水的電離和溶液PH值

1、第二節(jié)第二節(jié) 水的電離和水的電離和 溶液的酸堿性溶液的酸堿性如何用實(shí)驗(yàn)證明水是一種極弱的電解質(zhì)如何用實(shí)驗(yàn)證明水是一種極弱的電解質(zhì)? ?電電源源G靈敏靈敏電流計(jì)電流計(jì)燈泡燈泡一、水的電離一、水的電離1 1、水是極弱的電解質(zhì)、水是極弱的電解質(zhì)H2O + H2O H3O+ + OH- 簡(jiǎn)寫(xiě)為：簡(jiǎn)寫(xiě)為：H2O H+ + OH- 實(shí)驗(yàn)測(cè)定：實(shí)驗(yàn)測(cè)定：純水中純水中25 時(shí)時(shí) 1L水中水中(55.6mol)有有1107mol水發(fā)生了電離水發(fā)生了電離100 時(shí)時(shí) 1L水中水中(55.6mol)有有1106mol水發(fā)生了電離水發(fā)生了電離注意：由水電離出的注意：由水電離出的H+ 和和 OH- 一定相等一定相等c(

2、H)c(OH)c(H2O)KW 25250 0C C時(shí)時(shí)：K KW W = C(H = C(H+ +) ) C(OHC(OH- -)=)=1 11010-14-14 K KW W適用于純水，也適用于酸、堿、中性溶液。適用于純水，也適用于酸、堿、中性溶液。溶液中有：溶液中有：C(HC(H+ +) )C(OHC(OH- -) ) = = K KW W25250 0C C時(shí)：時(shí)： C(H C(H+ +) ) C(OHC(OH- -) ) = K= KW W= 1= 11010-14-14K KW W是溫度的函數(shù)，只受溫度影響，是溫度的函數(shù)，只受溫度影響， 溫度越高，溫度越高，K KW W越大。越大。

3、1001000 0C C是，是，K KW W= 1= 11010-12-12對(duì)常溫下的純水進(jìn)行下列操作，填寫(xiě)下表對(duì)常溫下的純水進(jìn)行下列操作，填寫(xiě)下表加加NaOH加加HCl加熱加熱Kwc(H+)與與c(OH-)大小關(guān)系大小關(guān)系c(OH-)c(H+)水的電離水的電離平衡移動(dòng)平衡移動(dòng)方向方向酸堿酸堿性性 條件條件中性中性正方向正方向c(H+)=c(OH-)增大增大 增大增大增大增大堿性堿性逆方向逆方向減小減小增大增大c(H+)c(OH-)不變不變結(jié)論：結(jié)論：加入酸或堿都抑制水的電離加入酸或堿都抑制水的電離總結(jié)總結(jié)3、影響水的電離平衡的因素、影響水的電離平衡的因素1. 溫度溫度2. 酸酸3. 堿堿4.

4、 鹽鹽升高溫度促進(jìn)水的電離，升高溫度促進(jìn)水的電離，Kw增大增大抑制水的電離，抑制水的電離，Kw保持不變保持不變（第三節(jié)再作介紹）（第三節(jié)再作介紹）c(H+)水水=c(OH-)水水 110-7 mol/L例例1. 25時(shí)時(shí),某溶液中某溶液中,c(H)=110-6 mol/L問(wèn)問(wèn)c(OH)是多少是多少?例例4. 常溫下，常溫下，0.1mol/L的鹽酸溶液中水電離出的鹽酸溶液中水電離出的的c(H)和和c(OH)各是多少各是多少?例例3. 常溫下，常溫下，0.1mol/L的的NaOH溶液中水電離溶液中水電離出的出的c(H)和和c(OH)各是多少各是多少?例例2. 25時(shí)時(shí),某溶液中某溶液中, c(OH

