高二水溶液中离子平衡(复习)课件.ppt
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1、第三章 水溶液中的离子平衡(复习),专题一、弱电解质的电离,一、电解质和非电解质,电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物,专题一、弱电解质的电离,1、概念,2、电解质与非电解质本质区别:,在一定条件下(溶于水或熔化)能否电离(以能否导电来证明是否电离),3、强电解质和弱电解质,根据电解质在水溶液里是否全部电离,把电解质分为强电解质和弱电解质。,强电解质:在水溶液中能够全部电离的电解质为强电解质。,弱电解质:在水溶液中只有部分电离的电解质为弱电解质。,常见的强电解质有:强酸、强碱和绝大多数盐,常见的弱电解质有:弱酸、弱碱、水和极少多数的盐(
2、如醋酸铅),注意,(1)电解质和非电解质的范畴都是化合物(纯净物),(2)电解质离子化合物或共价化合物 离子型的电解质在水溶液中或熔融状态下都可以导电,如氯化钠;而共价型的电解质只有在水溶液中才能导电,如硫酸。,常见的电解质有 酸、碱、盐、水、离子型氧化物。,非电解质共价化合物,常见的非电解质有 蔗糖、酒精、四氯化碳等,(3)金属单质既不是电解质,也不是非电解质。,(4)SO2、NH3、CO2等溶于水后,溶液可以导电,但他们属于非电解质 (电解质为H2SO3等),(5)强电解质不一定是易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部电离,故BaSO4为强电解质),易溶于水的电解
3、质不一定是强电解质(如CH3COOH),(6)强电解质全部电离,在溶液中全部以离子形式存在;弱电解质部分电离,溶液中既有未电离的分子,也有已电离出的离子。,1.铜丝 2.硫酸钡 3.氯化氢 4.氯化钠晶体5. 盐酸 6.蔗糖 7.二氧化碳 8. 氯化钠溶液 9. 冰醋酸 l0.碳酸氢铵 l1. 氨气 l2.氨水 l3.硫酸 l4.熔融氯化钠 l5.酒精,例题1:下列物质属于电解质的是_ 属于强电解质的是_属于弱电解质的是_属于非电解质的是_能导电的是_,2、3、4、9、10、13、14,2、3、4、10、13、14,9,6、7、11、15,1、5、8、12、14,二、弱电解质的电离,1.电离平
4、衡定义:,在一定条件下,当弱电解质分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态,这叫做电离平衡。,V弱电解质电离成离子的速率 =V离子重新结合成分子的速率,溶液中弱电解质的分子和离子的浓度保持不变,2.电离平衡的特征,逆、等、动、定、变,例2、在甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是 ( ) A.1mol/L的甲酸溶液中c(H+)约为1102 mol/L B. 甲酸能与水以任意比例互溶 C. 1mol/L的甲酸溶液10mL恰好与10mL1mol/L的NaOH溶液完全反应D. 在相同条件下,甲酸溶液的导电性比盐酸弱,A D,3 .电离方程式的书写方法,例3:写出
5、下列物质的电离方程式,弱电解质电离平衡的移动,弱电解质的电离平衡符合 原理,(2)影响弱电解质电离平衡的因素有:,以醋酸为例温度:升温,将_电离浓度A加水稀释将 电离 B加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,将 电离 c加入能反应的物质,将 电离,勒夏特列,促进,促进,抑制,促进,醋酸达到电离平衡时,改变下列的条件会导致平衡移动的结果:CH3COOH CH3COO + H+,例4,增大,减小,增大,减小,减小,5、电离平衡常数,(1)概念:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离生成的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数,这个常数叫电离平衡常数。,(2)电离常数的
6、意义:根据电离常数的大小,可以估算弱电解质电离的趋势。K值越大,电离程度越大。,(3)K只与 有关,不随 改变而改变。,温度,浓度,与化学平衡类似,电离平衡的平衡常数,叫做电离常数。对于弱酸 HA H+ + A- 对于弱碱 M OH M + + OH-,(4)多元弱酸的电离常数,多元弱酸是分步电离的,每一步都有一个电离常数: H2S H+ + HS- K1=1.310-7 HS- H+ + S2- K2=7.110-15一般K1 K2K3 ,即第二步电离通常比第一步难得多,第三步双比第二步电离难得多。因此计算多元弱酸溶液的c(H+)或比较弱酸酸性相对强弱时,通常只考虑第一步电离。,6、电离度的
