水的电离和溶液的酸碱性(课件)

1、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 G G 现象：现象： 指针摆动指针摆动不亮不亮 灵敏电流计灵敏电流计 灯泡灯泡 结论：结论：水是水是 电解质电解质 极弱极弱 能发生能发生 电离电离 微弱微弱 ( (划划) ) K电离 电离 = c(H+) c(OH-) c(H2O) c(H+) c(OH-) c(H2O) K K电离 电离 = = K Kw w水的离子积常数水的离子积常数, ,简称水的离子积简称水的离子积( (划划) ) 1 1、水的离子积、水的离子积 问题：根据前面所学知识，水的离子积会受什么外界问题：根据前面所学知识，水的离子积会受什么外界 条件影响？条件影响？ 在

2、室温下在室温下55.6molH55.6molH2 2O O中只有中只有1 11010-7 -7molH molH2 2O O电离，电离前电离，电离前 后后H H2 2O O的物质的量几乎不变，因此的物质的量几乎不变，因此c(Hc(H2 2O)O)可以视为常数。可以视为常数。 分析表格中的数据，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 t/0 02020252540405050100100 K Kw w/10/10-14 -14 0.1140.1140.6810.6811.011.012.922.925.475.4755.055.0 结论结论 随着温度的升高随着温度的升高,

3、 ,水的离子积增大水的离子积增大 Why?Why? 2 2、影响水的离子积的因素、影响水的离子积的因素 常温下常温下: : Kw=c(HKw=c(H+ +)c(OH)c(OH- -)=1.0)=1.01010-14 -14 2.12.1温度温度 2.22.2浓度浓度 思考与交流思考与交流: : 根据室温时水的电离平衡根据室温时水的电离平衡, ,运用平衡移动原理分析下列问题运用平衡移动原理分析下列问题: : 1.1. 2.2.比较下列情况下比较下列情况下,c(H,c(H+ +) )和和c(OHc(OH- -) )的值或变化趋势的值或变化趋势( (增大或减小增大或减小):): 纯水加少量盐酸加少量

4、氢氧化钠 c(H+) (mol/L) c(OH-) (mol/L) c(H+) 和c(OH-) 大小比较 c(H+)=c(OH-) 1 11010 7 7 1 11010 7 7 增大增大 减小减小 c(H+)c(OH-) 增大增大 减小减小 c(H+)c(OH-) 酸、碱让水的电离受到抑制。酸、碱让水的电离受到抑制。C C水 水(H (H ) = C ) = C水 水(OH (OH ) 7 pH 7 例如：例如： c(Hc(H+ +)=1.0)=1.01010-7 -7mol/L mol/L的中性溶液，的中性溶液，pH= 7.0pH= 7.0 c(Hc(H+ +)=1.0)=1.01010-

5、5 -5mol/L mol/L的酸性溶液，的酸性溶液，pH= 5.0pH= 5.0 c(Hc(H+ +)=1.0)=1.01010-9 -9mol/L mol/L的碱性溶液，的碱性溶液，pH= 9.0pH= 9.0 为什么要用为什么要用pH?pH? 常温常温下下pHpH适用范围为适用范围为0 01414 当当 c c（H H+ +）1mol/L1mol/L时，时， pH = 0pH = 0 当当 c c（OHOH- -）=1mol/L=1mol/L时，时， pH = 14pH = 14 温度升高，温度升高， pHpH值会变化吗？值会变化吗？ pH7,pH7,溶液也可能为中性溶液也可能为中性 (

6、 (记记) ) 对于对于c(Hc(H+ +) )和和c(OHc(OH- -) )都较小的稀溶液（都较小的稀溶液（1mol/L)1mol/L)， 用用pH pH 表示其酸碱度比直接用表示其酸碱度比直接用c(Hc(H+ +) )或或c(OHc(OH- -) )要要方便方便 ( (划划) ) 计算计算1： 强酸强酸/碱碱pH值值 (记记) 例例1：试计算常温下：试计算常温下 0.005 mol/L H2SO4溶液溶液pH= ； 0.005 mol/L Ba(OH)2 溶液溶液pH= 。 C (H+)pH lg C(OH )Kw/ C(OH ) pH C (H+) lg 2、强酸、强酸/强碱稀释强碱稀

