水的電離和溶液的酸堿性ppt課件

1、第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性,1,第二節(jié) 水的電離與溶液的酸堿性,目的： 1.使學(xué)生了解水的電離和水的離子積； 2.使學(xué)生了解溶液的酸堿性與pH的關(guān)； 3.通過水的離子積和溶液酸堿性等內(nèi)容的教學(xué), 對(duì)學(xué)生進(jìn)行矛盾的對(duì)立統(tǒng)一 、事物間的相互關(guān)系和相互制約等辨證唯物主義觀點(diǎn)的教育。 重點(diǎn): 水的離子積,溶液酸堿性和溶液pH值的關(guān)系; 酸堿中和滴定的原理、儀器、步驟、指示劑。 難點(diǎn):水的離子積；pH計(jì)算、誤差分析等。,2021/3/26,2,2.水是不是電解質(zhì)？,思考與交流,1、研究電解質(zhì)溶液時(shí)往往涉及溶液的酸堿性，而酸堿性與水的電離有密切的關(guān)系。那么水是如何電離的呢?,精確的純水導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn),3,

2、精確的純水導(dǎo)電實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象：,指針擺動(dòng),不亮,結(jié)論：,水是 電解質(zhì),極弱,能發(fā)生 電離,微弱,靈敏電流計(jì),燈泡,2021/3/26,4,一.水的電離：,水是極弱的電解質(zhì)，那么多少個(gè)水分子才有1個(gè)電離？,1L25的水里只有10-7molH2O分子發(fā)生電離,55.6107個(gè),(水電離出的H、OH濃度相等),實(shí)驗(yàn)測定：25 C(H+)=C(OH-)=110-7mol/L 100 C(H+) = C(OH-) = 110-6mol/L,思考：既然一定溫度下純水中C(H+)和C(OH-)濃度是定值，那么乘積呢？,想一想？,2021/3/26,5,其中常數(shù)K與常數(shù)c(H2O)的積記為Kw,稱為水的離子積常數(shù)

3、,簡稱為離子積,H2O H+ OH,室溫下55.6mol H2O中有110-7mol H2O電離， 因此c(H2O)可視為常數(shù)。,c(H2O),2021/3/26,6,Kw =C（H+）C（OH-）,1. Kw在一定溫度下是個(gè)常數(shù),一般不寫單位 2.常溫（25 ）Kw = 1 10-14 ， 100時(shí) Kw=110-12 3.溫度升高, Kw變大（為什么？）,2.水的離子積(常數(shù))：,(1)定義：在一定溫度下，水（稀溶液）中H+與OH-濃度的乘積，用Kw表示。,（定值）（省去單位）,7,(2)影響KW的因素,KW只與溫度有關(guān)（與濃度無關(guān)）:溫度升高， KW值增大,如： 25 KW=10-14

4、100 KW=10-12,注意：對(duì)于中性水，盡管溫度升高Kw增大,電離程度增大，但仍是中性。 溫度升高時(shí)Kw增大，所以說Kw時(shí)要強(qiáng)調(diào)溫度。,2021/3/26,8,加入酸：,增大,減少,平衡逆向移動(dòng),但Kw保持不變,C(H+),C(OH-),問題與討論,1.在水中加入強(qiáng)酸(HCl)后，對(duì)水的電離平衡有何影響？水的離子積是否發(fā)生改變？,9,加入堿：,C(H+)減小,增大,平衡逆向移動(dòng),但Kw保持不變,C(H+),C(OH-),2.在水中加入強(qiáng)堿(NaOH)后，對(duì)水的電離平衡有何影響？水的離子積是否發(fā)生改變？升溫呢？,問題與討論,10,升高溫度：,平衡正向移動(dòng),C（H+）和C（OH-）都增大,Kw

