高二化学水的电离和溶液的酸碱性1幻灯片.ppt

第二节水的电离与溶液的酸碱性 一 水的电离 水是极弱的电解质 25 C1L水只有10 7molH2O分子发生电离 多少个水分子才有1个电离 55 6 107 其中常数K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 KW c H c OH 1 10 14 1 水的离子积常数 25 时 常温 如果温度变化Kw会如何变化 为什么 实验测得 在25 水电离出来的c H c OH 10 7mol L 1 14 10 156 81 10 151 10 145 47 10 141 10 12 水的电离吸热 1 升高温度 促进水的电离 Kw增大 c H c OH 升高温度 平衡向移动 c H c OH Kw 右 增大 增大 增大 注意 水的离子积只随温度的改变而改变 2 影响水的电离平衡的因素 Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液 对常温下的纯水进行下列操作 2 加入酸或碱 抑制水的电离 Kw不变 中性正反应增大增大c H c OH 增大 酸性逆反应增大减小c H c OH 不变 碱性逆反应减小增大c H c OH 不变 水的电离 水的离子积 影响因素 KW c OH c H 25 时 KW 1 0 10 14 3 无论是酸溶液还是碱溶液中都同时存在H 和OH 注意 1 在任何水溶液中 均存在水的电离平衡 Kw c H c OH 均成立 25 时Kw 10 14 2 水电离出的H OH 永远相等 水的离子积常数 二 溶液的酸碱性与H OH 浓度的关系 1 10 14 25 溶液的酸碱性由溶液中H OH 浓度相对大小决定 酸性 c H c OH 中性 c H c OH 碱性 c H c OH 常温25 c H 10 7mol L c H 10 7mol L c H 10 7mol L 无论任何温度 无论酸性 中性 碱性溶液 都存在水电离出的H OH 并且由水电离出的这两种离子浓度一定相等 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 和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 2 0 1mol L的NaOH溶液中 c OH c H 由水电离出的c OH 水 c H 水 1 0 1mol L的盐酸溶液中 c H c OH 由水电离出的c OH 水 c H 水 3 0 1mol L的NaCl溶液中 c OH c H 计算 下列五种溶液中c H 由大到小的排列顺序A 0 1mol L 1的盐酸 B 0 1mol L 1的硫酸 C 0 1mol L 1的NaOH D 0 1mol L 1的CH3COOH E 0 1mol L 1的NaCl BADEC 0 1mol L 0 2mol L 1 10 13mol L 小于0 1mol L 1 10 7mol L 比较 某溶液中由水电离产生的c H 10 12mol L 则该溶液呈酸性还是碱性 c H 水 c OH 水 10 12mol L若c H aq c H 水 10 12mol L则c OH aq 10 2mol L溶液显碱性若c OH aq c OH 水 10 12mol L则c H aq 10 2mol L溶液显酸性 逆推 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 LNaOH溶液1mol LNaOH溶液 引入pH值意义 表示溶液酸碱性的强弱 用H 物质的量浓度的负对数表示 1 定义式 pH lgc H 用pH值表示c H 或c OH 1mol L的溶液的酸碱性不用pH表示 三 溶液的酸碱性与PH pH lgc H pH值与溶液酸碱性的关系 pH01234567891011121314 酸性增强 中性 碱性增强 25 回忆初中所学常温下pH大小与溶液酸碱性的关系 中性 pH C H C OH 10 1410 1310 1210 1110 1010 910 810 710 610 510 410 310 210 1100 酸性 碱性 增强 增强 c H 越大pH越小酸性越强 碱性越弱 结合pH与c H 的关系 思考溶液酸碱性与pH的关系 中性溶液 酸性溶液 碱性溶液 c H c OH 1 10 7mol L c H c OH 1 10 7mol L c H c OH 1 10 7mol L pH 7 pH 7 pH 7 思考 pH为7的溶液是否一定是中性溶液 25 2 溶液的酸碱性与pH的关系 c H c OH c H c OH c H c OH PH 7 PH 7 PH 7 c H 越大PH越小 酸性越强 c OH 越大PH越大 碱性越强 不变 减小 2 溶液的酸碱性与pH的关系 1 甲溶液的pH 