7、概念及其影响因素,(1)电离度的概念,当弱电解质在溶液里达到电离平衡时,已电离的电解质分数占原来总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分数,叫电离度。,(2)影响电离度的主要因素,(内因)是电解质本身的性质;(外因)主要是溶液的浓度和温度。溶液越稀,弱电解质的电离度 ;温度升高,电离度 _,越大,增大,例5、不用计算,判断下列各组溶液中,哪一种电解质的电离度大?(1)20时,0.01mol/LHCN溶液和40时0.01mol/LHCN溶液。(2)10时0.01mol/LCH3COOH 溶液1000ml和10时0.1mol/LCH3COOH10ml溶液。,例6、在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中
8、,溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如右图所示。请回答:“O”点导电能力为O的理由是_;a,b,c三点溶液中c(H+)由小到大的顺序为_; a,b,c三点中醋酸电离度最大的是_;若使C点溶液的c(CH3COO-)提高,在如下措施中可采取(填标号) A加盐酸 B加浓醋酸 C加入固体KOH D加水 E加固体CH3COONa F加Zn粒,c a b,c,B C E F,精选习题,练习1。下列说法中错误的是( ) A、非电解质一定是共价化合物;离子化合物一定是强电解质; B、强电解质的水溶液一定能导电;非电解质的水溶液一定不导电;C、浓度相同时,强电解质的水 溶液的导电性一定比弱电解质强; D
9、、相同条件下,pH相同的盐酸和醋酸的导电性相同。,B,练习2、在下列叙述中,能说明盐酸是强酸,醋酸是弱酸的是 A将pH=4的盐酸和醋酸稀释成pH=5的溶液,醋酸所需加入水的量大 B盐酸和醋酸都可用相应的钠盐与浓硫酸反应制取C相同pH的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体,醋酸的pH变大 D相同pH的盐酸和醋酸分别跟锌反应时,产生氢气的起始速率相等,C,3.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速度,且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的NaOH固体 H2O NH4Cl固体 CH3COONa固体 NaNO3固体 KCl溶液A. B. C. D.,4.下列溶液中加入少量NaOH固体导
10、电能力变化不大的是( )盐酸 B. CH3COOH C. NH3H2O D. H2O,A,A,练习5、取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化 如右图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是 (填“A”或“B”)。设盐酸中加入的Zn质量为m1, 醋酸溶液中加入的Zn质量为m2。则m1 m2(选填“”、“=”、“”),B,专题二、水的电离和溶液PH的计算,专题二、水的电离和溶液PH的计算,一、水的电离,讨论: 纯水中有没有电离平衡? 写出水的电离方程式。 在纯水及任何稀溶液中, 2H2O H3O+OH- 可简写为:H2O H+ + OH-,
11、定量讨论: 纯水中H+与OH-大小有何关系? 由水电离出的H+、OH-的物质的量相等在25下, H+、OH-等于多少,说明水的电离程度如何? 25时,水电离出来的H+=OH=107mol/L 水是一种极弱的电解质(通常的电流表无法检验其中离子),H2O的电离常数K电离 1.81016,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H+、OH-共存的。 c(H+)c(OH-)=KW(常数无单位) KW 叫做水的离子积常数,简称水的离子积25时, c(H+)=c(OH-)=10-7molL-1。KW=10-14,二、水的离子积常数,1、表达式:,2、影响KW的因素,KW只是温度的函数(
12、与浓度无关) 温度升高, KW值增大,如:KW25=10-14 KW100=10-12,例1、升高温度,Kw增大。已知KW100=10-12,则在100 时纯水中的H+等于多少?,H+ =10-12mol/L,例2、0.1mol/L的NaOH溶液中,c(H )=? C(OH )=?由水电离出的氢离子、氢氧根离子浓度等于多少?,+,-,例3、在0.1mol/L的H2SO4溶液中, c(H+)= ? c(OH-)= ?由水电离出的氢离子、氢氧根离子的浓度等于多少?,+,-,溶液中c(H+)= 1 10-13 mol/L c(OH-)= 0.1mol/L,由水电离出的氢离子浓度=由水电离出的氢氧根离
