第三章水溶液中的离子平衡.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,第一课时,巨人学校 中学化学组,精确的纯水导电实验,现象：,指针摆动,不亮,结论：,水是 电解质,极弱,能发生 电离,微弱,灵敏电流计,灯泡,一、水的电离,K电离=,室温下55.6mol H2O中有110-7mol H2O电离，因此c(H2O)可视为常数。,水的离子积,110-14,分析表格中的数据，有何规律，并解释之。,温度越高，Kw越大。25时Kw=110-14，100时Kw=110-12。Kw在一定温度下是个常数。,升高温度，促进水的电离。,水的电离是一个吸热过程。,影响水的电离平衡的因素,影响水的电离平衡的因素,25时，在10

2、 mL蒸馏水中c(H+)和 c(OH-)各是多少？向其中加入10 mL0.2 mol/L 盐酸，c(H+)和 c(OH-)如何变化？对水的电离平衡有何影响？,10-7,10-7,10-1,10-13,c(H+)=c(OH-),中性,c(H+)c(OH-),酸性,影响水的电离平衡的因素,25时，向10 mL蒸馏水中加入10 mL0.2 mol/L 氢氧化钠，c(H+)和 c(OH-)如何变化？对水的电离平衡有何影响？,10-7,10-7,10-1,10-13,c(H+)=c(OH-),中性,c(H+)c(OH-),碱性,小结,影响水的电离平衡的因素,1、温度,2、酸,3、碱,4、盐,升高温度促进

3、水的电离，Kw增大,抑制水的电离，Kw保持不变,（第三节详细介绍）,c(H+)水=c(OH-)水 110-7 mol/L,巩固练习,（1）常温下，浓度为110-5 mol/L的盐酸溶液中，由水电离产生的c(H+)是多少？,解：,=110-9 mol/L,巩固练习,（2）常温下，浓度为110-5 mol/L的NaOH溶液中，由水电离产生的c(OH-)是多少？,解：,=110-9 mol/L,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？,学 与 问,答：可能是酸性也可能是碱性,1、25：A、B、C 三种溶液，其中A中c(H+)=103mol/L，B 中

4、c(OH-)=5107mol/L，C中c(H+)/c(OH-)=106,则三种溶液的酸性强弱顺序如何？2、25、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中c(H+)由大到小的排列顺序：氨水 NaOH 盐酸 醋酸,A C B,B中c(H+)=KW/c(OH-)=2 108mol/L,C中c(H+)=10.4mol/L,高考链接,A,（08上海卷）常温下，某溶液中由水电离出来的c(H)1.010-13 mol/L，该溶液可能是()二氧化硫 氯化铵水溶液 硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液 A B C D,高考链接,【07北京】在由水电离产生的H浓度为11013molL1的溶液中，一定能大量共存的离子组是 K、

5、Cl、NO3、S2 K、Fe2、I、SO42 Na、Cl、NO3、SO42Na、Ca2、Cl、HCO3 K、Ba2、Cl、NO3A B CD,酸性条件不能共存,碱性条件不能共存,能共存,酸、碱性条件都不能共存,能共存,二、c(H+)和 c(OH-)与溶液酸碱性、pH的关系,、溶液酸碱性的表示法,（1）c(H+)和 c(OH-),（2）c(H+)和 c(OH-)都较小的稀溶液（1mol/L）用pH表示。,pH=-lgc(H+),例：c(H+)=110-7,pH=-lg10-7=7,2、c(H+)和 c(OH-)与溶液酸碱性、pH的关系,常温下,c(H+)c(OH-),c(H+)=c(OH-),c

6、(H+)c(OH-),7,=7,7,pH=7的溶液一定是中性溶液吗？(以100 为例）,答：不一定，只有在常温下才显中性。100时显碱性,常温下,c(H+)与pH、溶液酸碱性的关系：,c(H+),pH,c(OH-)减小,c(OH-)增大,pH的测定：,pH计（酸度计）,（2）pH试纸,注意：不能用水润湿要放在玻璃片（或表面皿）上不是将试纸伸到溶液中广泛pH试纸只能读出整数,粗略测定：,（1）酸碱指示剂只能判断溶液的酸碱性,甲基橙石蕊酚酞,酸色 碱色 红 黄 红 蓝 无 红,精确测定：,用法：用玻璃棒蘸溶液，点在pH试纸中央，半分钟后与比色卡比色,（2009年高考广东卷）下列可用于测定溶液pH且

