高二化学选修4 水的电离和溶液的酸碱性 课件.ppt

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,复习巩固,1、溶液导电性强弱是由 _决定的。,溶液中自由移动离子浓度,2、水是不是电解质？,思考与交流,研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性，而酸碱性与水的电离有密切的关系。那么水是如何电离的呢?,水是极弱的电解质？,（正反应吸热）,一、水的电离,1、水的电离,实验测定：25 C(H+)=C(OH-)=110-7mol/L 100 C(H+) = C(OH-) = 110-6mol/L,思考：,既然一定温度下纯水中C(H+)和C(OH-)浓度是定值，那么乘积呢？,Kw =C（H+）C（OH-）,说明：1.常温（25 ）Kw = 1 1

2、0-14 2.稀溶液 3.温度升高, Kw变大,2、水的离子积(常数)：,定义：在一定温度下，水（稀溶液）中H+与OH-浓度的乘积，用Kw表示。,问题与讨论,1、在水中加入强酸(HCl)后，水的离子积是否发生改变？,2、在水中加入强碱(NaOH)后，水的离子积是否发生改变？升温呢？,3、在酸碱溶液中，水电离出来的C(H+)和C(OH-)是否相等？,4、100时，水的离子积为10-12，求C(H+)为多少？,5、在酸溶液中水电离出来的C(H+)和酸电离出来的C(H+)什么关系？,加入酸：,增大,减少,平衡逆向移动,但Kw保持不变,C(H+),C(OH-),加入碱：,减小,增大,平衡逆向移动,但K

3、w保持不变,C(H+),C(OH-),升高温度：,平衡正向移动,C（H+）和C（OH-）都增大,Kw增大,（正反应吸热）,二、影响水的电离平衡的因素,1、酸,2、碱,3、温度,抑制水的电离，Kw保持不变,升高温度促进水的电离，Kw增大,注意：Kw是一个温度函数，只随温度的升高而增大.,4、加入能消耗H+和OH-的物质,如：Na、Cu2+、CH3COO-,三、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系,1.重要规律：,在一定温度时,稀电解质溶液里C(H+)与C(OH-)的乘积是一个常数。,经科学实验进一步证明,C(稀) 1mol/L,例：25时，Kw=110-14 100时，Kw=110-1

4、2,三、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系,2.关系(25)：,中性溶液：,酸性溶液：,碱性溶液：,注 意,水溶液中H+与OH-始终共存,酸性溶液：C(H+)C(OH-) ;C(H+)越大酸性越强,碱性溶液：C(H+)C(OH-) ;C(OH-)越大碱性越强,C(H+)=C(OH-)=110-7mol/L,C(H+)C(OH-) C(H+)110-7mol/L,C(H+)C(OH-) C(H+)110-7mol/L,三、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系,3.溶液中C(H+)、C(OH-)的计算,例1：计算下列溶液中C(H+)与C(OH-),(1)110-3mol/LH

5、Cl溶液,(2)0.05mol/LBa(OH)2溶液,解：,C(H+)=,由Kw = C(H+) C(OH-)，得,C(OH-)=,C(HCl)=110-3 mol/L,Kw,C(H+),=,110-14,110-11 mol/l,=,110-3 mol/l,例2：10mL10-4mol/LHCl,加水至100mL,此时溶液中C(H+)= mol/L；若加水至105mL,此时溶液中C(H+)又是,10-5,接近10-7mol/L,略大于10-7mol/L,说明,酸的溶液中C(H+)，以酸所电离出的H+浓度为准，若酸过度稀释，C(H+)接近10-7mol/L,但略大于10-7mol/L碱的溶液中

6、C(OH-)，以碱所电离出的OH-浓度为准，若碱过度稀释，(OH-)接近10-7mol/L,但略大于10-7mol/L,（2）常温下，浓度为110-5mol/l的NaOH溶液中，由水电离产生的C(OH-)是多少？,练习1.（1）常温下，浓度为110-5mol/l的盐酸溶液中，由水电离产生的C（H+）是多少？,(1)解：C水（H+）=C水（OH-）,= 110-9 mol/l,110-14,110-5 mol/l,=,Kw,C(H+),=,(2)解：C水（OH-）= C水（H+）,= 110-9 mol/l,110-14,110-5 mol/l,=,C(OH-),=,Kw,思考题：在常温下，由水

