高中化学 第二节 水的电离和溶液的酸碱性课件 新人教版选修4

第三章水溶液中的离子平衡 第二节水的电离和溶液的酸碱性 正反应吸热 一 水的电离 1 水的电离 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 Kw C H C OH 说明 1 常温 25 Kw 1 10 142 稀溶液3 温度升高 Kw变大 2 水的离子积 常数 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 问题与讨论 1 在水中加入强酸 HCl 后 水的离子积是否发生改变 2 在水中加入强碱 NaOH 后 水的离子积是否发生改变 升温呢 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 水的离子积为10 12 求C H 为多少 5 在酸溶液中水电离出来的C H 和酸电离出来的C H 什么关系 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 注意 Kw是一个温度函数 只随温度的升高而增大 4 加入能消耗H 和OH 的物质 如 Na Cu2 CH3COO 三 溶液的酸 碱性跟C H C OH 的关系 1 重要规律 在一定温度时 稀电解质溶液里C H 与C OH 的乘积是一个常数 C 稀 1mol L 例 25 时 Kw 1 10 14100 时 Kw 1 10 12 三 溶液的酸 碱性跟C H C OH 的关系 2 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 1 10 7mol L C H C OH C H 1 10 7mol L C H C OH C H 1 10 7mol L 2 常温下 浓度为1 10 5mol l的NaOH溶液中 由水电离产生的C OH 是多少 思考1 1 常温下 浓度为1 10 5mol l的盐酸溶液中 由水电离产生的C H 是多少 1 10 9mol L 1 10 9mol L 思考题 在常温下 由水电离产生的C H 1 10 9mol L的溶液 则该溶液的酸碱性如何 答 可能是酸性也可能是碱性 思考2 10mL10 4mol LHCl 加水至100mL 此时溶液中C H mol L 若加水至105mL 此时溶液中C H 又是 10 5 接近10 7mol L 略大于10 7mol L 说明 酸性溶液中C H 以酸所电离出的H 浓度为准 若酸过度稀释 C H 接近10 7mol L 但略大于10 7mol L 碱性溶液中C OH 以碱所电离出的OH 浓度为准 若碱过度稀释 OH 接近10 7mol L 但略大于10 7mol L 练习1 纯水在10 和50 的H 浓度 前者与后者的关系是A 前者大B 后者大C 相等D 无法确定练习2 下列微粒中不能破坏水的电离平衡的是A H B OH C S2 D Na 练习3 下列物质溶解于水时 电离出的阴离子能使水的电离平衡向右移动的是A CH3COONaB Na2SO4C NH4ClD CH3COOH练习4 某温度下纯水中C H 2 10 7mol L 则此时溶液中的C OH 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 B D A 2 10 7mol L 8 10 9mol L 练习5 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 B NO3 CO32 K Na C K Na Cl SO42 D Mg2 Cu2 SO42 Cl C 练习6 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 CH 随着温度的升高而降低B 在35 时 纯水中CH COH C 水的电离常数Kw25 Kw35D 水的电离是一个吸热过程 D 练习8 25 浓度均为0 1mol L的下列溶液中CH 由大到小的排列顺序 氨水 NaOH 盐酸 醋酸 练习7 判断正误 任何水溶液中都存在水的电离平衡 任何水溶液中 不论酸 碱或中性 都存在Kw 10 14 某温度下 某液体CH 10 7mol L 则该溶液一定是纯水 邵东一中高二化学备课组 2020年4月16日星期四 第二节水的电离和溶液的酸碱性 溶液pH的计算 