高中化学 《水的电离和溶液的酸碱性课件 新人教版选修4.ppt

第二节水的电离和溶液的酸碱性 一 水的电离 h2o h2oh3o oh 定性讨论 纯水的组成微粒有哪些 h oh h2o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 平衡向电离方向移动 一 水的电离 定量讨论 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25 时 水电离出来的c h c oh 10 7mol l 说明水的电离程度如何 水是一种极弱的电解质 通常的电流表无法检验其中离子 二 水的离子积常数 kw c h c oh 1 表达式 kw叫做水的离子积常数 简称水的离子积 特别提示 此时的c h 和c oh 是溶液中的总量 2 影响kw的因素 kw只是温度的函数 与浓度无关 温度升高 kw值增大 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 kw25 10 14 思考 含有h 的溶液一定是酸 含oh 的溶液一定是碱吗 如 kw25 10 14kw100 10 12 讨论升高温度 kw增大 已知kw100 10 12 则在100 时纯水中的 h 等于多少 c h 10 62 温度不变 加入溶质对水的电离平衡及kw的影响 加入酸 如 hcl 或碱 如 naoh 对水的电离有什么影响 促进还是抑制 kw呢 酸碱由于电离产生h 或oh 能抑制水的电离 使水的电离程度减小 但kw不变加入naac或nh4cl对水的电离平衡又有什么影响 ac nh4 等 弱离子 因结合水电离出的h 或oh 能促进水的电离平衡 使水的电离程度增大 但kw不变加入nacl呢 对水的电离无影响 kw不变 条件改变对水的电离平衡及kw的影响 水的电离平衡的移动 2 水的电离过程为h2oh oh 在不同温度下其离子积为kw25 1 10 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 k35d 水的电离是一个吸热过程 d kw c h c oh 1 表达式 2 影响kw的因素 kw只是温度的函数 与浓度无关 温度升高 kw值增大 水的离子积常数 任何水溶液中由水电离出来的c h h2o与c oh h2o相等 2 0 01mol l盐酸溶液中 c h c oh 分别为多少 0 01mol lnaoh溶液中 c h c oh 分别为多少 3 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 1 判断正误 任何水溶液中都存在水的电离平衡 任何水溶液中 不论酸 碱或中性 都存在kw 10 14 某温度下 某液体c h 10 7mol l 则该溶液一定是纯水 利用kw的定量计算 求溶液中的c h 或c oh c h 10 2mol l c oh 10 12mol l c h 10 12mol l c oh 10 2mol l 现学现用 1 0 01mol l盐酸溶液中 由水电离出的c h h2o c oh h2o分别是多少 why c h h2o 10 12mol l c oh h2o 10 12mol l2 0 01mol lnaoh溶液中 由水电离出的c h h2o c oh h2o分别是多少 why c h h2o 10 12mol l c oh h2o 10 12mol l任何水溶液中由水电离出来的c h h2o与c oh h2o相等 利用kw的定量计算 求c h h2o或c oh h2o 练习 某溶液中由水电离产生的c h h2o 10 11mol l 则该溶液呈酸性还是碱性 并求算该溶液中c h 的可能值 酸性时 c h 10 3mol l c oh 10 11mol l碱性时 h 10 11mol l c oh 10 3mol l 结论 溶液的酸碱性跟c h 和c oh 浓度有关 常温下 c h c oh c h c oh c h c oh c h 1 10 7mol lc oh 1 10 7mol l c h 1 10 7mol lc oh 1 10 7mol l c h 1 10 7mol lc oh 1 10 7mol l 思考与交流 课本p46 二 溶液的酸碱性与ph 不能用c h 等于多少来判断溶液酸 碱性 只能c h c oh 通过两者相对大小比较 讨论 kw100 10 12在100 时 纯水中c h 为多少 c h 10 6mol lc h 1 10 7mol l是否说明100 时纯水溶液呈酸性 不是 此时的纯水仍然呈中性 100 时 c h 1 10 7mol l溶液呈酸性还是碱性 呈酸性 碱性 c h 1 10 7mol l c oh 1 10 5mol l c oh c h 溶液的酸碱性与ph 定义 是c h 的负对数 即ph lgc h 如 c h 1 10 7mol