7、电离产生的C（H+）=110-9 mol/L的溶液，则该溶液的酸碱性如何？,答：可能是酸性也可能是碱性,D、NH4Cl,C、NaHSO4,B、NaCl,A、NaOH,（2）常温下，某溶液中由水电离产生的C（H+）=10-9 mol/l，则此溶液有可能是（ ）,2.（1）常温下，某溶液中由水电离产生的C（H+）=10-6 mol/l，则此溶液有可能是（ ）,D,AC,练习1、纯水在10和50的H+浓度，前者与后者的关系是 A.前者大 B.后者大 C.相等 D.无法确定 练习2、下列微粒中不能破坏水的电离平衡的是 A、H+ B、OH- C、S2- D、Na+ 练习3、下列物质溶解于水时，电离出的阴

8、离子能使水的电离平衡向右移动的是 A、CH3COONa B、Na2SO4 C、NH4Cl D、CH3COOH 练习4、某温度下纯水中C(H+) = 210-7 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = _。 若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+) = 510-6 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = _。,B,D,A,210-7 mol/L,810-9 mol/L,【课堂练习】,练习5、在25 ，在某无色溶液中由水电离出的C(OH-)= 110-13，一定能大量共存的离子组是 NH4+、K+、NO3- 、Cl- B.NO3-、CO32-、K+、Na+ C. K+、Na+、Cl-、SO42-

9、 D.Mg2+、Cu2+、SO42-、 Cl-,C,练习6、水的电离过程为H2O H+ + OH-，在不同温度下其离子积为Kw25=110-14， Kw35 =2.1 10-14。则下列叙述正确的是： A、CH+随着温度的升高而降低 B、在35时，纯水中 CH+COH- C、水的电离常数Kw25 Kw35 D、水的电离是一个吸热过程,D,练习8、 25、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中CH+由大到小的排列顺序：氨水 NaOH 盐酸 醋酸,练习7、判断正误： 任何水溶液中都存在水的电离平衡。 任何水溶液中（不论酸、碱或中性） ，都存在Kw=10-14 。 某温度下，某液体CH+= 10-7m

10、ol/L，则该溶液一定是纯水。, ,练习9、在常温下，0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出的C(H )和C(OH)是多少?,在常温下， 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-),练习10、根据水的电离平衡H2OH+OH- 和下列条件的改变，填空：,升高30 ,加入NaCl,加入NaAc,加入HCl,Kw,OH-变化,H+变化,水的电离平衡移动方向,改变条件, ,邵东一中 高二化学备课组,2020

11、年8月6日星期四,第二节 水的电离和溶液的酸碱性,溶液pH的计算,（2）水的电离是可逆的，存在电离平衡，它的逆反应为中和反应,一、水的电离,结论（1）水是极弱的电解质，它能微弱“自身”电离生成H+与OH-,H2O+H2O H3O+OH-,1、水的电离方程式,(2) 注意点：,A、水的电离过程是吸热，升高温度， Kw将增大,25时，Kw=c（H+）c（OH-） =110-14,B、水的离子积不仅适用纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液,Kw=c（H+）c（OH-）,2、水的离子积常数Kw,(1)定义：在一定温度下，水中c（H+）和c（OH-）的乘积是一个常数，用Kw表示 ，叫做水的离子积常数。,(3

12、 )影响因素：,A、酸、碱：温度不变，在纯水中加入酸或碱，均使水的电离左移 ， Kw不变 ,(H2O) 变小,B、温度,C、易水解的盐：,在纯水中加入能水解的盐，不管水解后显什么性，均促进水的电离，但只要温度不变， Kw不变。,D、其他因素：,如：向水中加入活泼金属,二、溶液的酸碱性与pH值,1、定义：化学上常采用H+的物质的量浓度的负对数来表示溶液的酸碱性。,3、溶液的酸碱性与pH值的关系,酸性溶液： c（H+）c（OH） pH7,2、表示方法：pH= - lg c（H+）,注意：,溶液呈中性的标志是c（H+）= c（OH-），此时pH不一定为7,酸性越强，pH越小；碱性越强，pH越大。对于