二 溶液的酸碱性与pH值 1 定义 化学上常采用H 浓度的负对数来表示溶液的酸碱性 3 溶液的酸碱性与pH值的关系 酸性溶液 c H c OH pH7 2 表示方法 pH lgc H pOH lgc OH 注意 溶液呈中性的标志是c H c OH 此时pH不一定为7 酸性越强 pH越小 碱性越强 pH越大 对于酸而言 pH减小一个单位 c H 就增大到原来的10倍 pH减小n个单位 c H 就增大到原来的10n倍 任意水溶液中c H 0 但pH可为0 此时c H 1mol L 一般 当c H 1mol L时 故直接用c H 表示 有关溶液pH的计算 1 单一溶液的计算 强酸溶液 如 0 1mol L的HCl溶液 pH 1 一般而言对于强酸HnA 设浓度为cmol l 则c H ncmol L pH lgc H lgnc 强碱溶液 如 0 1mol L的NaOH溶液 pH 13 一般而言对于强碱B OH n 设浓度为cmol l 则c H 10 14 ncmol L pH lgc H 14 lgnc 思考 已知弱酸HA的浓度为cmol L 电离度为 则pH 已知弱碱BOH的浓度为cmol L 电离度为 则pH lgc 14 lgc 2 强酸 强碱的稀释 例1 0 001mol L盐酸的pH 加水稀释到原来体积的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 有关溶液pH的计算 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向7靠拢一个单位 例3 pH 3HAc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 结论 弱酸 碱 每稀释10倍 pH值向7靠拢不到一个单位 有关溶液pH的计算 3 弱酸 弱碱的稀释 3 4之间 11 12之间 4 两种pH值不同的同种强酸 碱 溶液等体积混合 例5 pH 11和pH 9的两种NaOH溶液等体积混合 求混合溶液的pH值 pH 11和pH 8 pH 12和pH 10 9 8 例4 pH 3和pH 5的两种盐酸溶液等体积混合 求混合溶液的pH值 pH 3和pH 6 pH 3和pH 4 pH 2和pH 4 5 6 有关溶液pH的计算 1 若两强酸溶液的pH之差 2 且等体积混合 则混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较小值加0 3 2 若两强碱溶液的pH之差 2 且等体积混合 则混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较大值减0 3 总结论 两种强酸 碱 溶液等体积混合 溶液的pH值以原浓溶液的pH向7靠拢0 3个单位 经验 1 若两强酸溶液的pH之差 2 且等体积混合 则混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较小值加0 3 2 若两强碱溶液的pH之差 2 且等体积混合 则混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较大值减0 3 例6 0 1LpH 1盐酸和0 1LpH 11的NaOH溶液相混合 求混合后溶液的pH值 pH 1和pH 13 pH 2和pH 12 pH 1和pH 14 pH 4和pH 12 5 强酸 强碱溶液的混合 有关溶液pH的计算 1 3 结论1 pH酸 pH碱 14的强酸强碱等体积混合后 混合后溶液呈酸性 pH混 pH酸 0 3 结论2 pH酸 pH碱 14的强酸强碱等体积混合后 pH混 7 结论3 pH酸 pH碱 14的强酸强碱等体积混合后 pH混 pH碱 0 3 均为7 13 7 11 7 六 弱酸强碱或强酸弱碱混合例7 1 pH为12的NaOH溶液和pH为2的醋酸溶液等体积相混合 则混合液呈 性 2 pH为12的氨水和pH为2的盐酸等体积相混合 则混合液呈 性 3 pH为2的盐酸和pH为12的某碱等体积相混合 则混合液pH 4 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 5 pH为12的氨水和pH 2的醋酸溶液等体积混合 则混合液的pH 有关溶液pH的计算 酸 碱 7 7 比较 大小 1 