7、释pH值值 例例2：在：在25时，时，pH值等于值等于3的盐酸溶液稀释到原来的的盐酸溶液稀释到原来的 100倍，倍，pH 值等于多少？值等于多少？ 例例3：在：在25时，时，pH值等于值等于12的的Ba(OH)2溶液稀释到原溶液稀释到原 来的来的100倍，倍，pH 等于多少？等于多少？ pH=5pH=5的盐酸加水稀释的盐酸加水稀释10001000倍倍,pH,pH值为：值为： pH=9pH=9的的NaOHNaOH溶液加水稀释溶液加水稀释10001000倍，倍，pHpH值为：值为： 约为约为7 7 约为约为7 7 强酸强酸( (碱碱) )每稀释每稀释1010倍，倍，pHpH增大增大 ( (减小减小

8、)1;)1; 无限稀释时，无限稀释时，pHpH均约为均约为7 7 ( (记）记） 例例4 4：pH=3pH=3的醋酸溶液稀释的醋酸溶液稀释100100倍后溶液的倍后溶液的pH pH pH=10 pH=10的的 NHNH3 3HH2 2O O 溶液稀释溶液稀释100100倍后溶液的倍后溶液的pHpH 3、 弱酸弱酸/碱稀释碱稀释 pH值值 4 4、 强酸和强酸、强碱和强碱混合强酸和强酸、强碱和强碱混合pHpH值值 例例5 5：在：在2525时，时，pHpH值等于值等于1 1的盐酸溶液和的盐酸溶液和pHpH值等于值等于4 4的硫的硫 酸溶液等体积混合酸溶液等体积混合pHpH值等于多少？值等于多少？

9、 强酸强酸( (碱碱) )等体积混合等体积混合(pH(pH相关相关2 2以上以上) ) ( (记）记） （酸）（酸）= pH小 小 + 0.3 （碱）（碱）= pH大 大 0.3 pH混 混 5 5、 25 25时，强酸和强碱时，强酸和强碱等体积等体积混合混合pHpH值值 1、pH(酸酸)+pH(碱碱)=14, 完全反应，完全反应，pH= 。 2 2、 pH(pH(酸酸)+pH()+pH(碱碱)14 : )14 : )14 : 碱过量碱过量 例例7 7、在、在2525时，时，pH=pH=3 3的盐酸与的盐酸与等体积等体积pH=pH=9 9的的NaOHNaOH溶液混溶液混 合后合后, ,溶液的溶

10、液的pHpH值等于多少？值等于多少？ pHpH试纸法试纸法( (粗略粗略) )、pHpH计法等计法等( (定性定性) ) pHpH试纸法步骤：试纸法步骤： 用用镊子镊子取一小块取一小块干燥干燥pHpH试纸于试纸于表面皿表面皿上上, , 用沾有待测液的用沾有待测液的点试纸中部点试纸中部 30 s30 s后后与标准比色卡对比确定与标准比色卡对比确定pHpH 注意：注意：( (记）记） pHpH试纸只取整数试纸只取整数 试纸用水湿润，试纸用水湿润，pHpH可能可能偏大、偏小或不变偏大、偏小或不变 标准比色卡标准比色卡 pH应用 1 1、人们的生活健康也与溶液的酸碱性有关。、人们的生活健康也与溶液的酸

11、碱性有关。 如：血液的如：血液的pHpH是诊断的重要参数；是诊断的重要参数； 护发素用于调节头发的护发素用于调节头发的pHpH 2 2、工农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性。、工农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性。 如如: :酸性、碱性废水的处理；植物对土壤酸性、碱性废水的处理；植物对土壤pHpH的要求；的要求； 酸碱中和滴定中溶液酸碱中和滴定中溶液pHpH变化（借助酸碱指示剂的颜色变化）变化（借助酸碱指示剂的颜色变化） 是判断滴定终点的依据。是判断滴定终点的依据。 一、原理：利用中和反应，用已知物质的量浓度的酸一、原理：利用中和反应，用已知物质的量浓度的酸 （或碱）来测定未知浓度

12、的碱（或酸）的实验方法。（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的实验方法。 已知浓度已知浓度标准液；标准液；未知浓度未知浓度待测液待测液 C(H C(H+ +)V()V(酸）酸）=C(OH=C(OH- -)V()V(碱碱) ) 二二、酸碱中和滴定、酸碱中和滴定 二、实验仪器及试剂二、实验仪器及试剂: : 仪器仪器: 酸式滴定管酸式滴定管( (碱式滴定管碱式滴定管) )、铁架台和滴定管、铁架台和滴定管 夹、锥形瓶、烧杯、白纸。夹、锥形瓶、烧杯、白纸。 试剂：试剂：标准液、待测液、酸碱指示剂。标准液、待测液、酸碱指示剂。 酸式滴定管：酸式滴定管： 装酸性、氧化性试剂装酸性、氧化性试剂 碱式滴定管：装碱

