选修四32水的电离和溶液的酸碱性.ppt

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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、溶液导电性强弱主要是由 _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?,水是一种极弱的电解质。,一、水的电离,1、水的电离,H2O+H2O H3O+OH,H2O H+OH,Kw=C（H+）C（OH-）,说明：1.常温（25）Kw=110-14 3.温度升高,Kw变大,2、水的离子积(常数)：,定义：在一定温度下，纯水或稀溶液中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)

2、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？,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.与浓度无关。,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

3、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=110-12,2.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,溶液的酸碱性与C（H+）和C（OH-）的相对大小有关,3.溶液中C(H+)、C(OH-)的计算,例1：计算下列

4、溶液中C(H+)与C(OH-),(1)110-3mol/LHCl溶液,(2)0.05mol/LBa(OH)2溶液,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C(OH-)，以碱所电离出的OH-浓度为准，若碱过度稀释，C(OH-)接近10-7mol/L,但略大于10-7mol/L,（2）常温下，浓度为110

5、-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,

6、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（）,AC,1、纯水在10和50的H+浓度，前者与后者的关系是（）,B,【课堂练习】,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+,D,3、下列物质溶解于水时，电离出的阴离子能使水的电离平衡向右移动的是（）,A,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-)=_。,210-7 mol/L,810-9 mol/L,5、在常温下，0.1mol

7、/L的盐酸溶液中水电离出的C(H)和C(OH)是多少?,6、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),7、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-NO3-CO3 2-K+Na+K+Na+Cl-SO42-Mg2+Cu2+SO42-Cl-,C,8、根据水的电离平衡H2O H+OH-和下列条 件的改变，填空：,9、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.

8、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、水的电离常数K25 K35D、水的电离是一个吸热过程,D,11、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,10、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。,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“自身”能微弱电

9、离生成H+与OH-,H2O+H2O H3O+OH-,1、水的电离方程式,复习巩固：,(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)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，抑制水的电离，Kw不变,水的电离程度(H2O)变小。,B、温度：升高温度，促进水的电离，KW增大。,C、易水

10、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，促进水的电离。,二、溶液的酸碱性和pH,（一）溶液的酸碱性,10-7mol/L,10-7mol/L,c(H+)=c(OH-),变大,变小,c(H+)c(OH-),变小,变大,c(H+)c(OH-),比较下列情况下，c(H+)和c(OH-）的值或变化趋势（变大或变小）：,c(H+)=c(OH-),=110-7,中性,c(H+)c(OH-),110-7,酸性,c(H+)c(OH-),110-7,碱性,溶液的酸、碱性跟 c(H+)、c(OH-)的关系,【结论】,溶

11、液酸碱性是指溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。,注意：c(H+)越大，溶液酸性越强；c(OH-)越大，溶液碱性越强。,思考：若为100呢？,对比：酸的强弱、溶液酸性强弱,（二）溶液pH,例如：25时，纯水或中性溶液，c(H+)110-7 mol/L，溶液pH为：pH=-lgc(H+)=-lg(110-7)=7,pH=-lgc(H+),c(H+)=10-pH,若某溶液c(H+)m10-n molL-1，该溶液pH为：pHn-lgm,3、常温下，0.1mol/L的Ba(OH)2溶液中，c(OH-)=？,pH=13 的Ba(OH)2溶液中，c(OH-)=？,4、常温下，溶液中水电离出的c(H

12、+)110-13mol/L，溶液的pH=？,2、c(H+)=10-6mol/L的溶液在25、100的pH=？c(OH-)=？,1、c(OH-)=110-2mol/L的碱性溶液中，pH为多少？,讨论2：若溶液中由水电离产生的c(OH-)10-12 molL-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的是（）AAl3+、Na+、NO3-、CO32-BK+、Na+、Cl-、NO3-CK+、Na+、Cl-、S2-DK+、NH4+、SO42-、NO3-,c(H+)c(OH-)KW等式两边取负对数值，即得：-lgc(H+)c(OH-)-lgKW-lgc(H+)-lgc(OH-)-lgKW若规定：-lgc(OH

13、-)pOH 25时，-lgKW14 得：pH+pOH=14故25时，纯水或中性溶液中，pH=pOH=7,知识拓展：,1、通常，当c(H+)或c(OH-)1mol/L的溶液，其酸碱性不用 pH表示，而是直接用H+浓度或OH-浓度来表示。,溶液酸碱性、c(H+)和pH的关系如下图所示：,酸性溶液中，pH7，pH值越大，溶液碱性越强。,25时,注意：,（三）溶液的酸碱性和pH的关系,2、pH 相差1，c(H+)或c(OH-)相差10倍。,pH 相差n，c(H+)或c(OH-)相差10n倍。,讨论：当温度为100时，溶液的酸碱性和pH的关系？,练习：下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度（：）之比是