13、子浓度= 1 10-13 mol/L,溶液中c(H+)= 0.2mol/L c(OH-)= 510-14 mol/L,由水电离出的氢离子浓度=由水电离出的氢氧根离子浓度= 5 10-14 mol/L,3、水的电离平衡的移动,加入NaOH,4、影响水的电离平衡的因素,升温、加入极活泼的金属、弱碱阳离子或弱酸根阴离子,能促进水的电离; 降温、加入酸碱能抑制水的电离。,例5、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、H+ 随着温度的升高而降低B、在35时,纯水中 H+ OH-C、35oC OH- 2
14、5oC H+ D、水的电离是一个吸热过程,C、D,例6 25、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中H+由大到小的排列顺序:氨水 NaOH 盐酸 醋酸,练习1、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H+= 10-7mol/L,则该溶液一定是纯水。, ,对,错,错,三、溶液的酸碱性,怎样判断溶液的酸碱性,依据1 在任意温度下的溶液中,中性溶液,酸性溶液,碱性溶液,c(H+) = c(OH-),c(H+) c(OH-),c(H+) c(OH-),依据2 在25(常温)时的溶液中,H+ = 1107mol/L OH-
15、 = 1107mol/L,中性溶液,酸性溶液,碱性溶液,H+ 1107mol/LOH- 1107mol/L,H+ 1107mol/LOH- 1107mol/L,中性溶液,酸性溶液,碱性溶液,PH=7,PH 7,PH 7,依据3 在25 (常温)时的溶液中,例7、某溶液中由水电离产生的H+= 10-11 mol/L ,则该溶液呈酸性还是碱性?并求算该溶液中 H+的可能值 ?,该溶液可能是酸性也可能是碱性,若是酸性溶液,则H+= 1103mol/L,若是碱性溶液,则H+= 11011mol/L,例8、常温下,某溶液中由水电离出的H+和OH-浓度的乘积为110-24mol/L,该溶液的H+ 可能为
16、。,H+ =110-12mol/L或110-2mol/L,1、溶液pH的意义:,表示溶液酸、碱性的强弱。,2、溶液pH的表示:,用H+物质的量浓度的负对数来表示。,如果某溶液c(H )=m10 mol/L,那么, 该溶液的pH=nm。,-n,四、溶液的pH,3、 pH与溶液酸碱性的关系,25 (常温)时,中性:pH=7,酸性:pH7,碱性:pH7,讨论:pH值变化与酸碱性变化的关系怎样?,H值越大碱性越强,pH越小酸性越强,溶液的pH值 H+,酸性增强,碱性增强,H值越大碱性越强,酸性越弱,当H+1mol/L或小于10-14 ( OH-1mol/L)时,使用pH值更不方便。所以用物质的量浓度表
17、示更好。 pH值一般表示1mol/L以下H+的浓度。,H值越小酸性越强,碱性越弱,例9、KW100=10-12,试求在100 时纯水的pH值,H=6是否说明100 时纯水成弱酸性?,4、pH值测定方法,测定方法:酸碱指示剂法、pH试纸法、pH计法等。, pH试纸的种类,常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸, pH试纸的pH范围,广泛pH试纸的pH范围一般是114,可以识别的PH差值约为1;精密pH试纸范围较窄,可以识别0.2或0.3的pH差值。, pH试纸的使用方法,取一片pH试纸,放在洁净的表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸中部,然后与标准比色卡对照读数。,5、pH的应用,1
18、、pH与人体健康的关系,2、pH在环保上的应用,3、土壤pH与土壤有效成分关系。,练习2、pH值有关判断正误,1、一定条件下 pH值越大,溶液的酸性越强。 2、强酸溶液的pH值一定小。3、pH值等于6的溶液,一定是一个弱酸体系。4、pH值相同的强酸和弱酸中H+相同。5、在常温下,pH=0的溶液酸性最强,pH=14的溶液碱性最强6、pH值有可能等于负值。7、常温下,由水电离出的H+=10-12mol/L,则溶液pH定为128、相同体积和pH值的盐酸,醋酸、硫酸中H+的物质的量相等,6、有关pH 的计算,练习3、甲溶液的pH3,乙溶液的pH1,则甲溶液中H+与乙溶液中H+之比为 ( )A、100
19、B、1/100 C、3 D、1/3,H2SO4物质的量浓度为5 10-3mol/L,溶液中OH- 的物质的量浓度1 10-12mol/L,B,练习4、下列溶液在常温下酸性最强的是 ( )A、pH=4的溶液 B、1L 溶液里溶有22.4mL(标况)HCl的溶液C、OH-=10-12mol/L的溶液 D、H+=10-3mol/L的溶液,练习5、pH=0的溶液,下列叙述正确的是 ( ) A、是酸性最强的溶液 B、与0.5mol/L H2SO4溶液中H+同 C、H+0的溶液 D、与1mol/L CH3COOH溶液中H+同,C,B,练习6、常温下,将0.05ml 1mol/L的盐酸滴加到50ml纯水中,
