3.2《水的电离和溶液的酸碱性》.ppt

第二节 水的电离和溶液的酸碱性 一 水的电离 讨论 写出水的电离方程式 在纯水及任何稀溶液中 2H2O H3O OH 可简写为 H2O H OH 1 水的电离平衡 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 例 在水中投入金属钠 对水的电离平衡有无影响 讨论 对常温下的纯水进行下列操作 完成下表 中性 右 酸性 左 碱性 左 小结 加入酸或碱都抑制水的电离 实验测定 纯水中25 c H c OH 1 0 10 7mol L100 c H c OH 1 0 10 6mol L H2O的电离常数K电离 定量分析 1 8 10 16 2 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 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 思考与交流 分析P46表3 2相关数据 有何规律 并解释之 从中能得出什么结论 0 114 10 140 681 10 141 01 10 145 47 10 1455 0 10 14 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 1 0 10 14100 KW 1 0 10 12 结论 温度越高 Kw越大 水的电离是吸热过程 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 1 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 K35 D 水的电离是一个吸热过程 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 3 利用Kw的定量计算 3 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 为什么 4 0 01mol LNaOH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 为什么 任何水溶液中由水电离出来的c H H2O与c OH H2O相等 5 25 A B C三种溶液 其中A中c H 10 3mol L B中c OH 5 10 7mol L C中c H c OH 106 则三种溶液的酸性强弱顺序如何 6 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 A C B B中c H KW c OH 2 10 8mol L C中c H 10 4mol L 7 某溶液中由水电离产生的c H H2O 10 12mol 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 解答 c H H2O c OH H2O 10 12mol L若c H aq c H H2O 10 12mol L则c OH aq 10 2mol L溶液显碱性若c OH aq c OH H2O 10 12mol L则c H aq 10 2mol L溶液显酸性 问题与讨论 1 在水中加入盐酸后 水的离子积是否发生改变 2 在水中加入强碱后 水的离子积是否发生改变 3 在酸碱溶液中 水电离出来的 H 和 OH 是否相等 4 100 时 水的离子积为10 12 求 H 为多少 5 求1mol L盐酸溶液中水电离出来的 H 为多少 6 在酸溶液中水电离出来的 H 和酸电离出来的 H 什么关系 结论 常温时 二 溶液的酸碱性与pH 中性 酸性 碱性 1 溶液的pH pH的数学表达式 2 溶液的酸碱性与pH 练习 1 计算0 1mol L的盐酸的pH 2 pH 12的NaOH溶液中c H c OH 分别为多少 3 求0 05mol L 1的H2SO4溶液的pH 表示溶液酸碱性的常用方法 范围 25 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 L C H 1mol L碱性溶液 10 14mol L C OH 1mol L 原因 为了简便 否则不简便 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 2 溶液的pH值 与酸碱性 溶液的酸碱性跟pH的关系 酸性溶液 碱性溶液 H OH H 1 10 7mol L 7 7 H OH H 1 10 7mol L 溶液的pH值 酸性增强 碱性增强 有关溶液的pH值的几个注意问题 pH是溶液酸碱性的量度 常温下 pH 7溶液呈中性 pH值减小 溶液的酸性增强 pH值增大 溶液的碱性增强 pH 0 14 而且 pH 0的溶液并非没有H 而是c H 1mol l pH 14的溶液中并非无OH 且c OH 1mol l pH改变一个单位 c H 就变化10倍 即pH每增大一个单位 c H 就减小到原来的1 10 pH每减小一个单位 c H 就增大到原来的10倍 动手算 当c H 1mol l时 pH值为负数 当c OH 1mol l时 pH 14 对c H 或c OH 大于1mol l的溶液 用pH表示反而不方便 所以pH值仅适用于c H 或c OH 1mol l的稀溶液 也可用pOH表示溶液的酸碱性 pOH lgc OH 因为C H C OH 10 14 若两边均取负对数 得到 pH pOH pKw 14 25 左右 pH lgc H 3 pH值测定方法 测定方法 酸碱指示剂法 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 它们的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的 我们把指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围 49页 如何测定溶液的酸碱性 甲基橙 石蕊 酚酞 1 使用酸碱指示剂 可用pH试纸来测定溶液的pH 方法 用洁净的干玻璃棒直接蘸取少许待测液 滴在pH试纸上 注意不能将pH试纸先用水沾湿或用湿的玻璃棒 因为这样做 实际上已将溶液稀释 导致所测定的pH不准确 一定有误差吗 将pH试纸显示的颜色随即 半分钟内 与标准比色卡对照 确定溶液的pH值 因为时间长了 试纸所显示颜色会改变 致使测得的pH不准 pH试纸 定量粗略测量 整数位 pH计 定量精确测量 小数位 4 有关pH简单计算 判断 