14、（）,A,pH值测定方法,定性测定：酸碱指示剂法（教材P47）,定量测定：pH试纸法 pH计法,广泛pH试纸,精密pH 试纸,使用方法：直接把待测液滴在干燥的pH试纸上，试纸上显出颜色后马上跟标准比色卡相对比,有关溶液pH的计算：,1、单一溶液的PH计算：,例2、0.01mol/L的NaOH溶液的pH为多少？,例3、常温下，溶液中水电离出的c(H+)110-13mol/L，溶液的pH=？,例1、0.05mol/L的H2SO4溶液的pH为多少？,（1）强酸、强碱的稀释：,2、酸、碱的稀释：,例1：25时，pH=3的盐酸稀释100倍，pH变为多少？,例2：25时，pH=12的Ba(OH)2溶液稀释

15、100倍，pH变为多少？,例3：常温下，pH=5的硫酸稀释1000倍，溶液的pH约为多少？,例4：常温下，pH=10的NaOH溶液稀释1000倍，溶液的pH约为多少？,无限稀释的溶液应考虑水的电离，25，溶液pH7。即酸溶液无论怎样稀释pH不可能大于7成为碱溶液，碱溶液无论怎样稀释pH不可能小于7成为酸溶液,强酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。,强碱溶液稀释，先求出稀释后的c(OH-)，再求c(H+)，最后求pH,强酸溶液稀释，先求出稀释后的c(H+)，再求pH,总结：,例1：常温下，pH=3的醋酸稀释100倍，pH变为多少？,例2：常温下，pH=10的氨水稀释100倍，pH变为多

16、少？,（2）弱酸、弱碱的稀释：,结论：弱酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位；,（1）等物质的量浓度的强酸（强碱）和弱酸（弱碱）的比较：,0.01 molL-1,0.01 molL-1,2,2,4,4,相等,讨论：,（2）等pH的强酸（强碱）和弱酸（弱碱）的比较：,0.01 molL-1,0.01 molL-1,4,4,HClCH3COOH,0.01 molL-1,0.01 molL-1,(1)酸-酸混合,例1：pH=2和pH=4的强酸等体积混合，求混合溶液的pH。,思路：H+的物质的量守恒,先求混合后溶液的c(H+)，再求pH。,注意：若两强酸等体积混合，当两溶液中c(H+)相差

17、102及其以上时，可忽略离子浓度小的溶液中溶质，混合后溶液pH=pH小+0.3。,3、酸、碱溶液混合，求PH,(2)碱-碱混合,例：常温pH=8和pH=10的强碱等体积混合，求混合溶液的pH。,先求出混合后 溶液的c(OH-)，再求pH。,思路：OH-的物质的量守恒，,注意：若两强碱等体积混合，当两溶液中c(H+)相差102及其以上时，混合后溶液pH=pH大-0.3。,3、强酸、强碱溶液混合(以下均为常温),例1：pH=3和pH=11的强酸强碱等体积混合，求混合溶液的pH。,例2：pH=3和pH=12的强酸强碱等体积混合，求混合溶液的pH。,例3：pH=2和pH=11的强酸强碱等体积混合，求混

18、合溶液的pH。,若是酸过量则应先求出反应后溶液中剩余酸的c(H+)，再求pH。,思路：抓住量多的离子,若 n(H+)=n(OH-)溶液为中性，pH=7,若 n(H+)n(OH-)溶液为酸性，pH 7,若 n(H+)7,若是碱过量，则先求出反应后溶液中剩碱的C(OH-)，再求pH。,注意：若V1=V2或是V酸=V碱，当两溶液中C(H+)或C(OH-)相差102以上时，可忽略离子浓度很小溶液中溶质，看作是将离子浓度大的溶液加水稀释，使体积增大1倍。,有关溶液pH的计算总结：,一、一种溶液PH值的计算：1、强酸或强碱溶液的PH值计算。2、强酸或强碱溶液的稀释和无限稀释PH计算3、弱酸或弱碱溶液的稀释

19、和无限稀释PH计算（只能计算PH变化范围）二、两种溶液等体积混合的PH计算：1、两种PH不同强酸溶液等体积混合(不反应）2、两种PH不同强碱溶液等体积混合（不反应）3、两种强酸和强碱等体积混合（要反应）,1、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、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,2、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（）,HB,3、常温下,将pH为8的溶液与pH

20、为10的NaOH溶液等体积混合后，溶液中的氢离子浓度最接近于（）,D,4、25 pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合，所得溶液的pH=11，则强碱与强酸的体积比是()A.11：1 B.9:1 C.1:11 D.1:9,5、用0.01mol/L 的NaOH溶液完全中和pH=3的下列溶液各100mL，需NaOH溶液体积最大的是（）A.盐酸 B.硫酸 C.高氯酸 D.醋酸,D,D,6、常温下,下列各组溶液充分混合后，混合溶液的pH值一定大于7的是（）A、pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合；B、pH=2的盐酸与pH=12的Ba(OH)2溶液等体积混合；C、0.1molL-1的酸

21、性溶液与0.1molL-1的碱性溶液等 体积混合；D、pH=9的某溶液稀释100倍。,D,5、25时，pH=a的盐酸 VaL 与pH=b的NaOH VbL恰好完全中和。（1）a+b=14 VaVb=（2）a+b=13 VaVb=（3）a+b 14 VaVb 1（填、=）（4）a+b=n VaVb=,（5）Va=Vb a+b=（6）Va=10 Vb a+b=（7）10 Va=Vb a+b=（8）VaVb=10n a+b=,5、25时，pH=a的盐酸 VaL 与pH=b的NaOH VbL恰好完全中和。（1）a+b=14 VaVb=（2）a+b=13 VaVb=（3）a+b 14 VaVb 1（填、

