反应物中不写水，若没有就要写;配平按电荷守恒来配,注意:常见双水解的离子:Al3+与S2-、HS-、CO32-、HCO3-、AlO2-;Fe3+与AlO2-、CO32-、HCO3-;NH4+与AlO2-、SiO32,精品课件,二）盐类水解平衡及其移动（典型实例,1、NH4+H2O NH3H2O+H,氯化铵水解平衡的移动,降低,升高,升高,降低,降低,升高,降低,降低,降低,升高,升高,升高

18、,升高,升高,降低,升高,升高,降低,升高,升高,升高,降低,降低,降低,升高,降低,升高,降低,降低,降低,降低,升高,降低,升高,升高,升高,精品课件,醋酸钠水解平衡的移动,降低,升高,升高,降低,升高,升高,降低,降低,降低,升高,降低,升高,升高,升高,降低,升高,降低,降低,升高,升高,升高,降低,升高,降低,降低,升高,降低,升高,降低,升高,升高,降低,升高,降低,升高,降低,电解质溶液中的守恒规律,1、电荷守恒规律,电解质溶液中，不论存在多少离子，溶液总是呈电中性，即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数,如：Na2CO3溶液中，存在Na+、H+、HCO3-、CO32

19、-、OH-，存在如下关系: c（ Na+ ） +c(H+ )c(HCO3- )c(OH- )2c（ CO32-,2、物料守恒规律,电解质溶液中，由于某些离子能够水解，但某些关键性原子总是守恒的，如K2S溶液中S2-、HS-都能水解，故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,S2-、HS-、H2S三种形式存在，它们之间有如下守恒关系： c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S,3、质子守恒规律,质子守恒规律：指溶液中酸碱反应的结果，得质子后的产物、得到质子的物质的量应该与失质子后的产物、失去质子的物质的量相等,如：Na2CO3溶液中的质子守恒关系为: c(H+ ) + c(H

20、CO3- ) 2c（ H2CO3）= c(OH- )或c(H+ ) = c(OH- ) c(HCO3- ) 2c（ H2CO3,精品课件,三）盐类水解的应用,1. 判断盐溶液的酸碱性及pH大小时, 要考虑盐类的水解,如CH3COONa溶液显碱性 CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- NH4Cl溶液的pH7原因 NH4+ + H2O NH3H2O + H,1)多元弱酸根离子水解是分步的，第一步水解程度大于第二步,判断酸式盐溶液的酸碱性,弱酸的酸式盐既电离又水解。电离程度强于水解，则显酸性，如H2PO4-、HSO3-；水解程度强于电离，则显碱性，如HCO3-、HS-、 HPO42

21、-等,如果不考虑阳离子的水解的因素，单纯考虑酸式酸根离子，那么酸式酸根离子在溶液中既可以电离又有可能水解,强酸的酸式盐只电离，不水解，一定显酸性。如：NaHSO4,如配制CuSO4溶液需加入少量H2SO4； 配制FeCl3溶液加入少量HCl,2. 配制某些盐溶液要考虑盐类的水解,注：须加入相应的酸抑制其水解，防止溶液出现浑浊现象,练5 . 物质的量相同的下列溶液中，含微粒种类最多的是（ ） A CaCl2 B CH3COONa C NH3 D K2S,D,盐溶液中离子种类多少的判断需考虑到盐 类的水解,提示：K2S中含有K+、S2-、HS-、H+、OH-、 H2S、H2O七种微粒,4. 比较盐

22、溶液中离子浓度大小时有的考虑盐类的水解,CNa+ CS2- COH- CHS- CH,如Na2S溶液中离子浓度比较,KAl(SO4)2溶液中离子浓度比较,CSO42- CK+ C Al3+ CH+ COH,CO32- + H2O HCO3- + OH- NH4+ + OH- = NH3H2O,5. 施用化肥时应考虑盐的水解,如：草木灰不能与铵态氮肥混合施用的原因,Ca(H2PO4)2 NH4+ K2CO3,NH4+ + H2O NH3H2O + H+ Mg + 2H+ = Mg2+ + H2,6. 某些活泼金属与强酸弱碱盐的反应考虑盐类的水解,如将金属镁投入到氯化铵溶液中有气泡产生,CO32-

23、 + H2O HCO3- + OH- SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O,注意：实验室贮存碱性溶液的试剂瓶一律使 用橡胶塞,7 .试剂的贮存考虑盐的水解,如Na2CO3溶液贮存时用橡胶塞,如制无水AlCl3、无水MgCl2、Al2S3等,练6 .下列溶液加热蒸干后，不能析出溶质固体的是（ ） A Fe2(SO4)3 B FeCl3 C Na2CO3 D KCl,B,8. 制备某些无水盐时要考虑盐类的水解,9.判断离子大量共存时，要考虑盐类的水解,弱碱阳离子与弱酸根离子在溶液中若能发生双水解，则不能大量共存,常见双水解的离子: Al3+与S2-、HS-、CO32-、HCO3-、

