第二节水的电离和溶液的酸碱性

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2 0 2 12 0 2 1 年年 1 11 1 月月 1 61 6 日 星 期 二日 星 期 二第二节第二节 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性（正反应吸热）（正反应吸热）H H2 2O HO H+ + + OH + OH- - 一、水的电离一、水的电离1 1、水的电离、水的电离实验测定：实验测定：25 C(H25 C(H+)+)=C(OH=C(OH- -)=1)=11010-7-7mol/L mol/L 100 C(H 100 C(H+ +) = C(OH) = C(OH- -) = 1) = 11010-6-6mol/Lmol/

2、L思考：思考： 既然一定温度下纯水中既然一定温度下纯水中C(HC(H+ +) )和和C(OHC(OH- -) )浓度是定浓度是定值，那么乘积呢？值，那么乘积呢？ Kw =CKw =C（H H+ +）C C（OHOH- -）说明：说明：1.1.常温（常温（25 25 ）Kw = 1Kw = 1 10 10-14-14 2. 2.稀溶液稀溶液 3.3.温度升高温度升高, Kw, Kw变大变大2.2.水的离子积水的离子积( (常数常数) )：定义：在定义：在一定温度下一定温度下，水（稀溶液）中，水（稀溶液）中H H+ +与与OHOH- -浓度浓度的乘积，用的乘积，用KwKw表示。表示。温度温度002

3、020252550509090100100KwKw1.141.141010-15-156.816.811010-15-151 11010-14-145.475.471010-14-143.83.81010-13-131 11010-12-12问题与讨论问题与讨论1.1.在水中加入强在水中加入强酸酸(HCl)(HCl)后，水的离子积是否发生改变？后，水的离子积是否发生改变？2.2.在水中加入强在水中加入强碱碱(NaOH)(NaOH)后，水的离子积是否发生改变？后，水的离子积是否发生改变？升升温温呢？呢？3.3.在酸碱溶液中，水电离出来的在酸碱溶液中，水电离出来的C(HC(H+ +) )和和C(O

4、HC(OH- -) )是否相等？是否相等？4.1004.100时，水的离子积为时，水的离子积为1010-12-12，求，求C(HC(H+ +) )为多少？为多少？5.5.在酸溶液中水电离出来的在酸溶液中水电离出来的C(HC(H+ +) )和酸电离出来的和酸电离出来的C(HC(H+ +) )什什么么关系关系？ 加入酸：加入酸：增大增大减少减少平衡逆向移动平衡逆向移动但但KwKw保持不变保持不变H H2 2O HO H+ + + OH + OH- - C(HC(H+ +) )C(OHC(OH- -) ) 加入碱：加入碱：减小减小增大增大平衡逆向移动平衡逆向移动但但KwKw保持不变保持不变H H2

5、2O HO H+ + + OH + OH- - C(HC(H+ +) )C(OHC(OH- -) )升高温度：升高温度： 平衡正向移动平衡正向移动 C C（H H+ +）和）和C C（OHOH- -）都增大）都增大 Kw Kw增大增大（正反应吸热）（正反应吸热）H H2 2O HO H+ + + OH + OH- - 二、影响水的电离平衡的因素二、影响水的电离平衡的因素1.1.酸酸2.2.碱碱3.3.温度温度抑制抑制水的电离，水的电离，KwKw保持不变保持不变升高温度促进水的电离，升高温度促进水的电离，KwKw增大增大 注意：注意：KwKw是一个温度函数，只随温度的升高而增是一个温度函数，只随

6、温度的升高而增大大. .三、溶液的酸、碱性跟三、溶液的酸、碱性跟C(HC(H+ +) )、C(OHC(OH- -) )的关系的关系1.1.重要规律：重要规律： 在在一定温度一定温度时时, ,稀稀电解质溶液里电解质溶液里C(HC(H+ +) )与与C(OHC(OH- -) )的乘积是一个常数。的乘积是一个常数。经科学实验进一步证明经科学实验进一步证明C(C(稀稀) 1mol/L) 1mol/L例：例：2525时，时，Kw=1Kw=11010-14-14 100100时，时，Kw=1Kw=110-110-12 2三、溶液的酸、碱性跟三、溶液的酸、碱性跟C(HC(H+ +) )、C(OHC(OH-

