辽宁省北票市高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 第二节 水的电离和溶液的酸碱性课件 新人教版选修4.ppt

第三章水溶液中的离子平衡 第二节水的电离和溶液的酸碱性 复习巩固 1 溶液导电性强弱是由 决定的 溶液中自由移动离子浓度 2 水是不是电解质 思考与交流 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 水是极弱的电解质 正反应吸热 一 水的电离 1 水的电离 实验测定 25 c h c oh 1 10 7mol l100 c h c oh 1 10 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 kw c h c oh 说明 1 常温 25 kw 1 10 142 稀溶液3 温度升高 kw变大 2 水的离子积 常数 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 问题与讨论 1 在水中加入强酸 hcl 后 水的离子积是否发生改变 2 在水中加入强碱 naoh 后 水的离子积是否发生改变 升温呢 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 水的离子积为10 12 求c h 为多少 5 在酸溶液中水电离出来的c h 和酸电离出来的c h 什么关系 加入酸 增大 减少 平衡逆向移动 但kw保持不变 c h c oh 加入碱 减小 增大 平衡逆向移动 但kw保持不变 c h c oh 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 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 kw是一个温度函数 只随温度的升高而增大 三 溶液的酸 碱性跟c h c oh 的关系 1 重要规律 在一定温度时 稀电解质溶液里c h 与c oh 的乘积是一个常数 经科学实验进一步证明 c 稀 1mol l 例 25 时 kw 1 10 14100 时 kw 1 10 12 三 溶液的酸 碱性跟c h c oh 的关系 2 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 1 10 7mol l c h c oh c h 1 10 7mol l c h c oh c h 1 10 7mol l 三 溶液的酸 碱性跟c h c oh 的关系 3 溶液中c h c oh 的计算 例1 计算下列溶液中c h 与c oh 1 1 10 3mol lhcl溶液 2 0 05mol lba oh 2溶液 解 c h 由kw c h c oh 得 c oh c hcl 1 10 3mol l kw c h 1 10 14 1 10 11mol l 1 10 3mol l 例2 10ml10 4mol lhcl 加水至100ml 此时溶液中c h mol l 若加水至105ml 此时溶液中c h 又是 10 5 接近10 7mol l 略大于10 7mol l 说明 酸的溶液中c h 以酸所电离出的h 浓度为准 若酸过度稀释 c h 接近10 7mol l 但略大于10 7mol l 碱的溶液中c oh 以碱所电离出的oh 浓度为准 若碱过度稀释 oh 接近10 7mol l 但略大于10 7mol l 2 常温下 浓度为1 10 5mol l的naoh溶液中 由水电离产生的c oh 是多少 练习1 1 常温下 浓度为1 10 5mol l的盐酸溶液中 由水电离产生的c h 是多少 1 解 c水 h c水 oh 1 10 9mol l 1 10 14 1 10 5mol l kw c h 2 解 c水 oh c水 h 1 10 9mol l 1 10 14 1 10 5mol l c oh kw 思考题 在常温下 由水电离产生的c h 1 10 9mol l的溶液 则该溶液的酸碱性如何 答 可能是酸性也可能是碱性 d nh4cl c nahso4 b nacl a naoh 2 常温下 某溶液中由水电离产生的c h 10 9mol l 则此溶液有可能是 2 1 常温下 某溶液中由水电离产生的c h 10 6mol l 则此溶液有可能是 d ac 1 纯水在10 和50 的h 浓度 前者与后者的关系是 b 课堂练习 2 下列微粒中不能破坏水的电离平衡的是 a h b oh c s2 d na d 3 下列物质溶解于水时 电离出的阴离子能使水的电离平衡向右移动的是 a 4 某温度下纯水中c h 2 10 7mol l 则此时溶液中的c oh 若温度不变 滴入稀盐酸使c h 5 10 6mol l 则此时溶液中的c oh 2 10 7mol l 8 10 9mol l 5 在常温下 0 1mol l的盐酸溶液中水电离出的c h 和c oh 是多少 6 在常温下 0 1mol l的naoh溶液中水电离出的c h 和c oh 是多少 水电离出的c oh 1 10 14 0 1 1 10 13mol l c h 7 在25 在某无色溶液中由水电离出的c oh 1 10 13 一定能大量共存的离子组是 nh4 k no3 cl no3 co32 k na k na cl so42 mg2 cu2 so42 cl c 8 根据水的电离平衡h2o h oh 和下列条件的改变 填空 升高30 加入nacl 加入naac 加入hcl kw oh 变化 h 变化 水的电离平衡移动方向 改变条件 9 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 h 随着温度的升高而降低b 在35 时 纯水中 h oh c 水的电离常数k25 k35d 水的电离是一个吸热过程 d 11 25 浓度均为0 1mol l的下列溶液中 h 由大到小的排列顺序 氨水 naoh 盐酸 醋酸 10 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 h 10 7mol l 则该溶液一定是纯水 第二节水的电离和溶液的酸碱性 溶液ph的计算 2 水的电离是可逆的 存在电离平衡 它的逆反应为中和反应 一 水的电离 结论 1 水是极弱的电解质 