化学水的电离和溶液的酸碱性原创人教选修

1、化学水的电离和溶液的酸碱性原创人教选修第1页/共94页如何用实验证明水是一种极弱的电解质如何用实验证明水是一种极弱的电解质? 灵敏电流计灯泡第1页/共94页第2页/共94页2525，纯水，纯水 H2O+H2O H3O+ + OH ( H2O H+OH)C(H+)=C(OH-)=110-7mol/L平衡常数平衡常数：K 电离电离C(H+)C(OH-） C(H2O）+-1 1、水是一种极弱电解质，能微弱电离、水是一种极弱电解质，能微弱电离: :第2页/共94页第3页/共94页Kw= c(H+) . c(OH-)1)表达式：表达式：KW 叫做水的离子积常数，简称叫做水的离子积常数，简称水的离子积水的

2、离子积。在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶液中都是水溶液中都是H+、OH-共存的。共存的。 任何水溶液中都存在任何水溶液中都存在Kw=c(H+) . c(OH-)水的浓度为常数，所以水的浓度为常数，所以 C(H+)C(OH-）= K 电离. C(H2O）=常数2 2、水的离子积常数、水的离子积常数注：注：提问：提问：根据前面所学知识，水的离子积会受什么外界根据前面所学知识，水的离子积会受什么外界条件影响？条件影响？第3页/共94页第4页/共94页分析下表中的数据有何规律，并解释之分析下表中的数据有何规律，并解释之 讨论：讨论：温度0

3、202550100Kw1.1410-156.8110-15110-145.4710-14110-12结论：结论：温度越高，Kw越大，水的电离是一个吸热过程第4页/共94页第5页/共94页Kw= c(H+) . c(OH-)1)表达式：表达式：KW 叫做水的离子积常数，简称叫做水的离子积常数，简称水的离子积水的离子积。2)影响影响KW的因素的因素KW只与温度有关（只与温度有关（与浓度无关与浓度无关）:温度升高，温度升高，KW增大增大如：如： 25 KW=10-14 100 KW=10-12注：常数无单位注：常数无单位2 2、水的离子积常数、水的离子积常数第5页/共94页第6页/共94页D D1、

4、水的电离过程为、水的电离过程为H2O H+ + OH-，在不同温度下，在不同温度下其离子积为其离子积为KW25=110-14， KW35 =2.1 10-14。则下。则下列叙述正确的是（列叙述正确的是（ ）A、H+ 随着温度的升高而降低随着温度的升高而降低B、在、在35时，纯水中时，纯水中 H+ OH-C、水的电离常数、水的电离常数K25 K35 D、水的电离是一个吸热过程、水的电离是一个吸热过程第6页/共94页第7页/共94页2、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=10-14 。3)某温度下，某液体c(H+)= 10-7mol/L，

5、则该溶液一定是纯水。 第7页/共94页第8页/共94页讨论：讨论：对常温下的纯水进行下列操作，完成下表： 酸碱性酸碱性水的电离平水的电离平衡移动方向衡移动方向C C(H+)(H+)C C(OH-)(OH-)C C(H+)(H+) 与与C C(OH-)(OH-)大小关系大小关系KwKw变化变化加加 热热 加加HClHCl 加加NaOHNaOH 中性中性= =酸性酸性不变不变碱性碱性不变不变小结：加入酸或碱都抑制水的电离第8页/共94页第9页/共94页（1 1）加入）加入酸或碱酸或碱，抑制抑制水的电离，水的电离，KwKw不变；不变；（2 2）升升高高温温度，电离过程是一个吸热过程，度，电离过程是一

6、个吸热过程，促进促进 水的电离，水的离子积增大，水的电离，水的离子积增大，在在常温常温时，时， K KW W=1=110101414；在；在100100时，时，K KW W=1=110101212。知识延伸：知识延伸：1 1、C C（H H）=1=110107 7mol/Lmol/L，溶液一定呈中性吗？，溶液一定呈中性吗？说明：溶液或纯水呈中性，是因为溶液中说明：溶液或纯水呈中性，是因为溶液中 C C（H H）=C=C（OHOH）2 2、纯水中溶液、纯水中溶液C(H C(H ) )、C(OHC(OH) )浓度的计算方法：浓度的计算方法： C C（H H ）=C=C（OHOH）= =Kw第9页/