7、-) )的关系的关系2.2.关系关系(25)(25)：中性中性溶液：溶液：酸性酸性溶液：溶液：碱性碱性溶液：溶液：注注 意意水溶液中水溶液中H H+ +与与OHOH- -始终共存始终共存酸性溶液：酸性溶液：C(HC(H+ +)C(OH)C(OH- -) ;C(H) ;C(H+ +) )越大酸性越强越大酸性越强碱性溶液：碱性溶液：C(HC(H+ +)C(OH)C(OH)C(OH- -) C(H) C(H+ +)1)11010-7-7mol/Lmol/LC(HC(H+ +)C(OH)C(OH- -) C(H) C(H+ +)1)c（OH） pH7中性溶液：中性溶液： c（H+）=c（OH） pH=

8、7碱性溶液：碱性溶液： c（H+）72. 表示方法：表示方法：pH= - lg c(H+)注意：注意：pOH -采用采用OH -的物质的量浓度的负对的物质的量浓度的负对数来表示溶液的酸碱性数来表示溶液的酸碱性 pOH + pH =14注意注意:pH=0 并非无并非无H+，而是，而是c（H+）=1mol/L，pH=14 并非无并非无OH -，而是，而是c（OH -）=1mol/L有关溶液有关溶液pH的计算：的计算：1.单一溶液的计算：单一溶液的计算：2.强酸、强碱的稀释：强酸、强碱的稀释：例例1. 0.001 mol/L盐酸的盐酸的pH =_，加水稀释到原来的，加水稀释到原来的10倍，倍，pH=

9、_，加水到原来的，加水到原来的103倍，倍，pH =_,加水到原来的加水到原来的104 倍倍pH= _,加水到原来的加水到原来的106倍，倍，pH=_例例2. pH=10的的NaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的10倍，则溶液的倍，则溶液的pH=_，pH=10的的NaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的102倍，则倍，则溶液的溶液的pH=_34698pH=10的的NaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的103倍，则溶液的倍，则溶液的pH=_，pH=10的的NaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的105倍，则倍，则溶液的溶液的pH=_注意：注意：pH=6或或8时

10、，不可忽略水的电离，只能接近时，不可忽略水的电离，只能接近7，酸碱溶液无限稀释，酸碱溶液无限稀释，pH只能约等于只能约等于7或接近或接近7：酸不能大于：酸不能大于7；碱不能小于；碱不能小于7结论结论：强酸强酸(碱碱)每稀释每稀释10倍，倍，pH值向值向7靠拢一个单位。靠拢一个单位。3. 弱酸、弱碱的稀释弱酸、弱碱的稀释例例3. pH=3HAc加水稀释到原来加水稀释到原来10倍，溶液的倍，溶液的pH值范围值范围_；pH=12氨水加水稀释到原来氨水加水稀释到原来10倍，溶液的倍，溶液的pH值范围值范围_。 结论：弱酸结论：弱酸(碱碱)每稀释每稀释10倍，倍，pH值向值向7靠拢靠拢不到不到一个单位；

11、一个单位；4. 两种两种pH值不同的同种强酸（碱）溶液等体积混合值不同的同种强酸（碱）溶液等体积混合例例4. pH=10和和pH=8的两种的两种NaOH溶液等体积混合，求混合溶液等体积混合，求混合溶液的溶液的pH值。值。例例5. . pH=4和和pH=5的两种盐酸溶液等体积混合，求混合的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的溶液的pH值值 结论：结论： 1. 两种强酸溶液两种强酸溶液等体积等体积混合，溶液的混合，溶液的pH值等于浓溶液值等于浓溶液的的pH加加0.3。 总结论：总结论： 两种强酸（碱）溶液等体积混合，溶液的两种强酸（碱）溶液等体积混合，溶液的pH值以原浓值以原浓溶液的溶液的pH向向

