化学选修4第三章第二节水的电离.ppt

第二节 水的电离与溶液的酸碱性,在水中水分子有没有作用呢？,它们能产生自由移动的离子吗？,接灯泡,接灵敏的电流计,不亮,指针偏转,自由移动的离子极少,水能否导电呢？,一、水的电离,1、水是一种极弱的电解质，能微弱的电离:,简写为：,切记：水溶液中不可能存在O2-离子！,定性讨论 纯水的组成微粒有哪些？ 作为弱电解质，水的电离平衡受哪些外界因素影响？ 温度、离子浓度（H+、OH-）等影响,在水中投入金属钠，对水的电离平衡有无影响？,定量讨论 思考1:纯水中c(H+)与c(OH-)大小有何关系？,由水电离出的H+、OH-的物质的量相等,写出水电离的平衡常数表达式：,实验测得：在室温时水中,c(H+) c(OH-)1107mol/L,水的浓度视为常数，所以 K 电离也是常数 所以 K 电离C(H2O）为一个新的常数。,K 电离C(H2O） C(H+)C(OH-）,2、水的离子积常数，简称为水的离子积,问题：常数是否就不变呢？根据前面所学知识，水的离子积会受什么外界条件影响？,Kw=C(H+)C(OH-）,一、水的电离,分析下表中的数据有何规律，并解释之,P46讨论：,3. 影响KW的因素,（1）水的电离是个吸热过程，温度越高，KW越大,25时， Kw =110-14， 100时，Kw =110-12,（2）KW值与温度有关，不仅适用于纯水， 还适用于其他酸碱盐的稀溶液。 常温下 Kw= C(H+)C(OH)=11014,对于稀溶液，c(H+)和c(OH-)是分别是指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓度.,对常温下的纯水进行下列操作，完成下表：,中性,=,酸性,不变,碱性,不变,4、影响水的电离平衡移动的因素,1、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。,练习,2、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,D,练习,5.利用Kw的定量计算 题型1：求c(H+) aq或c(OH-) aq 题型2：求c(H+) 水或c(OH-) 水,例1： 0.01mol/L盐酸溶液中: c(H+)aq、 c(OH-)aq分别为多少？,例2： 0.01mol/L NaOH溶液中:c(H+)aq、c(OH-)aq分别为多少？,由水电离出的 c(H+)水 、 c(OH-)水 分别是多少？,由水电离出的 c(H+)水 、 c(OH-)水 分别是多少？,P46思考与交流,作业： 1.某溶液中由水电离产生的c(H+) 水= 10-12 mol/L ，则该溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中 c(H+)aq的可能值 ？,2.对常温下的纯水进行下列操作，完成下表：,少量固体,少量固体,少量,作业： 1.在25时，向纯水中通入一定量的HCl气体，溶液中c(H+)=0.01molL-1，此时由水电离出的c(H+)为多少？,2.对常温下的纯水进行下列操作，完成下表：,少量固体,少量固体,少量,1： 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,2：浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的c(H+) H2O大小关系为：盐酸 醋酸溶液 硫酸溶液 氢氧化钠溶液,小测,1： 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, ,2：浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的c(H+) H2O大小关系为：盐酸 醋酸溶液 硫酸溶液 氢氧化钠溶液, = ,小测,二、溶液的酸碱性与pH值,1.溶液的酸碱性：,取决与C(OH-)与C(H+)的相对大小,c(H+) c(OH-),中性溶液,c(H+) = 1107mol/L c(OH-) = 1107mol/L,酸性溶液,c(H+) 1107mol/L c(OH-) 1107mol/L,碱性溶液,c(H+) 1107mol/L c(OH-) 1107mol/L,c(H+) =c(OH-),c(H+) c (OH-),250C,1000C?,P46思考与交流,练习： 10-5mol/L、0.1mol/L、 0.5mol/L、 1mol/L、 3mol/L盐酸溶液的pH值分别为多少？,表示：,用H+物质的量浓度的负对数来表示。