水的电离【优课细讲】

1、第三章 水溶液中的离子平衡,第二节 水的电离和溶液的酸碱性,1,教育课资,一、水的电离,水是极弱的电解质,25 1L水只有10-7molH2O分子发生电离,多少个水分子才有1个电离？,55.6107,水的电离,2,教育课资,其中常数K与常数c(H2O)的积记为Kw,称为水的离子积常数，简称为离子积,1、水的离子积常数,水的电离,3,教育课资,KW =c（H+） c（OH-） =110-14,25时（常温）,如果温度变化Kw会如何变化?为什么?,实验测得： 在25，水电离出来的c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,1.1410-15 6.8110-15 110-14 5.4710-14

2、110-12,水的电离,4,教育课资,水的电离吸热,（1）升高温度，促进水的电离，Kw增大,c(H+)水=c(OH-)水,升高温度： 平衡向 移动, c(H ) ,c(OH-) , Kw,右,增大,增大,增大,注意：水的离子积只随温度的改变而改变,2. 影响水的电离平衡的因素,Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液,5,教育课资,对常温下的纯水进行下列操作：,(2)加入酸或碱，抑制水的电离，Kw不变。,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+)c(OH-) 不变,6,教育课资,水的电离,

3、水的离子积：,影响因素,KW = c（OH -） c（H+） ( 25时，KW = 1.0 10 -14 ),3、无论是酸溶液还是碱溶液中都同时存在H+和OH-！,注意： 1、在任何水溶液中，均存在水的电离平衡， Kw=c(H+)c(OH-)均成立。（25时Kw =10-14 ）,2、水电离出的H+、OH-永远相等,7,教育课资,水的离子积常数,3、溶液的酸碱性与H+、OH浓度的关系,=110-14(25),无,=10-7,=10-7,c(H+)=c(OH-),中性,左移,10-7,10-7,c(H+)c(OH-),酸性,左移,10-7,10-7,c(H+)c(OH-),碱性,相等,相等,相等

4、,8,教育课资,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25,c(H+)10-7mol/L,c(H+) = 10-7mol/L,c(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。,9,教育课资,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. 任何水溶液中都有

5、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。,10,教育课资,2. 0.1mol/L的NaOH溶液中， c(OH-)=？、c(H)=？、 由水电离出的c(OH-)水=？、 c(H)水=？,1. 0.1mol/L的盐酸溶液中， c(H)=？ 、 c(OH-)=？、 由水电离出的c(OH-)水=？、 c(H)水=？,3. 0.1mol/L的NaCl溶液中， c(OH-)=？、c(H)=？,计算：,11,教育课资,下列五种溶液中c(H+)由大到小的排列顺序 A.0. 1 molL-1的盐酸； B.0.1 molL-

6、1的硫酸； C. 0.1 molL-1的NaOH; D. 0.1 molL-1的CH3COOH; E. 0.1 molL-1的NaCl，,BADEC,0.1mol/L,0.2mol/L,110-13mol/L,小于0.1mol/L,110-7mol/L,比较：,12,教育课资,某溶液中由水电离产生的c(H+) = 10-12 mol/L ， 则该溶液呈酸性还是碱性？,c(H+) 水= c(OH-) 水= 10-12 mol/L 若c(H+) aq= c(H+) 水= 10-12 mol/L 则 c(OH-) aq= 10-2 mol/L 溶液显碱性 若c(OH-) aq= c(OH-)水= 1

7、0-12 mol/L 则 c(H+) aq= 10-2 mol/L 溶液显酸性,逆推：,13,教育课资,练习,浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的c(H+) H2O大小关系为：盐酸 醋酸溶液 硫酸溶液 氢氧化钠溶液, = ,14,教育课资,15,教育课资,第三章 水溶液中的离子平衡,第二节 水的电离和溶液的酸碱性,第2课时,16,教育课资,加少量 盐 酸,加 少 量 氢氧化钠,纯水,c(H+)/molL-1,c(OH) /molL-1,1.010-7,1.010-7,c(H+) c(OH),c(H+) c(OH),1.010-7,1.010-7,1.010-7,1.010-7,水的