5、增大,（正反應(yīng)吸熱）,11,二、影響水的電離平衡的因素,升高溫度,通入少量HCl氣體,加入少量NaOH固體,加入少量NaCl固體,加入少量Na,增大,增大,增大,增大,增大,增大,增大,增大,減小,減小,減小,減小,正向移動(dòng),正向移動(dòng),逆向移動(dòng),逆向移動(dòng),不移動(dòng),不變,不變,不變,不變,不變,不變,不變,大于,小于,等于,小于,等于,減小,2021/3/26,12,二、影響水的電離平衡的因素,1.酸,2.堿,3.溫度,抑制水的電離，Kw保持不變,升高溫度促進(jìn)水的電離，Kw增大,注意（1）Kw是一個(gè)溫度函數(shù)，只隨溫度的升高而增大，與c(H+)、c(OH-)無關(guān). （2）Kw適用于一定溫度下任何稀

6、的電解質(zhì)溶液,（3）在任何水溶液中，均存在水的電離平衡，也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。 任何水溶液中都存在Kw=c(H+) . c(OH-)且25時(shí)Kw= 1 10-14 。,13,問題與討論,3.在酸堿溶液中，水電離出來的C(H+)和C(OH-)是否相等？,4.100時(shí)，純水中水的離子積為10-12，求C(H+)為多少？此時(shí)溶液為酸性、堿性還是中性？,任何水溶液中水電離出來的c(H+) 始終等于水電離出來 的c(OH-),C(H+)=10-6mol/L,仍為中性,14,1.水的電離過程為H2O H+ + OH-，在不同溫度下其離子積為KW25=110-14， KW35 =2.1

7、10-14。則下列敘述正確的是： A、c(H+)隨著溫度的升高而降低 B、在35時(shí)，純水中 c(H+) c(OH-) C、水的電離常數(shù)K25 K35 D、水的電離是一個(gè)吸熱過程,練習(xí),D,2021/3/26,15,2、判斷正誤： 1)任何水溶液中都存在水的電離平衡。 2)任何水溶液中（不論酸、堿或中性） 都存在Kw=10-14 。 3)某溫度下，某液體c(H+)= 10-7mol/L，則該溶液一定是純水。,4)任何水溶液中均有Kw=c(H+) H2O. c(OH-)H2O,2021/3/26,16,3、25：A、B、C 三種溶液，其中A中c(H+) = 103mol/L ，B 中 c(OH-)

8、 = 5107mol/L，C中c(H+) / c(OH-) = 106,則三種溶液的酸性強(qiáng)弱順序如何？,A C B,B中c(H+) = KW / c(OH-) =2 10-8mol/L,C中c(H+) = 10-4mol/L,2021/3/26,17,4、某溫度下純水中c(H+) =2 107mol/L ，則此時(shí)c(OH-) = ；該溫度下向純水中滴加鹽酸使c(H+) =2 105mol/L ，則時(shí)c(OH-) = 。,2 107mol/L,8 109mol/L,2021/3/26,18,如：25時(shí)，在10 mL蒸餾水中c(H+) 和 c(OH-) 各是多少？向其中加入10 mL0.2 mol

9、/L 鹽酸，c(H+) 和 c(OH-) 如何變化？,c(H+) c(H+) 酸=10-1mol/L,c(H+) = c(OH-)= 10-7mol/L,中性,酸性,=c(H+)水,酸溶液中也存在：Kw= c(H+) c(OH-),水的離子積不僅適用于純水，也使用于稀的電解質(zhì)水溶液且均存在Kw= c(H+) c(OH-),此時(shí)c(H+) ， c(OH-)均指溶液中的，而不再指水電離也來的。,5.在酸溶液中水電離出來的C(H+)和酸電離出來的C(H+)有什么關(guān)系？,純水中：,加酸后：,c(OH-)= 10-13mol/L,2021/3/26,19,.思考討論（250C）,1、0.01mol/L鹽