7、精确度最高的是()(A)酸碱指示剂(B)pH计(C)精密pH试纸(D)广泛pH试纸,高考链接,B,三、pH的应用,1、工农业生产,2、科学实验,3、人类的生活和健康,思考与交流,举例说明,4、环境保护,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,第二课时,1、强酸强碱 pH 的计算：,强酸：,c(酸),电离,c(H+),lg,pH,强碱：,c(碱),电离,c(OH),Kw,c(H+),lg,pH,lg,pOH,14pOH,pH,例：计算0.1mol/L的HCl溶液的pH值,解、c(H+)0.110.1,pH lg 0.1 1,练习：试计算常温下的0.005 mol/L H2SO

8、4溶液；0.005 mol/L Ba(OH)2 溶液的pH值,解、c(H+)0.00520.01,pH lg 0.01 2,c(OH)0.00520.01,pH lg 1012 12,或 c(OH)0.00520.01,pOH lg 0.01 2,pH=14 2 12,四、有关溶液的pH的计算,2、强酸与强酸混合：,强酸：,c,电离,c(H+),强酸：,c,电离,c(H+),c(H+)混合,lg,pH,计算10mL 0.1mol/L HCl和10mL 0.05 mol/L H2SO4混合溶液的pH,解：c(H+)0.110.1 mol/L c(H+)0.0520.1 mol/L,c(H+)混合

9、,pH-lg 0.1 1,练习：pH2的盐酸溶液和0.00005 mol/L的硫酸溶液等体积混合，试计算混合溶液的pH值,解：c(H+)0.01 mol/L c(H+)0.0000520.0001 mol/L,c(H+)混合,pH-lg 0.005=2+lg2=2.3,两种强酸等体积混合，混合液pH pH 小 lg2 pH小0.3,思考：怎样计算强碱与强碱混合溶液的pH值？,3、强碱与强碱混合：,强碱：,C,电离,C(OH),强碱：,C,电离,C(OH),C(OH)混合,lg,pH,Kw,C(H+)混合,lg,pOH,14pOH,例、25 时，10mL 0.1mol/L NaOH和10mL 0

10、.05 mol/L Ba(OH)2混合，计算混合溶液的pH值,解：c(OH)0.1 c(OH)0.0520.1,c(OH)混合,c(H+)混合,pH lg 1013=13,练习：pH12的氢氧化钠溶液和0.00005 mol/L的氢氧化钡溶液等体积混合，试计算混合溶液的pH值,或pOH lg 0.1=1,pH 14 1=13,解：c(OH)0.01 c(OH)0.0000520.0001,c(OH)混合,pOH-lg 0.005=2+lg2=2.3,pH=14 2.3 11.7,两种强碱等体积混合，混合液pH pH 大 lg2 pH大 0.3,计算：、pH=13和pH11的强碱、pH=1和pH

11、=3的强酸等体积混合的混合液的pH值,解：、pH混 pH大0.3130.312.7,、pH混 pH小0.310.31.3,想一想：强酸强碱混合，混合溶液的pH值怎样计算？,结论：酸碱混合时，先计算过量的c(H+)或c(OH)再计算pH,4、强酸强碱混合：,、强酸强碱恰好完全反应，溶液呈中性，混合溶液 pH=7,、强酸强碱混合酸过量，先求过量的酸的浓度，再求pH,pH=lg c(H+)余,例：求30mL pH=3的盐酸溶液与20mL pH=11的氢氧化钠溶液反应后溶液的pH,解：c(H+)103 mol/L c(OH)103 mol/L,pH=lg 2104 4lg2,、强酸强碱混合碱过量，先求

12、过量的碱的浓度，再求pH,pOH=lg c(OH)余,pH=14 pOH,或由c(OH)余,Kw,c(H+),lg,pH,练习：求30mL pH=2的硫酸溶液与70mLpH=12的氢氧化钠溶液反应后溶液的pH,强酸的稀释：,例：取1mL pH=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=5,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？,102,103,pH=6,pH=8,pH 接近于7,5、酸碱的稀释问题,强碱的稀释,例：取 pH=11的NaOH溶

13、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-)=10-3 mol/L,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？,103,pH=8,pH=6,pH 接近于7,原来的102,稀释后c(OH-)=,稀释后溶液的pH=9,弱酸稀释例：pH=2的盐酸稀释10倍后pH=？pH=2的醋酸稀释10倍后pH=？结论：稀释10倍pH变化（增大）1,3,3,盐酸,醋酸,10倍,稀释相同倍数时pH：盐酸醋酸,稀释到相同pH时稀释的倍数：醋酸盐酸,弱酸、弱碱的稀释,弱碱稀释例：pH=12的NaOH溶液稀释10倍