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 都有可能 2 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 3 同体积的pH为3的盐酸 硫酸 醋酸和硝酸四种溶液 分别加入足量的锌粉 叙述正确的是A 硫酸溶液中放出的氢气的量最多B 醋酸溶液中放出的氢气的量最多C 盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等D 盐酸比硝酸放出的氢气的量多 BD 4 向体积均是1L pH值也相等的盐酸和醋酸两溶液中加入表面积质量均相等的锌块 下列叙述可能正确的是A 反应开始时 盐酸的速率比醋酸快B 反应过程中 醋酸的速率比盐酸快C 充分反应后 两者产生的氢气的体积可能相等D 充分反应后 若有一种溶液中的锌有多余 则一定是盐酸的锌有余 BCD 5 酸HA HB两溶液的pH值为3 且体积相同 加水稀释两溶液 PH值与加入水的体积关系如图所示 则两者酸性较强的是 加水体积 pH HB HA HB 6 酸HA HB HC三溶液的物质的量浓度相同 体积也相同 测得它们的pH值分别为2 2 7 3 分别与足量的锌反应 产生的氢气的物质的量 初始时 三者的反应速率 若三种酸的体积与pH值均相等时 分别加入足量的表面积和质量均相等的锌 初始时 三者的反应速率 反应过程中的平均速率 充分反应后 产生的氢气的物质的量的大小关系 相同 相同 7 关于水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数Kc的叙述中 正确的是A Kw和Kc都随温度的升高而减小B Kw和Kc的数值不同 但单位相同C Kw和Kc数值相同 但单位不同D Kw和Kc数值和单位都不同 D 8 能影响水的电离平衡 并使溶液中的c H c OH 的操作是A 向水中投入一小块金属钠B 将水加热煮沸C 向水中通入CO2气体D 向水中加入食盐晶体 C 9 pH相等的盐酸溶液和醋酸溶液都稀释相同的倍数后 pH的大小关系是A 盐酸 醋酸B 醋酸 盐酸C 盐酸 醋酸D 无法判断 A 10 某次酸雨分析数据如下 c NH4 2 0 10 5mol L c Cl 6 0 10 5mol L c Na 1 9 10 5mol L c NO3 2 3 10 5mol L c SO42 5 6 10 5mol L 则此次酸雨的pH大约为A 3B 4C 5D 6 B 11 两种不同浓度的NaOH溶液 c H 分别为1 10 4mol L和1 10 4mol L 将此两溶液等体积混合后 所得溶液中的c H 是A 1 10 14 10 10 mol LB 0 5 10 14 10 10 mol LC 2 10 10mol LD 2 10 14mol L D 12 有人建议用AG表示溶液的酸度 AG的定义为AG lg c H c OH 下列表述正确的是A 在25 时 若溶液呈中性 则pH 7 AG 1B 在25 时 若溶液呈酸性 则pH 7 AG 0C 在25 时 若溶液呈碱性 则pH 7 AG 0D 在25 时 溶液的pH和AG的换算公式为 AG 14 2pH D 邵东一中高二化学备课组 2020年4月16日星期四 第二节水的电离和溶液的酸碱性 第三课时pH的应用酸碱中和滴定 实验 酸碱中和滴定 1 定义 用已知浓度的酸 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 用一种已知浓度的酸 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 5 实验仪器 酸式滴定管 碱式滴定管 锥形瓶 铁架台 滴定管夹 烧杯 白纸 有时还需要移液管 滴定管的构造 1 滴定管是内径均匀 带有刻度的细长玻璃管 下端有控制液体流量的玻璃活塞 或由橡胶管和玻璃球组成的阀 2 有 0 刻度 且小刻度在上 3 精确度 0 01mL 滴定管的用途 滴定管主要用来精确地放出一定体积的液体 滴定管的使用方法 a 检查仪器 使用前先检查滴定管活塞是否漏水 b 润洗仪器 在加入反应液之前 洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗2 3遍 c 加入反应液 分别将反应液加入到相应滴定管中 使液面位于滴定管刻度 0 以上2 3cm处 