3 乙溶液的pH 1 则甲溶液中 H 与乙溶液中 H 之比为A 100B 1 100C 3D 1 3 pH相差a H 相差10a B 练习 2 pH 3的盐酸pH增大1 c H 差多少倍 盐酸浓度差多少倍 c H 相差10倍 物质的量浓度强酸相差10倍PH 3的醋酸pH增大1 c H 差多少倍 醋酸浓度差多少倍 c H 相差10倍 物质的量浓度弱酸相差 10倍 3 有关溶液pH的计算 1 单一溶液的计算 pH lgc H 酸性 求c H pH碱性 求c OH c H pH pH pOH 14 c H c OH 1 10 14 2 强酸 强碱的稀释 例1 pH 3的盐酸 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 加水稀释到原来的102倍 则溶液的pH 加水稀释到原来的103倍 则溶液的pH 加水稀释到原来的105倍 则溶液的pH 关键 抓住氢离子进行计算 关键 抓住氢氧根离子离子进行计算 结论 强酸 碱 每稀释10倍 pH值向7靠拢一个单位 强酸溶液每稀释10倍 PH增大一个单位 酸 碱溶液无限稀释时 pH均无限接近于7 均要考虑水的电离 强碱溶液每稀释10倍 PH减小一个单位 3 弱酸 弱碱的稀释 结论 弱酸 碱 每稀释10倍 pH值向7靠拢不到一个单位 例3 pH 3醋酸加水稀释到原来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 弱酸 弱碱稀释后溶液pH的变化比强酸 强碱小 例4 有两瓶pH 2的溶液 一瓶是强酸 一瓶是弱酸 现只有石蕊试液 酚酞试液 pH试纸和蒸馏水 而没有其它试剂 简述如何用最简单的实验方法来判断那瓶是强酸 4 强酸 碱 溶液混合 例6 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 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 结论 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7 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8 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 强碱溶液混合 方法 先反应 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 4 pH的测定方法 酸碱指示剂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 1 酸碱指示剂 定性测量范围 2 pH试纸 定量粗略测量 整数位 讨论 pH试纸的使用能否直接把pH试纸伸到待测液中 是否要先湿润pH试纸后 再将待测液滴到pH试纸上 能否用广泛pH试纸测出pH 7 1来 标准比色卡中的数据都是整数如用湿润的pH试纸检验待测液 对该溶液pH值的测定 A 一定有影响B 偏大C 偏小D 不确定 使用方法 直接把待测液滴在干燥的pH试纸上 跟标准比色卡相对比 注意 不能用水润湿 要放在玻璃片 或表面皿 上 用玻璃棒蘸待测液滴于试纸上 3 pH计 定量精确测量 小数位 酸碱中和滴定 属性 化学分析中的定量分析特点 简便 快捷 准确应用 广泛用于科研和工农业生产 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 对于一元酸和一元碱发生的中和反应 H OH H2O 酸碱中和滴定原理 C酸V酸 C碱V碱 C未知V未知 C标准V标准 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 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 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 酸碱中和滴定所需的仪器 酸式滴定管碱式滴定管铁架台滴定管夹锥形瓶烧杯 操作步骤 洗涤 检漏 蒸馏水洗 溶液润洗 装液 排气泡 调整液面并记录 放出待测液 加入指示剂 滴定 记录 计算 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 半分钟颜色不变 滴定管保持垂直 酸碱中和滴定数据处理和计算 中和滴定实验中的误差因素分析 一 仪器润洗不当 盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗 盛待测液的滴定管或移液管用蒸馏水洗后未用待测液润洗 锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗 二 读数方法有误 