22、=）（4）a+b=n VaVb=,（5）Va=Vb a+b=（6）Va=10 Vb a+b=（7）10 Va=Vb a+b=（8）VaVb=10n a+b=,1:1,1:10,14+n,14,15,13,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,(

23、2)准确判断中和反应是否恰好完全反应(即滴定终点判断）,c酸v酸=c碱v碱(一元酸和一元碱),5、实验仪器及试剂:,仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯。,试剂：标准液、待测液、指示剂,1、酸式滴定管和碱式滴定管的区别和使用方法,注意：酸式滴定管不能用于装碱性溶液，（粘结活塞）；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）。（氧化胶管）,玻璃活塞,橡胶管玻璃球,滴定管的构造：,上端标有：、；,温度,0刻度,容积,全部盛满溶液时，体积 所标容积。,大于,滴定管的最小刻度为,允许估计至，因此读数的精确度为 mL。,0.1mL,0.01,0.01,2、滴

24、定管的刻度特点和读数方法,0刻度处,25mL刻度处,0刻度在上方精确度：0.01mL，所以读数时要读到小数点后两位。实际滴出的溶液体积=滴定后的读数-滴定前的读数,练习：读出以下液体体积的读数,25 mL酸式滴定管,左手,右手,视线与凹液面水平相切,滴加速度先快后慢,眼睛注视瓶内颜色变化,半分钟颜色不变,滴定管保持垂直,2、酸碱指示剂：一般是有机弱酸或有机弱碱（定性测定）,对应溶液 的 颜 色,变色范围,红3.1橙4.4黄,酚酞溶液,红5 紫 8蓝,1、原则：,1）终点时，指示剂的颜色变化明显,2）变色范围越窄越好，对溶液的酸碱性变化较灵敏,二、指示剂的选择：,甲基橙,3.1 4.4,酸性 中

25、间色 碱性,红色 橙色,5.0 8.0,8.2 10.0,红色 紫色 蓝色,粉红色,无色,红色,黄色,常用指示剂的变色范围,石 蕊,酚 酞,教材49页,（1）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,（2）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（一般为12滴）。,（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。,3、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,（1）强酸强碱之间的

26、滴定：,（2）强酸滴定弱碱,两者正好完全反应，生成强酸弱碱盐，酸性选用甲基橙作指示剂,（3）强碱滴定弱酸,4、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。不选石蕊,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：橡皮管向上翘起,5、调液：,调节滴定管中液面高度，并记下读数，记做。,6、取液：,（1）从碱式滴定管中放出25.0

27、0ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中,（2）滴入2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。,7、滴定：左手_，右手_眼睛_,控制酸式滴定管活塞,拿住锥形瓶瓶颈，,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。,9、计算：整理数据进行计算。,8、记录：当看到加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变无色时，半分钟不变色，停止滴定（判断为滴定终点），准确记下盐酸读数，并准确求得滴定用去的盐酸体积。,突变范围,20.02mL,19.98mL,加入NaOH溶液的体积V(mL),溶液的pH,“突跃”的存在为准确判断终点提供了方便,五、误差分析：,一般讨论V（标准溶液)偏低、偏高

28、或不变，从而得出C（待测液）偏低、偏高或不变。,一、酸式滴定管(标准液为HCl)1、未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管（）2、滴定管内壁不干净，滴定后，酸式滴定管内壁挂水珠（）3、滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失（）4、滴定操作时，有少量盐酸滴于锥形瓶外（）5、滴定前仰视刻度，滴定后俯视刻度（）,偏高,偏高,偏高,偏高,偏低,俯视图,仰视图,酸碱中和滴定,正确视线,仰视视线,正确读数,仰视读数,读数偏大,正确视线,俯视视线,正确读数,俯视读数,读数偏小,0,滴定前仰视，滴定后俯视。,分析：V标偏小，导致C测偏小。,滴定前俯视，滴定后仰视。,分析：V标偏大，导致C测偏大。,二、锥形瓶6、锥形瓶内用蒸馏水洗涤后，再用待测氢氧化钠润洗 2-3次，将润洗液倒掉，再装NaOH溶液（）7、锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液（）8、滴定过程中摇动锥形瓶，不慎将瓶内的溶液溅出一部分。（）9、指示剂滴加过多（）,偏高,无影响,偏低,偏低,三、碱式滴定管10、碱式滴定管用水洗后，未用待测液润洗（）11、取待测液时，未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除。取液后滴定管尖嘴充满溶液（）,偏低,偏低,四、含杂质12、在配制待测氢氧化钠溶液过程中，称取一定质量的氢氧化钠时，内含少量的氢氧化钾，用标准盐酸溶液进行滴定。（）13、同上情况，若氢氧化钠中含有少量的碳酸钠，结果如何（）,偏低,偏低,