,pH=-lgc(H+),表示较小的c(H+)=10-12mol/L时，很麻烦但应用广 所以引入了一种方便方案：,c(H+) 10-12mol/L ,lg2=0.3 lg3=0.477,2.表示方法pH,溶液的pH值 c(H+),酸性增强,碱性增强,pH值越大碱性越强，酸性越弱,当c(H+) 1mol/L或小于10-14 (c(OH-)1mol/L)时，使用pH值更不方便。所以用物质的量浓度表示更好。 pH值一般表示1mol/L以下c(H+)的浓度。,pH值越小酸性越强，碱性越弱,溶液成中性 pH=7,溶液成碱性 pH7,溶液成酸性 pH7,常温下 (250C),1000C,pH6,pH6,pH=6,3 .pH的适应范围:,1.010-14mol/L c (H+) 1 mol/L,pH值有关判断正误,1、一定条件下 pH值越大，溶液的酸性越强。 2、强酸溶液的pH值一定小。 3、pH值等于6的溶液，一定是一个弱酸体系。 4、pH值相同的强酸和弱酸中c(H+)相同。 5、在常温下，pH=0的溶液酸性最强，pH=14的溶液碱性最强 6、常温下，由水电离出的c(H+) 10-12mol/L，则溶液pH定为12 7、相同体积和pH值的盐酸，醋酸、硫酸中H+的物质的量相等 8、pH可以为负值, ,练习：,练习： 在常温下，由水电离产生的 C（H+）=110-13 mol/L的溶液，则该溶液的酸碱性如何？该溶液的pH是多少？,答：可能是酸性也可能是碱性,溶液可能是pH=2的酸，也可能是Ph=12的碱,练习拓展：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、pH的应用（有关pH值的计算）,1.基本计算型,【例题】物质的量浓度为0.050mol/L的H2SO4溶液中的c(H+)、c(OH-)和溶液中的pH各为多少？,常温下 Kw = C(H+)C(OH)=11014,pH = -lgc(H+),【拓展】物质的量浓度为0.050mol/L的NaOH溶液中的c(H+)、c(OH-)和溶液中的pH各为多少？,补充作业：,1.常温时下列溶液pH或溶液的物质的量浓度(计算过程) （1）0.01mol/L H2SO4溶液pH? pH=2 的H2SO4溶液c(H2SO4)? (2)1.010-2mol/L NaOH溶液pH? pH=12的NaOH溶液c(NaOH)? (3)0.005mol/L Ba(OH)2溶液pH? pH=12的Ba(OH)2溶液cBa(OH)2?,2.判断正误，并说出理由： 1、100时纯水的pH值为6，小于7，因而此时纯水呈酸性 2、10时纯水的pH值比60时纯水的pH值大 3、 25 pH=3的醋酸溶液中的cH+与pH=11的氨水中cOH-相等。,【例题1】pH=1的盐酸溶液,稀释100倍,求稀释后溶液pH.,三、pH的应用（有关pH值的计算）,2. 强酸（强碱）的稀释：,【例题2】pH=13的NaOH溶液,稀释100倍,求稀释后溶液pH.,a. PH值变化1个单位，溶液中的C(H+)和C(OH) 变化10倍；PH值变化2个单位，溶液中的C(H+)和C(OH) 变化100倍；PH值变化3个单位,b. 溶液中的C(H+)和C(OH) 变化10倍，则PH值变化1个单位；溶液中的C(H+)和C(OH) 变化100倍，则PH值变化2个单位；溶液中的C(H+)和C(OH) 变化1000倍，,c.当溶液(酸或碱) 被无限稀释时, 溶液的p值接近,强酸（强碱）的稀释规律：,【例题1 】在25时，pH=2的盐酸溶液1L与pH=4的盐酸溶液等体积混合，混合后溶液的pH值等于多少？,三、pH的应用（有关pH值的计算）,3. 两种强酸（或强碱）混合pH值的计算,【例题2】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pH最接近于多少？,关键：先求c(OH-) 进行计算！再转化为c(H+),【例题1 】在25时，pH=2的盐酸溶液1L与pH=4的盐酸溶液等体积混合，混合后溶液的pH值等于多少？,三、pH的应用（有关pH值的计算）,3. 两种强酸（或强碱）混合pH值的计算,【例题2】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pH最接近于多少？,c(H+) =,pH = -lgc(H+),c(OH-)=,C(H+) = Kw /C(OH),pH = -lgc(H+),在25时，100ml 0.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,在25时，100ml 0.