新人教版选修4化学第三章第二节《水的电离和溶液的酸碱性》课件.ppt

第二节 水的电离和溶液的酸碱性,2022年11月5日星期六,第二节 水的电离与溶液的酸碱性,目的： 1.使学生了解水的电离和水的离子积； 2.使学生了解溶液的酸碱性与pH的关； 3.通过水的离子积和溶液酸碱性等内容的教学, 对学生进行矛盾的对立统一 、事物间的相互关系和相互制约等辨证唯物主义观点的教育。 重点: 水的离子积,溶液酸碱性和溶液pH值的关系; 酸碱中和滴定的原理、仪器、步骤、指示剂。难点:水的离子积；pH计算、误差分析等。,2.水是不是电解质？,思考与交流,1、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?,精确的纯水导电性实验,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：,水是极弱的电解质，那么多少个水分子才有1个电离？,1L25的水里只有10-7molH2O分子发生电离,55.6107个,(水电离出的H、OH浓度相等),实验测定：25 C(H+)=C(OH-)=110-7mol/L 100 C(H+) = C(OH-) = 110-6mol/L,思考：既然一定温度下纯水中C(H+)和C(OH-)浓度是定值，那么乘积呢？,想一想？,其中常数K与常数c(H2O)的积记为Kw,称为水的离子积常数,简称为离子积,H2O H+ OH,室温下55.6mol H2O中有110-7mol H2O电离，因此c(H2O)可视为常数。,c(H2O),Kw =C（H+）C（OH-）,1. Kw在一定温度下是个常数,一般不写单位 2.常温（25 ）Kw = 1 10-14 ， 100时 Kw=110-12 3.温度升高, Kw变大（为什么？）,2.水的离子积(常数)：,(1)定义：在一定温度下，水（稀溶液）中H+与OH-浓度的乘积，用Kw表示。,（定值）（省去单位）,2)影响KW的因素,KW只与温度有关（与浓度无关）:温度升高， KW值增大,如： 25 KW=10-14 100 KW=10-12,2.水的离子积常数,注意：对于中性水，尽管温度升高Kw增大,电离程度增大，但仍是中性。温度升高时Kw增大，所以说Kw时要强调温度。,加入酸：,增大,减少,平衡逆向移动,但Kw保持不变,C(H+),C(OH-),问题与讨论,1.在水中加入强酸(HCl)后，对水的电离平衡有何影响？水的离子积是否发生改变？,加入碱：,C(H+)减小,增大,平衡逆向移动,但Kw保持不变,C(H+),C(OH-),2.在水中加入强碱(NaOH)后，对水的电离平衡有何影响？水的离子积是否发生改变？升温呢？,问题与讨论,升高温度：,平衡正向移动,C（H+）和C（OH-）都增大,Kw增大,（正反应吸热）,二、影响水的电离平衡的因素,升高温度,通入少量HCl气体,加入少量NaOH固体,加入少量NaCl固体,加入少量Na,增大,增大,增大,增大,增大,增大,增大,增大,减小,减小,减小,减小,正向移动,正向移动,逆向移动,逆向移动,不移动,不变,不变,不变,不变,不变,不变,不变,大于,小于,等于,小于,等于,减小,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（1）Kw是一个温度函数，只随温度的升高而增大，与c(H+)、c(OH-)无关.（2）Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液,（3）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。 任何水溶液中都存在Kw=c(H+) . c(OH-)且25时Kw= 1 10-14 。,4、盐,（下一节再讲）,问题与讨论,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，纯水中水的离子积为10-12，求C(H+)为多少？此时溶液为酸性、碱性还是中性？,任何水溶液中水电离出来的c(H+) 始终等于水电离出来的c(OH-),C(H+)=10-6mol/L,仍为中性,1.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、c(H+)随着温度的升高而降低B、在35时，纯水中 c(H+) c(OH-)C、水的电离常数K25 K35 D、水的电离是一个吸热过程,练习,D,2、判断正误：1)任何水溶液中都存在水的电离平衡。2)任何水溶液中（不论酸、碱或中性） 都存在Kw=10-14 。3)某温度下，某液体c(H+)= 10-7mol/L，则该溶液一定是纯水。,4)任何水溶液中均有Kw=c(H+) H2O. c(OH-)H2O,3、25：A、B、C 三种溶液，其中A中c(H+) = 103mol/L ，B 中 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？,A C B,B中c(H+) = KW / c(OH-) =2 10-8mol/L,C中c(H+) = 10-4mol/L,4、某温度下纯水中c(H+) =2 107mol/L ，则此时c(OH-) = ；该温度下向纯水中滴加盐酸使c(H+) =2 105mol/L ，则时c(OH-) = 。,2 107mol/L,8 109mol/L,如：25时，在10 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？,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-),水的离子积不仅适用于纯水，也使用于稀的电解质水溶液且均存在Kw= c(H+) c(OH-),此时c(H+) ， c(OH-)均指溶液中的，而不再指水电离也来的。,5.在酸溶液中水电离出来的C(H+)和酸电离出来的C(H+)有什么关系？,纯水中：,加酸后：,c(OH-)= 10-13mol/L,.思考讨论（250C）,1、0.01mol/L盐酸溶液中,c(H+)、 c(OH-)分别为多少？由水电离出的 c(H+) H2O 、 c(OH-) H2O分别是多少？,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-)分别为多少？由水电离出的c(H+) H2O、 c(OH-) H2O分别是多少？