24、AlO2- ; Fe3+与AlO2-、CO32-、HCO3- ; NH4+与AlO2-、SiO32-,注意: Fe3+与S2-、HS-也不能大量共存，不是发生双水解，而是发生了氧化还原反应,练7 . 在25时1mol/L 的(NH4)2SO4、(NH4)2 CO3、(NH4)2Fe(SO4)2 的溶液中，测得其c(NH4+)分别为a、b、c（单位为mol/L）,下列判断正确的是（ ） A a=b=c B abc C acb D cab,D,练：为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+离子，可在加热搅拌下加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸。这种试剂是（ ） A氧化镁 B.氢氧化钠 C.碳酸钠 D. 碳

25、酸镁,10.溶液中，某些离子的除杂，需考虑盐的水解,AD,11.用盐（铁盐与铝盐)作净水剂时需要考虑盐类的水解,如明矾(KAl(SO4)212H2O)净水原理： Al3+3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体表面积大，吸附能力强，能吸附水中悬浮杂质生成沉淀而起到净水作用,12.工农业生产、日常生活，常利用盐类水解的知识,利用了Al2(SO4)3和NaHCO3相互混合反应产生CO2, Al3+3HCO3-=Al(OH)3+3CO2,热碱液洗油污,水垢的形成,泡沫灭火器工作原理,草木灰不宜与铵态氮肥混合施用,草木灰的成分：K2CO3，水解呈碱性,铵态氮肥铵盐，水解呈酸性。 N

26、H4+H2O NH3H2O+ H,混施后，OH-与H+中和成水，使两种盐的水解平衡强烈地向右移动，以至生成大量的NH3H2O，进一步分解成NH3逸出了，从而降低了肥效,在碱性条件下去油污能力强,问题9：为什么用热的纯碱溶液洗涤油污效果好,问题10：金属镁与水反应比较困难，若加一些NH4Cl马上产生大量气体？为什么,焊药”金属焊接时常用于除去金属表面的氧化膜，常用ZnCl2、NH4Cl,NH4+H2O NH3H2O + H,Mg+ 2H+ = Mg2+ + H2,4、难溶电解质的溶解平衡,一、难溶电解质的沉淀并不能沉淀完全,二、沉淀反应的应用 1、沉淀的生成,难溶电解质的溶解平衡,二、沉淀反应的

27、应用 2、沉淀的溶解,难溶电解质的溶解平衡,根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。例如难溶于水的CaCO3沉淀可以溶于盐酸中,CaCO3 Ca2+ + CO32,H,HCO3- H2CO3 H2O+CO2,难溶电解质的溶解平衡,二、沉淀反应的应用 3、沉淀的转化,1）沉淀转化的方法,对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。 （2）沉淀转化的实质 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡移动。一般溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 （3）沉淀转化的应用

28、沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。 锅炉除水垢,难溶电解质的溶解平衡,锅炉中水垢中含有CaSO4 ，可先用Na2CO3溶液处理，使 之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,CaSO4 SO42- + Ca2,CO32,CaCO3,对一些自然现象的解释 P64 科学视野：溶度积 P64 资料：氟化物防治龋齿的化学原理 P65,课堂练习,1、下列说法中正确的是（ ） A.不溶于不的物质溶解度为0 B.绝对不溶解的物质是不存在的 C.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0 D物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水 2、下列各组离子，在水溶液中能以较高浓度大量共存的是（ ） I ClO NO

29、3 H K NH4 HCO3 OH SO42 SO32- Cl OH Fe3+ Cu2+ SO42 Cl H K AlO2 HSO3 Ca2 Na SO42- CO32- ABCD,B,B,课堂练习,3、试利用平衡移动原理解释下列事实： (1)FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中 (2)CaCO3难溶于稀硫酸，却能溶于醋酸中 (3)分别用等体积的蒸馏水和0010mol/L硫酸洗涤 BaSO4沉淀，用水洗涤造成BaSO4的损失量大于用稀硫酸洗涤的损失量,在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度通常以符号 S 表示。 对水溶液来说，通常以饱和溶液中每 100g 水所含溶质

30、质量来表示，即以： g /100g水表示,溶解度,难溶电解质的溶解平衡,在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程,溶度积,在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下,一般沉淀反应,溶度积常数，简称溶度积,溶解度和溶度积的关系,溶度积和溶解度的相互换算,在有关溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的量浓度，其单位为molL1，而溶解度的单位往往是g /100g水。因此，计算时有时要先将难溶电解质的溶解度 S 的单位换算为molL1,例 ：25oC，AgCl的溶解度为1.9210-3 gL-1，求同温度下AgCl的溶度积,沉淀溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则,溶度积规则,J 平衡向左移动，沉淀析出,J = 处于平衡状态，饱和溶液,J 平衡向右移动，无