7、共94页第10页/共94页根据Kw=C(H)C(OH) 在特定温度下为 定值,C(H) 和C(OH-) 可以互求.不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液，水电离出的C(H+)C(OH)常温下,任何稀的水溶液中 C(H+)C(OH)=11014注意: 任何水溶液中H+和OH总是同时存在的,只是相对含量不同.第10页/共94页第11页/共94页根据根据Kw=C(H)C(OH) 在特定温度下为在特定温度下为 定值定值,C(H) 和和C(OH-) 可以互求；可以互求；任何水溶液中由水电离出来的任何水溶液中由水电离出来的 c(H+) H2O与与 c(OH-) H2O相等相等 ; 利用利用Kw的定量计算的定量计

8、算有关原则：有关原则：纯水中溶液纯水中溶液C(H )、C(OH)浓度的计算方法：浓度的计算方法： C（H ）=C（OH）=Kw第11页/共94页第12页/共94页例题例题 0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出的C(H )和C(OH)是多少? 0.1mol/L的NaOH溶液中水电离出的C(H)和C(OH)是多少?水电离出的C(OH-)=110-14/0.1=110-13mol/L = C(H )水电离出的C(H+)=110-14/0.1=110-13mol/L = C(OH- )第12页/共94页第13页/共94页3、根据、根据Kw=c(H+)c(OH-) 为定值为定值,c(H) 和和 c(OH

9、-) 可可以互求；酸性溶液中水电离出来的以互求；酸性溶液中水电离出来的c(H+)可以忽略、碱可以忽略、碱性溶液中水电离出来的性溶液中水电离出来的OH-离子可以忽略；离子可以忽略；1、任何水溶液中、任何水溶液中H+和和OH总是同时存在的总是同时存在的,只是相对只是相对含量不同；含量不同；2、常温下、常温下,任何稀的水溶液中任何稀的水溶液中c(H+)c(OH-)=110144、Kw大小只与温度有关大小只与温度有关,与是否为酸碱性溶液无关。与是否为酸碱性溶液无关。25时，时， Kw =110-14100时，时，Kw =110-12再次强调再次强调:第13页/共94页第14页/共94页1. 0.1mo

10、l/L的NaOH溶液中， c（OH-）？、c（H）？、由水电离出的c（OH-）水？、 c（H）水？、第14页/共94页第15页/共94页5、水中加入氢氧化钠固体，、水中加入氢氧化钠固体，c(OH-)_ ；则水的电离平衡向则水的电离平衡向_移动，水的电离移动，水的电离被被_，Kw_，c(H+) _。6、已知、已知100时，时，Kw =110-12,分别求出该分别求出该温度下温度下,纯水、纯水、0.1mol/LHCl溶液、溶液、 0.1mol/L的的NaOH溶液中的溶液中的c(H+) 。4、25时，向纯水中加入少量氯化氢气体，时，向纯水中加入少量氯化氢气体，仍能保持不变的是仍能保持不变的是 （ ）

11、A. c(H+) B. c(OH-) C. Kw D. c(H+)/c(OH-)第15页/共94页第16页/共94页7.将0 .1molL-1-1的氨水稀释10倍，随着氨水浓度的降低，下列数据逐渐增大的是（ ） A. C(H+) B. C(OH)- - C. c(OH)- - /c(NH3H2O) D. C(NH4)+ACAC第16页/共94页第17页/共94页v讨论讨论1、某溶液中由水电离产生的c(H+) H2O= 10-12 mol/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+) H2O大小关系为：盐酸 醋

12、酸溶液 硫酸溶液 氢氧化钠溶液 解答： c(H+) H2O= c(OH-) H2O= 10-12 mol/L若c(H+) aq= c(H+) H2O= 10-12 mol/L 则 c(OH-) aq= 10-2 mol/L 溶液显碱性若c(OH-) aq= c(OH-) H2O = 10-12 mol/L 则 c(H+) aq= 10-2 mol/L 溶液显酸性 = 第17页/共94页第18页/共94页一、水的电离一、水的电离1 1、水的电离、水的电离2、水的离子积、水的离子积 Kw= c(H+ ) c(OH-)（1）无单位常数）无单位常数（2）意义）意义（3） Kw只决定于温度，温度升高，只

