高中化学 321水的电离溶液的酸碱性与pH课件 新人教版选修4.ppt

1 了解水的电离 2 了解水的离子积常数 3 了解溶液的酸碱性与ph的定义 一 水的电离1 水是一种 的电解质 其电离方程式为 常温下纯水中c h mol l 1 c oh mol l 1 影响水的电离平衡的因素主要有 温度 水的电离是 的过程 温度升高会使水的电离平衡向 移动 选填 左 右 或 不 浓度 加酸 水的电离平衡向 移动 选填 左 右 或 不 加碱 水的电离平衡向 移动 选填 左 右 或 不 可见 加酸 加碱都会 选填 促进 抑制 或 不影响 水的电离 但水的离子积不变 2 水的离子积可表达为kw kw与化学平衡常数一样 其变化只受 的影响 随温度 而增大 在25 时 c h c oh mol l 1 故此温度下kw 升温 kw 选填 增大 减小 或 不变 如100 c h 1 10 6mol l 1 kw ph 此时溶液呈 选填 中性 酸性 或 碱性 降温 kw将 选填 增大 减小 或 不变 二 溶液的酸碱性与ph1 在中性溶液中 c h c oh 选填 或 下同 在酸性溶液中 c h c oh 在碱性溶液中 c h c oh 纯水 稀溶液中的c h 与c oh 的乘积总是定值 且在常温下kw 1 10 14 2 ph是用来表示溶液酸碱性 的 其表达式为ph 常温下ph 7的溶液为中性 ph越小 酸性 ph越大 碱性 ph的适用范围为 若已知溶液的ph 则溶液的c h c oh 用含ph的代数式表示为c h c oh 3 溶液ph的测定方法有 法 法 ph计法 答案 一 1 极弱h2o h oh 1 10 71 10 7温度 浓度 吸热右 左左抑制2 c oh c h 温度kw升高1 10 71 10 14增大1 10 126中性减小二 1 2 强弱 1gc h 越强越强1 141 10 ph1 10 14 ph 3 指示剂ph试纸 1 离子积表达式kw c h c oh 中的c h 和c oh 一定是水电离出的c h 和c oh 吗 提示 表达式中的c h 和c oh 均表示整个溶液中的c h 和c oh 不一定只是水电离出的c h 和c oh 2 ph 7的溶液一定呈中性吗 提示 不一定 25 时 ph 7的溶液呈中性 温度高于25 时 由于水的电离程度增大 kw 1 0 10 14 此时ph 7呈碱性 判断溶液酸碱性的惟一标准是溶液中c h 和c oh 的相对大小 不应看ph的大小 因此只有满足c h c oh 的溶液才一定呈中性 同样的道理 ph 6的溶液也不一定呈酸性 3 根据c h 和c oh 的相对大小来判断溶液的酸 碱性 有没有条件 根据溶液的ph来判断溶液的酸 碱性 有没有条件 提示 根据c h 和c oh 的相对大小来判断溶液的酸 碱性 没有条件 根据溶液的ph来判断溶液的酸 碱性 需要在常温下 1 水的电离水是一种极弱的电解质 能发生微弱的电离 h2o h2o h3o oh 简写为h2o h oh 实验测得 室温下1lh2o 即55 6mol 中只有1 10 7molh2o电离 所以25 时 纯水中c h c oh 1 10 7mol l 2 水的电离常数k电离 说明 酸性溶液中也存在少量的oh 碱性溶液中也存在少量的h 水溶液中一定存在h 和oh 3 水的离子积因为水的电离极其微弱 在室温下电离前后n h2o 几乎不变 因此 c h2o 可视为常数 则c h c oh k电离 c h2o k电离 c h2o 的积为一个新的常数 简称水的离子积 记做kw 即kw c h c oh 注意 kw与温度有关 随温度升高而增大 例 25 时 kw 1 10 14 100 时 kw 1 10 12 kw c h c oh 不仅适用于纯水 或其他中性溶液 也适用于一切酸 碱 盐的稀溶液 在不同溶液中 c h c oh 可能不同 但任何溶液中由水电离产生的c h c oh 总是相等的 kw表达式中 c h c oh 均表示整个溶液中总物质的量浓度而不是单指由水电离出的c h c oh kw的单位通常省略 4 影响水的电离平衡的因素 1 促进水电离的因素 升高温度 kw增大 加入能发生水解的盐 如nh4cl ch3coona等 加入活泼金属 如na k等 电解 如用惰性电极电解nacl cuso4溶液等 2 抑制水的电离的因素 降温 加入酸 加入碱 说明 kw只与温度有关 