人教版选修四 3.2 水的电离和溶液的酸碱性 课件（85张） (1).pptVIP

第三章水溶液中的离子平衡 第1课时 水的电离和溶液的酸碱性 1 水是一种极弱的电解质 一 水的电离 2 250c时 纯水中c h c oh 1 10 7mol l c h c oh c h2o k电离 1 10 14 kw 水的离子积常数 h2o h2oh3o oh h2oh oh 二 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 2 影响kw的因素 kw只与温度有关 温度升高 kw值增大 任何稀的水溶液中都存在 kw c h c oh 讨论 下列条件对水的电离平衡及kw有何影响 加入nh4cl 加入醋酸钠 加入naoh 加入盐酸 升温 kw c oh 总 c h 总 条件 影响 增大 增大 增大 增大 减小 不变 减小 增大 不变 减小 增大 不变 增大 减小 不变 移动方向 正 逆 逆 正 正 三 条件改变对水的电离平衡及kw的影响 结论 三 条件改变对水的电离平衡及kw的影响 1 升高温度 促进水的电离 kw增大 2 加入酸或碱 抑制水的电离 但kw不变 3 加入ch3coo nh4 等 弱离子 促进水的电离平衡 但kw不变 h 0 与kw有关的计算 1 0 1mol l的naoh溶液中 c oh c h 由水电离出的h 和oh 浓度c h 水 c oh 水 2 0 1mol l的h2so4溶液中 c h c oh 由水电离出的h 和oh 浓度c h 水 c oh 水 3 0 1mol l的nacl溶液中 c h c oh 0 1mol l 1 10 13mol l 1 10 13mol l 1 10 13mol l 0 2mol l 5 10 14mol l 5 10 14mol l 5 10 14mol l 1 10 7mol l 1 10 7mol l 变式练习 1 浓度均为0 1mol l的下列溶液中由水电离出的c h h2o大小关系为 盐酸 醋酸溶液 硫酸溶液 氢氧化钠溶液 2 某溶液中由水电离产生的c h h2o 10 11mol 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 若显酸性 则c h 10 3mol l 若显碱性 则c h 10 11mol l 3 若溶液中由水电离产生的c oh 1 10 14mol l 1 满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是 a al3 na no3 cl b k na cl no3 c k na cl alo2 d k nh4 so42 no3 b 例1 0 01mol l盐酸溶液中 由水电离出的c h h2o c oh h2o分别是多少 为什么 0 01mol lnaoh溶液中 由水电离出的c h h2o c oh h2o分别是多少 为什么 四 与kw有关的计算 结论 任何水溶液中加酸加碱时 由水电离出来的c h 与c oh 相等 4 某温度下纯水中c h 2 10 7mol l 则此时溶液中的c oh kw 温度25 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 8 10 9mol l 5 能促进水的电离 并使溶液中c h c oh 的操作是 1 将水加热煮沸 2 向水中投入一小块金属 3 向水中通co2 4 向水中通nh3 5 向水中加入明矾晶体 6 向水中加nahco3 7 向水中加nahso4固体a 1 3 6 7 b 1 3 6 c 5 7 d 5 d 探讨与交流 25 时1 0 1mol l的naoh溶液中 c oh c h 由水电离出的h 和oh 浓度c h 水 c oh 水 2 0 1mol l的h2so4溶液中 c h c oh 由水电离出的h 和oh 浓度c h 水 c oh 水 3 0 1mol l的nacl溶液中 c h c oh 0 1mol l 1 10 13mol l 1 10 13mol l 1 10 13mol l 0 2mol l 5 10 14mol l 5 10 14mol l 5 10 14mol l 1 10 7mol l 1 10 7mol l 1 溶液的酸碱性与c h 和c oh 的关系 碱性溶液c h c oh c h 1 10 7mol l 酸性溶液c h c oh c h 1 10 7mol l 中性溶液c