,c(H+)= 110-12mol/L,c(OH-),=0.01mol/L,c(H+) H2O= c(OH-) H2O,=110-12mol/L,归纳总结：纯水中： Kw= c(H+) H2Oc(OH-) H2O酸溶液中: Kw = c(H+) 总c(OH-) 总 c(H+) 酸c(OH-) H2O碱溶液中: Kw = c(H+) 总c(OH-) 总 c(H+) H2Oc(OH-) 碱,思考：当水电离出来的c(H+)= 110-12mol/L时，那该溶液呈酸性还是呈碱性？,答：可能是酸性也可能是碱性,3.纯水在10和50的H+浓度，前者与后者的关系是（ ）,B,练一练！,高考链接,A,（08上海卷改编）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 氯化钾水溶液 硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液 A B C D,2. 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,三、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系,思考？,当C(H+)= 106mol/L时，此时溶液一定是酸性溶液吗？,三、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系,1、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-) C(H+) =110-7mol/L,C(H+)C(OH-) C(H+)110-7mol/L,C(H+)C(OH-) C(H+)110-7mol/L,溶液的酸碱性由溶液中H、OH浓度相对大小决定，而不是其浓度的数值，c（H+）与c（OH）此增彼长。,判断正误：,1. 如果c(H+)不等于c(OH-)则溶液一定呈现酸碱性。,2. 在水中加酸会抑制水的电离，电离程度减小。,3. 如果c(H+)/c(OH-)的值越大则酸性越强。,4. 任何水溶液中都有c(H+)=c(OH-)。,5. c(H+)等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性。,6. 对水升高温度电离程度增大，酸性增强。,练习：（25）1、计算0.05mol/L的硫酸的pH。2、 pH=12的Ba（OH）2溶液中c(H+)、c(OH-)分别为多少？,3、有甲、乙两种溶液，甲溶液的pH值是乙溶液的两倍，则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)的比值为 （ ） A、21 B、1001 C、1100 D、无法确定,2、溶液的酸碱性与pH值,2）. 表示方法：,1）. 定义：化学上常采用H+的物质的量浓度的负对数来表示溶液的酸碱性。,PH=1,c(H+)=10-12mol/L,c(OH-)=10-2mol/L,D,3）、溶液的酸碱性跟pH的关系：,酸性溶液,碱性溶液,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,例题3计算下列溶液的pH,通过计算结果思考：表示溶液的酸碱性什么时候用pH更加方便？25 10-5 mol/L盐酸、1 mol/L盐酸、2 mol/L盐酸25 10-5 mol/L、3mol/L、10mol/LNaOH溶液,用pH表示：c(H+)或c(OH-) 1mol/l溶液的酸碱性用pH表示较方便,具体为： 酸性溶液:10-14mol/LC(H+) 1mol/L 碱性溶液:10-14mol/LC(OH-)1mol/L,4）.表示溶液酸碱性的常用方法、范围(25):,用离子浓度表示酸碱性: 酸性溶液:C(H+)1mol/L；碱性溶液:C(OH-)1mol/L,原因:为了简便，否则不简便！,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,注意：pOH -采用OH -的物质的量浓度的负对数来表示溶液的酸碱性 25 pOH + pH =14,注意:pH=0 并非无H+，而是c（H+）=1mol/L，,H=14 并非无OH -，而是c（OH -）=1mol/L,5、pH的测定：,H计（酸度计）（见书本彩图）,（2）pH试纸（见书本彩图）,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：用洁净的玻璃棒蘸溶液，点在pH试纸中央，半分钟内与比色卡比色,H值测定方法,第二节,水的电离和溶液的酸碱性,（第二课时）,有关溶液pH的计算：,1.单一溶液的计算：,2.强酸、强碱的稀释：,例1. 0.001 mol/L盐酸的pH =_，加水稀释到原来的10倍，pH=_，加水到原来的103倍，pH =_,加水到原来的104 倍pH= _,加水到原来的106倍，pH=_,例2. pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的10倍，则溶液的pH=_，pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的102倍，则溶液的pH=_,3,4,6,9,8,H=10的NaOH溶液加水稀释到原来的103倍，则溶液的pH=_，pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的105倍，则溶液的pH=_,注意：pH=6或8时，不可忽略水的电离，只能接近7，酸碱溶液无限稀释，pH只能约等于7或接近7：酸不能大于7；碱不能小于7,结论：强酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。,对于强酸溶液（ pH=a ）每稀释10n倍， pH增大n个单位，即pH=a+n,对于强碱溶液（ pH=b ）每稀释10n倍， pH减小n个单位，即pH=a-n,3. 弱酸、弱碱的稀释例3. pH=3HAc加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围_；pH=12氨水加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围_。