13、决定于温度，温度升高， Kw增大增大25 Kw=1 10-14 100 Kw=1 10-12 （4） 加入酸或碱，抑制水的电离，但加入酸或碱，抑制水的电离，但Kw不变不变（5） 任何溶液中都存在任何溶液中都存在Kw= c(H+ ) c(OH-)且且25 Kw=110-14 H2O + H2O H3O+ + OH-H2O H+ + OH-简写：简写：第18页/共94页第19页/共94页第19页/共94页第20页/共94页思考与交流思考与交流P46 1P46 1、2 2、3 3第20页/共94页第21页/共94页 根据室温时水的电离平衡，运用平衡移动原理分析根据室温时水的电离平衡，运用平衡移动原理

14、分析下列问题。下列问题。 1.酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近，酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近，1L酸或碱的酸或碱的稀稀溶液约为溶液约为1000 g，其中，其中，H2O的物质的量近似为的物质的量近似为1000 g / 18 g /mol =55.6 mol。此时，发生电离的水是否仍。此时，发生电离的水是否仍为为纯水状态时的纯水状态时的110-7mol ？因酸电离出来的因酸电离出来的H或碱电离出来的或碱电离出来的OH对水的电离对水的电离有抑制作用，所以发生电离的水的物质的量小于纯有抑制作用，所以发生电离的水的物质的量小于纯水状态时的水状态时的110-7mol 。第21页/共94页第22页/共94页

15、 2.比较下列情况下，比较下列情况下，c (H+)和和c (OH-）的值或变化）的值或变化趋势（增加或减少）：趋势（增加或减少）：10-7mol/L10-7mol/Lc(H+)=c(OH-)变大变大 变小变小c(H+)c(OH-)变小变小变大变大c(H+)c (OH-) 110-7 酸性酸性c (H+) c (OH-)110-7碱性碱性二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pH值值+ +- -1、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系第24页/共94页第25页/共94页讨论：讨论：KW100=10-12在在100 时，纯水中时，纯水中H+ 为多少？为多少？H+ 1107mol/L是否说明

16、是否说明100 时纯水溶液呈时纯水溶液呈酸性？酸性？不能用不能用 HH+ + 等于多少来判断溶液酸、碱性，等于多少来判断溶液酸、碱性，只能通过两者相对大小比较只能通过两者相对大小比较100 时，时，H+ = 1107mol/L溶液呈酸性还是碱性？溶液呈酸性还是碱性？H+ =1106mol/L否中性第25页/共94页第26页/共94页 C(H+) 1mol/L或或C(OH-) 1mol/L时，可直接时，可直接用用C(H+) 或或C(OH-)表示溶液的酸碱性。一定温度下表示溶液的酸碱性。一定温度下C(H+)越大越大,溶液酸性越强。溶液酸性越强。 C(OH-)越大，溶液碱性越大，溶液碱性越强，酸性越

17、弱。越强，酸性越弱。 C(H+) 1mol/L时，常用时，常用PH表示溶液的酸碱性。表示溶液的酸碱性。2 2、溶液的酸碱性的表示方法、溶液的酸碱性的表示方法溶液的溶液的pH(1)pH的定义：的定义：C(HC(H+ +) )的负对数的负对数pHlgc(H ) (2)使用范围：使用范围： C(HC(H+ +)1mol/L)c (OH-) 110-7 酸性酸性c (H+) c (OH-)110-7碱性碱性二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pH值值+ +- -1、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系第87页/共94页第88页/共94页强酸与强碱混合强酸与强碱混合例题：在例题：在2525时，

18、时，100mlO.6mol/L100mlO.6mol/L的盐酸与等体的盐酸与等体积积0.4mol/L0.4mol/L的氢氧化钠溶液混合后的氢氧化钠溶液混合后, ,溶液的溶液的pHpH值值等于多少？等于多少？解：解：NaOH+HCl=NaCl+H2O0.060.04pH=-lgH+=-lg0.02/（0.1+0.1）=-lg101=1关键：关键：酸过量抓住氢离子进行计算！酸过量抓住氢离子进行计算！第88页/共94页第89页/共94页（3 3）酸I+I+碱IIII完全中和：HH+ + = OH = OH- - =1 =1 10 107 7mol/Lmol/L酸过量： HH+ += = 碱过量：OHOH- -= IIIIIIVVOHnHn)()(IIIIIIVVHnOHn)()(第89页/共94页第90页/共94页3、强酸和强碱混合呈中性时，二者的体积比、强酸和强碱混合呈中性时，二者的体积比（1 1）若pH酸+ pH碱=14，则V酸：V碱=1：1（2 2）若pH酸+ pH碱14，则V酸：V碱=10（ pH酸+ pH碱-14）：1（3 3）若pH酸+ pH碱14，则V酸：V碱=1：101