10、酸溶液中,c(H+)、 c(OH-)分別為多少？由水電離出的 c(H+) H2O 、 c(OH-) H2O分別是多少？,c(H+)= 0.01mol/L,c(OH-),=110-12mol/L,c(H+) H2O= c(OH-) H2O,=110-12mol/L,2、0.01mol/L NaOH溶液中, c(H+) 、 c(OH-)分別為多少？由水電離出的c(H+) H2O、 c(OH-) H2O分別是多少？,c(H+)= 110-12mol/L,c(OH-),=0.01mol/L,c(H+) H2O= c(OH-) H2O,=110-12mol/L,2021/3/26,20,歸納總結(jié)： 純水

11、中： Kw= c(H+) H2Oc(OH-) H2O 酸溶液中: Kw = c(H+) 總c(OH-) 總 c(H+) 酸c(OH-) H2O 堿溶液中: Kw = c(H+) 總c(OH-) 總 c(H+) H2Oc(OH-) 堿,思考：當(dāng)水電離出來的c(H+)= 110-12mol/L時(shí)，那該溶液呈酸性還是呈堿性？,答：可能是酸性也可能是堿性,2021/3/26,21,3.純水在10和50的H+濃度，前者與后者的關(guān)系是（ ）,B,練一練！,2021/3/26,22,高考鏈接,A,常溫下，某溶液中由水電離出來的 c(H)1.010-13 mol/L ，該溶液可能是( ) 二氧化硫 氯化鉀水溶

12、液 硝酸鈉水溶液 氫氧化鈉水溶液 A B C D,2021/3/26,23,2. 在25 ，在某無色溶液中由水電離出的C(OH-)= 110-13，一定能大量共存的離子組是（ ） NH4+ K+ NO3- Cl- NO3- CO3 2 - K+ Na+ K+ Na+ Cl- SO42- Mg2+ Cu2+ SO42- Cl-,C,2021/3/26,24,三、溶液的酸、堿性跟C(H+)、C(OH-)的關(guān)系,思考？,當(dāng)C(H+)= 106mol/L時(shí)，此時(shí)溶液一定是酸性溶液嗎？,25,三、溶液的酸、堿性跟C(H+)、C(OH-)的關(guān)系,1、關(guān)系(25)：,中性溶液：,酸性溶液：,堿性溶液：,注

13、意,水溶液中H+與OH-始終共存,酸性溶液：C(H+)C(OH-) ;C(H+)越大酸性越強(qiáng),堿性溶液：C(H+)C(OH-) ;C(OH-)越大堿性越強(qiáng),C(H+)=C(OH-) C(H+) =110-7mol/L,C(H+)C(OH-) C(H+)110-7mol/L,C(H+)C(OH-) C(H+)110-7mol/L,溶液的酸堿性由溶液中H、OH濃度相對(duì)大小決定，而不是其濃度的數(shù)值，c（H+）與c（OH）此增彼長。,26,判斷正誤：,1. 如果c(H+)不等于c(OH-)則溶液一定呈現(xiàn)酸堿性。,2. 在水中加酸會(huì)抑制水的電離，電離程度減小。,3. 如果c(H+)/c(OH-)的值越大

14、則酸性越強(qiáng)。,4. 任何水溶液中都有c(H+)=c(OH-)。,5. c(H+)等于10-6mol/L的溶液一定呈現(xiàn)酸性。,6. 對(duì)水升高溫度電離程度增大，酸性增強(qiáng)。,2021/3/26,27,練習(xí)：（25） 1、計(jì)算0.05mol/L的硫酸的pH。 2、 pH=12的Ba（OH）2溶液中c(H+)、c(OH-)分別為多少？,3、有甲、乙兩種溶液，甲溶液的pH值是乙溶液的兩倍，則甲溶液中c(H+)與乙溶液中c(H+)的比值為 （ ） A、21 B、1001 C、1100 D、無法確定,2、溶液的酸堿性與pH值,2）. 表示方法：,1）. 定義：化學(xué)上常采用H+的物質(zhì)的量濃度的負(fù)對(duì)數(shù)來表示溶液的