l ph lg10 7 7 0c h 1 10 5mol l ph lg10 5 5 0c h 1 10 9mol l ph lg10 9 9 0注意 当溶液中c h 或c oh 大于1mol l时 不用ph表示溶液的酸碱性 ph与溶液的酸碱性 25 时 练习1 有甲 乙两种溶液 甲溶液的ph是乙溶液的两倍 则甲溶液中c h 与乙溶液中c h 的关系是a 2 1b 100 1c 1 100d 无法确定2 已知浓度均为0 1mol l的8种溶液 hno3 h2so4 hcooh ba oh 2 naoh kcl其溶液ph由小到大的顺序是 c 1 室温下 由水电离产生的c oh 10 11mol l的溶液中 一定大量共存的离子组 a na nh4 cl so42 b s2 ch3coo na cs c k na co32 no3 d k na no3 so42 2 求0 05mol l的h2so4溶液的ph 3 求0 05mol l的ba oh 2溶液的h 浓度及ph d 练习 改变溶液ph的常用方法 注意 酸性溶液无限加水稀释 ph只能接近于7 且仍小于7 碱性溶液无限加水稀释时 ph只能接近于7 且仍大于7 ph的测定方法 1 酸碱指示剂 判断溶液的酸碱性 2 ph试纸 测定溶液的ph 广泛试纸识别差值为1 精密ph试纸识别差值为0 1 试纸的使用方法 用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上 在半分钟内将试纸与标准比色卡进行对照得ph 3 ph计 精确测定溶液的ph 练习1 在0 1mol l醋酸溶液中 要使醋酸的电离度和溶液的ph都减小 同时又使醋酸根离子浓度增大 可加入的试剂是a ch3coona浓溶液b 1mol l氨水c 1mol l硫酸溶液d 2mol lch3cooh溶液2 在平衡体系 h2sh hs hs h s2 中 当减小溶液ph时 则硫离子浓度会a 可能增大 也可能减小b 增大c 减小d 无变化 a d 有关ph的计算 1 单一溶液的计算 强酸溶液中 如hna 设浓度为cmol l c h ncmol l ph lgc h lgnc 强碱溶液中 如b oh n 设浓度为cmol l c h 10 14 nc ph lgc h 14 lgnc 例1 求1 10 3mol lh2so4溶液的ph 例2 求0 1mol lba oh 2溶液的ph 有关ph的计算 2 强酸 强碱溶液稀释的计算 强酸溶液 ph 稀释 ph 原来 lgn n为稀释的倍数 强碱溶液 ph 稀释 ph 原来 lgn n为稀释的倍数 如 ph 3 6的hcl溶液稀释100倍后ph分别为 ph 8 10的naoh溶液稀释100倍后ph分别为 弱酸弱碱的稀释 不能求得具体数值 只能确定其ph的范围 弱酸 ph 原来 ph 强酸ph 稀释 弱碱 强碱ph 稀释 ph ph 原来 如 ph 3的hac溶液稀释100倍后ph为 ph 10的nh3 h2o溶液稀释100倍后ph为 例1 在10ml10 4mol lhcl溶液中加水至100ml时 溶液的ph值是 若加水至105ml时 溶液的ph值 例2 在10mlph 10的naoh溶液中加水至1000ml时 溶液的ph值是 若加水至106ml时 溶液的ph值 5 ph 7但略小于7 8 ph 7但略大于7 比较下列各组酸稀释后的ph大小 1 ph均为1的盐酸和硫酸用蒸馏水稀释相同倍数 则前ph 后ph2 浓度均为1mol l的盐酸和硫酸用蒸馏水稀释相同倍数 则前ph 后ph3 ph均为1的盐酸和醋酸用蒸馏水稀释相同倍数 则前ph 后ph4 浓度均为1mol l的盐酸和醋酸用蒸馏水稀释相同倍数 则前ph 后ph 有关ph的计算 3 强酸 强碱溶液两两等体积混合后溶液的计算 注意 酸碱溶液的ph之差必须 2 否则误差较大 有关ph的计算 4 强酸 强碱溶液混合后溶液的计算 两强酸混合 两强碱混合 一者过量 三 ph的应用 ph的测定和控制在工农业生产 科学实验和医疗等方面都很重要 在工业上 例如 氯碱工业生产中所用食盐水的ph要控制在12左右 以除去其中的ca2 和mg2 等杂质 在无机盐的生产中 为了分离所含的杂质如fe3 常把无机盐溶液的ph调到5左右 此时fe3 形成fe oh 3沉淀而分离析出 其他阳离子却留在溶液中 在农业上 土壤的ph关系到农作物的生长 有的作物如芝麻 油菜 萝卜等可以生长在较大的ph范围内 有的却对土壤的ph反应非常敏感 如茶树适宜在ph约为4 0 5 5的土壤中生长 在医疗上 测定血液等的ph可以帮助诊断疾病 例如 人体内血液的ph一般在7 35 7 45范围内 如果超过这个范围 便属于病理现象 在科学实验中 ph是影响某些反应过程的重要因素 因此测定和控制溶液的ph 就如控制温度和浓度等同样重要 人的体液的酸碱度大多接近于中性 如血液 组织间液和细胞内液的酸碱度都接近于中性 而且变化极小 