人教版选修4 第3章第2节 水的电离和溶液的酸碱性 课件（75张）.ppt

第二节水的电离和溶液的酸碱性 第二节水的电离与溶液的酸碱性 目的 1 使学生了解水的电离和水的离子积 2 使学生了解溶液的酸碱性与ph的关 3 通过水的离子积和溶液酸碱性等内容的教学 对学生进行矛盾的对立统一 事物间的相互关系和相互制约等辨证唯物主义观点的教育 重点 水的离子积 溶液酸碱性和溶液ph值的关系 酸碱中和滴定的原理 仪器 步骤 指示剂 难点 水的离子积 ph计算 误差分析等 2 水是不是电解质 思考与交流 1 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 精确的纯水导电性实验 精确的纯水导电实验 现象 指针摆动 不亮 结论 水是电解质 极弱 能发生电离 微弱 灵敏电流计 灯泡 一 水的电离 水是极弱的电解质 那么多少个水分子才有1个电离 水电离出的h oh 浓度相等 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 想一想 一 水的电离 水是极弱的电解质 那么多少个水分子才有1个电离 1l25 的水里只有10 7molh2o分子发生电离 55 6 107个 水电离出的h oh 浓度相等 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 想一想 其中常数k电离与常数c h2o 的积记为kw 称为水的离子积常数 简称为离子积 h2oh oh 室温下55 6molh2o中有1 10 7molh2o电离 因此c h2o 可视为常数 c h2o kw c h c oh 1 kw在一定温度下是个常数 一般不写单位2 常温 25 kw 1 10 14 100 时kw 1 10 123 温度升高 kw变大 为什么 2 水的离子积 常数 1 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 定值 省去单位 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 10 14100 kw 10 12 2 水的离子积常数 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 加入酸 增大 c oh 减少 平衡逆向移动 但kw保持不变 c h c oh 问题与讨论 1 在水中加入强酸 hcl 后 对水的电离平衡有何影响 水的离子积是否发生改变 加入碱 c h 减小 增大 平衡逆向移动 但kw保持不变 c h c oh 2 在水中加入强碱 naoh 后 对水的电离平衡有何影响 水的离子积是否发生改变 升温呢 问题与讨论 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 升高温度 通入少量hcl气体 加入少量naoh固体 加入少量nacl固体 加入少量na 增大 增大 增大 增大 增大 增大 增大 增大 减小 减小 减小 减小 正向移动 正向移动 逆向移动 逆向移动 不移动 不变 不变 不变 不变 不变 不变 不变 大于 小于 等于 小于 等于 减小 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 1 kw是一个温度函数 只随温度的升高而增大 与c h c oh 无关 2 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 且25 时kw 1 10 14 4 盐 下一节再讲 纯水在10 和50 的h 浓度 前者与后者的关系是 b 练一练 问题与讨论 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 纯水中水的离子积为10 12 求c h 为多少 此时溶液为酸性 碱性还是中性 3 kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液 在水溶液中c h 和c oh 的关系是反比例关系 即 此消彼长 但水电离出来的c h 始终等于水电离出来的c oh 仍为中性 4 纯水中溶液c h c oh 浓度的计算方法 c h c oh 10 6mol l 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 练习 d 如 25 时 在10ml蒸馏水中c h 和c oh 各是多少 向其中加入10ml0 2mol l盐酸 c h 和c oh 如何变化 c h c h 酸 10 1mol l c h c oh 10 7mol l 中性 酸性 c h 水 酸溶液中也存在 kw c h c oh 5 水的离子积不仅适用于纯水 也适用于稀的电解质水溶液且均存在kw c h c oh 此时c h c oh 均指溶液中的 而不再指水电离出来的 5 在酸溶液中水电离出来的c h 和酸电离出来的c h 有什么关系 纯水中 加酸后 c oh 10 13mol l 思考讨论 250c 1 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 c h 0 01mol l c oh 1 10 12mol l c h h2o c oh h2o 1 10 12mol l 2 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 c h 1 10 12mol l c oh 0 01mol l c h h2o c oh h2o 1 10 12mol l 归纳总结 纯水中 kw c h h2o c oh h2o酸溶液中 kw c