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,关键：酸过量抓住氢离子进行计算！,碱过量抓住氢氧根离子进行计算！,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.06,0.04,三、pH的应用（有关pH值的计算）,4. 强酸与强碱混合pH值的计算,完全中和：c（H+）c(OH-)110-mol/L 酸过量： c(H+)= 碱过量：c(OH-)=,在25时，100ml 0.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,在25时，100ml 0.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,关键：酸过量抓住氢离子进行计算！,碱过量抓住氢氧根离子进行计算！,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.06,0.04,三、pH的应用（有关pH值的计算）,4. 强酸与强碱混合pH值的计算,三、pH的应用（有关pH值的计算）,1.基本计算型,2.强酸（强碱）的稀释：,3. 两种强酸（或强碱）混合pH值的计算,4. 强酸与强碱混合pH值的计算,1.（1）25。C下，10-5mol/L 的盐酸溶液稀释 10倍， 溶液中 C（H+） = _ ；C（OH-） =_；pH= .,（2）pH=5的盐酸溶液稀释到10000倍，pH值等于多少？,补充作业：,500ml 0.1mol/L的HCl溶液和500ml 0.3mol/L的NaOH 溶液混合，求混合后溶液的pH。,2.（1）pH=2的HCl溶液和pH=4的H2SO4溶液等体积混合，求混合后的溶液的pH。 （2）体积各1L的pH11和pH13的NaOH溶液混合后，混合溶液的c(H+)为多少？,三、pH的应用（中和滴定）,1.常用仪器：酸式滴定管 碱式滴定管,（1）结构特点：玻璃活塞 橡皮管 （2）操作要点：验漏、润洗、加液、调节（读数V1）、放液（读数V2）,2.中和滴定原理,利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的方法。,（操作演示）,例题：用0.1032 mol/L HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，重复三次的实验数据如下表所示。计算滴定所测NaOH溶液的物质的量浓度。,课本 P49,pH值测定方法,定量测定：pH试纸法、pH计法等,酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱。 以HIn代表石蕊分子,3.14.4,5.08.0,8.010.0,指示剂的变色范围,HIn（红色） H+ +In- （蓝色）,三、pH的应用（中和滴定）,3.中和滴定误差分析,分析误差结果时应从实验原理出发：中和滴定中真正要测量的是酸、碱的体积，待测物的浓度是计算出来的，而标准溶液的浓度是定值。,酸（已知） 滴 碱（未知）,例题：以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠为例，下列操作对待测液浓度有何影响？（填“偏高”、“偏低”、“没影响”） （1）量取待测液的滴定管未用待测液润洗 。 （2）盛放标准的滴定管未赶尽气泡就开始滴定 。,偏低,偏高,V(H+)小,V(H+)大,1.仪器洗涤： （1）酸式滴定管水洗后未用标准液润洗 ； （2）移液管水洗后未用待测液润洗 ； （3）锥形瓶水洗后用待测液润洗 ；,练习：以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠为例，下列操作对待测液浓度有何影响？“偏高”、“偏低”、“没影响”,2.操作不当 （1）滴定前酸式滴定管嘴部分有气泡，滴定结束后气泡消失 ； （2）滴定结束，滴定管尖端挂一滴未滴下 ； （3）将移液管尖嘴部分的液体吹出 ； （4）滴定过程中，振荡锥形瓶时，不小心将溶液溅出 ； （5）用甲基橙作指示剂，滴至橙色，半分钟内又还原成黄色，不处理就计算 ；,1.仪器洗涤： （1）酸式滴定管水洗后未用标准液润洗 （2）移液管水洗后未用待测液润洗 （3）锥形瓶水洗后用待测液润洗,例题：以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠为例，下列操作对待测液浓度有何影响？（填“偏高”、“偏低”、“没影响”）,偏低,偏高,V(H+)小,V(H+)大,偏高,V(H