13、酸而言：pH减小一个单位，c（H+）就增大到原来的10倍，pH减小n个单位，c（H+）就增大到原来的10n倍。,任意水溶液中c（H+）0，但pH可为0，此时c（H+）=1mol/L。一般，当c（H+）1mol/L时，故直接用c（H+）表示。,注意：pOH -采用OH -的物质的量浓度的负对数来表示溶液的酸碱性 pOH + pH =14,强酸溶液：,如：0.1mol/L的HCl溶液，pH=1,一般而言对于强酸HnA，设浓度为c mol/l,则c(H+)=nc mol/L，pH=-lgc(H+)=-lgnc,强碱溶液：,如：0.1mol/L的NaOH溶液，pH=13,一般而言对于强碱B(OH)n，

14、设浓度为c mol/l,则c(H+)=10-14/nc mol/L，pH=-lgc(H+)=14+lgnc,有关溶液pH的计算：,1、单一溶液的计算：,2、强酸、强碱的稀释：,例1、0.001 mol/L盐酸的pH =_，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=_,3,4,6,9,8,结论：强酸(碱)每稀

15、释10倍，pH值向7靠拢一个单位。,注意：pH=6或8时，不可忽略水的电离，只能接近7，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7,3、弱酸、弱碱的稀释 例3、pH=3HAc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_。,结论：弱酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位；,34之间,1112之间,例5、pH=11和pH=9的两种NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的pH值。 pH=11和pH=8 pH=12和pH=10/9/8,例4、pH=3和pH=5的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH值 pH=3和

16、pH=6 pH=3和pH=4 pH=2和pH=4/5/6,4、两种pH值不同的同种强酸（碱）溶液等体积混合,1、若两强酸溶液的pH之差2， 且等体积混合，则混合后溶液的 pH等于混合前溶液pH较小值加0.3。,2、若两强碱溶液的pH之差2， 且等体积混合，则混合后溶液的 pH等于混合前溶液pH较大值减0.3。,结论： 1、若两强酸溶液的pH之差2，且等体积混合，则混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较小值加0.3。,总结论： 两种强酸（碱）溶液等体积混合，溶液的pH值以原浓溶液的pH向7靠拢0.3个单位。,2、若两强碱溶液的pH之差2，且等体积混合，则混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较大值减0

17、.3,例6、0.1L pH=1盐酸和0.1L pH=11的NaOH溶液相混合，求混合后溶液的pH值。 pH=1和pH=13；pH=2和pH=12 pH=1和pH=14；pH=4和pH=12,1.3,结论1：pH酸+ pH碱14的强酸强碱等体积混合后，混合后溶液呈酸性，pH混= pH酸+0.3,结论2：pH酸+ pH碱=14的强酸强碱等体积混合后，pH混= 7,结论3：pH酸+ pH碱14的强酸强碱等体积混合后，pH混= pH碱-0.3,均为7,13.7,11.7,5、强酸、强碱溶液的混合,结论：1、pH1+ pH214的强酸强碱等体积混合后， pH混= pH碱-0.3,方法：1、先反应 2、按

18、过量的计算，若酸过量，求c（H+），再算pH值。 若碱过量，求c（OH-），求c（H+），再算pH值,五、弱酸强碱或强酸弱碱混合 例7、 （1）pH为12的NaOH溶液和pH为2的醋酸溶液等体积相混合，则混合液呈_性 （2）pH为12的氨水和pH为2 的盐酸等体积相混合，则混合液呈 _性 （3）pH为2的盐酸和pH为12 的某碱等体积相混合，则混合液pH_ （4）pH为12的NaOH溶液和pH为2的某酸溶液等体积相混合，则混合液pH _ （5）盐酸的PH值为X，NaOH溶液的PH为Y，等体积相混合，则混合液PH _,酸,碱,7,7,己知X+Y=14，它们等体积相混合，混合液的PH值 。 己知X