5、) =110- mol/L問(wèn)問(wèn)c(H)是多少是多少?4 4、溶液中、溶液中C(OHC(OH- -) ) 和和C(HC(H+ +) )的計(jì)算的計(jì)算 （2 2）強(qiáng)酸：）強(qiáng)酸：H H+ +來(lái)源于水電離和酸電離，來(lái)源于水電離和酸電離，忽略水電離產(chǎn)生的忽略水電離產(chǎn)生的H H+ +c(Hc(H+ +) )總總 c(H c(H+ +) )酸酸c(OHc(OH- -) )總總 c(OH c(OH- -) )水水= = K Kw wc(Hc(H+ +)= c(H)= c(H+ +) )水水（3 3）強(qiáng)堿：）強(qiáng)堿：OHOH- -來(lái)源于水電離和堿電離，來(lái)源于水電離和堿電離，忽略水電離產(chǎn)生的忽略水電離產(chǎn)生的OHOH-

6、 -c(OHc(OH- -) )總總 c(OH c(OH- -) )堿堿c (Hc (H+ +) )總總 c(H c(H+ +) ) 水水= = K Kw wc(OHc(OH- -)= )= c(OH-)水水（1）純水）純水:c(H) = c(OH) = WK（4）不論是在中性、酸性還是堿性溶液中，）不論是在中性、酸性還是堿性溶液中，c(H+)與與c(OH)可能相等也可能不等，但由可能相等也可能不等，但由水電離出的水電離出的C(H+)水水c(OH)水水（2）常溫下（）常溫下（25）,任何稀的水溶液中任何稀的水溶液中 Kw= c(H+)c(OH)=11014（3）在溶液中）在溶液中,KW中的中的

7、c(H+)指指中總的離子濃度中總的離子濃度.（1）KW與溫度有關(guān)與溫度有關(guān),溫度升高，溫度升高，KW增大；增大；溫度降低，溫度降低，KW減小。（水的電離是減小。（水的電離是吸熱吸熱的）的）【再次強(qiáng)調(diào)】【再次強(qiáng)調(diào)】課堂練習(xí)課堂練習(xí)1 1、向純水中加入少量、向純水中加入少量NaHSONaHSO4 4，在溫度不變時(shí)，在溫度不變時(shí), ,溶液中溶液中( ( ) )A A水的電離度增大水的電離度增大B B酸性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)C C水中水中 c(H c(H+ +) )與與c(OHc(OH- -) )乘積增大乘積增大D D c(OH c(OH- -) )減小減小B DB D2 2、某溫度時(shí)，測(cè)得純水中的、某溫度時(shí)

8、，測(cè)得純水中的 c(H c(H+ +) ) 2.42.410107 7 mol/L mol/L，則則 c(OH c(OH- -) )是是( () )A A2.42.410107 7 mol/L mol/L B B0.10.110107 7 mol/L mol/LC C1.01.010101414/2.4/2.410107 7 mol/L mol/LD D無(wú)法確定無(wú)法確定A A （2) 252) 25時(shí)時(shí), 0.5mol/L, 0.5mol/L的的NaOHNaOH溶液中溶液中, , 由由水電離出來(lái)的水電離出來(lái)的H H+ +的濃度為的濃度為 mol/L,mol/L,由水電離出來(lái)的由水電離出來(lái)的OH

9、OH- -的濃度為的濃度為 mol/L.mol/L.3 3、（、（1) 251) 25時(shí)時(shí), 1mol/L, 1mol/L的鹽酸中，溶液中的鹽酸中，溶液中的的(H(H) )為為 mol/L, mol/L, 溶液中的溶液中的C(OHC(OH- -) )為為 mol/L; mol/L; 由水電離出由水電離出來(lái)的來(lái)的OHOH- - 的濃度為的濃度為 mol/L,mol/L,由水電離出來(lái)的由水電離出來(lái)的H H+ +的濃度為的濃度為 mol/L; mol/L; 1 1101014142 2101014142 2101014141 1101014141 1101014141 1二、溶液的酸堿性與二、溶液的

10、酸堿性與pHpH1 1、溶液的酸堿性與、溶液的酸堿性與C(HC(H+ +) )和和C(OHC(OH- -) )的關(guān)系的關(guān)系中性溶液中性溶液酸性溶液酸性溶液堿性溶液堿性溶液 c(H)= c(OH)c(H)c(OH)c(H)c(OH) = 1107mol/Lc(H)1107mol/Lc(H)1107 mol/L室溫下：室溫下：溶液的酸堿性只能根據(jù)溶液的酸堿性只能根據(jù)H+和和OH-的的相對(duì)大小相對(duì)大小來(lái)確定！來(lái)確定！討論：討論：表示溶液的酸堿性時(shí)，為什么要表示溶液的酸堿性時(shí)，為什么要引入引入pH？溶液中溶液中c (H+) 和和c (OH)較小時(shí)，直接用較小時(shí)，直接用c(H+)和和c (OH)的大小表

