水的电离与溶液的pH值课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第三章

水溶液中的离子反应与平衡第2节水的电离与溶液的pH值选择性必修一

化学反应原理精确的纯水导电性实验灵敏电流计灯泡活动与探究观察现象：（1）灵敏电流表指针_______，（2）灯泡_______。转动不亮结论：水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。纯水一、水的电离：1、水的电离平衡2H2OH3O++OH－

H2O

H＋+OH－【简写】H+为裸质子，不稳定，与水结合，形成H3O+，即水合氢离子K电离

=c(H+)·c(OH-)c(H2O)c(H+)·c(OH-)c(H2O)·K电离

=Kw2.水的离子积KwH2OH＋＋OH－

当水达到电离平衡时，H+和OH-的浓度的乘积是一个常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积。符号：Kw注：c(H2O)可视为常数!

实验测得室温（25℃)时，1L(55.6mol)H2O中有1×10-7molH2O发生电离，电离程度很小。室温(25℃)下：Kw=1×10-14表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)Kw不仅适用于纯水中，也适用于稀的电解质溶液中。分析表格中的数据，有何规律，得出什么结论？并解释之。t/℃0102025405090100Kw/10-140.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5温度越高，Kw越大。Kw在一定温度下是个常数。结论Kw只受温度的影响，与溶液的酸碱性无关；=c(H+)水1.在25℃0.01mol/L盐酸溶液中：c(H+)=

，c(OH-)=

；c(H+)水=

，c(OH-)水=

。2.在25℃0.01mol/LNaOH溶液中：c(H+)=

，c(OH-)=

；c(H+)水=

，c(OH-)水=

。0.01mol/L10-12mol/L10-12mol/L10-12mol/L■加酸后Kw

=1×10-14酸溶液中Kw=c(H+)酸

·

c(OH-)水=c(OH-)水10-12mol/L10-12mol/L10-12mol/L0.01mol/L■加碱后Kw

=1×10-14碱溶液中Kw=c(OH-)碱·c(H+)水随堂小练点拨—水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算思路Kw表达式中c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中所有H＋、OH－的总物质的量浓度，但是一般情况下有：(1)酸溶液中Kw＝c(H＋)酸·c(OH－)水(忽略水电离出的H＋的浓度)。(2)碱溶液中Kw＝c(H＋)水·c(OH－)碱(忽略水电离出的OH－的浓度)(3)外界条件改变，水的电离平衡发生移动；但由水电离出的c水(H＋)与c水(OH－)一定相等。分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O⇌H＋＋OH－ΔH＞0的影响，并填写下表：正向移动

增大增大

增大

增大逆向移动

减小

增大

减小

不变正向移动

减小

增大

增大

不变逆向移动

增大

减小

减小

不变改变条件平衡移动方向c(H＋)c(OH－)电离程度Kw升高温度加入酸加入碱加入活泼金属(如Na)(3)加入碱：

增大c(OH-)，则平衡向左移动，水的电离被抑制，由于水的电离平衡仍然存在，Kw不变，则c(H+)必然会减小。(2)加入酸：

增大c(H+)，则平衡向左移动，水的电离被抑制，由于水的电离平衡仍然存在，Kw不变，则c(OH-)必然会减小。3.影响水的电离平衡的因素H2O⇌H＋＋OH－(1)水电离吸热，升温将促进水的电离，故平衡右移（4）加某些盐：

结合水电离出的H+或OH-，使水的电离正向移动，Kw不变。思考1：酸溶液中是否有OH-存在，从哪里来的？H+呢？思考2：同理，碱溶液中是否有H+存在，从哪里来的？OH-呢？

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。（25℃）纯水纯水中加入少量盐酸纯水中加入少量氢氧化钠溶液c(H+)c(OH-)c(H+)和c(OH-)大小比较Kw增大增大减小减小1.0×10-71.0×10-7c(H+)=c(OH-)c(H+)>c(OH-)c(H+)<c(OH-)1.0×10-1410-1410-14结论：任何水溶液中同时存在H+和OH-，它们既相互依存，又相互制约，共同决定了溶液的酸碱性。下列说法不正确的是（

