040302水的电离和溶液的酸碱.doc

第二节 水的电离和溶液的酸碱性【引入】水不仅是最常见的溶剂，也是一种极弱的电解质，在纯水和各种物质的溶液中水都存在着电离。那么水是怎样电离的、水的电离又受哪些因素的影响呢？这些都是本节要探究的问题。【活动一】阅读课本P.47P.48上“水的电离”相关内容。思考下列问题：1电离过程：电离方程式、H3O+的结构（电子式、化学键、O杂化类型、空间构型等）2水的离子积：表达式、常温下水中H+、OH的浓度、常温下KW的数值注意：水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。即：一定温度下，无论是纯水还是酸、碱、盐的稀溶液中，c(H+)c(OH)总等于该温度下水的离子积常数，常温下为1014。则：知道c(H+)可求c(OH)，知道c(OH)可求c(H+)。3影响因素： 因素移动方向c(H+)c(OH)c(H+)/ c(OH)c(H+) c(OH)温度（升温）加 HCl加NaOH活泼金属（Na）加盐加入NH4Cl加CH3COONa思考：在0.1mol/L HCl和0.1mol/L NaOH溶液中，由水电离的c(H+)水和c(OH)水分别是多少？结论： 相同浓度的HCl和NaOH对水的电离抑制程度相同； 常温下，当由水电离出来的H+或OH小于107时，该溶液可能是酸溶液，出可能是碱溶液； 思考：某溶液中由水电离出来的c(H+)水=1012mol/L，该溶液呈什么性？若是NaOH溶液，则其浓度是多少？若是HCl溶液，由其浓度是多少？【活动二】复习初中学习过的溶液的pH值与溶液酸碱性的关系。探究溶液酸、碱性的实质及溶液pH值的初步计算。1溶液的pH值与溶液酸碱性的关系（回忆）：1234567891011121314溶液的pH值pH越小酸性增强 pH越大，碱性越强2溶液酸、碱性的实质（阅读课本、填表）：规 律常 温 下中性既有H+又有OH，都很少，c(H+)=c(OH)；c(H+)=c(OH)=107c(H+)c(OH)=1014酸性既有H+，又有OH，但c(H+)c(OH)；c(H+)107,c(OH)107c(H+)c(OH)=1014碱性既有H+，又有OH，但c(H+)c(OH)；c(H+)107c(H+)c(OH)=10143溶液pH值的计算：一般情况 pH = lgc(H+)c(H+)=10pH常温下对碱溶液 pOH = lgc(OH)pH = 14 pOH（1）常温下：中性溶液中c(H+)=107，pH=-lg107=7；酸性溶液中c(H+)107，pH=-lg c(H+)1时，pH0，此时直接用c(H+)表示溶液的酸性；碱性溶液中c(H+)7，c(H+)越小，pH越大；c(H+)1，pH14，此时直接用c(OH)表示溶液的碱性；（2）练习：0.1 mol/L HCl中，c(H+)=_，pH=_；0.01mol/L HCl中，c(H+)=_，pH=_；0.001 mol/L HCl中，c(H+)=_，pH=_；0.0001mol/L HCl中，c(H+)=_，pH=_；规律：H+浓度越小，pH越 大 ；pH为a的强酸溶液稀释10n倍后，其pH a + n ；pH为a的弱酸溶液，稀释10n倍后，其pH a n ；常温下，碱溶液无限稀释后，pH 无限接近7 。（4）思考：pH相同的盐酸和醋酸稀释相同的倍数后，pH是否相同？为什么？pH相同的盐酸和醋酸分别稀释后pH仍相同，稀释倍数是否相同？pH相同的烧碱和氨水稀释相同的倍数后，pH是否相同？为什么？pH相同的烧碱和氨水分别稀释后pH仍相同，稀释倍数是否相同？（5）分别计算常温下和100时纯水的pH。结论：只有常温下，溶液的中性pH值才等于7。【活动三】溶液pH值计算专题练习一般思路强酸的浓度弱酸的浓度强碱的浓度弱碱的浓度c(OH)乘以电离百分数除以电离百分数除以电离百分数乘以电离百分数c(H+)溶液的pHpH =lgc(H+)c(H+)=10pH溶液的pOH1单一溶液（1）强酸溶液：0.1mol/L HCl溶液的pH=_，0.1mol/L H2SO4溶液的pH=_；（2）强碱溶液：0.1mol/L NaOH溶液的pOH=_，pH=_；0.1mol/L Ba(OH)2溶液的pOH=_，pH=_；2溶液混合（稀溶液混合时忽略混合过程中体积的变化，即V混=V1+V2）（1）两强酸混合：先求c(H+)混，再求pH；例如：150mL 0.1mol/L HCl与150mL 0.15mol/L H2SO4混合后，pH=_；pH=a的HCl与pH=b的H2SO4等体积混合后（ab），pH=_；规律：两种强酸等体积混合所得溶液的pH等于 混合前较小的pH加0.3 ；（2）两强碱混合：基本方法：先求c(OH)混，再求pOH、pH；例如：150mL 0.1mol/L NaOH与150mL 0.15mol/L Ba(OH)2混合后，pH=_；pH=a的NaOH与pH=b的Ba(OH)2等体积混合后（ab），pH=_；规律：两种强碱等体积混合所得溶液的pH等于 混合前较大的pH减0.3 ；（3）强酸、强碱混合： 若恰好完全中和， pH=7（常温）； 若酸过量，先求c(H+)余，再求pH； 若碱过量，先求c(OH)余，再求pOH，后求pH；实例：用0.1mol/L NaOH溶液滴定0.1mol/L HCl，到达终点时不慎多加了一滴NaOH（约0.05mL），继续加水至50mL，所得溶液的pH是多少？