15、酸堿性。,PH=1,c(H+)=10-12mol/L,c(OH-)=10-2mol/L,D,2021/3/26,28,3）、溶液的酸堿性跟pH的關(guān)系：,酸性溶液,堿性溶液,7,=7,c(H+) =110-7mol/L,c(H+) 110-7mol/L,c(H+) 110-7mol/L,C(H+)=C(OH-),C(H+) C(OH-),C(H+) C(OH-),7,中性溶液,2021/3/26,29,例題3計(jì)算下列溶液的pH,通過計(jì)算結(jié)果思考： 表示溶液的酸堿性什么時(shí)候用pH更加方便？ 25 10-5 mol/L鹽酸、1 mol/L鹽酸、2 mol/L鹽酸 25 10-5 mol/L、3mol

16、/L、10mol/LNaOH溶液,用pH表示：c(H+)或c(OH-) 1mol/l溶液的酸堿性用pH表示較方便,具體為： 酸性溶液:10-14mol/LC(H+) 1mol/L 堿性溶液:10-14mol/LC(OH-)1mol/L,4）.表示溶液酸堿性的常用方法、范圍(25):,用離子濃度表示酸堿性: 酸性溶液:C(H+)1mol/L；堿性溶液:C(OH-)1mol/L,2021/3/26,30,常溫下,c(H+)與pH、溶液酸堿性的關(guān)系：,c(H+),pH,c(OH-)減小,c(OH-)增大,2021/3/26,31,注意：pOH -采用OH -的物質(zhì)的量濃度的負(fù)對(duì)數(shù)來表示溶液的酸堿性

17、25 pOH + pH =14,注意:pH=0 并非無H+，而是c（H+）=1mol/L，,pH=14 并非無OH -，而是c（OH -）=1mol/L,32,5、pH的測定：,pH計(jì)（酸度計(jì)） （見書本彩圖）,（2）pH試紙（見書本彩圖）,注意：不能用水潤濕 要放在玻璃片（或表面皿）上 不是將試紙伸到溶液中 廣泛pH試紙只能讀出整數(shù),粗略測定：,（1）酸堿指示劑 只能判斷溶液的酸堿性,甲基橙 石蕊 酚酞,酸色 堿色 紅 黃 紅 藍(lán) 無 紅,精確測定：,用法：用潔凈的玻璃棒蘸溶液，點(diǎn)在pH試紙中央，半分鐘內(nèi)與比色卡比色,2021/3/26,33,pH值測定方法,2021/3/26,34,三、p

18、H的應(yīng)用,1、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),2、科學(xué)實(shí)驗(yàn),3、人類的生活和健康,思考與交流,4、環(huán)境保護(hù),2021/3/26,35,第二節(jié),水的電離和溶液的酸堿性,（第二課時(shí)）,2021/3/26,36,有關(guān)溶液pH的計(jì)算：,1.單一溶液的計(jì)算：,2.強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀釋：,例1. 0.001 mol/L鹽酸的pH =_，加水稀釋到原來的10倍，pH=_，加水到原來的103倍，pH =_,加水到原來的104 倍pH= _,加水到原來的106倍，pH=_,例2. pH=10的NaOH溶液加水稀釋到原來的10倍，則溶液的pH=_，pH=10的NaOH溶液加水稀釋到原來的102倍，則溶液的pH=_,3,4,6,9,8,p

19、H=10的NaOH溶液加水稀釋到原來的103倍，則溶液的pH=_，pH=10的NaOH溶液加水稀釋到原來的105倍，則溶液的pH=_,37,注意：pH=6或8時(shí)，不可忽略水的電離，只能接近7，酸堿溶液無限稀釋，pH只能約等于7或接近7：酸不能大于7；堿不能小于7,結(jié)論：強(qiáng)酸(堿)每稀釋10倍，pH值向7靠攏一個(gè)單位。,對(duì)于強(qiáng)酸溶液（ pH=a ）每稀釋10n倍， pH增大n個(gè)單位，即pH=a+n,對(duì)于強(qiáng)堿溶液（ pH=b ）每稀釋10n倍， pH減小n個(gè)單位，即pH=a-n,38,3. 弱酸、弱堿的稀釋 例3. pH=3HAc加水稀釋到原來10倍，溶液的pH值范圍_； pH=12氨水加水稀釋到