13、式滴定管：装碱性碱性试剂试剂（记）（记） 共同点共同点: （记）（记） 标有标有温度、刻度温度、刻度(精确到精确到0.01mL) “0”0”刻度在上面刻度在上面 例例1、下列所述仪器、下列所述仪器“0”刻度位置正确的是（刻度位置正确的是（ ） A在量筒的上端在量筒的上端 B在滴定管上端在滴定管上端 C容量瓶上端容量瓶上端 B 练练1：量取：量取25.00mL，KMnO4溶液可选用仪器溶液可选用仪器 （ ） A50mL量筒，量筒， B100mL量筒量筒 C50mL酸式滴定管酸式滴定管 ， D50mL碱式滴定管碱式滴定管 C 练练2：50ml的滴定管盛有溶液，液面恰好在的滴定管盛有溶液，液面恰好在

14、20.00 处，若把滴定管中溶液全部排出，则体积（处，若把滴定管中溶液全部排出，则体积（ ） A、 等于等于30 B、等于、等于20 C、大于、大于30 D、小于、小于30 C 三、实验步骤：三、实验步骤： 1、查漏查漏：检查两滴定管是否漏水：检查两滴定管是否漏水 2、润洗润洗：用水洗净后，各用少量待装液润洗滴定管：用水洗净后，各用少量待装液润洗滴定管2 3次；方法：次；方法：. 3、装液装液：将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中，：将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中， 使液面高于刻度使液面高于刻度2-3cm,并将滴定管垂直固定在滴定管夹上并将滴定管垂直固定在滴定管夹上 4、调节起始读数

15、：、调节起始读数：调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反 应液（如果滴定管内有气泡，应快速放液以赶走应液（如果滴定管内有气泡，应快速放液以赶走气泡气泡；除；除 去碱式滴定管中气泡的方法如图去碱式滴定管中气泡的方法如图3-13所示），并使液面处所示），并使液面处 于某一刻度，准确读数并记录。于某一刻度，准确读数并记录。 已知浓度盐酸滴入未知浓度氢氧化钠为例已知浓度盐酸滴入未知浓度氢氧化钠为例,例例 (2)滴定滴定：左手：左手_; 右手右手_ 眼睛眼睛_ 控制滴定管控制滴定管,滴入盐酸滴入盐酸 拿住锥形瓶颈，不断摇动拿住锥形瓶颈，不断摇动; 始终注视锥形瓶溶液颜色变化及液

16、体流速。始终注视锥形瓶溶液颜色变化及液体流速。 7、重复三次实验，整理数据进行计算。、重复三次实验，整理数据进行计算。 6、记录：、记录：当锥形瓶中溶液红色突变无色，当锥形瓶中溶液红色突变无色，30s内不变色时内不变色时, 停止滴定，准确记下盐酸读数，求滴定用去的盐酸体积。停止滴定，准确记下盐酸读数，求滴定用去的盐酸体积。 5、取液取液：根据实验需要从滴定管中逐滴放出一定量液体：根据实验需要从滴定管中逐滴放出一定量液体 (1)从碱式滴定管中放出从碱式滴定管中放出25.00ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中氢氧化钠溶液于锥形瓶中, 滴入滴入2滴滴酚酞酚酞试液试液（也可用移液管）（也可用移液管） NaOH

17、NaOH (ml)(ml) 0.000.0010.0010.0015.0015.0018.0018.0019.0019.0019.9619.9620.0020.0020.0420.0421.0021.00 溶液溶液 PH值值 1.0 1.2 1.8 2.3 2.6 3.9 7.0 10.0 11.4 向向20.00mL 0.10mol/L HCl中滴加中滴加0.10mol/L NaOH溶液过溶液过 程中，溶液的程中，溶液的pH变化如下，你发现了什么现象与规律？变化如下，你发现了什么现象与规律？ 甲基橙甲基橙 红色红色 橙色橙色 黄色黄色3.1 3.1 4.44.4 石石 蕊蕊 红色红色 紫色紫

18、色 蓝色蓝色 5.05.08.08.0 酚酚 酞酞 无色无色 浅红色浅红色 红色红色8.28.210.010.0 常见酸碱指示剂的变色范围常见酸碱指示剂的变色范围 强酸强碱互滴：甲基橙、酚酞强酸强碱互滴：甲基橙、酚酞 强碱滴定弱酸：酚酞；强碱滴定弱酸：酚酞； 强酸滴定弱碱：甲基橙强酸滴定弱碱：甲基橙 （记（记) ) 0 10 20 30 40 V(NaOH)mL 12 10 8 6 4 2 PH 颜色突颜色突 变范围变范围 中和滴定曲线中和滴定曲线 酚酞 甲基橙 NaOHNaOH (ml)(ml) 0.000.0010.0010.0015.0015.0018.0018.0019.0019.00