19、+Y14，它们等体积相混合，混合液的PH值 。,1、某酸溶液的pH为2，某碱溶液的pH为12，两者等体积相混合后，有关pH值的变化正确的是 A、大于7 B、小于7 C、等于7 D、都有可能,2、常温下一种pH为2 的酸溶液与一种pH为12 的碱溶液等体积相混合，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 B、若是浓的强酸和稀的强碱，混合液中呈酸性 C、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,D,D,3、同体积的pH为3 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 A、硫酸溶液中放出的氢气的量最多 B、

20、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 D、盐酸比硝酸放出的氢气的量多,BD,练习：,4、向体积均是1L，pH值也相等的盐酸和醋酸两溶液中加入表面积质量均相等的锌块，下列叙述可能正确的是 A、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 C、充分反应后，两者产生的氢气的体积可能相等 D、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,BCD,5、酸HA、HB两溶液的pH值为3，且体积相同，加水稀释两溶液，PH值与加入水的体积关系如图所示，则两者酸性较强的是,加水体积,pH,HB,HA,HB,6、酸HA、HB、HC三溶液的物质的量浓度相

21、同，体积也相同，测得它们的pH值分别为2、2.7、3，分别与足量的锌反应，产生的氢气的物质的量 ，初始时，三者的反应速率 ，若三种酸的体积与pH值均相等时，分别加入足量的表面积和质量均相等的锌，初始时，三者的反应速率 ，反应过程中的平均速率 ；充分反应后，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： （1）pH=7的溶液是中性溶液。 ( ) （2）H2S溶液中c(H+)：c(S2-)=2：1 。 ( ) （3）0.1 mol/L的HAc中c(H+)是0.2 mol/L HAc中c(H+)的1/2。 ( ) （4）0.1 mol/L的HAc中c(H+) c(HAc)大于

22、0.01 mol/L 的HAc中 c(H+) c(HAc) 。 ( ) （5）0.1 mol/L的HAc中c(OH-) c(HAc)大于0.01 mol/L的HAc中c(OH-) c(HAc) 。 ( ) （6）中性溶液中c(H+)=c(OH-) 。 ( ),9、pH相等的盐酸溶液和醋酸溶液都稀释相同的倍数后，pH的大小关系是 A、盐酸醋酸 B、醋酸盐酸 C、盐酸=醋酸 D、无法判断,A,10、某次酸雨分析数据如下：c(NH4+)=2.010-5mol/L，c(Cl-)=6.010-5mol/L， c(Na+)=1.910-5mol/L， c(NO3-)=2.310-5mol/L， c(SO4

23、2-)=5.610-5mol/L，则此次酸雨的pH大约为 A、3 B、4 C、5 D、6,B,11、两种不同浓度的NaOH溶液，c(H+)分别为110-4mol/L和110-4mol/L。将此两溶液等体积混合后，所得溶液中的c(H+)是 A、1(10-14+10-10)mol/L B、0.5(10-14+10-10)mol/L C、210-10mol/L D、210-14mol/L,D,12、有人建议用AG表示溶液的酸度，AG的定义为AG=lgc(H+)/c(OH-)。下列表述正确的是 A、在25时，若溶液呈中性，则pH=7，AG=1 B、在25时，若溶液呈酸性，则pH7，AG0 C、在25时

24、，若溶液呈碱性，则pH7，AG0 D、在25时，溶液的pH和AG的换算公式为：AG=14-2pH,D,邵东一中 高二化学备课组,2020年8月6日星期四,第二节 水的电离和溶液的酸碱性,酸碱中和滴定,一、酸碱中和滴定,1、定义：用已知物质的量的浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的方法,2、原理：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，就可以计算出碱或酸的溶液浓度。,3、公式：,4、实验的关键:,(1)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,c酸v酸=c

25、碱v碱(一元酸和一元碱),仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、 铁架台、滴定管夹、烧杯、白纸（有时还需要移液管）,5、实验仪器及试剂:,滴定管的构造,1、滴定管是内径均匀、带有刻度的细长玻璃管，下端有控制液体流量的玻璃活塞(或由橡胶管和玻璃球组成的阀) 2、有“0”刻度，且小刻度在上。 3、精确度：0.01mL,滴定管的用途,滴定管主要用来精确地放出一定体积的液体。,滴定管的使用方法,a、检查仪器：使用前先检查滴定管活塞是否漏水,b、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23遍。,c、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23ml处