d 调节起始读书 在滴定管下放一烧杯 调节活塞 使滴定管尖嘴部分充满反应液 然后调节滴定管液面 使其处于某一刻度 准确读取数值并记录 读数的方法 你能读得准吗 25 60mL 思考1 酸式滴定管和碱式滴定管的结构有什么不同 为什么 盛放溶液时有何要求 酸式滴定管 酸性溶液 强氧化性溶液碱式滴定管 碱性溶液 思考2 如果滴定管下端尖嘴中有气泡存在 对实验结果有什么影响 如何除去气泡 酸式滴定管 快速的打开玻璃塞 放出一小股液体碱式滴定管 用右手手指挤压玻璃球 快速放出一小股液体 所需试剂 1 标准液 2 待测液 3 指示剂 a 酸碱中和滴定中通常用甲基橙和酚酞作指示剂 一般不用石蕊试液 b 根据中和反应恰好完全反应时溶液的pH应在指示剂的变色范围之内 来选择指示剂 c 选择指示剂时 滴定终点前后溶液颜色改变由浅到深 颜色变化对比明显 2 酸碱指示剂 一般是有机弱酸或有机弱碱溶液 定性测定 1 原则 终点时 指示剂的颜色变化须明显 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 a 甲基橙和酚酞的变色范围较小 4 4 3 1 1 3 10 8 2对溶液的酸碱性变化较灵敏 b 溶液使指示剂改变颜色 发生化学变化 指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液 一般为1 2滴 a 强酸强碱间的滴定 b 强酸滴定弱碱 两者正好完全反应 生成强酸弱碱盐 反应后溶液呈酸性选用甲基橙作指示剂 c 强碱滴定弱酸 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 反应后溶液呈碱性选用酚酞作指示剂 酚酞溶液 甲基橙 c 操作 用镊子取一小块pH试纸放在洁净的表面皿或玻璃片上 然后用玻璃棒沾取少量待测液点在试纸中央 试纸显色后再与标准比色卡比较 即知溶液的pH值 4 pH试纸 定量测定 a 成分 含有多种酸碱指示剂 b 本身颜色 淡黄色 d 种类 常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸 次外 还有用于酸性 中性或碱性溶液的专用pH试纸 思考3 如何判断酸碱溶液恰好中和 可用甲基橙或酚酞判断终点 思考2 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 甲基橙 3 3 4 4酚酞 8 10 练习 25 在20 00mL0 10mol L的盐酸中 逐滴滴入0 10mol LNaOH溶液20 00mL 判断下列情况下溶液的pH 滴加NaOH溶液到完全反应少一滴 一滴溶液的体积是0 04mL 这时溶液的pH 完全反应后再多加一滴NaOH溶液时的pH pH 4 pH 10 一滴酸 碱引起的突变 跟完全反应所需NaOH 20 00mL 溶液相比 若少 多 加一滴NaOH溶液 计算测得的盐酸的物质的量浓度是多少 练习 25 在20 00mL0 10mol L的盐酸中 逐滴滴入0 10mol LNaOH溶液20 00mL 判断下列情况下溶液的pH 滴加NaOH溶液到完全反应少一滴 一滴溶液的体积是0 04mL 这时溶液的pH 完全反应后再多加一滴NaOH溶液时的pH pH 4 pH 10 少加一滴时 c HCl 0 0998mol L 跟实际浓度0 1000mol L相比 误差很小 故可利用甲基橙或者酚酞的突变来判断滴定的终点 多加一滴时 c HCl 0 1002mol L 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 三 实验步骤 1 查漏 检查两滴定管是否漏水 堵塞和活塞转动是否灵活 2 洗涤 用蒸馏水洗涤2 3次后 各用少量待装液润洗滴定管2 3次 3 装液 用倾倒法将盐酸 氢氧化钠溶液注入酸 碱滴定管中 使液面高于 0 刻度2 3cm 4 赶气泡 酸式滴定管 快速放液 碱式滴定管 橡皮管向上翘起 5 调液 调节滴定管中液面高度 使液面等于或低于 0 刻度 并记下读数 记做 6 取液 从碱式滴定管中放出10 00ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中 滴入1 2滴酚酞试液 将锥形瓶置于酸式滴定管下方 并在瓶底衬一张白纸 7 滴定 左手 右手 眼睛 控制酸式滴定管活塞 拿住锥形瓶瓶