11、示溶液的酸堿性強(qiáng)的大小表示溶液的酸堿性強(qiáng)弱極不方便，引入弱極不方便，引入pH是為了方便表示溶液是為了方便表示溶液的酸堿性強(qiáng)弱。的酸堿性強(qiáng)弱。2 2、溶液的酸堿性與、溶液的酸堿性與 pH pH 的關(guān)系的關(guān)系 （1 1）pHpH的定義：的定義：C(HC(H+ +) = 10 ) = 10 -pH-pHpH=lgc(H)例：例：100100 ,K ,KWW=10=10-12-12, , 水的水的pH ?pH ?pH = 6 pH = 6 溶液的酸堿性？溶液的酸堿性？注意：注意：pH=7pH=7為中性溶液，指溫度為為中性溶液，指溫度為25 25 時(shí)；時(shí)；一般不特殊說(shuō)明，溫度默認(rèn)為常溫一般不特殊說(shuō)明，溫

12、度默認(rèn)為常溫25 25 思考：求思考：求10mol/L HCl pH =? 10mol/L NaOH pH =?（2 2）pHpH的適用范圍的適用范圍: :pH 范圍為范圍為 0 14（3） 常溫下常溫下c(H+)、pH與溶液酸堿性的關(guān)系與溶液酸堿性的關(guān)系10-510-410-310-210-110-710-810-910-1010-1110-1210-1310-1410-65432178910111213146c(H+)pHc(H+)增大，增大，pH減小減小酸性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)c(H+)減小，減小，pH增大增大堿性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)3 3、pH pH 計(jì)算計(jì)算 pH【H H+ +】水水【OHOH- -

13、】水水1 103mol/L HCl0.5 103mol/L H2SO40.1mol/L NaOH0.05mol/L Ba(OH)2小結(jié)：酸中的【OH-】全為【】全為【OH-】水，水，堿中的【 H+】全為【】全為【H+】水水酸中的【H+】水水可忽略，可忽略，堿中的【OH-】水水可忽略可忽略【H+】水水一定等于一定等于【OH-】水水 pH10ml 0.1mol/L HCl 與與20ml0.2mol/L HCl 混合混合pH =1和和pH=4的的HCl溶液等體溶液等體積混合積混合10ml 0.1mol/L NaOH 與與20ml0.2mol/L Ba(OH)2溶液混合溶液混合pH10和和pH=13的

14、的NaOH溶溶液等體積混合液等體積混合2)、濃稀溶液混合、濃稀溶液混合(lg2=0.3， lg3=0.5)0.80.81.31.313.513.512.712.7規(guī)律：規(guī)律：（1）兩種兩種pH 不同的強(qiáng)酸溶液（差值不同的強(qiáng)酸溶液（差值2）等）等體積混合，則體積混合，則 混合后溶液的混合后溶液的pH= 較小的較小的pH0.3。（2）兩種兩種pH 不同的強(qiáng)堿溶液（差值不同的強(qiáng)堿溶液（差值2）等）等體積混合，則體積混合，則 混合后溶液的混合后溶液的pH= 較大的較大的pH0.3。（3）pH相同的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液混合，相同的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液混合，pH不不變。變。3)、酸堿溶液混合、酸堿溶液混合pH的計(jì)算的

15、計(jì)算 pHpH=2pH=2的鹽酸和的鹽酸和pH=12pH=12的氫氧化鈉的氫氧化鈉溶液等體積混合溶液等體積混合0.2mol/L0.2mol/L NaOHNaOH溶液溶液99.5mL99.5mL與與0.1mol/L H0.1mol/L H2 2SOSO4 4 100.5mL 100.5mL混合混合0.2mol/L0.2mol/L NaOHNaOH溶液溶液100.5mL100.5mL與與0.1mol/L H0.1mol/L H2 2SOSO4 4 99.5mL 99.5mL混合混合7 73 31111 pH 10ml pH=3的的 HCl 稀釋至稀釋至1L 10ml pH=3的的 HAc稀釋至稀釋