h 总 c oh 总 c h 酸 c oh h2o碱溶液中 kw c h 总 c oh 总 c h h2o c oh 碱 思考 当水电离出来的c h 1 10 12mol l时 那该溶液呈酸性还是呈碱性 答 可能是酸性也可能是碱性 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 4 任何水溶液中均有kw c h h2o c oh h2o 3 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 a c b b中c h kw c oh 2 10 8mol l c中c h 10 4mol l 4 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 高考链接 a 08上海卷改编 常温下 某溶液中由水电离出来的c h 1 0 10 13mol l 该溶液可能是 二氧化硫 氯化钾水溶液 硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液a b c d 三 溶液的酸 碱性跟c h c oh 的关系 思考 当c h 10 6mol l时 此时溶液一定是酸性溶液吗 三 溶液的酸 碱性跟c h c oh 的关系 1 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 c h 1 10 7mol l c h c oh c h 1 10 7mol l c h c oh c h 1 10 7mol l 溶液的酸碱性由溶液中h oh 浓度相对大小决定 而不是其浓度的数值 c h 与c oh 此增彼长 判断正误 1 如果c h 不等于c oh 则溶液一定呈现酸碱性 2 在水中加酸会抑制水的电离 电离程度减小 3 如果c h c oh 的值越大则酸性越强 4 任何水溶液中都有c h c oh 5 c h 等于10 6mol l的溶液一定呈现酸性 6 对水升高温度电离程度增大 酸性增强 练习 25 1 计算0 05mol l的硫酸的ph 2 ph 12的ba oh 2溶液中c h c oh 分别为多少 3 有甲 乙两种溶液 甲溶液的ph值是乙溶液的两倍 则甲溶液中c h 与乙溶液中c h 的比值为 a 2 1b 100 1c 1 100d 无法确定 2 溶液的酸碱性与ph值 2 表示方法 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 ph 1 c h 10 12mol l c oh 10 2mol l d 3 溶液的酸碱性跟ph的关系 酸性溶液 碱性溶液 7 7 c h 1 10 7mol l c h 1 10 7mol l c h 1 10 7mol l c h c oh c h c oh c h c oh 7 中性溶液 例题3 计算下列溶液的ph 通过计算结果思考 表示溶液的酸碱性什么时候用ph更加方便 25 10 5mol l盐酸 1mol l盐酸 2mol l盐酸 25 10 5mol l 3mol l 10mol lnaoh溶液 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 4 表示溶液酸碱性的常用方法 范围 25 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 常温下 c h 与ph 溶液酸碱性的关系 c h ph c oh 减小 c oh 增大 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25 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 5 ph的测定 ph计 酸度计 见书本彩图 2 ph试纸 见书本彩图 注意 不能用水润湿 要放在玻璃片 或表面皿 上 不是将试纸伸到溶液中 广泛ph试纸只能读出整数 粗略测定 1 酸碱指示剂只能判断溶液的酸碱性 甲基橙石蕊酚酞 酸色碱色红黄红蓝无红 精确测定 用法 用洁净的玻璃棒蘸溶液 点在ph试纸中央 半分钟内与比色卡比色 ph值测定方法 三 ph的应用 1 工农业生产 2 科学实验 3 人类的生活和健康 思考与交流 举例说明 4 环境保护 第二节 水的电离和溶液的酸碱性 第二课时 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 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 3 弱酸 弱碱的稀释例3 ph 3hac加水稀释到原来100倍 溶液的ph值范围 ph 10氨水加水稀释到原来100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 3 ph 5 8 ph 10 对于弱酸溶液 ph a 每稀释10n倍 ph的范围是 a ph a n 对于弱碱溶液 ph b 每稀释10n倍 ph的范围是 b n ph b 思考与交流 1 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 2 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 弱酸弱碱稀释时 必须考虑弱酸弱碱的电离平衡 3 ph相同的醋酸溶液和盐酸 分别用蒸馏水稀释到原体积的m倍和n倍 稀释后两溶液的ph仍相同 则m和n的关系是什么 m n 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 d 练习 1 强酸与强酸混合 