20、求此溶液的pH。,练习7 、0.1mol/L盐酸、硫酸、醋酸pH大小关系如何? pH(醋酸) pH(盐酸 ) pH(硫酸) pH=1 的盐酸、硫酸、醋酸中H+、物质的量浓度关系如何? H+相等; 物质的量浓度:弱一元强多元强(酸或碱均符合),pH=3,练习8现有pH值、体积相等的H2SO4、HCl、醋酸三种酸溶液,投入足量的相同形状、大小的锌粒,开始瞬间反应速率大小关系是_,充分反应后生成H2体积大小(相同状况)关系是_。,练习9 、某温度下,纯水中H+=210-7mol/L。则此时纯水中的OH-=_mol/L;滴入盐酸使H+=5 10-6mol/L,则OH=_mol/L;滴入NaOH溶液使得
21、OH-= 4 10-6mol/L,则pH=_。,相等,醋酸硫酸=盐酸,210-7,810-9,8,1、酸的稀释(关键:抓住氢离子进行计算!) 在25时,pH=5的盐酸稀释到原来的10倍,pH值等于多少? 如果稀释到1000倍后, pH值又等于多少呢?,pH=-lgH+,= -lg105/10,=-lg106,=6,H+水=OH-水,(H+水+10-8). H+水=10-14,H+总=H+水+10-8 =1.0510-7 pH7,有关pH 的计算溶液的稀释,注意:1、当酸提供的H+ 大于106mol/L时,水电离的H+忽略不计!2、当酸提供的H+小于106mol/L时,不能忽略水电离出的H+,2
22、、 碱的稀释,在25时,pH=9的NaOH溶液稀释到10倍,pH值等于多少?,OH=105/10,106,pH=-lgH+,=-lgKW/OH,=-lg108,=8,有关pH 的计算溶液的稀释,向100mL纯水中加入1滴(0.05mL)0. 2mol/LBa(OH)2溶液,pH变为多少了?,在25时,pH=9的NaOH溶液稀释到1000倍后, pH值为多少?,H11的氨水稀释到pH10,则NH3H2O的电离平衡向_方向移动,所得氨水的物质的量浓度 (填大于、小于或等于)原溶液浓度的1/10。,(关键:抓住氢氧根离子进行计算!),pH=9,正向,小于,1、强酸与强酸混合,在25时,pH=1的盐酸
23、溶液1L与pH=4的盐酸溶液1000L混合,混合后溶液的pH值等于多少?,关键:1、抓住氢离子进行计算!2、当相加、减的两个量相差100倍以上时,小的可忽略,有关pH 的计算溶液的混合,pH=-lgH+,=-lg(1101+1000104)/(1+1000),=-lg2104 ,=4-lg2,=3.7,2、强碱与强碱混合,有关pH 的计算溶液的混合,例:将pH=8的氢氧化钠溶液与pH=10的氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液中的氢离子浓度最接近于 ( )A、 molL-1 B、 molL-1C、(10-810-10)molL-1 D、210-10 molL-1,OH-=( 1 106 +1104)
24、 / (1+1) = 510-5 mol/L,pH=14- pOH,=9.7,=10 - lg2,=-lg(10-14/ 510-5 ),= 9.7,=-lg(210-10 ),关键:抓住OH- 进行计算!再转化为H+,D,3、强酸与强碱混合,有关pH 的计算溶液的混合,在25时,100ml 0.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少?,在25时,100ml 0.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少?,关键:酸过量抓住氢离子进行计算!,碱过量抓住氢氧跟离子进行计算!,3、强酸与强碱混合 一般中和,有关
25、pH 的计算溶液的混合,1、把pH=13的NaOH溶液与pH=2的硫酸溶液混合后,所得溶液的pH=11,则NaOH溶液和硫酸溶液的体积之比为_。,1:9,解:设NaOH溶液体积为a,硫酸溶液体积为b,由题意知碱过量,(0.1a-0.01b)/a+b=0.001,解得a/b=1:9,2、把pH=12 的NaOH溶液V1 和 pH=2的HCl溶液V2混合后,溶液呈中性。则V1:V2= _;3、把pH=11的NaOH溶液V1 和 pH=2的HCl溶液V2混合后,溶液呈中性。则V1:V2= _;4、把pH=13 的NaOH溶液V1 和 pH=2的HCl溶液V2混合后,溶液呈中性。则V1:V2= _;,
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