12、7靠拢靠拢0.3个单位。个单位。 2. 两种强碱溶液两种强碱溶液等体积等体积混合，溶液的混合，溶液的pH值等于浓溶液值等于浓溶液的的pH减减0.3。例例8. 0.1L pH=2盐酸和盐酸和0.1L pH=11的的NaOH溶液相混合，溶液相混合，求混合后溶液的求混合后溶液的pH值。值。 例例9. pH=2盐酸和盐酸和pH=12的的Ba(OH)2溶液等体积相混合，求溶液等体积相混合，求混合后溶液的混合后溶液的pH值。值。5、强酸、强碱溶液的混合、强酸、强碱溶液的混合结论：结论：1. pH1+ pH214的强酸强碱等体积混合后，的强酸强碱等体积混合后，pH混混= pH碱碱-0.3方法：方法：1.先反

13、应先反应2.按过量的计算，若酸过量，求按过量的计算，若酸过量，求c（H+），再算），再算pH值。值。 若碱过量，求若碱过量，求c（OH-），求），求c（H+），再算），再算pH值值五、弱酸强碱或强酸弱碱混合五、弱酸强碱或强酸弱碱混合例例10.（1）PH为为12 的的NaOH溶液和溶液和PH为为2的醋酸溶液等体积的醋酸溶液等体积相混合，则混合液呈相混合，则混合液呈_性性（2）PH为为12 的氨水和的氨水和PH为为2 的盐酸等体积相混合，则混合的盐酸等体积相混合，则混合液呈液呈 _性性（3）PH为为2 的盐酸和的盐酸和PH为为12 的某碱等体积相混合，则混合的某碱等体积相混合，则混合液液PH_ （

14、4）PH为为12 的的NaOH溶液和溶液和PH为为2的某酸溶液等体积相混的某酸溶液等体积相混合，则混合液合，则混合液PH _（5）盐酸的）盐酸的PH值为值为X，NaOH溶液的溶液的PH为为Y，体积相混合，体积相混合，则混合液，则混合液PH _己知己知X+Y=14，它们等体积相混合，混合液的它们等体积相混合，混合液的PH值值 。己 知己 知 X+ Y 14， 它 们 等 体 积 相 混 合 ， 混 合 液 的它 们 等 体 积 相 混 合 ， 混 合 液 的 P H 值值 _。（5）盐酸的）盐酸的PH值为值为X，NaOH溶液的溶液的PH为为Y，体积相混，体积相混合，则混合液合，则混合液PH _1

15、.某酸溶液的某酸溶液的PH为为2 ，某碱溶液的，某碱溶液的PH为为12 ，两者等体积相，两者等体积相混合后，有关混合后，有关PH值的变化正确的是（值的变化正确的是（ ） A.大于大于7 B.小于小于7 C.等于等于7 D.三种都有可能三种都有可能2.常温下一种常温下一种PH为为2 的酸溶液与一种的酸溶液与一种PH为为12 的碱溶的碱溶液等体积相混合，对溶液的酸碱性的说法正确的是液等体积相混合，对溶液的酸碱性的说法正确的是（ ） A.若是二元强酸和一元强碱，混合液为酸性若是二元强酸和一元强碱，混合液为酸性 B.若是浓的强酸和稀的强碱，混合液中呈酸性若是浓的强酸和稀的强碱，混合液中呈酸性 C.若是

16、浓的弱酸和稀的强碱，混合液呈碱性若是浓的弱酸和稀的强碱，混合液呈碱性 D.若是强酸和强碱相混合，溶液反应后呈中性若是强酸和强碱相混合，溶液反应后呈中性DD练习：练习：3.同体积的同体积的PH为为3 的盐酸、硫酸、醋酸和硝酸四的盐酸、硫酸、醋酸和硝酸四种溶液，分别加入足量的锌粉，叙述正确的是种溶液，分别加入足量的锌粉，叙述正确的是（ ） A.硫酸溶液中放出的氢气的量最多硫酸溶液中放出的氢气的量最多 B.醋酸溶液中放出的氢气的量最多醋酸溶液中放出的氢气的量最多 C.盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等 D.盐酸比硝酸放出的氢气的量多盐酸比硝酸放出的氢气的量多BD4.向体积均