20、原來10倍，溶液的pH值范圍_。,結(jié)論：弱酸(堿)每稀釋10倍，pH值向7靠攏不到一個(gè)單位；,39,思考與交流：,1、將pH為3的硫酸溶液和醋酸溶液同時(shí)稀釋100倍，稀釋后二者的pH分別為多少？,2、現(xiàn)有失去標(biāo)簽，pH相等的兩試劑瓶的NaOH溶液和氨水，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將其鑒別。,弱酸弱堿稀釋時(shí)，必須考慮弱酸弱堿的電離平衡。,3、PH相同的醋酸溶液和鹽酸，分別用蒸餾水稀釋到原體積的m倍和n倍，稀釋后兩溶液的PH仍相同，則m 和n的關(guān)系是什么？,mn,2021/3/26,40,1、有相同pH的三種酸HX、HY、HZ的溶液，稀釋相同倍數(shù)后，pH的變化值依次增大，則HX、HY、HZ的酸性由強(qiáng)到弱的順序是

21、 （ ） A、HX. HY. HZ B、HZ. HY. HX C、HX. HZ. HY D、HY. HZ. HX,B,C、D,練習(xí),2021/3/26,41,（1）強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合,pH=2的鹽酸和pH=4的鹽酸溶液以體積比為1：10混合后，所得溶液的pH。 pH=2的鹽酸和pH=5的硫酸溶液等體積混合后，所得溶液的pH。,1、兩種pH值不同的強(qiáng)酸等體積混合時(shí)，抓住H+來運(yùn)算； 2、pH2時(shí)， 等體積混合可忽略PH大的H+的影響。,4、溶液混合的pH計(jì)算,C(H+)=510-3mol/L,2021/3/26,42,（2）強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合,例：將pH=8的氫氧化鈉溶液與pH=10的氫氧化鈉溶液等體積

22、混合后，溶液中的氫離子濃度最接近于 （ ） A、 molL-1 B、 molL-1 C、(10-810-10)molL-1 D、210-10 molL-1,OH-=（ 1 106 +1104) / (1+1) = 510-5 mol/L,=10 - lg2,=-lg(10-14/ 510-5 ),= 9.7,=-lg(210-10 ),關(guān)鍵：抓住OH- 進(jìn)行計(jì)算！再轉(zhuǎn)化為H+,D,4、溶液混合的pH計(jì)算,2021/3/26,43,關(guān)鍵： 1、是酸抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！如果是堿則先求c(OH-)， 再由Kw求c(H+) 2、當(dāng)酸或堿提供的c(H+)、c(OH-)很小時(shí)，不能忽略水電離出的c(H+)

23、、c(OH-),44,例8. 0.1L pH=2鹽酸和0.1L pH=11的NaOH溶液相混合，求混合后溶液的pH值。 例9. pH=2鹽酸和pH=12的Ba(OH)2溶液等體積相混合，求混合后溶液的pH值。,3)、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液的混合,45,方法： 1.先反應(yīng) 2.若混合酸堿恰好反應(yīng)，則抓住n(H+)=n(OH-) 按過量的計(jì)算，若酸過量，求c（H+），再算pH值。 若堿過量，先求c（OH-），然后求c（H+），再算pH值,46,把pH=12 的NaOH溶液V1 和 pH=2的HCl溶液V2混合后，溶液呈中性。則V1：V2= _； 把pH=11的NaOH溶液V1 和 pH=2的HCl溶液V2