）A．H2SO4溶液中存在H+不存在OH-B．NaOH溶液中水电离的c(OH-)等于水电离的c(H+)C．25oC时KOH溶液中OH-和H+的浓度一定都等于

1.0×10-7mol/LD．常温下，任何物质的水溶液中都有OH-和H+，且KW=1.0×10-14AC随堂练习无论是酸溶液中还是碱溶液或盐溶液中都同时存在H+和OH-！1．溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系任意条件下，溶液酸碱性的判断依据：若c(H+)=c(OH-)，中性若c(H+)>c(OH-)，酸性，c(H+)越大，酸性越强若c(H+)<c(OH-)，碱性，c(OH-)越大,碱性越强二、溶液的酸碱性和pH25℃时中性：酸性：碱性：c（H+）=1×10-7mol/Lc（H+）>1×10-7

mol/Lc（H+）<1×10-7

mol/LpH=－lgc(H+)2．pH表示溶液酸碱性：引入pH概念的必要性：比用物质的量浓度简便。注意：pH的适用范围：适用于10-14＜c(H+)≤1mol/L的溶液，当c(H+)＞1mol/L直接用c(H+)表示！pH酸性增强碱性增强0100110-1210-2310-3410-4510-5610-6710-7810-8910-91010-101110-111210-121310-131410-14c(H+)常温25℃时判据中性pH=0并非无H+，而是c(H+)=1mol/LpH=1c(H+)≠1mol/L，而是等于0.1mol/L3、溶液的酸碱性与pHpH=7，中性pH＜7，酸性pH＞7，碱性注意:温度KwpH范围中性溶液pH25℃10-140~147100℃10-120~126pH的范围：0→-lgKw,受温度影响溶液的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值表示任何溶液的酸碱性都很方便。（

）3、强酸溶液的pH值一定大。（

）4、pH值等于6一定是一个弱酸体系。（

）5、pH值有可能等于负值。（）6、pH值相同的强酸和弱酸中c(H+)相同。（

）×××××√随堂练习酸碱指示剂法只能测出pH范围广泛pH试纸法其pH范围是1到14（最常用)，读整数；pH试纸不能润湿4．pH测量方法：精密pH试纸法思考：pH试纸润湿后测得pH一定有误差吗？不一定，若原溶液呈中性则无影响pH范围较窄，可判别0.2或0.3的pH差值。试纸的使用方法：把小块pH试纸放在玻璃片上，用蘸有待测液的

玻璃棒点在试纸的中央，试纸变色后，与标准

比色卡比较，来确定溶液的pH。pH

01234567891011121314

强酸性

弱酸性中性弱碱性

强碱性红色橙红色橙黄色浅草绿色深草绿色蓝色深蓝色黄色蓝紫色pH试纸三、pH的计算1、单一溶液的计算：①强酸溶液，如HnA的浓度为cmol/L,则有C(H+)=ncmol/L,pH=-lgc(H+)=-lgnc②强碱溶液，如B(OH)n的浓度为cmol/L，则有C(H+)=10-14/nc,pH=-lgc(H+)=14+lgnc酸性:求c(酸)→c(H+)→pH碱性:求c(碱)→c(OH-)→c(H+)→pH常温c（H+）·c（OH-）=1×10-14KW例1：下列溶液在常温下酸性最强的是（）A．pH=4的溶液B．

pH=3HCl溶液C．c(OH-)=10-12mol/L的溶液D．c(H+)=10-3mol/L的溶液C例2：(1)0.1mol/L盐酸、硫酸、醋酸c(H+)、pH大小关系如何？pH(醋酸)>pH(盐酸)>pH(硫酸)c(醋酸)>c(盐酸)>c(硫酸)(2)pH=1的盐酸、硫酸、醋酸中的c(H+)及酸的物质的量浓度关系如何？

c(H+)醋酸＜c(H+)盐酸＜c(H+)硫酸c(H+)醋酸

=c(H+)盐酸

=c(H+)硫酸例3：在25℃时，pH值等于3的盐酸溶液稀释到原来的100倍，pH值等于多少？解：pH=-lgC(H+)=-lg1.0×10-5=5关键：抓住氢离子进行计算！C(H+)==1.0×10-5mol/L2、强酸、强碱的稀释：