17、是向体积均是1L，PH值也相等的盐和醋酸两溶液值也相等的盐和醋酸两溶液中加入表面积质量均相等的锌块，下列叙述可能中加入表面积质量均相等的锌块，下列叙述可能正确的是（正确的是（ ） A.反应开始时，盐酸的速率比醋酸快反应开始时，盐酸的速率比醋酸快 B.反应过程中，醋酸的速率比盐酸快反应过程中，醋酸的速率比盐酸快 C.充分反应后，两者产生的氢气的体积可能相充分反应后，两者产生的氢气的体积可能相等等 D.充分反应后，若有一种溶液中的锌有多余，充分反应后，若有一种溶液中的锌有多余，则一定是盐酸的锌有余则一定是盐酸的锌有余BCD5.酸酸HA、HB两溶液的两溶液的PH值为值为3，且体积相同，加水，且体积相

18、同，加水稀释两溶液，稀释两溶液，PH值与加入水的体积关系如图所示，值与加入水的体积关系如图所示，则两者酸性较强的是（则两者酸性较强的是（ ）加水体积加水体积PHHBHAHB6.酸酸HA、HB、HC三溶液的物质的量浓度相同，体积三溶液的物质的量浓度相同，体积也相同，测得它们的也相同，测得它们的PH值分别为值分别为2、2.7、3，分别与，分别与足量的锌反应，产生的氢气的物质的量足量的锌反应，产生的氢气的物质的量 ，初始时，初始时，三者的反应速率三者的反应速率 ，反应过程中的平均速，反应过程中的平均速率率 ； 若三种酸的体积与若三种酸的体积与PH值均相等时，分别加入足量值均相等时，分别加入足量的表面

19、积和质量均相等的锌，初始时，三者的反应速的表面积和质量均相等的锌，初始时，三者的反应速率率 ，反应过程中的平均速率，反应过程中的平均速率_；充；充分反应后，产生的氢气的物质的量的大小关系分反应后，产生的氢气的物质的量的大小关系 _， 相同相同7.判断下列说法是否正确：判断下列说法是否正确：（1）pH=7的溶液是中性溶液。的溶液是中性溶液。 ( )（2）H2S溶液中溶液中c(H+)：c(S2-)=2：1 。 ( )（3）0.1 mol/L的的HAc中中c(H+)是是0.2 mol/L HAc中中c(H+)的的1/2。 ( )（4）0.1 mol/L的的HAc中中c(H+) c(HAc)大于大于0

20、.01 mol/L 的的HAc中中 c(H+) c(HAc) 。 ( )（5）0.1 mol/L的的HAc中中c(OH-) c(HAc)大于大于0.01 mol/L的的HAc中中c(OH-) c(HAc) 。 ( )（6）中性溶液中）中性溶液中c(H+)=c(OH-) 。 ( )酸碱中和滴定酸碱中和滴定一、酸碱中和滴定一、酸碱中和滴定1.定义：定义：用用已知已知物质的量的浓度的酸（或碱）来物质的量的浓度的酸（或碱）来测定未知测定未知浓浓度的碱（或酸）的方法度的碱（或酸）的方法 2.原理：原理：在酸碱中和反应中，使用一种已知物质的量浓度的在酸碱中和反应中，使用一种已知物质的量浓度的酸或碱溶液跟未

21、知浓度的碱或酸溶液完全中和，测出二者酸或碱溶液跟未知浓度的碱或酸溶液完全中和，测出二者的体积，根据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值，就的体积，根据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值，就可以计算出碱或酸的溶液浓度。可以计算出碱或酸的溶液浓度。 3.公式：公式：4.实验的关键实验的关键:(1)准确测量参加反应的两种溶液的体积准确测量参加反应的两种溶液的体积(2)准确判断中和反应是否恰好完全反应准确判断中和反应是否恰好完全反应c酸酸v酸酸=c碱碱v碱碱(一元酸和一元碱一元酸和一元碱)5.实验仪器及试剂实验仪器及试剂: 仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、锥形瓶、 铁

22、架台、铁架台、滴定管夹滴定管夹、烧杯、白纸，有时还需、烧杯、白纸，有时还需要要移液管移液管试剂：标准液、待测液、指示剂试剂：标准液、待测液、指示剂2.酸碱指示剂：一般是有机弱酸或有机弱碱（定性测定）酸碱指示剂：一般是有机弱酸或有机弱碱（定性测定）种类种类 对应溶液对应溶液 的的 颜颜 色色变色范围变色范围甲基橙溶液甲基橙溶液橙色橙色红红3.1橙橙4.4黄黄酚酞溶液酚酞溶液无色无色无无8浅红浅红10红红石蕊溶液石蕊溶液紫色紫色红红5 紫紫 8蓝蓝 1.原则：原则：1）终点时，指示剂的）终点时，指示剂的颜色变化明显颜色变化明显2）变色范围越窄越好，对溶液的酸碱性变化较灵敏）变色范围越窄越好，对溶液