24、混合后，溶液呈中性。則V1：V2= _； 把pH=13 的NaOH溶液V1 和 pH=2的HCl溶液V2混合后，溶液呈中性。則V1：V2= _；,1：1,10：1,1：10,練一練！,2021/3/26,47,己知X+Y=14，它們等體積相混合，混合液的PH值 （填“7”、“7”或“=7”）。 己知X+Y14，它們等體積相混合，混合液的PH值 _。（同上）,鹽酸的PH值為X，NaOH溶液的PH為Y，體積相混合，則混合液PH ：,變換,48,1.某酸溶液的PH為2 ，某堿溶液的PH為12 ，兩者等體積相混合后，有關(guān)PH值的變化正確的是（ ） A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.三種都有可能,

25、D,練習(xí)：,2、PH=13的強(qiáng)堿溶液和PH=2的強(qiáng)酸溶液混合，所得混合液的PH=11,則強(qiáng)堿與強(qiáng)酸的體積比是（ ）,A 11:1 B 9:1 C 1:11 D 1:9,D,49,3.判斷下列說法是否正確： （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0.01 mol/L 的HAc中 c(H+) c(HAc) 。 ( ) （5）0.1 mol/L的HAc中c(OH-) c

26、(HAc)大于0.01 mol/L的HAc中c(OH-) c(HAc) 。 ( ) （6）中性溶液中c(H+)=c(OH-) 。 ( ),50,第三課時(shí) 酸堿中和滴定,51,一、酸堿中和滴定,1.定義：用已知物質(zhì)的量的濃度的酸（或堿）來測定未知濃度的堿（或酸）的方法,2.原理：在酸堿中和反應(yīng)中，使用一種已知物質(zhì)的量濃度的酸或堿溶液跟未知濃度的堿或酸溶液完全中和，測出二者的體積，根據(jù)化學(xué)方程式中酸和堿的物質(zhì)的量的比值，就可以計(jì)算出堿或酸的溶液濃度。,3.公式：,4.實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵:,(1)準(zhǔn)確測量參加反應(yīng)的兩種溶液的體積,(2)準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好完全反應(yīng),c酸v酸=c堿v堿(一元酸和一元堿),

27、52,5.實(shí)驗(yàn)儀器及試劑:,儀器：酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、 鐵架臺(tái)、滴定管夾、燒杯、白紙，有時(shí)還可用移液管,試劑：標(biāo)準(zhǔn)液、待測液、指示劑,注意兩管的外形區(qū)別、常見規(guī)格、“0”刻度、讀數(shù)等,53,2.酸堿指示劑：一般是有機(jī)弱酸或有機(jī)弱堿（定性測定）,對(duì)應(yīng)溶液 的 顏 色,變色范圍,紅3.1橙4.4黃,酚酞溶液,紅5 紫 8藍(lán),1.原則：,1）終點(diǎn)時(shí)，指示劑的顏色變化明顯,2）變色范圍越窄越好，對(duì)溶液的酸堿性變化較靈敏,二、指示劑的選擇：,54,（1）甲基橙和酚酞的變色范圍較?。?.4-3.1=1.3 10-8.2=1.8 對(duì)溶液的酸堿性變化較靈敏，故一般不用石蕊作指示劑。,（2）溶液使指示劑改變顏色，發(fā)生的化學(xué)變化。指示劑滴加太多將消耗一部分酸堿溶液，所以不能加的太多（一般為12滴） 。,55,（1）強(qiáng)酸強(qiáng)堿間的滴定：,（2）強(qiáng)酸滴定弱堿,兩者正好完全反應(yīng)，生成強(qiáng)酸弱堿鹽，酸性選用甲基橙作指示劑,（3）強(qiáng)堿滴定弱酸,3. 酸堿中和滴定中指示劑的選擇：,兩者正好完全反應(yīng)，生成強(qiáng)堿弱酸鹽，堿性選用酚酞作指示劑,酚酞溶液、甲基橙,56,三、實(shí)驗(yàn)步驟：,1.查漏：檢查兩滴定管是否漏水、堵塞和活塞轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活；,2.洗滌：用水洗凈后，各用少量待裝液潤洗滴定管23次；,3.裝液：用傾倒法將鹽酸、氫氧化鈉溶液注入酸、堿滴定管中