19、19.9619.9620.0020.0020.0420.0421.0021.00 溶液溶液 PH值值 1.0 1.2 1.8 2.3 2.6 3.9 7.0 10.0 11.4 四、滴定的误差分析： 例：用例：用标准盐酸标准盐酸滴定未知浓度的滴定未知浓度的氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液（氢氧化钠（氢氧化钠 放于锥形瓶中）下列操作对氢氧化钠溶液浓度有什么影响？放于锥形瓶中）下列操作对氢氧化钠溶液浓度有什么影响？ 1 1、滴定前仰视，滴定后俯视。、滴定前仰视，滴定后俯视。 2 2、未用标准盐酸标准液润洗酸式滴定管、未用标准盐酸标准液润洗酸式滴定管 3 3、滴定管液面未调至、滴定管液面未调至0 0以下就开

20、始滴加以下就开始滴加 4 4、滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失、滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失 5.5.滴定速度太快，发现时指示剂已变色滴定速度太快，发现时指示剂已变色 偏低偏低 偏高偏高 偏高偏高 偏低偏低 偏高偏高 一、酸式滴定管造成的影响一、酸式滴定管造成的影响 9 9、锥形瓶内用蒸馏水洗涤后，再用待测氢氧化钠润、锥形瓶内用蒸馏水洗涤后，再用待测氢氧化钠润 洗洗 2-32-3次，将润洗液倒掉，再装次，将润洗液倒掉，再装NaOHNaOH溶液溶液 1010、锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装、锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOHNaOH溶液溶液 1111、滴定过程中摇动锥形瓶，不慎将瓶内的溶

21、液溅出、滴定过程中摇动锥形瓶，不慎将瓶内的溶液溅出 一部分。（一部分。（ ） 1212、指示剂滴加过多（、指示剂滴加过多（ ） 偏高偏高 不变不变 偏低偏低 二、锥形瓶造成的影响二、锥形瓶造成的影响 1313、碱式滴定管用水洗后，未用待测液润洗（、碱式滴定管用水洗后，未用待测液润洗（ ） 1414、取待测液时，未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气、取待测液时，未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气 泡排除。取液后滴定管尖嘴充满溶液（泡排除。取液后滴定管尖嘴充满溶液（ ） 偏低偏低 偏低偏低 三、被滴定液造成的影响三、被滴定液造成的影响 15.15.用移液管移取待测液用移液管移取待测液, ,把尖端溶液也吹

22、入锥形瓶把尖端溶液也吹入锥形瓶 偏高偏高 例：例： 用用0.1000mol/L0.1000mol/L盐酸滴定盐酸滴定0.1000mol/L NaOH0.1000mol/L NaOH溶液溶液 20.00mL,20.00mL,如滴定完成时不慎多加了如滴定完成时不慎多加了1 1滴盐酸溶液（滴盐酸溶液（1 1滴溶液滴溶液 的体积约为的体积约为0.04mL0.04mL）求所得溶液的）求所得溶液的pHpH。并据此分析选用哪。并据此分析选用哪 种指示剂。种指示剂。 颜色变化：颜色变化： 浅到深最好浅到深最好 (1)酸、碱式滴定管的构造以及读数准确度酸、碱式滴定管的构造以及读数准确度0.01 mL。 (2)

23、溶液使指示剂改变颜色，发生的是化学变化。溶液使指示剂改变颜色，发生的是化学变化。 指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液（一指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液（一 般为般为12滴）。滴）。 (3)滴定速度，先快后慢，接近滴定终点时，应一滴一摇滴定速度，先快后慢，接近滴定终点时，应一滴一摇 动。动。 (4)振荡半分钟溶液颜色不发生变化，达滴定终点。振荡半分钟溶液颜色不发生变化，达滴定终点。 (5)读数时，视线与液面的凹液面的最低处及刻度在同一读数时，视线与液面的凹液面的最低处及刻度在同一 水平线上。水平线上。 延伸：酸碱中和滴定操作中应注意的几个问题延伸：酸碱中和滴定操作中应注意的几个问题 左手