滴定前仰视 滴定后俯视 滴定前俯视 滴定后仰视 天平或量筒的使用读数方法错误 三 操作出现问题 盛标准液的滴定管漏液 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 振荡锥形瓶时 不小心有待测液溅出 滴定过程中 将标准液滴到锥形瓶外 快速滴定后立即读数 偏大 偏小 偏大 偏大 偏小 偏大 偏小 偏小 四 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 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 五 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 六 样品中含有杂质 用盐酸滴定含Na2O的NaOH样品 用含Na2CO3的NaOH标准液滴定盐酸 七 指示剂的变色范围 偏大 俯视图 仰视图 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 先偏大 后偏小 先仰后俯 V V 后 V 前 偏小 实际读数 正确读数 先俯后仰 先偏小 后偏大 V V 后 V 前 偏大 实际读数 正确读数 滴定管的俯视和仰视 滴定过程中溶液的pH变化 例 用0 100mol LNaOH溶液滴定20 00mL0 100mol L盐酸 1 02 33 34 37 09 710 711 712 5 问题2 滴定终点时多半滴和少半滴溶液性质发生怎样改变 PH发生怎样改变 问题1 滴定终点消耗碱多少 pH等于多少 问题3 以NaOH加入量为横坐标 以pH值变化为纵坐标 绘制中和滴定曲线 引出pH值突变概念及范围 PH 12 10 8 6 4 2 10 20 30 40 突变范围 反应终点 加入NaOH ml 中和滴定曲线 酸碱指示剂的颜色在此pH值突跃范围发生明显的改变 则就能以极小的误差指示出滴定终点的到达 第三节盐类的水解 思路 盐溶液有酸碱性 酸碱性与盐类型的相关性 相关性原因 深化必修中离子反应的条件 影响水解的因素 与中和反应 热效应联系 应用特点 问题 探究 思考 分析循环深入利用已有知识探得新知识 深化已有知识 探究盐溶液的酸碱性寻找盐溶液呈现不同酸碱性的原因影响盐类水解的主要因素和盐类水解的利用 问题引言 科学探究 不同类型的盐溶液酸碱性不同 循环1 P54 进一步的问题 思考与交流 与盐所含离子与水能否形成弱电解质有关 循环2 P55 56 分析讲解 盐的水解 学与问 条件从水拓展到弱电解质 教学重点 盐类水解的本质教学难点 影响水解平衡的因素 水解反应方程式的书写教学过程建议 第三节盐类的水解 生活中常用的盐除NaCl外 还有谷氨酸钠 味精 和Na2CO3 NaHCO3等 NaCl和谷氨酸钠主要用于食品调味 而Na2CO3 NaHCO3被视作 碱 用于油污清洗和面食制作 特别是Na2CO3俗称纯碱 明明是盐为什么叫 碱 呢 一 探究盐溶液的酸碱性 学生实验 p54科学探究 复习 什么叫盐 酸碱中和生成盐 盐的类型 中性 碱性 碱性 酸性 中性 碱性 强酸强碱盐 强碱弱酸盐 强碱弱酸盐 强酸弱碱盐 强酸强碱盐 强碱弱酸盐 碱性 酸性 中性 酸性 强酸弱碱盐 二 探究盐溶液呈不同酸碱性的原因 1 盐溶液中存在哪些粒子 2 哪些粒子间可能结合 3 对水的电离平衡有何影响 4 盐溶液酸碱性 P55思考与交流 填表 强酸弱碱盐如NH4Cl溶液呈酸性 NH4Cl NH4 Cl NH3 H2O NH4 与水电离的OH 结合形成弱电解质 c OH 减小 使水的电离平衡正向移动 c H c OH 溶液显酸性 弱碱 弱电解质 NH4 H2ONH3 H2O H 弱酸强碱盐如CH3COONa溶液呈酸性 c OH c H 溶液显碱性 CH3COONa CH3COO Na H2OH OH 1 盐类水解的定义 在溶液中盐电离出来的离子与水所电离出来的H 或OH 结合生成弱电解质的反应 叫盐类的水解 CH3COOH 弱酸 弱电解质 CH3COO H2OCH3COOH OH 2 盐类水解的实质 盐电离出的弱离子与水作用生成弱电解质 破坏了水的电离平衡 使其发生正向移动 1 弱酸的酸根离子弱酸 H2O CH3COO H2OCH3COOH OH 显碱性 NH4 H2ONH3 H2O H 显酸性 盐的水解是中和反应的逆反应 一般不能进行到底 水解是微弱的 3 盐类水解方程式的书写 1 盐类水解是可逆的 微弱的 通常用 表示 同时无沉淀和气体产生 生成物 如NH3 H2O H2CO3 不分解 2 多元弱酸的酸根离子水解分步进行 以第一步水解为主 故只写第一步即可 3 多元弱碱的阳离子水解过程较为复杂 通常写成一步完成 化学方程式 离子方程式 练习 书写下列盐类水解的方程式 NaF Na2CO3 NH4Cl CuCl2 练习 判断下列盐类是否能够水解 