16、至1L 10ml 1103mol/L HCl 稀釋至稀釋至1L 10ml 1103mol/L HAc稀釋至稀釋至1L10ml pH=3的的 HCl 稀釋至稀釋至1000L4)、關(guān)于溶液稀釋的計(jì)算、關(guān)于溶液稀釋的計(jì)算分析對(duì)比： 與與 、 與 5 5 5 55 57 7規(guī)律：規(guī)律：（1）強(qiáng)酸和強(qiáng)堿稀釋時(shí)，強(qiáng)酸每稀釋）強(qiáng)酸和強(qiáng)堿稀釋時(shí)，強(qiáng)酸每稀釋10倍，倍，pH 增加增加1，強(qiáng)堿每稀釋，強(qiáng)堿每稀釋10倍，倍，pH減小減小1。（2）強(qiáng)酸溶液和弱酸溶液稀釋相同倍數(shù)，強(qiáng)酸）強(qiáng)酸溶液和弱酸溶液稀釋相同倍數(shù)，強(qiáng)酸溶液溶液pH變化大，變化大，強(qiáng)堿溶液和弱堿溶液稀釋相同倍數(shù)，強(qiáng)堿溶強(qiáng)堿溶液和弱堿溶液稀釋相同倍數(shù)，

17、強(qiáng)堿溶液液pH變化大變化大（3）大量稀釋時(shí)，水的電離不能忽略，溶液的）大量稀釋時(shí)，水的電離不能忽略，溶液的pH 只能無(wú)限接近只能無(wú)限接近7。4 4、測(cè)定溶液、測(cè)定溶液pHpH的方法：的方法：（1 1）酸堿指示劑）酸堿指示劑試劑試劑pHpHpHpHpHpH石蕊石蕊5.08.08.0酚酞酚酞8.21010甲基橙甲基橙3.14.44.4紅色紅色紫色紫色藍(lán)色藍(lán)色紅色紅色橙色橙色黃色黃色無(wú)色無(wú)色淺紅色淺紅色紅色紅色(只能確定溶液的只能確定溶液的pHpH范圍范圍) )（2 2）pHpH試紙?jiān)嚰堄糜描囎予囎影言嚰埶撼尚《畏旁诓Ａ虮砻婷笊习言嚰埶撼尚《畏旁诓Ａ虮砻婷笊? ;(粗略測(cè)定溶液的粗略測(cè)定溶液

18、的pH)pH)用玻璃棒用玻璃棒蘸蘸取待測(cè)溶液點(diǎn)在取待測(cè)溶液點(diǎn)在pHpH試紙?jiān)嚰堉胁恐胁? ;半分鐘后半分鐘后，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，確定，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比，確定pH.pH.練習(xí)練習(xí)1 1：某溶液中由水電離出的：某溶液中由水電離出的c(Hc(H) ) 10 101313mol/Lmol/L，則該溶液的，則該溶液的pHpH為多少？為多少？解：如果為酸溶液，則解：如果為酸溶液，則pHpH1 1 如果為堿溶液，則如果為堿溶液，則pHpH1313練習(xí)練習(xí)2 2、向、向10mL pH = 210mL pH = 2的某酸溶液中加的某酸溶液中加入入 10mLpH=12 10mLpH=12的氫氧化鈉溶液的氫氧化鈉溶

19、液, ,反反 應(yīng)后溶液的酸堿性如何應(yīng)后溶液的酸堿性如何? ?如酸為如酸為強(qiáng)酸強(qiáng)酸，反應(yīng)后溶液顯，反應(yīng)后溶液顯中性中性如酸為如酸為弱酸弱酸，氫氧化鈉剛好把弱酸中已電離的氫，氫氧化鈉剛好把弱酸中已電離的氫離子中和完，而在中和過(guò)程中，弱酸還要不斷電離子中和完，而在中和過(guò)程中，弱酸還要不斷電離產(chǎn)生新的氫離子，所以反應(yīng)后溶液顯離產(chǎn)生新的氫離子，所以反應(yīng)后溶液顯酸性酸性點(diǎn)擊高考點(diǎn)擊高考B課堂練習(xí)課堂練習(xí)1 1、2525時(shí)，向純水中加入時(shí)，向純水中加入 NaOH NaOH，使溶液，使溶液 pH pH1111，則，則由水電離出由水電離出 OH OH離子濃度和離子濃度和NaOHNaOH電離出電離出OHOH離子濃