24、左手 右手右手 视线与凹液视线与凹液 面水平相切面水平相切 滴加速度先快后慢滴加速度先快后慢 眼睛注视瓶内颜色变化眼睛注视瓶内颜色变化 半分钟颜色不变半分钟颜色不变 滴滴 定定 管管 保保 持持 垂垂 直直 酸式酸式 碱式碱式 碱式碱式 一次滴定一次滴定二次滴二次滴 定定 三次滴定三次滴定 终点读数终点读数 起点读数起点读数用量用量差差 值值 V标 标NaOH V待 待HCl C待 待HCl C待 待HCl 平均平均 酸碱中和滴定数据处理和计算：酸碱中和滴定数据处理和计算： 5、滴定的误差分析： 决定误差原因： C(测测)= C(标标)V(标标) V(测测) 其中其中: C(: C(标标) )

25、、 V(V(测测) )是已知的数据。因此是已知的数据。因此C(C(测测) )的大的大 小只由小只由V(V(标标) ) “读数读数”决定，只要直接或者间接的能决定，只要直接或者间接的能 引起引起“读数读数”的变化，则的变化，则C(C(测测) )也随着变化，且二者的变也随着变化，且二者的变 化是成化是成正比例正比例变化。变化。 已知已知 已知已知 读读 数数 例：用例：用标准盐酸标准盐酸滴定未知浓度的滴定未知浓度的氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液（氢氧化钠（氢氧化钠 放于锥形瓶中）下列操作对氢氧化钠溶液浓度有什么影响？放于锥形瓶中）下列操作对氢氧化钠溶液浓度有什么影响？ 俯视图俯视图 仰视图仰视图 滴定管

26、的俯视和仰视滴定管的俯视和仰视 正确正确 视线视线 仰视仰视 视线视线 正确正确 读数读数 仰视仰视 读数读数 读数偏大读数偏大 正确正确 视线视线 俯视俯视 视线视线 正确正确 读数读数 俯视俯视 读数读数 读数偏小读数偏小 0 先偏大先偏大后偏小后偏小 先仰后俯先仰后俯 V=V(V=V(后后)-V()-V(前前) )，偏小偏小 实际读数实际读数 正确读数正确读数 先俯后仰先俯后仰 先偏小先偏小后偏大后偏大 V=V(V=V(后后)-V()-V(前前) )，偏大偏大 实际读数实际读数 正确读数正确读数 滴定管的俯视和仰视滴定管的俯视和仰视 滴定前仰视，滴定后俯视。滴定前仰视，滴定后俯视。 分析

27、：分析：V标偏小，导致标偏小，导致C测测偏小。偏小。 滴定前滴定前 滴定后滴定后 读读 出出 值值 实实 际际 值值 滴定前俯视，滴定后仰视。滴定前俯视，滴定后仰视。 分析：分析：V标偏大，导致标偏大，导致C测测偏大。偏大。 滴定前滴定前 滴定后滴定后 实实 际际 值值 读读 出出 值值 例题：用例题：用标准盐酸标准盐酸滴定未知浓度滴定未知浓度 的的氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液（氢氧化钠放于（氢氧化钠放于 锥形瓶中）下列操作（其它操作锥形瓶中）下列操作（其它操作 均正确），对氢氧化钠溶液浓度均正确），对氢氧化钠溶液浓度 有什么影响？有什么影响？ 1 1、未用标准盐酸标准液润洗酸式滴定管、未用标准盐

28、酸标准液润洗酸式滴定管 （ ） 2 2、滴定管内壁不干净，滴定后，酸式滴定管内、滴定管内壁不干净，滴定后，酸式滴定管内 壁挂水珠壁挂水珠 （ ） 3 3、滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失、滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失 （ ） 4 4、滴定操作时，有少量盐酸滴于锥形瓶外、滴定操作时，有少量盐酸滴于锥形瓶外 （ ） 5 5、滴定前仰视刻度，滴定后俯视刻度（、滴定前仰视刻度，滴定后俯视刻度（ ） 偏高偏高 偏高偏高 偏高偏高 偏高偏高 偏低偏低 6. 滴定至终点时，滴定管尖嘴外挂着的半滴滴定至终点时，滴定管尖嘴外挂着的半滴 未滴入（未滴入（ ） 7. 7. 滴定速度太快，发现时指示剂已变色滴定速度太快，发现时指示剂已变色 （ ） 偏高偏高 偏高偏高 酸式滴定管酸式滴定管 8 8、锥形瓶内用蒸馏水洗涤后，再用待测氢氧、锥形瓶内用蒸馏水洗涤后，再用待测氢氧 化钠润洗化钠润洗 2-32-3次，将润洗液倒掉，再装次，将润洗液倒掉，再装Na