酸碱性如何 NaClK2SO4CH3COONaNa2CO3AlCl3CH3COONH4 强酸强碱盐不水解 显中性 强碱弱酸盐水解 显碱性 强酸弱碱盐水解 显酸性 3 盐类水解的规律 有弱才水解无弱不水解谁弱谁水解谁强显谁性越弱越水解都弱双水解 条件 结果 程度 三 影响盐类水解的因素 1 内因 反应物本身的性质 NaA A Na H2O H OH HA 弱酸 如HA越弱 则A 和H 更结合 水的电离平衡程度更 即水解的程度更 容易 大 大 例 比较Na2CO3和CH3COONa的碱性 H2CO3 CH3COOH 酸性 碱性 Na2CO3CH3COONa 越弱越水解 温度 浓度 外加酸碱盐的影响 2 外因 符合勒夏特列原理 温度 水解是中和反应的逆反应 是吸热反应 越热越水解 问题 能否通过加热蒸发FeCl3溶液的方法得到其结晶 只能得到Fe2O3固体 例 热的碱液 Na2CO3溶液 去油污的能力较强 溶液的酸碱度 问题 配制FeCl3溶液需要注意什么问题 加入一定量的HCl 抑制FeCl3的水解 酸碱能够抑制或促进水解 盐类水解产生H 或OH 凡是能够结合H OH 的物质 均会促进盐类的水解 浓度 稀释溶液可以促进水解 使水解平衡向右移动 即盐的浓度越小其水解程度越大 越稀越水解 练习 CH3COONa溶液中存在以下水解平衡 向右 增大 增大 向右 减小 减小 向右 减小 增大 向右 减小 变小 向左 向左 增大 增大 增大 减小 向右 减小 减小 2 向盛有碳酸钠溶液的试管中滴入2滴酚酞试液振荡 现象是 原因用离子方程式表示是 然后对溶液加热 现象是 最后向溶液中再滴入过量的BaCl2溶液 现象为 原因用离子方程式表示 溶液变红 产生白色沉淀 且红色褪去 Ba2 CO32 BaCO3 溶液红色变深 练习 四 盐类水解的应用 1 解释某些盐 如明矾 FeCl3等 作净水剂的原理 2 某些溶液的配置和保存 例如何用热水配制澄清的FeCl3 CuSO4 Na2SiO3溶液 3 分析某些盐的固体不能用蒸发方法结晶获得的原因 如AlCl3FeCl3等 4 分析某些活泼金属 如镁 与强酸弱碱盐 如NH4Cl 溶液反应产生H2的原因 5 某些肥料不宜混施的原因 如草木灰 含K2CO3 不能和铵态氮肥混和使用 6 书后溶解性表中 为何在提到Al2 CO3 3和Fe2 CO3 3时显示的是 玻璃筒里面放入的什么是药品 泡沫灭火器里的药品是NaHCO3溶液和Al2 SO4 3溶液 外筒 钢质 放入的是什么药品 知识特点 主要是已有知识的应用 迁移编写特点 以四个 思考与交流 为线索 辅助以必要的 资料 查询 废水处理化学沉淀法工艺流程 介绍和 实验 活动 突出学生的主动参与 调动学生的思维 第四节难溶电解质的溶解平衡 难溶电解质的溶解平衡 沉淀反应的应用 沉淀的生成 沉淀的溶解 沉淀的转化 利用固体的溶解平衡和电离平衡进行知识迁移 溶度积 溶解度与电离平衡的进一步应用 思考与交流1 P61 沉淀反应的可逆性沉淀反应的限度 思考与交流2 P63 沉淀反应的应用 生成难易的判断和溶解平衡的移动 工具 沉淀溶解平衡 溶解度 平衡移动与沉淀反应的关系 知识迁移 问题引入 1 沉淀的生成 思考与交流3 P64 解释实验现象 找沉淀溶解规律 规律 生成可溶 难电离物质 2 沉淀的溶解 思考与交流4 P64 分析实验现象 找沉淀转移的特点 特点 由溶解度小的转化为更小的 3 沉淀的转化 4个思考交流步步深入 难溶物 沉淀 也有溶解度习惯上把溶解度小于0 01g 称为难溶难溶电解质的溶解平衡是动态平衡沉淀的生成沉淀的溶解沉淀的转化是新知识有一定难度实质是平衡的移动转化的方向 转化为溶解度更小的科学视野 溶度积 教学重点 难溶电解质的溶解平衡教学难点 难溶电解质的溶解和转化教学过程建议 第四节难溶电解质的溶解平衡 一 难溶电解质的溶解平衡 思考与交流 谈谈对部分酸 碱和盐的溶解度表中 溶 与 不溶 的理解 根据对溶解度及反应限度 化学平衡原理的认识 说明生成沉淀的离子反应是否能真正进行到底 200C时 溶解性与溶解度的大小关系 生成沉淀的离子反应反应之所以能够发生 在于生成物的溶解度小 难溶电解质的溶解度尽管很小 但不会等于0 生成AgCl沉淀后的溶液中三种有关反应的粒子在反应体系中共存 习惯上 将溶解度小于0 01克的电解质称为难溶电解质 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10 5mol L时 沉淀反应达到完全 Ag 和Cl 的反应真能进行到底吗 1 概念 在一定条件下 难溶电解质溶于水形成饱和溶液时 溶质的离子与该固态物质之间建立的动态平衡 2 特征 动 等 定 变 例 石灰乳中存在下列平衡 Ca OH 2 s Ca2 aq 2OH aq 加入下列溶液 可使Ca OH 2减少的是 A Na2CO3溶液B AlCl3溶液C NaOH溶液D CaCl2溶液 AB