若少加一滴，则溶液的pH是多少？理解P.51图3-10。3溶液稀释：基本方法：酸溶液稀释，先求稀释后c(H+)，再求pH；碱溶液稀释，先求稀释后c(OH)，再求pOH，后求pH；基本原则：酸无论稀释多少倍，pH只能无限接近7，绝不能超过7；碱无论稀释多少倍，pH只能无限接近7，绝不能低于7；基本规律：（1）pH=a的强酸溶液稀释10n倍后，pH= a+n ；（2）pH=a的弱酸溶液稀释10n倍后，pH b-m ；（5）pH相同的强酸和弱酸稀释相同的倍数后，弱酸的pH 小于 强酸；（6）pH相同的强酸和弱酸稀释后pH仍相同，弱酸稀释倍数 大于 强酸； （7）pH相同的强碱和弱碱稀释相同的倍数后，弱碱的pH 大于 强碱；（8）pH相同的强碱和弱碱稀释后pH仍相同，弱碱稀释倍数 大于 强碱；实例计算1某强酸pH=a，强碱pH=b，已知a+b=12，酸碱混合后pH=7，则V枝:V碱=_；225时，pH=x（x14，则a:b=_；（1）350mL pH=1的硫酸和盐酸组成的混合溶液与50mL Ba(OH)2溶液混合，充分反应过滤得0.466g沉淀，假设此时滤液为100mL，滤液中c(OH)=0.1mol/L。求：（1）原混合溶液中SO42、Cl物质的量？（0.002mol,0.001mol）（2）Ba(OH)2溶液的浓度？（0.15mol/L）【活动四】探究溶液pH的测定方法和应用酸碱中和滴定、测定酸碱滴定曲线1溶液pH的测定方法（1）酸碱指示剂法测定溶液pH值的范围参P.51资料。（2）pH试纸法粗略测定溶液的pH值 规范的操作方法：放、蘸、滴、比、读 注意要点：不可湿润！ 数据精度：整数（3）pH计（酸度计）法精确测定溶液的pH值2pH值的测定及调控在日常生活、工农业生产及科学实验中的应用阅读课本P.49（下）P.50相关内容。3酸碱中和滴定（1）定义：用已知物质的量浓度的酸测定未知物质的量浓度的碱（或用已知物质的量浓度的碱测定未知物质的量浓度的酸）的方法叫酸碱中和滴定。（2）原理：例如盐酸和NaOH溶液反应NaOH + HCl = NaCl + H2O恰好完全反应，则：n酸=n碱，即：c酸V酸= c碱V碱由c酸、V酸、V碱可求未知碱液的浓度。（3）关键：标准酸液的浓度c酸是确定的，V酸、V碱是决定c碱准确性的关键因素。 准确测定参加反应两种溶液的体积用滴定管或移液管测定溶液的体积； 准确判断滴定的终点（即中和反应是否恰好完全反应）选择合适的指示剂（用量12滴），终点变色要灵敏、明显，尽可能与变色范围一致；一般强酸、强碱间的滴定甲基橙或酚酞作指示剂。（4）仪器： 铁架台、滴定管夹； 锥形瓶：盛放待测溶液； 滴定管：盛放、量取待测溶液和标准溶液体积；刻度由上至下递增（0刻度在上方）；酸式滴定管和碱式滴定管上注明规格、温度，最小刻度0.1mL，读数时须精确到0.01mL（一读数方法）。酸式滴定管：带玻璃活塞，用于盛放酸性溶液和氧化性溶液（如高锰酸钾溶液等），不可盛放碱液和氢氟酸；碱式滴定管：带橡胶管和玻璃球，用于盛放碱性溶液，不可盛放酸液和强氧化性溶液（如高锰酸钾溶液等）；（5）操作过程： 准备 滴定管检查是否漏水用水洗净、用标准酸液或待测液润洗23次装入标准酸液至0刻度以上调零、赶气泡、记读数 锥形瓶只能用蒸馏水洗净，不能用待测液润洗 移液管先用蒸馏水洗净，再用待测液润洗；否则 滴定 用移液管（或碱式滴定管）量取一定体积（不宜过多）的待测液于锥形瓶中，滴入12滴指示剂（酚酞）； 用左手握住酸式滴定管的活塞，右手拿着、不断地振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化，直至终点（红色褪去，半分钟内不恢复红色），记下读数；为了便于观察终点颜色的变化，常在锥形瓶的下方垫一张白纸；滴定时，先快后慢，接近终点，一滴一摇； 重复操作（1）（3）23次； 计算：取数次滴定的平均值进行计算，代入数据，计算结果 思考：用盐酸滴定NaOH溶液和用NaOH溶液滴定盐酸所绘滴定曲线有何不同？（6）酸碱中和滴定的误差分析（以上面的盐酸滴定NaOH溶液为例）：有关操作误差