强酸的稀释强酸pH=a,加水稀释10n倍后，pH=a+n例4：取1mLpH=3的硫酸溶液加水稀释到100mL，溶液的pH变为多少？解：c(H+)=pH=-lgc(H+)=-lg10-5=510-3mol/L×10-3L=10-5mol/L10-1L=n(H+)V[H2SO4(aq)]若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍，则溶液的pH变为多少？若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH变为多少？102103pH=6pH=8pH接近于773pHV水例5：在25℃时，pH值等于12的强碱溶液稀释到原来的100倍，pH等于多少？解：稀释前：C(OH-)=pH=-lgC（H+）关键：抓住氢氧根离子离子进行计算！稀释后：C(OH-）=C(H+)==10=1×10-2mol/L=1×10-4mol/L==1×10-10mol/L强碱的稀释强碱pH=b,加水稀释10n倍后，pH=b-n.注意：pH=6或8时，酸碱溶液无限稀释，pH只能约等于7或接近7：酸不能大于7；碱不能小于7例6：取pH=11的NaOH溶液与水按1:99的体积比混合后，溶液的pH变为多少？解：稀释前c(OH-)=10-3mol/L10-3mol/L=10-5mol/L1+99若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍，则溶液的pH变为多少？若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH变为多少？103pH=8pH=6pH接近于7原来的102稀释后c(OH-)=稀释后溶液的pH=

9Kwc(OH-)c(H+)==1×10-9mol/L117pHV水117pHV水3注意：pH=6或8时，酸碱溶液无限稀释，pH只能约等于7或接近7：酸不能大于7；碱不能小于7结论：强酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。强酸pH=a,加水稀释10n倍后，pH=a+n;强碱pH=b,加水稀释10n倍后，pH=b-n.3、弱酸、弱碱的稀释例7、pH=3的HAc加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围是_________；pH=12氨水加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围是___________。结论：弱酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位；弱酸pH=a,加水稀释10n倍后，a＜pH＜a+n;弱碱pH=b,加水稀释10n倍后，b＞pH＞b-n.3＜pH＜411＜pH＜12归纳酸或碱的稀释与pH的关系强酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH=a+n；弱酸pH=a，加水稀释10n倍，则a＜pH<a+n；强碱pH=b，加水稀释10n倍，则pH=b-n；弱碱pH=b，加水稀释10n倍，则b＞pH>b-n；酸、碱溶液无限稀释时，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）强酸与强酸混合强碱与强碱混合1．概念：依据中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法,叫做酸碱中和滴定。四、酸碱中和滴定标准液待测液2、原理：在酸碱中和反应中，使用一种已知浓度的酸(或碱)溶液跟未知浓度的碱(或酸)溶液完全中和(H++OH-=H2O)，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，就可以计算出碱或酸的溶液浓度。

中和反应中酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等n(H＋)＝n(OH－)，即c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱。

3、公式：c酸v酸=c碱v碱(一元酸和一元碱)①配制标准溶液：0.1032mol/L③滴定过程，滴定管滴出液体体积：V2－V1②滴定前量取好25.00mL于锥形瓶中等待被滴④待求？实验：现在我们用0.1032mol/L的盐酸标准溶液测定未知浓度的NaOH溶液。该怎么做？c(HCl)·V[HCl(aq)]V[NaOH(aq)]=c(NaOH)实验大概步骤：①准备标准溶液c(标)②取待测溶液体积V(待)于锥形瓶中等待被滴③滴定，滴出标准液体积V(标)=V2－V1④根据公式：求出c(待)c(标)·V(标)V(待)=c(待).酸碱中和滴定所需的仪器酸式滴定管（图中右边的仪器）碱式滴定管（图中左边的仪器）锥形瓶铁架台滴定管夹4.实验仪器及使用烧杯仪器a是酸式滴定管，仪器b是碱式滴定管玻璃塞带玻璃球的橡胶塞标注温度、量程“0”刻度线在上①读数精确度：0.01mL②酸式滴定管盛装：酸性、强氧化性试剂