无论酸性 碱性 中性溶液 只要在室温下 就有kw 1 10 14 温度升高kw增大 温度降低kw减小 案例精析 例1 下列说法正确的是 a 水的电离方程式 h2o h oh b 升高温度 水的电离程度增大c 在naoh溶液中没有h d 在hcl溶液中没有oh 解析 水是极弱电解质 只有少部分电离 应用 表示 故a错 水的电离是吸热的 所以升高温度 电离程度增大 b正确 在naoh溶液中c oh c h 在hcl溶液中c oh c h 在酸碱溶液中都存在h 和oh 所以c d项错误 答案 b 点评 只要在水溶液中 无论溶液呈酸性 碱性或中性 h 和oh 必定同时存在 只是两者浓度的相对大小可能不同 将纯水加热至较高温度 下列叙述正确的是 a 水的离子积变大 ph变小 呈酸性b 水的离子积不变 ph不变 呈中性c 水的离子积变小 ph变大 呈碱性d 水的离子积变大 ph变小 呈中性 解析 由于水的电离 h2o h oh 是吸热的 所以升高温度 水的电离程度增大 溶液c h 和c oh 均增大 所以水的离子积kw c h c oh 增大 但由于c h c oh 所以溶液仍呈中性 答案 d 下列说法正确的是 a 强碱的水溶液中不存在h b ph 0的溶液是酸性最强的溶液c 在温度不变时 水溶液中c h 和c oh 不能同时增大d 某温度下 纯水中c h 2 10 7mol l 1 其呈酸性 解析 在酸性或碱性水溶液中均存在h 和oh 所以a错 ph 0的溶液中c h 1 0mol l 1 并不是酸性最强的溶液 只是c h 1 0mol l 1的溶液用ph表示酸性强弱不再方便 故b错 在温度一定时 c h c oh kw是一个定值 故二者不能同时增大 故c对 纯水中 c h c oh 呈中性 所以d错误 答案 c 25 时 水的电离达到平衡 h2o h oh h 0 下列叙述正确的是 a 向水中加入稀氨水 平衡逆向移动 c oh 降低b 向水中加入少量固体硫酸氢钠 c h 增大 kw不变c 向水中加入少量固体ch3coona 平衡逆向移动 c h 降低d 将水加热 kw增大 ph不变 解析 向水中加入稀氨水 c oh 增大 溶液碱性增强 抑制了水的电离 平衡逆向移动 向水中加入少量固体ch3coona ch3coo 与h 结合 c h 降低 平衡正向移动 将水加热 平衡正向移动 kw增大 ph减小 答案 b 25 时 kw 1 10 14 100 时 kw 1 10 12 这说明 a 100 时水的电离程度较大b 100 时水的酸性增强c kw与温度无直接关系d 水的电离是一个吸热过程 解析 由题意可知 温度升高 kw增大 即c h c oh 增大 说明水的电离平衡h2o h oh 向右移动 水的电离程度增大 故水的电离是一个吸热过程 故正确答案为ad 答案 ad 1 溶液的酸碱性由于水的电离存在平衡 不仅是纯水 就是酸性或碱性溶液里 也存在h oh 在纯水和中性溶液里 c h c oh 酸性溶液可以认为是向中性溶液中加入大量的h 破坏了水的电离平衡 使c h c oh 碱性溶液可以认为是向中性溶液中加入大量的oh 破坏了水的电离平衡 使c h c oh 在溶液中 c h 越大 酸性越强 c oh 越大 碱性越强 2 溶液的ph 1 一般使用的溶液都是稀溶液 用浓度来表示稀溶液的酸碱性很不方便 因此 化学上采用ph来表示稀溶液的酸碱性强弱 ph lgc h 如纯水中c h 1 10 7 故ph lg10 7 7 稀盐酸溶液中c h 0 001mol l ph lg10 3 3 2 ph越小 溶液的酸性越强 ph越大 溶液的碱性越强 3 ph每增大一个单位 c h 就减小10倍 ph每减小一个单位 c h 就增大10倍 若ph改变n个单位 c h 就改变10n倍 4 ph的范围通常是0 14 即ph只适用于c h 1mol l或c oh 1mol l的电解质溶液 当c h 或c oh 1mol l时 直接用c h 或c oh 表示 3 ph与溶液酸碱性的关系 在25 时 溶液的ph与溶液酸碱性的关系 可用下图表示 4 溶液的ph的测定方法 ph试纸 酸碱指示剂 ph计 说明 ph 7的溶液不一定显中性 因水的电离度与温度有关 常温时ph 7显中性 100 时ph 6显中性 判定溶液酸碱性的依据是c h 与c oh 的关系 如果c h c oh 显酸性 如果c