8、离子积不仅使用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液,酸性,中性,碱性,溶液的酸碱性与pH,17,教育课资,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？,溶液的酸碱性与pH,18,教育课资,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/L盐酸 2

9、5 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,溶液的酸碱性与pH,19,教育课资,中性,pH,C(H),C(OH-),10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100,酸性,碱性,增强,增强,c(H+) 越大 pH 越小 酸性越强，碱性越弱,结合pH与c(H+)的关系，

10、思考溶液酸碱性与pH的关系,溶液的酸碱性与pH,20,教育课资,中性溶液,酸性溶液,碱性溶液,c(H+)=c(OH-)=110-7mol/L,c(H+)c(OH-),c(H+)c(OH-),pH =7,pH7,pH7,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/L,c(H+)110-7mol/L,溶液的酸碱性与pH,21,教育课资,c(H+)c(OH-),c(H+) = c(OH-),c(H+)c(OH-),PH7,PH = 7,PH7,c(H+) 越大PH越小，酸性越强,c(OH-) 越大pH越大，碱性越强,22,教育课资,

11、2、有关溶液pH的计算,(1)单一溶液的计算,pH= -lgc(H+),酸性:求c(H+) pH 碱性:求c(OH-) c(H+) pH,C(H+) c(OH-) =1 10-14,23,教育课资,常温下，已知某溶液的H+浓度为0.1mol/L，则该溶液pH为：,常温下，已知某溶液OH-浓度为0.01mol/L，则该溶液pH为：,24,教育课资,1.甲溶液的pH3，乙溶液的pH1，则甲溶液中H+与乙溶液中H+之比为 A.100 B.1/100 C.3 D.1/3,pH相差a，H+相差10a,B,练习:,2. pH=3的盐酸 pH增大1，c(H+)差多少倍？盐酸浓度差多少倍？ c(H+)相差10

12、倍；物质的量浓度强酸相差10倍 pH=3的醋酸pH增大1，c(H+)差多少倍？醋酸浓度差多少倍？ c(H+)相差10倍；物质的量浓度弱酸相差10倍,25,教育课资,(2)强酸、强碱的稀释,例1. pH=3的盐酸 加水稀释到原来的10倍，pH=_加水到原来的103倍，pH =_, 加水到原来的104 倍pH= _, 加水到原来的106倍，pH=_,例2. pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的10倍，则溶液的pH=_ 加水稀释到原来的102倍，则溶液的pH=_加水稀释到原来的103倍，则溶液的pH=_加水稀释到原来的105倍，则溶液的pH=_,关键：抓住氢离子进行计算！,关键：抓住氢氧根离子离

13、子进行计算！,4,6,接近7,接近7,9,8,接近7,接近7,26,教育课资,结论：强酸（碱）每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。,强酸溶液每稀释10倍，PH增大一个单位。,酸、碱溶液无限稀释时，pH均无限接近于7 (均要考虑水的电离)。,强碱溶液每稀释10倍，PH减小一个单位。,27,教育课资,(3)弱酸、弱碱的稀释,结论：弱酸（碱）每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位,例3. pH=3醋酸加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围_ pH=12氨水加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围_,弱酸、弱碱稀释后溶液pH的变化比强酸、强碱小。,例4. 有两瓶pH=2的溶液，一瓶是强酸，一瓶是弱酸

14、。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水，而没有其它试剂，简述如何用最简单的实验方法来判断那瓶是强酸？,34,1112,28,教育课资,(4)强酸（碱）溶液混合,29,教育课资,例6. pH=10和pH=8的两种NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的pH值。,例5. pH=4和pH=6的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH值,结论：两种强酸溶液等体积混合，溶液的pH值等于浓溶液的pH加0.3,结论：两种强碱溶液等体积混合，溶液的pH值等于浓溶液的pH减0.3,30,教育课资,例7. 0.1L pH=2盐酸和0.1L pH=11的NaOH溶液相混合，求混合后溶液的pH值 例8. pH=2盐