ph 2的盐酸和ph 4的盐酸溶液以体积比为1 10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 1 两种ph值不同的强酸等体积混合时 抓住h 来运算 2 ph 2时 等体积混合可忽略ph大的h 的影响 4 溶液混合的ph计算 c h 5 10 3mol l c h 1 10 3mol l 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 4 溶液混合的ph计算 关键 1 是酸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 当酸或碱提供的c h c oh 很小时 不能忽略水电离出的c h c oh 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 3 强酸 强碱溶液的混合 方法 1 先反应2 若混合酸碱恰好反应 则抓住n h n oh 按过量的计算 若酸过量 求c h 再算ph值 若碱过量 先求c oh 然后求c h 再算ph值 有关ph的计算 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 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 1 10 1 1 10 练一练 3 3 2 3 10 7 11 7 7 3 3 10 7 巩固练习 知识小结 混合溶液ph计算的有关规律 1 强酸或强碱溶液的等体积混合 当ph相差两个或两个以上的单位时 酸 ph小 0 3 碱 ph大 0 3 2 强酸和强碱的等体积混合 若ph酸 ph碱 14 则ph混 7 若ph酸 ph碱 则ph混 ph酸 0 3 若ph酸 ph碱 1 则ph混 ph碱 0 3 3 强酸和强碱混合呈中性时 二者的体积比 1 若ph酸 ph碱 14 则v酸 v碱 1 1 2 若ph酸 ph碱 14 则v酸 v碱 10 ph酸 ph碱 14 1 3 若ph酸 ph碱 14 则v酸 v碱 1 1014 ph酸 ph碱 例 室温时将ph 3的强酸与ph 12的强碱混合 当混合液的ph 7时 强酸与强碱的体积比为 a10 1b3 1c1 2d2 5 a 己知x y 14 它们等体积相混合 混合液的ph值 填 7 7 或 7 己知x y14 它们等体积相混合 混合液的ph值 同上 盐酸的ph值为x naoh溶液的ph为y混合 则混合液ph 变换 等于7 小于7 大于7 练习 ph 13的强碱溶液和ph 2的强酸溶液混合 所得混合液的ph 11 则强碱与强酸的体积比是 a11 1b9 1c1 11d1 9 d 3 判断下列说法是否正确 1 ph 7的溶液是中性溶液 2 h2s溶液中c h c s2 2 1 3 0 1mol l的hac中c h 是0 2mol lhac中c h 的1 2 4 0 1mol l的hac中c h c hac 大于0 01mol l的hac中c h c hac 5 0 1mol l的hac中c oh c hac 大于0 01mol l的hac中c oh c hac 6 中性溶液中c h c oh 第三课时酸碱中和滴定 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 用0 1000mol l的naoh溶液 滴定20 00ml0 1000mol l的hcl溶液 求随vnaoh的增大 ph 滴定过程的ph变化 误差 0 02 40 0 0005 0 05 思考 突跃范围 20 02ml 19 98ml 加入naoh溶液的体积v ml 溶液的ph 突跃 的存在为准确判断终点提供了方便 酸式滴定管 碱式滴定管 锥形瓶 铁架台 滴定管夹 移液管 洗耳球 5 酸碱中和滴定所需的仪器和试剂 试剂 标准液 待测液 指示剂 仪器 1 如何判断酸式滴定管和碱式滴定管 4 滴定管准确读到多少毫升 可估读到多少毫升 2 量筒和滴定管的 0 刻度位置是否一致 3 量筒和滴定管哪个更精确一些 想一想 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 滴定管标有温度 容积 0 刻度在最高点常用规格 25ml 50ml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 中和滴定 主要实验仪器 滴定管标有温度 容积 0 刻度在最高点思考 0 刻度在最高点的构造有何好处 常用规格 25ml 50ml思考 25ml量程的滴定管只能盛放25ml的液体吗 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 中和滴定 主要实验仪器 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 酸碱恰好完全中和的时刻叫滴定终点 选颜色变化明显 变色范围的ph与恰好中和时的ph吻合的指示剂 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 1 8对溶液的酸碱性变化较灵敏 故一般不用石蕊作指示剂 2 溶液使指示剂改变颜色 发生的化学变化 指示剂滴加太多将消耗一部分酸碱溶液 所以不能加的太多 一般为1 2滴 1 强酸强碱间的滴定 2 强酸滴定弱碱 暂了解 两者正好完全反应 生成强酸弱碱盐 溶液呈酸性选用甲基橙作指示剂 3 强碱滴定弱酸 暂了解 3 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 溶液呈碱性选用酚酞作指示剂 酚酞溶液 甲基橙 三 实验步骤 1