h c oh 显碱性 如果c h c oh 显中性 案例精析 例2 下列关于溶液的酸碱性 说法正确的是 a ph 7的溶液是中性b 中性溶液中一定 c h 1 0 10 7mol l 1c c h c oh 的溶液是中性d 在100 时 纯水的ph 7 因此显酸性 解析 a项中运用ph判断溶液的酸碱性时 用到了水的离子积常数 它与温度有关 但a项未给出温度 所以错误 在中性溶液中c h 和c oh 一定相等 但并不一定c h c oh 1 0 10 7mol l 1 所以b项错 c项正确 100 的纯水中 虽然ph 7 但c h c oh 还是中性 所以d错误 答案 c 点评 1 利用ph判断溶液的酸碱性时 只有在25 时 ph 7才是中性溶液 2 用c h c oh 的相对大小来判断溶液酸碱性 则不受温度影响 例3 下列溶液一定呈酸性的是 a 含h 的溶液b 能使酚酞呈无色的溶液c ph小于7的溶液d c h 大于c oh 的溶液 解析 常温下 中性溶液的ph 7 而本题没有明确告诉溶液的温度 所以c项无法判断 任何溶液中都有h 和oh 故a项不对 能使酚酞显无色的溶液 ph小于8 只有d项说明了酸性溶液中c h 和c oh 的大小关系 故正确答案为d 答案 d 2008 邯郸模拟 已知nahso4在水中的电离方程式为 nahso4 na h so 某温度下 向ph 6的蒸馏水中加入nahso4晶体 保持温度不变 测得溶液的ph为2 下列对该溶液的叙述中不正确的是 a 该温度高于25 b 由水电离出来的h 的浓度是1 0 10 10mol l 1c nahso4晶体的加入抑制了水的电离d 该温度下加入等体积ph为12的naoh溶液可使该溶液恰好呈中性 答案 d 对室温下ph相同 体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施 有关叙述正确的是 a 加适量的醋酸钠晶体后 两溶液的ph均增大b 使温度都升高20 后 两溶液的ph均不变c 加水稀释2倍后 两溶液的ph均减小d 加足量的锌充分反应后 两溶液中产生的氢气一样多 解析 醋酸溶液中存在电离平衡 ch3cooh ch3coo h 当加入醋酸钠晶体后 c ch3coo 增大 上述平衡向左移动 c h 减小 溶液的ph增大 盐酸中加入醋酸钠晶体可发生反应 ch3coo h ch3cooh c h 减小 ph增大 故a正确 因为醋酸电离吸热 升高温度促进电离 溶液中c h 增大 ph减小 故b不正确 加水稀释时c h 减小 ph增大 c不正确 ph相同时 则c ch3cooh c hcl 又因体积相同 则n ch3cooh n hcl 与足量的锌粉反应 醋酸产生的氢气多 d不正确 答案 a 2009 上海卷 对于常温下ph为1的硝酸溶液 下列叙述正确的是 a 该溶液1ml稀释至100ml后 ph等于3b 向该溶液中加入等体积 ph为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和c 该溶液中硝酸电离出的c h 与水电离出的c h 之比值为10 12d 该溶液中水电离出的c h 是ph为3的硝酸中水电离出的c h 的100倍 解析 a项 hno3是强酸 ph为1的硝酸c h 为0 1mol l 1 溶液体积增大102倍 ph增大2 a正确 b项 ba oh 2为强碱 ph为13的ba oh 2中c oh 为0 1mol l 1 与hno3恰好完全反应 b正确 c项 c水 oh c水 h mol l 1 10 13mol l 1 1012 c错 d项 ph为3的硝酸中水电离出的c水 h c水 oh mol l 1 10 11mol l 1 两种hno3溶液中水电离出的c水 h 的比值为 0 01 d错 答案 ab 如何理解水的电离与水的离子积 1 水电离的表示方法h2o h2o h3o oh 或2h2o h3o oh 或h2o h oh 2 水电离的特点 水分子与水分子之间的相互作用引起电离的发生 极难电离 通常只有极少数水分子发生了电离 室温时 1l水 即55 6molh2o 中只有1 10 7molh2o电离 电离前后水的物质的量几乎不变 由水分子电离出的h 与oh 数目相等 25 纯水中 c h c oh 1 10 7mol l 1 3 影响水的电离平衡的因素升高温度 加入极活泼金属 弱碱