,结论：弱酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位；,思考与交流：,1、将pH为3的硫酸溶液和醋酸溶液同时稀释100倍，稀释后二者的pH分别为多少？,2、现有失去标签，pH相等的两试剂瓶的NaOH溶液和氨水，请你设计实验将其鉴别。,弱酸弱碱稀释时，必须考虑弱酸弱碱的电离平衡。,3、PH相同的醋酸溶液和盐酸，分别用蒸馏水稀释到原体积的m倍和n倍，稀释后两溶液的PH仍相同，则m 和n的关系是什么？,mn,1、有相同pH的三种酸HX、HY、HZ的溶液，稀释相同倍数后，pH的变化值依次增大，则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是 （ ）A、HX. HY. HZ B、HZ. HY. HX C、HX. HZ. HY D、HY. HZ. HX,B,C、D,练习,（1）强酸与强酸混合,H=2的盐酸和pH=4的盐酸溶液以体积比为1：10混合后，所得溶液的pH。pH=2的盐酸和pH=5的硫酸溶液等体积混合后，所得溶液的pH。,1、两种pH值不同的强酸等体积混合时，抓住H+来运算；2、pH2时， 等体积混合可忽略PH大的H+的影响。,4、溶液混合的pH计算,C(H+)=510-3mol/L,（2）强碱与强碱混合,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) / (1+1) = 510-5 mol/L,=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,4、溶液混合的pH计算,关键：1、是酸抓住氢离子进行计算！如果是碱则先求c(OH-)，再由Kw求c(H+)2、当酸或碱提供的c(H+)、c(OH-)很小时，不能忽略水电离出的c(H+)、c(OH-),例8. 0.1L pH=2盐酸和0.1L pH=11的NaOH溶液相混合，求混合后溶液的pH值。例9. pH=2盐酸和pH=12的Ba(OH)2溶液等体积相混合，求混合后溶液的pH值。,3)、强酸、强碱溶液的混合,方法：1.先反应2.若混合酸碱恰好反应，则抓住n(H+)=n(OH-)按过量的计算，若酸过量，求c（H+），再算pH值。 若碱过量，先求c（OH-），然后求c（H+），再算pH值,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= _；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= _；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= _；,1：1,10：1,1：10,练一练！,己知X+Y=14，它们等体积相混合，混合液的PH值 （填“7”、“7”或“=7”）。己知X+Y14，它们等体积相混合，混合液的PH值 _。（同上）,盐酸的PH值为X，NaOH溶液的PH为Y，体积相混合，则混合液PH ：,变换,1.某酸溶液的PH为2 ，某碱溶液的PH为12 ，两者等体积相混合后，有关PH值的变化正确的是（ ） A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.三种都有可能,D,练习：,2、PH=13的强碱溶液和PH=2的强酸溶液混合，所得混合液的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,D,3.判断下列说法是否正确：（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(HAc)大于0.01 mol/L的HAc中c(OH-) c(HAc) 。 ( )（6）中性溶液中c(H+)=c(OH-) 。 ( ),第三课时酸碱中和滴定,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,(2)准确判断中和反应是否恰好完全反应,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、锥形瓶、 铁架台、滴定管夹、烧杯、白纸，有时还可用移液管,试剂：标准液、待测液、指示剂,注意两管的外形区别、常见规格、“0”刻度、读数等,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：,（1）甲基橙和酚酞的变色范围较小：4.4-3.1=1.3 10-8.2=1.8 对溶液的酸碱性变化较灵敏，故一般不用石蕊作指示剂。,（2）溶液使指示剂改变颜色，发生的化学变化。指示剂滴加太多将消耗一部分酸碱溶液，所以不能加的太多（一般为12滴） 。,（1）强酸强碱间的滴定：,（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,3. 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,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25.00ml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，停止滴定，准确记下盐酸读数，并准确求得滴定用去的盐酸体积。重复23次。,当有一组数据误差较大时，要舍弃,例题：用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液（氢氧化钠放于锥形瓶中）下列操作（其它操作均正确），对氢氧化钠溶液浓度有什么影响？,一、酸式滴定管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,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,如：25时，在10 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？,10-7,10-7,10-1,10-13,c(H+) = c(OH-),中性,c(H+) c(OH-),酸性,=c(H+)水,酸溶液中也存在：Kw= c(H+) c(OH-),水的离子积不仅适用于纯水，也使用于稀的电解质水溶液且均存在Kw= c(H+) c(OH-),此时c(H+) ， c(OH-)均指溶液中的，而不再指水电离也来的。,5.在酸溶液中水电离出来的C(H+)和酸电离出来的C(H+)有什么关系？,