人体从外界吸收的养料有酸性的也有碱性的 身体内部又不断产生酸性和碱性物质 它们都会改变体液的酸碱度 若酸碱过多了 会引起酸中毒或碱中毒 然而 体液的酸碱度也有不少 特区 胃液就是其中之一 胃液的ph在0 9 1 5之间 在这样的环境中 铁屑可被溶解 薄铁片可被溶蚀得千疮百孔 可是胃却安然无恙 这是因为胃里有一层 粘液屏障 它是由粘液细胞和上皮细胞分泌出来的一种胶胨状的不溶性粘液 在胃粘液表面构成一个保护层 用来保护胃 1 把1ml0 1mol l的硫酸加水稀释制成2l溶液 在此溶液中由水电离产生的h 其浓度接近于 a1x10 4mol lb1x10 8mol lc 1x10 11mol ld1x10 10mol l ph值计算专题讲解 d 2 常温下 若使ph 3的盐酸与ph 9的ba oh 2溶液混合使其成为ph 7的溶液 混合时两溶液的体积比为 a 1 60b 3 1c 100 1d 1 100 d 5 将ph 6的hcl和ph 10的naoh溶液等体积混合 求该混合溶液的ph值 3 将ph 1和ph 3的盐酸溶液等体积混合 求该混合溶液的ph值 4 将ph 11和ph 13的naoh溶液等体积混合 求该混合溶液的ph值 1 3 12 7 9 7 6 在25 时 ph值等于1的盐酸溶液1l和ph值等于4的硫酸溶液1000l混合ph值等于多少 ph lg h lg2 10 4 4 lg2 3 7 ph值计算专题讲解 c 7 用ph试纸测定某无色溶液的ph时 规范的操作是a 将ph试纸放入溶液中观察其颜色变化 跟标准比色卡比较b 将溶液倒在ph试纸上 跟标准比色卡比较c 用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液 滴在ph试纸上 跟标准比色卡比较d 在试管内放入少量溶液 煮沸 把ph试纸放在管口 观察颜色 跟标准比色卡比较 酸碱中和滴定 1 定义 用已知浓度的酸 或碱 测定未知浓度的碱 或酸 浓度的方法叫酸碱中和滴定 已知浓度的溶液 标准液 未知浓度的溶液 待测液 3 中和滴定主要实验仪器 量取液体常用仪器 量筒 移液管 滴定管量筒 粗量仪 10ml量筒最小分刻度为0 1ml读数精确到0 1ml 无 o 刻度移液管 精量仪 读数精确到0 01ml准确量取一定量的试液 中和滴定时用来量取待测液 碱式滴定管 酸式滴定管 锥形瓶 滴定管夹 铁架台 烧杯等 滴定管标有温度 容积 0 刻度在最高点常用规格 容量分 25ml 50ml用途分 酸式滴定管 盛装酸性 强氧化性的溶液 碱式滴定管 盛装碱性溶液 最小分刻度 0 1ml 读数精确到0 01ml 精量仪可估读一位 粗量仪不能估读 练1 50ml的滴定管盛有溶液 液面恰好在20 0处 若把滴定管中溶液全部排出 则体积 a 等于30 b 等于20 c 大于30 d 小于30 c 练2 下列所述仪器 0 刻度位置正确的是 a 在量筒的上端b 在滴定管上端c 容量瓶上端 d 在托盘天平刻度尺的右边 b 练3 量取25 00ml kmno4溶液可选用仪器 a 50ml量筒 b 100ml量筒c 50ml酸式滴定管 d 50ml碱式滴定管 c 4 中和滴定实验步骤 一 用前检验 是否漏水 旋塞转动是否灵活 二 洗涤 准确测定的保障 滴定管 自来水冲洗 蒸馏水清洗2 3次 待盛液润洗锥形瓶 自来水冲洗 蒸馏水清洗2 3次 不用待盛液润洗 三 装液 滴定管中加入液体 取一定体积未知浓度的hcl于锥形瓶待装液润洗 装液 挤气泡 使管内液面处于 0 或以下有刻度区域 记下起始读数 放液 记录终点读数 放指示剂装标准液naoh 四 滴定1 滴定管夹在夹子上 保持垂直2 右手持锥形瓶颈部 向同一方向作圆周运动 而不是前后振动3 左手控制活塞 或玻璃球 注意不要把活塞顶出4 滴加速度先快后慢 后面可半滴 直至指示剂颜色突变5 滴定过程右手摇动锥形瓶 眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化6 滴定终点达到后 半分钟颜色不变 再读数7 复滴2到3次 5 指示剂的选择及滴定终点的判断 1 指示剂 甲基橙3 1 4 4红 橙 黄酚酞8 10无 粉红 红 2 滴定终点的判断 不用石蕊作指示剂原因 颜色变化不明显 指示剂的颜色发生突变并且半分钟不变色即达到滴定终点 终点的判断是滴定实验是否成功的关键 练4 某学生中和滴定实验的过程如下 取一支碱式滴定管 用蒸馏水洗净 加入待测naoh溶液 记录液面刻度的读数 用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液 置于用标准酸液洗涤过的锥形瓶中 加入蒸馏水 加入2滴酚酞试剂 开始滴定 先慢后快 边滴边摇荡 边注视滴定管液面变化 小心滴到溶液由无色变为粉红色时 即停止滴定 记录液面读数 重复滴定 根据两次读数得出naoh的体积21ml 上述学生操作错误的有 填序号 中和滴定过程中 容易产生误差