它能微弱 自身 电离生成h 与oh h2o h2oh3o oh 1 水的电离方程式 2 注意点 a 水的电离过程是吸热 升高温度 kw将增大 25 时 kw c h c oh 1 10 14 b 水的离子积不仅适用纯水 也适用于酸 碱 盐的稀溶液 kw c h c oh 2 水的离子积常数kw 1 定义 在一定温度下 水中c h 和c oh 的乘积是一个常数 用kw表示 叫做水的离子积常数 3 影响因素 a 酸 碱 温度不变 在纯水中加入酸或碱 均使水的电离左移 kw不变 h2o 变小 b 温度 c 易水解的盐 在纯水中加入能水解的盐 不管水解后显什么性 均促进水的电离 但只要温度不变 kw不变 d 其他因素 如 向水中加入活泼金属 二 溶液的酸碱性与ph值 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 3 溶液的酸碱性与ph值的关系 酸性溶液 c h c oh ph7 2 表示方法 ph lgc h 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poh ph 14 注意 ph 0并非无h 而是c h 1mol l ph 14并非无oh 而是c oh 1mol l 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 001mol 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 ph 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 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 4 两种ph值不同的同种强酸 碱 溶液等体积混合 例4 ph 10和ph 8的两种naoh溶液等体积混合 求混合溶液的ph值 例5 ph 4和ph 5的两种盐酸溶液等体积混合 求混合溶液的ph值 结论 1 两种强酸溶液等体积混合 溶液的ph值等于浓溶液的ph加0 3 总结论 两种强酸 碱 溶液等体积混合 溶液的ph值以原浓溶液的ph向7靠拢0 3个单位 2 两种强碱溶液等体积混合 溶液的ph值等于浓溶液的ph减0 3 例8 0 1lph 2盐酸和0 1lph 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 5 强酸 强碱溶液的混合 结论 1 ph1 ph214的强酸强碱等体积混合后 ph混 ph碱 0 3 方法 1 先反应2 按过量的计算 若酸过量 求c h 再算ph值 若碱过量 求c oh 求c h 再算ph值 五 弱酸强碱或强酸弱碱混合例10 1 ph为12的naoh溶液和ph为2的醋酸溶液等体积相混合 则混合液呈 性 2 ph为12的氨水和ph为2的盐酸等体积相混合 则混合液呈 性 3 ph为2的盐酸和ph为12的某碱等体积相混合 则混合液ph 4 ph为12的naoh溶液和ph为2的某酸溶液等体积相混合 则混合液ph 5 盐酸的ph值为x naoh溶液的ph为y 体积相混合 则混合液ph 己知x y 14 它们等体积相混合 混合液的ph值 己知x y14 它们等体积相混合 混合液的ph值 5 盐酸的ph值为x naoh溶液的ph为y 体积相混合 则混合液ph 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7b 小于7c 等于7d 三种都有可能 2 常温下一种ph为2的酸溶液与一种ph为12的碱溶液等体积相混合 对溶液的酸碱性的说法正确的是 a 若是二元强酸和一元强碱 混合液为酸性b 若是浓的强酸和稀的强碱 混合液中呈酸性c 若是浓的弱酸和稀的强碱 混合液呈碱性d 若是强酸和强碱相混合 溶液反应后呈中性 d d 练习 3 同体积的ph为3的盐酸 硫酸 醋酸和硝酸四种溶液 分别加入足量的锌粉 叙述正确的是 a 硫酸溶液中放出的氢气的量最多b 醋酸溶液中放出的氢气的量最多c 盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等d 盐酸比硝酸放出的氢气的量多 bd 4 向体积均是1l ph值也相等的盐和醋酸两溶液中加入表面积质量均相等的锌块 下列叙述可能正确的是 a 反应开始时 盐酸的速率比醋酸快b 反应过程中 醋酸的速率比盐酸快c 充分反应后 两者产生的氢气的体积可能相等d 充分反应后 若有一种溶液中的锌有多余 则一定是盐酸的锌有余 bcd 5 酸ha hb两溶液的ph值为3 且体积相同 加水稀释两溶液 ph值与加入水的体积关系如图所示 则两者酸性较强的是 hb 6 酸ha hb hc三溶液的物质的量浓度相同 体积也相同 测得它们的ph值分别为2 2 7 3 分别与足量的锌反应 产生的氢气的物质的量 初始时 三者的反应速率 反应过程中的平均速率 若三种酸的体积与ph值均相等时 分别加入足量的表面积和质量均相等的锌 初始时 三者的反应速率 反应过程中的平均速率 充分反应后 产生的氢气的物质的量的大小关系 相同 第二节水的电离和溶液的酸碱性 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 有时还需要移液管 试剂 标准液 待测液 指示剂 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 1 310 8 2对溶液的酸碱性变化较灵敏 2 溶液使指示剂改变颜色 发生的化学变化 指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液 一般为1 2滴 3 操作 用镊子取一小块ph试纸放在洁净的表面皿或玻璃片上 然后用玻璃棒沾取少量待测液点在试纸中央 试纸显色后再与标准比色卡比较 即知溶液的ph值 3 ph试纸 定量测定 1 成分 含有多种指示剂 2 本身颜色 淡黄色 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 4 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2 3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