h c oh c h 1 10 7mol l 溶液中的c h 越大 溶液的酸性越强 c h 越小 溶液的酸性越弱 二 溶液的酸碱性和溶液的ph 常温下 在100 时 纯水中c h 为多少 100 时 c h 1 10 7mol l溶液呈酸性 中性还是碱性 讨论 100 时 kw 1 10 12 不能用c h 或c oh 等于多少来判断溶液酸 碱性 只能通过两者相对大小判断 第二课时 一 溶液的ph 1 ph的定义 用c h 的负对数表示溶液酸碱性的强弱 叫溶液的ph 2 ph的表达式 ph lg c h 思考与练习 根据ph的计算方法填写下表 0 1 4 7 10 12 14 问题探究 1 已知100 时 纯水的离子积为1 10 12 此时纯水的ph等于多少 2 在100 时 ph 7的溶液是显酸性还是碱性 与ph值有关的正误判断 1 一定条件下ph值越大 溶液的酸性越强 2 强酸溶液的ph值一定小 3 ph值等于6的溶液一定是弱酸溶液 4 ph值相同的强酸和弱酸中c h 相同 5 在常温下 ph 0的溶液酸性最强 ph 14的溶液碱性最强 6 ph值有可能等于负值 7 常温下 由水电离出的c h 10 12mol l 则溶液ph一定为12 练习1 25 时 浓度均为0 1mol l的下列溶液的ph由大到小的排列顺序为 氨水 naoh 盐酸 醋酸 练习2 浓度均为0 1mol l的下列溶液 hno3 h2so4 ch3cooh ba oh 2 naoh nh3 h2o nacl 各溶液ph由小到大的顺序是 填写号 练习3 计算下列溶液的ph 1 0 1mol l的盐酸溶液 2 0 1mol l的硫酸溶液 3 0 1mol l的醋酸溶液 电离度 0 1 练习4 计算下列溶液的ph 1 0 1mol l的氢氧化钠溶液 2 0 1mol l的氢氧化钡溶液 3 0 1mol l氨水 电离度 1 练习5 已知室温时 0 1mo1 l某一元酸ha在水中有0 1 发生电离 下列叙述错误的是 a 该溶液的ph 4b 升高温度 溶液的ph增大c 此酸的电离平衡常数约为1 10 7d 由ha电离出的c h 约为水电离出的c h 的106倍 二 溶液ph的测定 粗略测定 可以用酸碱指示剂 如石蕊 酚酞 甲基橙等 具体见课本p49 或ph试纸 p47 用ph试纸测定溶液ph的方法 ph试纸法 用镊子夹取一小块试纸放在玻璃片或表面皿上 用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央 变色后与标准比色卡对照 即可确定溶液的ph 注意 a ph试纸不能湿润 应干燥 b 试纸不能直接插入被检溶液中 c 玻璃棒必须洁净 干燥 d ph读数只取整数 精确测定 用ph计 练习6 ph试纸使用操作中正确的是 a 将ph试纸的一端浸入溶液 观察颜色的变化b 将ph试纸浸入溶液一会儿 再取出跟标准比色卡相比较c 用洁净的玻璃棒沾取被测溶液 滴在ph试纸上 颜色变化后与比色卡对照d 先将ph试纸用蒸馏水润湿 再用洁净的玻璃棒沾取被测溶液 滴在ph试纸上 颜色变化后与比色卡对照 c 第三课时 一 酸的稀释 例1 在25 时 ph 3的盐酸稀释到原来的10倍 ph值等于多少 1000倍呢 如果稀释到105倍后 ph值又等于多少呢 方法小结 1 抓住氢离子进行计算 2 当酸提供的c h 很小时 不能忽略水电离出的h 酸无限稀释后其ph只能接近7 但始终小于7 例2 将ph 3的醋酸溶液稀释 稀释100倍 求ph 要使醋酸的ph值由3变到4 加水稀释 10倍 填 5 ph 6 练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 二 碱的稀释 例3 在25 时 ph 11的naoh溶液稀释到100倍 ph值等于多少 在25 时 ph 11的naoh溶液稀释到105倍后 ph值为多少 方法点评 1 抓住oh 进行计算 先求oh 再转换成h 再求ph 2 当碱提供的c oh 很小时 不能忽略水电离出的oh 碱无限稀释后其ph只能无限接近7 但始终大于7 9 ph 11 小结 ph相同的不同碱 稀释相同的倍数后 ph弱 ph强 例4 ph 11的氨水稀释到100倍 则nh3 h2o的电离平衡向 方向移动 溶液的ph为多少 稀释规律 强酸ph a 加水稀释10n倍 则ph a n 弱酸ph a 加水稀释10n倍 则a ph a n 强碱ph b 加水稀释10n倍 则ph b n 弱碱ph b 