14、后pH=？pH=12的氨水稀释10倍后pH=？结论：稀释10倍pH变化（减小）1.,11,11,NaOH,氨水,10倍,稀释相同倍数时pH：氨水NaOH,稀释到相同pH时稀释的倍数：氨水NaOH,弱酸、弱碱的稀释,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pHb-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）,巩固练习,110mL0.100mol/L HCl溶液与10mL0.100mol/L NaOH溶液混合后

15、，溶液的pH是多少？220mL0.100mol/L HCl溶液与10mL0.100mol/L NaOH溶液混合后，溶液的pH是多少？310mL0.100mol/L HCl溶液与10mL0.200mol/L NaOH溶液混合后，溶液的pH是多少？,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,第三课时,酸碱中和滴定及曲线,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，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）。,玻璃活塞,橡胶管玻璃球,2、滴定管的刻度特点和读数方法,0刻度处,25ml刻度处,0刻度在上方精密度：0.01ml

16、，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,25ml酸式滴定管,滴定管的构造,上端标有：、；,温度,0刻度,容积,25,25mL,50mL,全部盛满溶液时，体积 所标容积。,多于,下端,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,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,一、定义,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)浓度的实验方法叫做酸碱中和滴定。,已知浓度的溶液标准液未知浓度的溶液待测液,二、原理

17、,酸HmR和碱M(OH)n反应，当恰好完全反应时，酸提供的H+的物质的量等于碱提供的OH的物质的量，即：,C(酸)V(酸):C(碱)V(碱)=n:m，或者C(酸)V(酸)m=C(碱)V(碱)n,中和反应的实质,n(H+)=n(OH-),H+OH-=H2O,nHmR+mM(OH)n=MmRn+mnH2O,酸碱中和反应有关量的关系和计算。,例题 有未知浓度的氢氧化钠溶液0.23L，需加入0.11mol/L的盐酸溶液0.29L，氢氧化钠溶液的物质的量浓度是多少？,已知V碱=0.23L,V酸=0.29L,c酸=0.11mol/L 求：c碱=？,准确测量参加反应的两种溶液的体积准确判断中和滴定的终点,用

18、0.1000mol/L的NaOH溶液，滴定20.00ml 0.1000mol/L的HCl 溶液，求随V NaOH 的增大，pH=？,滴定过程的pH变化,突跃范围,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,三、仪器酸式滴定管、碱式滴定管、烧杯、滴定管夹、铁架台、锥形瓶（用来盛装待测溶液）等。,注意：酸式滴定管不能用来盛装碱溶液（粘结活塞）；碱式滴定管不能盛装酸溶液（腐蚀胶管）,四、指示剂的选择选择指示剂时，一般要求变色明显（所以一般不选用石蕊），指示剂的变色范围与恰好中和时的pH值要尽量一致。,强酸强碱相互滴定，生成的盐

19、不水解，溶液显中性，可选择酚酞或甲基橙作指示剂。,酚酞：酸滴定碱颜色由红刚好褪色碱滴定酸颜色由无色到浅红色甲基橙：酸滴定碱顔色由黄色到橙色 碱滴定酸顔色由橙色到黄色,甲基橙,3.1 4.4,酸性 中间色 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,五、滴定操作方法,左手控制滴定管活塞，右手振荡锥形瓶（向同一方向做圆周运动）；眼睛注视锥形瓶内溶液的颜色变化，至指示剂变色且半分钟不改变即为滴定终点。,滴加速度先快后慢，后面可半滴，直至指示剂颜色突变,六、滴定操作步骤,（1）洗涤 润洗装液调液读数,（2）移液（

20、放液）滴加指示剂滴定终点读数重复2-3次计算,将几次滴定用去盐酸体积的平均值代入关系式计算,检漏,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,（3）、结果计算：,用上述标准液体积的平均值进行计算（见P49）,七、中和滴定误差分析：,1、中和滴定实验产生误差的原因：,、参加反应的酸或碱溶液的体积测量不准确,、中和反应终点判断不准确,2、中和滴定误差分析方法：,因变量分析法,中和滴定的计算结果为：,结论：c(待)与V(标)成正比；V(标)偏大，结果；V(标)偏小，结果；,偏大,偏小,分析基本思路：分析错误操作对V(标)读数的影响,偏高,偏低,偏高,无影响,偏高,偏低,3、会引起误差的主要操作及产生的误差：,偏低,偏高,偏低,偏高,偏高,偏高,偏低,