23、的酸碱性变化较灵敏二、指示剂的选择：二、指示剂的选择：（1）甲基橙和酚酞的变色范围较小：）甲基橙和酚酞的变色范围较小：4.4-3.1=1.3 10-8=2 对溶液的酸碱性变化较灵敏对溶液的酸碱性变化较灵敏（2）溶液使指示剂改变颜色，发生的化学变化。）溶液使指示剂改变颜色，发生的化学变化。指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液（一般指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液（一般为为12滴）。滴）。（3）操作：用）操作：用镊子镊子取一小块取一小块pH试纸试纸放在洁净放在洁净的的表面皿或玻璃片表面皿或玻璃片上，然后用上，然后用玻璃棒玻璃棒沾取少量沾取少量待测液待测液点在试纸中央，试纸显色后再与点在试纸中央

24、，试纸显色后再与标准比标准比色卡色卡比较，即知溶液的比较，即知溶液的pH值。值。3. pH试纸（定量测定）试纸（定量测定）（1）成分：含有多种指示剂）成分：含有多种指示剂（2）本身颜色：淡黄色）本身颜色：淡黄色（1）强酸强碱间的滴定：）强酸强碱间的滴定：（2）强酸滴定弱碱）强酸滴定弱碱 两者正好完全反应，生成强酸弱碱盐，酸性选用两者正好完全反应，生成强酸弱碱盐，酸性选用甲基橙甲基橙作指示剂作指示剂（3）强碱滴定弱酸）强碱滴定弱酸4. 酸碱中和滴定中指示剂的选择：酸碱中和滴定中指示剂的选择： 两者正好完全反应，生成强碱弱酸盐，碱性选用两者正好完全反应，生成强碱弱酸盐，碱性选用酚酞酚酞作指示剂作指

25、示剂酚酞溶液、甲基橙酚酞溶液、甲基橙三、实验步骤：三、实验步骤： 1.查漏查漏：检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵：检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活；活； 2.洗涤洗涤：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23次；次； 3.装液装液：用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴：用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中，使液面高于刻度定管中，使液面高于刻度2-3cm4.赶气泡赶气泡：酸式滴定管：快速放液酸式滴定管：快速放液碱式滴定管：橡皮管向上翘起碱式滴定管：橡皮管向上翘起5.调液调液：调节滴定管中液面高度，并记下读数，记做。调节滴定

26、管中液面高度，并记下读数，记做。6.取液取液：（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（2）滴入）滴入2滴酚酞试液，将锥形瓶置于酸式滴定管下方，并滴酚酞试液，将锥形瓶置于酸式滴定管下方，并在瓶底衬一张白纸。在瓶底衬一张白纸。7.滴定滴定：左手：左手_，右手，右手_眼睛眼睛_控制酸式滴定管活塞控制酸式滴定管活塞拿住锥形瓶瓶颈，拿住锥形瓶瓶颈，边滴入盐酸，边不断顺时针方向摇动，边滴入盐酸，边不断顺时针方向摇动，要始终注视锥形瓶溶液的颜色变化。要始终注视锥形瓶溶液的颜色变化。9.计算计算：整理数据进行计算。：整理数据进行计算。8.记录记录：当看到加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变无：当看到加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变无色时，停止滴定，准确记下盐酸读数，并准确求得滴定用色时，停止滴定，准确记下盐酸读数，并准确求得滴定用去的盐酸体积。去的盐酸体积。五、误差分析：五、误差分析： 例题：用例题：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氢氧化钠溶液化钠溶液（氢氧化钠放于锥形瓶中）下（氢氧化钠放于锥形瓶中）下列操作（其它操作均正确），对氢氧化列操作（其它操作均正确），对氢氧化钠溶液浓度有什么影响？钠溶液浓度有什么影响？一、酸式滴定管一、酸式滴定管1.未用标准液未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管润洗酸式滴定管 （ ）