加水稀释10n倍 则b n ph b 酸 碱溶液无限稀释 ph只能无限接近7 练2 ph 2的a b两种酸溶液各1ml 分别加水稀释到1000ml 其ph值与溶液体积v的关系如图所示 下列说法正确的是 a b两酸溶液的物质的量浓度一定相等稀释后 a溶液的酸性比b溶液强a 5时 a是强酸 b是弱酸若a b都是弱酸 则5 a 2 cd 练习3 ph相同的氨水 氢氧化钠和氢氧化钡溶液 分别用蒸馏水稀释到原来的x倍 y倍 z倍 稀释后三种溶液的ph相等 则x y z的关系是 a x y zb x y zc x y zd x y z 学以致用 根据你所学的知识 设计实验证明naoh为强碱 一水合氨为弱碱 参考答案 测0 01mol l的naoh和氨水的ph强酸ph 12 弱酸ph 12 相同ph时 冲稀相同倍数后看ph变化 混合溶液的ph计算 方法小结 酸与酸混合直接求混合后的c h 碱与碱溶液先求c oh 再求c h 例1 1 在25 时 ph 5的盐酸溶液与10 3mol l的硫酸溶液等体积混合 混合后溶液的ph等于多少 忽略混合时的体积变化 2 ph 10的naoh溶液与ph 12的ba oh 2溶液等体积混合 求混合溶液的ph值 第四课时 1 0 01mol l的盐酸溶液的ph 加水稀释10倍后 溶液ph 加水稀释100倍后 溶液ph 若加水稀释106倍呢 2 ph 12的naoh溶液加水稀释10倍后 溶液ph 稀释100倍后 ph 若加水稀释106倍呢 3 2 4 7 11 10 7 复习回顾 例2 在25 时 100ml0 6mol l的盐酸与等体积0 4mol l的氢氧化钠溶液混合后 溶液的ph等于多少 例3 99ml0 1mol l盐酸和101ml0 05mol l的ba oh 2溶液相混合 求混合后溶液的ph值 练1 0 1lph 2盐酸和0 9lph 11的naoh溶液相混合 求混合后溶液的ph值 练2 25 时将ph 2的h2so4溶液和ph 10的naoh溶液相混合 混和后溶液ph 7 h2so4溶液和naoh溶液的体积比为 a 1 10b 1 20c 1 9d 1 100 d 练3 ph 3的盐酸和ph 9的naoh混合后 所得混合液ph 5 则所用盐酸和naoh溶液的体积比为多少 练4 25 时 将某强酸和某强碱溶液按10 1的体积比混合溶液恰好呈中性 则混合前此强酸与强碱溶液的ph之和是 a 12b 13c 14d 15 d 2 99 例4 试判断下列各溶液混合后呈何性 1 0 1mol l盐酸与0 1mol lnaoh等体积混合 2 0 1mol l硫酸与0 1mol lnaoh等体积混合 3 ph 2盐酸和ph 12ba oh 2等体积混合 4 ph 2硫酸和ph 12naoh等体积混合 5 ph 2盐酸和ph 12氨水等体积混合 6 ph 2醋酸和ph 12naoh等体积混合 ph 7 ph 7 ph 7 ph 7 ph 7 ph 7 练5 1 ph为2的盐酸和ph为12的某碱等体积相混合 则混合液ph 2 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 3 盐酸的ph值为x naoh溶液的ph为y 己知x y 14 它们等体积相混合 混合液的ph7 己知x y14 它们等体积相混合 混合液的ph值 7 大于或等于7 小于 小于或等于7 等于 大于 练6 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 练7 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8 某温度时 t 测得0 01mol l的naoh溶液的ph 11 则该温度下水的离子积kw 在此温度下 将ph a的h2so4溶液val与ph b的naoh溶液vbl混合 i 若所得混合液为中性 且a 2 b 12 则va vb ii 若所得混合液为中性 且a b 12 则va vb iii 若所得混合液ph 10 且a 2 b 12则va vb 1 10 13 10 1 1 10 9 1 练9 250c时 若体积为va ph a的某一元强酸与体积为vb ph b的某一元强碱混合 恰好中和 且已知va vb和a 0 5b 请填写下列空白 1 a值可否等于3 其理由是 2 a值可否等于5 其理由是 3 a的取值范围是 否 若a 3 则b 6 溶液显酸性与题意不合 否 7 2 a 14 3 练10 