15、酸和pH=12的Ba(OH)2溶液等体积相混合，求混合后溶液的pH值。,(5)强酸、强碱溶液混合,方法：先反应-按过量的计算， 若酸过量，求c(H+)，再算pH值。 若碱过量，先求c(OH-)，再求c(H+)，再算pH值,31,教育课资,酸或碱的稀释与pH的关系,强酸pH=a，加水稀释10n倍， 弱酸pH=a，加水稀释10n倍， 强碱pH=b，加水稀释10n倍， 弱碱pH=b，加水稀释10n倍，,则pH=a+n； 则pHb-n；,pH只能接近7， 但酸不能大于7， 碱不能小于7；,对于浓度（或pH）相同的强酸和弱酸， 稀释相同倍数，强酸的pH变化幅度大。 （强碱、弱碱相似）,酸、碱溶液无限稀释

16、时，,32,教育课资,3、 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。,(1) 酸碱指示剂（定性测量范围）,33,教育课资,34,教育课资,(2) 广泛pH试纸,精确度：1,35,教育课资,将PH试纸放在表面皿中，用一支干燥的玻璃棒蘸取一滴待测溶液，滴在试纸中部，再根据试纸的颜色变化与标准比色卡比对就可以知道溶液的酸碱性度,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,PH试纸使用方法：,36,教育课资,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

17、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,37,教育课资,38,教育课资,第三章 水溶液中的离子平衡,第二节 水的电离和溶液的酸碱性,第3课时,39,教育课资,酸碱中和滴定,属性：化学分析中的定量分析 特点：简便、快捷、准确 应用：广泛用于科研和工农业 生产,定义：用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法叫做酸碱中和滴定。,40,教育课资,1）原理,1、化学分析的分类：鉴定物质组成成分，叫做；测定物质组成成分的含

18、量，叫做；,定性分析,定量分析,酸碱中和滴定就是一种基本定量分析方法,2、酸碱中和滴定的定义：用已知 来测定的定量分析方法叫做酸碱中和滴定,3、酸碱中和反应的实质：,H+OH=H2O,41,教育课资,4、酸碱中和滴定的实验原理：通过测定的溶液，根据中和反应的来计算溶液的浓度的定量分析方法,已知浓度,体积,计量系数,未知浓度,一般地，已知浓度的溶液叫标准液，未知浓度的溶液叫待测液,中和滴定的基本实验思路：固定待测液体积，测定标准液体积，结合反应计量系数，计算待测液浓度。,实验关键点： 、准确测定参加反应的两种溶液的； 、准确判断中和反应是否。,体积,进行完全,42,教育课资,3、酸碱中和滴定所需

19、的仪器,酸式滴定管 碱式滴定管 铁架台 滴定管夹 锥形瓶 烧杯,操作步骤：,检漏 蒸馏水洗 待装液润洗 装液 排气泡调整液面并记录 放出待测液 加入指示剂 滴定 记录 计算。,43,教育课资,待测液：,2）中和滴定的仪器及试剂,标准液：,已知浓度的溶液,未知浓度的溶液,指示剂,作用：通过指示剂 变化确定终点,选择原则 ,变色明显、 灵敏，终点与变色范围一致,1试剂：,颜色,2、仪器：,用作中和反应容器，盛装待测液,用于配制标准液,44,教育课资,放置滴定管,酸式滴定管,碱式滴定管,滴定管用于测定标准液或待测液的准确体积,滴定管的构造特点：酸式滴定管，碱式滴定管。,玻璃活塞,橡皮套加玻璃珠,滴定

20、管上有刻度线，标明了最大体积和使用温度,45,教育课资,3)滴定管使用注意事项：,酸式滴定管：,不能盛放碱液、水解显碱性的盐溶液、氢氟酸,碱式滴定管：,不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液,46,教育课资,想一想：量筒的构造与滴定管有何不同？,量筒“0”刻度线，其刻度由下到上读数，最大刻度线在其。,没有,由小到大,上方,普通滴定管的精密度为 mL,0.01,滴定管的“0”刻度线，但并未在，滴定管上的刻度由上到下，读数，最大刻度线在滴定管。,上方,最上方,由小到大,下方,47,教育课资,滴定管下端有气泡，必须排除；排除方法为：,滴定管使用前，应检查滴定管下端是否漏液和存在气泡,酸式滴定管： 快速打开活