26、。,d、调节起始读书：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，然后调节滴定管液面，使其处于某一刻度，准确读取数值并记录。,读数的方法：,你能读得准吗？,25.60,思考1：酸式滴定管和碱式滴定管的结构有什么不同，为什么？盛放溶液时有何要求？,酸式滴定管：酸性溶液，强氧化性溶液 碱式滴定管：碱性溶液,思考2：如果滴定管下端尖嘴中有气泡存在，对实验结果有什么影响？如何除去气泡？,酸式滴定管：快速的打开玻璃塞，放出一小股液体 碱式滴定管：用右手手指挤压玻璃球，快速放出一小股液体,所需试剂,1、标准液,2、待测液,3、指示剂,a、酸碱中和滴定中通常用甲基橙和酚酞作指示剂，一般不用石蕊

27、试液。,b、根据中和反应恰好完全反应时溶液的pH应在指示剂的变色范围之内，来选择指示剂。,c、选择指示剂时，滴定终点前后溶液颜色改变由浅到深，颜色变化对比明显。,2、酸碱指示剂：一般是有机弱酸或有机弱碱溶液(定性测定),1、原则：,终点时，指示剂的颜色变化须明显,变色范围越窄越好，对溶液的酸碱性变化较灵敏,a、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,b、溶液使指示剂改变颜色，发生化学变化。指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液（一般为12滴）。,二、指示剂的选择：,（1）强酸强碱间的滴定：,（2）强酸滴定弱碱,两者正好完全反应，生成强酸弱碱盐，酸

28、性选用甲基橙作指示剂,（3）强碱滴定弱酸,3、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，碱性选用酚酞作指示剂,酚酞溶液、甲基橙,（3）操作：用镊子取一小块pH试纸放在洁净的表面皿或玻璃片上，然后用玻璃棒沾取少量待测液点在试纸中央，试纸显色后再与标准比色卡比较，即知溶液的pH值。,4、pH试纸（定量测定）,（1）成分：含有多种指示剂,（2）本身颜色：淡黄色,思考3：如何判断酸碱溶液恰好中和？,可用甲基橙或酚酞判断终点。,思考2：酸碱中和滴定选用酚酞或甲基橙作指示剂，但其滴定终点的变色点并不是pH=7，这样对中和滴定终点的判断有没有影响？,甲基橙：3.34.4 酚酞：8-10

29、,练习：25在20.00mL 0.1000mol/L的盐酸中，逐滴滴入0.1000mol/L NaOH溶液20.00mL。 判断下列情况下溶液的pH。 滴加NaOH溶液到完全反应少一滴（一滴溶液的体积是0.04mL），这时溶液的pH； 完全反应后再多加一滴NaOH溶液时的pH；,（pH=4）,（pH=10）,一滴酸/碱引起的突变：, 跟完全反应所需NaOH(20.00mL)溶液相比，若少加一滴NaOH溶液，计算测得的盐酸的物质的量浓度是多少？,练习：25在20.00mL 0.10mol/L的盐酸中，逐滴滴入0.10mol/L NaOH溶液20.00mL。 判断下列情况下溶液的pH。 滴加NaO

30、H溶液到完全反应少一滴（一滴溶液的体积是0.04mL），这时溶液的pH； 完全反应后再多加一滴NaOH溶液时的pH；,（pH=4）,（pH=10）,c(HCl）=0.0998mol/L,跟实际浓度0.1000mol/L相比，误差很小。故可利用甲基橙或者酚酞的突变来判断滴定的终点,结论： 在滴定终点前后，溶液的pH发生突跃。 酚酞的变色点落在溶液pH的突跃范围内。 按pH突跃范围内的体积计算，结果是可以达到足够的准确度。,酸碱中和滴定是一个非常精确的定量实验。,三、实验步骤：,1、查漏：检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活；,2、洗涤：用水洗净后，各用少量待装液润洗滴定管23次；,3、装液：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2-3cm,4、赶气泡：,酸式滴定管：快速放液,碱式滴定管：橡皮管向上