在250c时 有ph a的盐酸溶液和ph b的naoh溶液 取val盐酸溶液中和 需vbl的naoh溶液 问 1 若a b 14 则va vb 填数字 2 若a b 13 则va vb 填数字 3 若a b 14 则va vb 填表达式 且va vb 填 或 4 若a b 15 则va vb 填数字 酸碱中和滴定 酸碱中和滴定 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 是中学化学中重要的定量分析方法之一 检验物质组成的成分 或元素 测定各成分 或元素 的含量 重量法滴定法 定量分析 一 酸碱中和滴定的原理 如 hna b oh m n c酸 v酸 m c碱 v碱 h oh h2o 1 酸碱中和反应的实质 即 酸碱完全中和时 酸可提供的h 与碱可提供的oh 的物质的量相等 思考 酸与碱恰好反应 得到的溶液是否一定呈中性 注意 溶液中的h 与能提供反应的h 的区别 注意 酸碱恰好完全中和是指酸与碱反应生成正盐 且酸或碱均被耗尽 没有剩余 完全中和时 溶液不一定显中性 要考虑盐是否水解 思考与讨论 你认为要顺利完成例1中的酸碱中和滴定实验 关键环节有哪些 1 如何准确判断中和反应恰好完全反应 达到滴定的终点 2 如何准确测定 量取参加反应的两种溶液的体积 选择适当的指示剂 选择适当的仪器 二 指示剂的选择 确定终点 1 酸碱指示剂的变色原理 p49 2 常用指示剂的变色范围 甲 基橙 红橙黄3 4 4石 蕊 红紫蓝5 8值酚 酞 无粉红红8 2 10 3 指示剂的选择原则 终点时指示剂的颜色变化明显灵敏 易观察 指示剂的ph变色范围尽可能接近中和时的ph 变色范围尽量选择小的 常用指示剂 甲基橙 酚酞 2 铁架台 滴定管夹 固定滴定管 三 仪器的选择 3 锥形瓶 一般 盛放待测液 1 滴定管 酸式 碱式 盛酸性或强氧化性溶液 盛碱性溶液 1 酸式滴定管和碱式滴定管的区别和使用方法 注意 酸式滴定管不能用于装碱性溶液 碱式滴定管不能用于装酸性溶液或会腐蚀橡胶的溶液 如强氧化性的溶液 玻璃活塞 橡胶管玻璃球 滴定管的使用方法 检查 活塞 是否漏水 洗涤 洗液洗 自来水洗 蒸馏水洗 润洗 润洗 2 3次 的目的是什么 装液 把溶液注入滴定管中 使液面位于 0 以上固定 2cm 3cm处 再把滴定管固定在滴定管夹上 排气 在滴定管下放一个烧杯 调节活塞使滴定管调零 的尖嘴部分充满溶液 不留气泡 并使液面处在 0 或 0 以下某一刻度处 记下准确读数 读数 a 滴定管要垂直 b 装液或放液后静置一会儿 c 视线与凹液面最低处保持水平 d 估读到0 01ml 为什么 问题探究二 酸碱中和滴定选用酚酞或甲基橙作指示剂 但其滴定终点的变色点并不是ph 7 这样对中和滴定终点的判断有没有影响 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 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 结论 在滴定终点前后 溶液的ph发生突跃 酚酞的变色点落在溶液ph的突跃范围内 按ph突跃范围内的体积计算 结果是可以达到足够的准确度 酸碱中和滴定是一个非常精确的定量实验 四 酸碱中和滴定 盐酸 氢氧化钠 酚酞或甲基橙 用0 2mol l的盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠naoh hcl nacl h2o 准备阶段 检查是否漏水 水洗 润洗 2 3次 装液 记录初读数 取待测液于锥形瓶中 不能用待测液润洗 排气泡 滴定阶段 加指示剂2 3滴 滴定 记录末读数 切记 重复二到三次 计算待测液浓度 数据处理阶段 注意 偏差很大的数据应舍去 思考与交流 1 滴定过程中加入标准溶液的速度如何控制 先快后慢 接近终点时逐滴加入 边滴边振荡 3 读数要注意什么问题 读数时保持视线与液面的最低点相切 平视 4 为什么滴定管要润洗 而锥形瓶不要润洗呢 2 滴定时 视线应该注意什么 注意溶液颜色变化 滴加标准液的操作 左手控塞 右手摇瓶 眼睛注视瓶内颜色变化 加最后一滴颜色变化明显 半分钟内不褪色 例5 某学生中和滴定实验的过程如下 取一支碱式滴定管 用蒸馏水洗净 加入待测naoh溶液 记录液面刻度的读数 用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液 置于用标准酸液洗涤过的锥形瓶中 