21、塞放液 碱式滴定管： 将橡皮管向上弯曲，挤压玻璃珠,48,教育课资,滴定管读数必须刻度线,平视,俯视刻度线，读数结果 仰视刻度线，读数结果,偏低,偏高,49,教育课资,4)中和滴定操作过程（以标准盐酸滴定NaOH为例）,1、准备工作：,、滴定管：检查滴定管是否以及下端；滴定管洗涤：用蒸馏水洗涤酸式滴定管后再用洗涤23次、碱式滴定管用蒸馏水洗涤后再用洗涤23次；装液：将标准盐酸溶液装入酸式滴定管、将待测NaOH溶液装入碱式滴定管至“0”刻度线上方处，并排除滴定管嘴尖处的；调整液面：将滴定管中的标准液或待测液的液面调整到（或以下某刻度），记下刻度,漏液,是否有气泡,标准液,待测液,23cm,气泡,

22、“0”刻度,“0”刻度,50,教育课资,酸式滴定管使用,、锥形瓶：只能用洗涤，不能用洗涤,蒸馏水,待测液,使用滴定管时要注意的手势：,酸式滴定管,左手,拇指在前，食指中指在管后,无名指、小指弯向手心,三指平行，轻拿活塞柄,操作要领：动作轻缓，手势自然。食指、中指不可伸直，以防拉出活塞,51,教育课资,碱式滴定管,左手,拇指在前,食指在后,操作要领：拿住橡皮管中玻璃珠靠上的部位，挤压时，不可用力按玻璃棒，不能按玻璃珠以下部位，否则，放手时，容易形成气泡,碱式滴定管使用,向下挤压玻璃珠,右手：拿住锥形瓶，并不断旋转振荡,52,教育课资,用 量取一定体积的待测液（NaOH)于锥形瓶中，滴入23滴指示

23、剂（酚酞试液），待测液变成,2、滴定过程：,碱式滴定管,红色,用握活塞旋转开关，不断旋转振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中 和滴定管，至变 成，且半分钟不褪色为止，记下滴定管刻度,左手,右手,液流速度,红色,无色,重复上述操作次，算出消耗标 准液体积的,23,平均值,溶液颜色变化,53,教育课资,3、结果计算：,用上述标准液体积的平均值进行计算,操作步骤：,洗涤 检漏 蒸馏水洗 溶液润洗 装液 排气泡调整液面并记录放出待测液 加入指示剂 滴定 记录 计算。,54,教育课资,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,55,教育课资,5)

24、中和滴定实验中的误差因素分析,一、仪器润洗不当 盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗； 盛待测液的滴定管或移液管用蒸馏水洗后未用待测液润洗； 锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗；,二、读数方法有误 滴定前仰视，滴定后俯视； 滴定前俯视，滴定后仰视； 天平或量筒的使用读数方法错误；,偏大,偏大,偏大,偏小,偏小,56,教育课资,三、操作出现问题 盛标准液的滴定管漏液； 盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡，终了无气泡 （或前无后有）； 振荡锥形瓶时，不小心有待测液溅出； 滴定过程中，将标准液滴到锥形瓶外； 快速滴定后立即读数；,偏小,偏大,偏大,偏大,57,教育课资,四、指示剂选择欠妥 用强酸滴定弱碱，指示剂用酚酞；（正确选择：甲基橙） 用强碱滴定弱酸，指示剂选用甲基橙；（正确选择：酚酞） （两强滴定，原则上甲基橙和酚酞皆可选用； 中和滴定肯定不用石蕊。）,58,教育课资,五、终点判断不准确 如滴定管的尖嘴部分有半滴或一滴标准液未滴下； 六、样品中含有杂质 用盐酸滴定含 Na2O 的 NaOH 样品； 用含 Na2CO3 的 NaOH 标准液滴定盐酸；,七、指示剂的变色范围,偏大,59,教育课资