20、離子濃度之比為度之比為( () )A A101011B B10108 811C C1111D D5 510109 911A A2 2、pHpH4 4和和 pH pH2 2的鹽酸等體積混合后，溶液的的鹽酸等體積混合后，溶液的PHPH為為( () )A A1.71.7B B2.32.3C C3.7 3.7 D D4.34.3 B B3 3、將、將 pH pH 為為 4 4 的硫酸溶液稀釋的硫酸溶液稀釋 100 100 倍，稀釋后溶液倍，稀釋后溶液中中 SO SO4 42 2與與H H的濃度之比為的濃度之比為 ( ) ( )A A、11 11 B B、12 12 C C、110 110 D D、10

21、1101B B4 4、p pH H9 9和和p pH H1212的溶液的溶液NaOHNaOH溶液等體積溶液等體積混合后混合后，溶，溶液的液的p pH H為為 ( () )A A9 9.3.3 B B9 9.7.7 C C11.711.7D D12.312.3C C5 5、一種、一種 pH pH4 4的酸和一種的酸和一種 pH pH1010的堿等體積的堿等體積 混合后，溶液混合后，溶液 pH pH7 7，其原因可能是，其原因可能是( ( ) ) A A稀的強(qiáng)酸和濃的強(qiáng)堿溶液反應(yīng)稀的強(qiáng)酸和濃的強(qiáng)堿溶液反應(yīng)B B稀的強(qiáng)酸和濃的弱堿溶液反應(yīng)稀的強(qiáng)酸和濃的弱堿溶液反應(yīng)C C等濃度的弱酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)等濃

22、度的弱酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)D D生成了一種強(qiáng)堿弱酸鹽水解生成了一種強(qiáng)堿弱酸鹽水解B B6 6、將、將pHpH1 1的鹽酸分為兩等份，一份加入適量的水，的鹽酸分為兩等份，一份加入適量的水，另一份加入與該鹽酸物質(zhì)的量濃度相同的適量另一份加入與該鹽酸物質(zhì)的量濃度相同的適量NaOHNaOH溶液后，溶液后，pHpH都增大都增大1 1，則加入的水與，則加入的水與NaOHNaOH溶液的體溶液的體積比為積比為 ( () )A A9 9B B1010 C C1111 D D1212C C1 1、原理：、原理：用已知物質(zhì)的量濃度的酸用已知物質(zhì)的量濃度的酸( (或堿或堿) )來(lái)測(cè)定未知濃度來(lái)測(cè)定未知濃度的堿（或酸）的方

23、法，簡(jiǎn)稱中和滴定的堿（或酸）的方法，簡(jiǎn)稱中和滴定酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：H H+ + + OH + OH = H = H2 2O O即即 n(H n(H+ +)=n(OH)=n(OH) )C C酸酸 V V酸酸 X = X = C C堿堿 V V堿堿 y y 三、酸堿中和滴定三、酸堿中和滴定2 2、 儀器儀器 酸式滴定管、堿式滴定管酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管夾、滴定管夾、鐵架臺(tái)、錐形瓶、燒杯、漏斗。鐵架臺(tái)、錐形瓶、燒杯、漏斗。酸式滴定管酸式滴定管 (活塞活塞): 不能盛放堿液不能盛放堿液滴定管特點(diǎn)：滴定管特點(diǎn)：“0”刻度在上，與量筒相反，刻度在上，與量筒相反， 讀數(shù)到讀數(shù)到