加入2滴酚酞试剂 开始滴定 先慢后快 边滴边摇荡 边注视滴定管液面变化 小心滴到溶液由无色变为粉红色时 即停止滴定 记录液面读数 重复滴定 根据两次读数得出naoh的体积21ml 上述学生操作错误的有 填序号 为什么滴定管用蒸馏水用洗涤后 还要用所盛溶液润洗 如果未润洗 对实验结果有什么影响 锥形瓶用蒸馏水洗涤后 是否须用待测溶液洗涤 为什么 如果不排去尖嘴部分的气泡 会有什么后果 思考与讨论 在实际操作中认为c标是已知的 v待是固定的 所以一切的误差都归结为对v标的影响 v标偏大则c待偏大 v标偏小则c待偏小 误差分析 探究一 误差分析的依据 五 误差分析 例题 用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液 氢氧化钠放于锥形瓶中 下列操作 其它操作均正确 对氢氧化钠溶液浓度有什么影响 一 酸式滴定管1 未用标准盐酸标准液润洗酸式滴定管 2 滴定管内壁不干净 滴定后 酸式滴定管内壁挂水珠 3 滴定管尖嘴处有气泡 滴定后气泡消失 4 滴定操作时 有少量盐酸滴于锥形瓶外 5 滴定前仰视刻度 滴定后俯视刻度 偏高 偏高 偏高 偏高 偏低 二 锥形瓶6 锥形瓶内用蒸馏水洗涤后 再用待测氢氧化钠润洗2 3次 将润洗液倒掉 再装naoh溶液 7 锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装naoh溶液 8 滴定过程中摇动锥形瓶 不慎将瓶内的溶液溅出一部分 9 指示剂滴加过多 偏高 无影响 偏低 偏低 三 碱式滴定管10 碱式滴定管用水洗后 未用待测液润洗 11 取待测液时 为将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除 取液后滴定管尖嘴充满溶液 偏低 偏低 四 含杂质12 在配制待测氢氧化钠溶液过程中 称取一定质量的氢氧化钠时 内含少量的氢氧化钾 用标准盐酸溶液进行滴定 13 同上情况 若氢氧化钠中含有少量的碳酸钠 结果如何 偏低 偏低 1 该滴定实验所需仪器有下列中的 a 酸式滴定管 50ml b 碱式滴定管 50ml c 量筒 10ml d 锥形瓶e 铁架台f 滴定管夹g 烧杯h 白纸i 胶头滴管j 漏斗 2 不用 酸 碱 式滴定管盛放高锰酸钾溶液 试分析原因 3 选何种指示剂 说明理由 4 滴定前平视kmno4液面 刻度为aml 滴定后俯视液面刻度为bml 则 b a ml比实际消耗kmno4溶液体积 多 少 根据 b a ml计算得到的待测浓度 比实际浓度 大 小 1 已知 用0 001mol lkmno4酸性溶液滴定未知浓度的无色nahso3溶液 反应的离子方程式是 2mno4 5hso3 h 2mn2 5so42 3h2o 巩固与提高 adefhg 碱 该溶液具有很强氧化性 不需要指示剂 反应本身有颜色变化 小 小 2 测血钙的含量时 可将2 0ml血液用蒸馏水稀释后 向其中加入足量草酸铵 nh4 2c2o4晶体 反应生成cac2o4沉淀 将沉淀用稀硫酸处理得h2c2o4后 再用某酸性kmno4溶液滴定 氧化产物为co2 还原产物为mn2 若终点时用去20 0ml1 0 10 4mol l的kmno4溶液 1 写出用kmno4滴定h2c2o4的离子方程式 2 判断滴定终点的方法是 3 计算 血液中含钙离子的浓度为 g ml 1 2mno4 5h2c2o4 6h 2mn2 10co2 8h2o 溶液由无色变为浅紫色 且半分钟内不褪色 1 0 10 4 3 喀麦隆的 杀人湖 尼奥斯湖 曾于1986年使1800名附近居民在一夜之间神秘死去 后经科学家考察发现 湖底有火山口 聚集了大量二氧化碳和二氧化硫等气体 并发现在200米深的湖底每立方米湖水竟溶解了8立方米的有毒气体 目前科技人员已经找到一种有效的办法将湖底的毒气抽出并处理掉 为了测定从湖底取出的水样中二氧化硫的含量 可在一定的水样中加入一定量的碘 过量 再用已知浓度的硫代硫酸钠溶液滴定过量的碘 该反应为 2na2s2o3 i2 2nai na2s4o6 1 碘和水样中二氧化硫反应的化学方程式为 2 用硫代硫酸钠滴定过量的碘时 应选用 做指示剂 当溶液 填现象 便达到终点 3 若在20ml水样中加入碘w克 用去vmlcmol l的硫代硫酸钠溶液 则水样中二氧化硫的浓度为 mol l so2 i2 2h2o 2hi h2so4 淀粉 蓝色刚好消失 半分钟内不再变化 练1 在滴有甲基橙试剂的50ml0 05mol l的一元弱