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 相同物质的量浓度的NaOH溶液和盐酸的pH值之和为144 25 pH 3的醋酸溶液中的 H 与pH 11的氨水中 OH 相等 练习HA HB HC三种浓度均为0 1mol L的一元弱酸 HA溶液的pH值为2 7 HB溶液中 OH 2 10 12mol L HC溶液中 H OH 的值为108 则三种酸由强到弱的顺序为 HA HB HC 溶液pH计算的类型 1 溶液稀释的pH计算 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 思考与交流 1 将pH为5的硫酸溶液稀释100倍 稀释后溶液中pH为多少 2 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 3 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 无论是酸还是碱 无限稀释始终还是酸和碱 弱酸弱碱稀释时 必须考虑弱酸弱碱的电离平衡 关键 1 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 当酸提供的c H c OH 很小时 不能忽略水电离出的c H c OH 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 HZB HZ HY HXC HX HZ HYD HY HZ HX B C 练习 1 强酸与强酸混合 pH 2的盐酸和pH 4的盐酸溶液等体积混合后 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 两种pH值不同的强酸等体积混合时 pH 2时 pH混 pH小 0 3 2 溶液混合的pH计算 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 mol L 1B mol L 1C 10 8 10 10 mol L 1D 2 10 10mol L 1 OH 1 10 6 1 10 4 1 1 5 10 5mol L 10 lg2 lg 10 14 5 10 5 9 7 lg 2 10 10 关键 抓住OH 进行计算 再转化为H D 2 强碱与强碱混合 1 pH 13的Ba OH 2溶液与pH 10的NaOH溶液体积比按1 3混合后的pH值 2 pH 13的Ba OH 2溶液与pH 10的NaOH溶液体积比按1 1混合后的pH值 两种pH值不同的强碱等体积混合时 pH 2时 pH混 pH大 0 3 3 强酸与强碱混合 在25 时 100ml0 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 100ml0 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 碱过量抓住氢氧跟离子进行计算 NaOH HCl NaCl H2O 0 06 0 04 4 强酸与强碱混合 一般中和 把pH 13的NaOH溶液与pH 2的硫酸溶液混合后 所得溶液的pH 11 则NaOH溶液和硫酸溶液的体积之比为 练习 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 10 1 1 10 1 1 10 三 pH的应用 1 pH与人体健康的关系2 pH在环保上的应用3 土壤pH与土壤有效成分关系 四 酸碱中和滴定 一 酸碱中和滴定中的几个问题 a 属性 化学分析中的定量分析b 特点 简便 快捷 准确c 应用 广泛用于科研和工农业生产 二 定义 用已知物质的量浓度的酸 或碱 来测定未知物质的量浓度的碱 或酸 的方法叫做酸碱中和滴定 2 酸碱中和滴定的关键 c标准v标准 c待测v待测 一元酸碱中和 a 准确测定V标准和V待测溶液的体积 滴定管 b 如何判断中和反应是否恰好进行完全 滴定终点的确定 酸碱指示剂 c 酸碱滴定时一般选用酚酞和甲基橙作为指示剂 确定酸碱恰好完全反应 三 酸碱中和滴定原理 H OH H2O 1 根据 对于一元酸和一元碱发生的中和反应 C酸V酸 C碱V碱或 C未知V未知 C标准V标准 四 酸碱中和滴定所需仪器 a 酸式滴定管b 碱式滴定管c 铁架台d 滴定管夹e 锥形瓶f 烧杯g 胶头滴管等 五 操作步骤 要点看图 1 洗涤 2 检漏 3 水洗 4 润洗 5 装液 6 去泡 7 调液面记录 8 放待测液 9 加指示剂 10 滴定 11 记录 12 计算 13 误差分析 左手 右手 视线与凹液面水平相切 滴加速度先快后慢 眼睛注视瓶内颜色变化 半分钟颜色不复原 滴定管保持垂直 六 酸碱中和滴定数据处理和计算 七 中和滴定实验中的误差因素分析 1 仪器润洗不当 a 盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗 b 盛待测液滴定 移液 管用蒸馏水洗后未用待测液润洗 c 锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗 2 读数方法有误 a 滴定前仰视 滴定后俯视 b 滴定前俯视 滴定后仰视 c 天平或量筒的使用读数方法错误 3 操作出现问题 a 盛标准液的滴定管漏液 b 盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡 终了无气泡 或前无后有 c 振荡锥形瓶时 不小心有待测液溅出 d 滴定过程中 将标准液滴到锥形瓶外 a 偏大 b 偏小 c 偏大 偏大 偏大 偏小 偏小 偏大 偏大 e 快速滴定后立即读数 4 指示剂选择欠妥 用强酸滴定弱碱 指示剂用酚酞 正确选择 甲基橙 用强碱滴定弱酸 指示剂选用甲基橙 正确选择 酚酞 请注意记住 强酸滴定弱碱 必选甲基橙 强碱滴定弱酸 必选酚酞 两强滴定 原则上甲基橙和酚酞皆可选用 中和滴定肯定不用石蕊 5 终点判断不准确 如滴定管的尖嘴部分有半滴或一滴标准液未滴下6 样品中含有杂质 a 用盐酸滴定含Na2O的NaOH样品 b 用含Na2CO3的NaOH标准液滴定盐酸 偏大 偏小 碱有余 酸不足 偏小 酸有余 碱不足 偏大 这滴液未反应但却计入已耗标准液中 偏大 Na2O中和力更大 偏大 Na2CO3中和力比NaOH小 耗标准液更多 俯视图 仰视图 八 滴定管的俯视和仰视 正确视线 仰视视线 正确读数 仰视读数 读数偏大 正确视线 俯视视线 正确读数 俯视读数 读数偏小 0刻度在上0 0刻