24、0.01堿式滴定管堿式滴定管(玻璃球玻璃球) : 不能盛放酸液和強(qiáng)氧化性溶液不能盛放酸液和強(qiáng)氧化性溶液3 3、操作步驟、操作步驟( (標(biāo)準(zhǔn)酸液滴定待測(cè)堿液標(biāo)準(zhǔn)酸液滴定待測(cè)堿液) )準(zhǔn)備過(guò)程：準(zhǔn)備過(guò)程：A A查查：使用前先檢：使用前先檢查查，看酸式滴定管的活塞是否靈活，是，看酸式滴定管的活塞是否靈活，是 否否漏漏水；堿式滴定管的閥的橡膠管彈性是否良好，水；堿式滴定管的閥的橡膠管彈性是否良好， 是否漏水。是否漏水。B B洗洗：用：用蒸餾水洗蒸餾水洗凈酸式、堿式滴定管和錐形瓶。凈酸式、堿式滴定管和錐形瓶。C C潤(rùn)潤(rùn)：用少量：用少量標(biāo)準(zhǔn)酸液潤(rùn)洗標(biāo)準(zhǔn)酸液潤(rùn)洗酸式滴定管酸式滴定管2-32-3次；次； 用少

25、量用少量待測(cè)堿液潤(rùn)洗待測(cè)堿液潤(rùn)洗堿式滴定管堿式滴定管2-32-3次；次； D D裝裝：用漏斗分別注入酸、堿液于滴定管：用漏斗分別注入酸、堿液于滴定管“0 0”以上以上 23cm 23cm。E E排排：放液于燒杯中：放液于燒杯中趕走趕走滴定管下端尖嘴管中的滴定管下端尖嘴管中的 氣泡氣泡，讓尖嘴充滿溶液。，讓尖嘴充滿溶液。F F調(diào)調(diào)：調(diào)節(jié)起始刻度在：調(diào)節(jié)起始刻度在“0 0”或或“0 0”以下，讀數(shù)并記錄。以下，讀數(shù)并記錄。 （V V酸酸1 1和和V V堿堿1 1）G G取取：取一定體積的待測(cè)：取一定體積的待測(cè)酸酸液于錐形瓶中，讀數(shù)并液于錐形瓶中，讀數(shù)并 記錄（記錄（V V酸酸2 2），加入），加入

26、2 2滴指示劑。滴指示劑。滴定過(guò)程：滴定過(guò)程：A A滴滴：左手：左手滴定管滴定管，右手旋瓶，目視瓶中；，右手旋瓶，目視瓶中；B B定定：滴滴入瓶，突變暫停，半分定終。（：滴滴入瓶，突變暫停，半分定終。（V V酸酸2 2）C C算算：重復(fù)幾次，計(jì)算結(jié)果，求平均值。：重復(fù)幾次，計(jì)算結(jié)果，求平均值。指示劑顏色突變后半分鐘不變?yōu)榈味ńK點(diǎn)指示劑顏色突變后半分鐘不變?yōu)榈味ńK點(diǎn)5 5、注意：、注意：滴定時(shí)先快后慢，滴定時(shí)先快后慢，最后一滴一搖最后一滴一搖。為便于觀察，為便于觀察，錐形瓶下放一張白紙錐形瓶下放一張白紙。滴定管需潤(rùn)洗滴定管需潤(rùn)洗錐形瓶不能潤(rùn)洗，也無(wú)需干燥錐形瓶不能潤(rùn)洗，也無(wú)需干燥思考：錐形瓶是否需要用待測(cè)液潤(rùn)洗思考：錐形瓶是否需要用待測(cè)液潤(rùn)洗? ?4 4、指示劑的選擇、指示劑的選擇選用酚酞或甲基橙，不用石蕊選用酚酞或甲基橙，不用石蕊( (顏色變化不明顯顏色變化不明顯) )6 6、滴定終點(diǎn)、滴定終點(diǎn)pHpH的突躍的突躍向向20ml 0.1mol/L20ml 0.1mol/L的的NaOHNaOH溶液中逐滴滴加溶液中逐滴滴加0.1mol/L0.1mol/L的的鹽酸鹽酸( (每滴約為每滴約為0.04ml),0.04ml),填表填表: : V V鹽酸鹽酸 (ml)(ml) 0 0 19.9819.98 20.0020.0020.0220.02 30.0030.00 pH