碱式滴定管盛装：碱性试剂注意：酸式滴定管不能用于装碱性溶液，碱式滴定管不能用于装酸性溶液或会腐蚀橡胶的溶液（如强氧化性的溶液）滴定管的构造全部盛满溶液时，体积大于所标容积滴定管的使用:①检查仪器:使用前先检查滴定管活塞是否漏水。

②润洗仪器:在加入反应液之前,洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗2~3次。

③加入反应液:分别将反应液加入到相应滴定管中,使液面位于滴定管刻度“0”以上2~3mL处。

④调节起始读数:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分充满反应液,并使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下,准确读取数值并记录。

查漏洗涤装液赶气泡5.试剂的选择酸碱中和滴定所用试剂为标准液、待测液和指示剂,酸碱中和滴定中通常用甲基橙或酚酞作指示剂。

常见酸碱指示剂的变色范围指示剂变化范围石蕊pH<5红色5~8紫色>8蓝色酚酞pH<8.2无色8.2~10浅红色>10红色甲基橙pH<3.1红色3.1~4.4橙色

>4.4黄色原理：由曲线可以看出，在酸、碱中和滴定过程中，溶液的pH在接近滴定终点时有一个突变过程，在此范围内，滴加很少的酸(或碱)，溶液的pH就有很大的变化，能使指示剂的颜色变化明显，所以即使酚酞、甲基橙的变色不在恰好中和的pH＝7的点上，但体积差距很小，可以忽略不计。图：0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1HCl溶液的滴定曲线。指示剂的选择和滴定终点的判断强酸滴定强碱甲基橙黄→橙酚酞红→无色强碱滴定强酸甲基橙红→橙强酸弱碱相互滴加甲基橙强碱弱酸相互滴加酚酞酚酞无色→粉红(1)滴定前准备①检查：使用滴定管前，首先要检查是否漏水。方法是：加入少量水检查活塞或橡胶管是否漏水，再检查活塞转动是否灵活。②润洗：滴定管加入酸、碱反应液之前，先用蒸馏水洗涤干净，然后分别用待装液润洗2～3遍。6、实验操作(以用盐酸标准液滴定NaOH溶液为例)锥形瓶不能用待测液润洗锥形瓶只要洗干净即可③装液：分别将酸、碱反应液加入酸式、碱式滴定管中，使液面位于“0”刻度以上2～3mL处。④调液：调节活塞或玻璃球，使滴定管尖嘴部分充满反应液，并使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下。⑤放液：从碱式滴定管中放出一定量的NaOH溶液于锥形瓶中，并滴2~3滴指示剂(甲基橙或酚酞)。(2)滴定终点判断：当滴入最后一滴标准液时，刚好使锥形瓶中的溶液变色，且在半分钟内不变色，即到滴定终点。读数并记录。滴速：先快后慢，当接近终点时，应一滴一摇，甚至半滴一摇。滴加半滴酸方法：让最后一滴酸悬挂在滴定管尖嘴处，用锥形瓶将这滴酸碰下来滴定终点判断的答题模板当滴入最后半滴×××标准溶液后，溶液由××色变成××色，且半分钟内不复原，说明达到滴定终点。说明：解答此类题目注意三个关键点：(1)最后半滴：必须说明是滴入“最后半滴”溶液。(2)颜色变化：必须说明滴入“最后一滴”溶液后，溶液“颜色的变化”。(3)半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不复原”。点拨：滴定终点的判断(以盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液为例)①