水的电离和溶液pH(好用)PPT课件

第二节水的电离和溶液的酸碱性 导学Q1 哪些物质能够发生电离 导学Q2 弱电解质的电离具有什么特点 电解质 不能彻底电离 电离过程可逆 存在电离平衡 条件发生改变时 电离平衡将发生移动 水的电离 练习回顾 向右减小增多减弱 向右增大增多增强 向右减小减少增强 向左增大增多增强 向左减小减少增强 向右减小减少增强 常见的弱电解质有 弱酸 弱碱 水 一 水的电离 1 水是极弱的电解质 2 在纯水及任何稀溶液中 都存在电离平衡 2H2OH3O OH 简写 H2OH OH 由水电离出的H OH 的量 永远相等 一 水的电离 1 水是极弱的电解质 2 在纯水及任何稀溶液中 都存在电离平衡 H2OH OH K电离 c H c OH c H2O K电离 c H2O c H c OH Kwater c H c OH 水的离子积 常数 3 水的离子积 Kw Kw c H c OH Kw只与温度有关 2 表达式 3 影响因素 升温 Kw增大 11 1 概念 在一定温度下 c H 和c OH 的乘积是一个常数 通常把它写作KW 叫水的离子积常数 简称为水的离子积 有单位 一般不写 100 时 c H c OH 10 6mol L 1故Kw 10 12 25 时 c H c OH 10 7mol L 1故Kw 10 14 熟记 3 水的离子积 Kw 4 注意 Kw适用于纯水和任何稀的水溶液 只要温度一定 Kw是一个常数 Kw中的与分别是溶液中的总浓度 c H c OH 由水电离的与永远相等 H OH 对于纯水 尽管升温 电离程度增大 Kw增大 但仍是中性水 练习 水的电离过程为H2OH OH 在25 35 时其离子积分别为K 25 1 0 10 14 K 35 2 1 10 14 则下列叙述正确的 A c H 随着温度升高而降低B 在35 时 纯水中c H c OH C 水的电离度 25 35 D 水的电离过程是吸热过程 D 问题与讨论 3 在水中加入盐酸后 水的离子积是否发生改变 4 在水中加入强碱后 水的离子积是否发生改变 5 在酸碱溶液中 水电离出来的 H 和 OH 是否相等 6 100 时 水的离子积为10 12 求 H 为多少 7 室温下 0 1mol L盐酸溶液中 求 1 溶液中c H 和c OH 2 水电离出的c H 和c OH 1 含H 的溶液一定是酸 含OH 的溶液一定是碱 2 任何酸溶液中只含H 任何碱溶液中只含OH 吗 8 室温下 0 1mol LNaOH溶液中呢 讨论 对室温下的纯水进行下列操作 完成下表 中性 碱性 不变 酸性 不变 碱性 不变 小结 升温or加极活泼金属 促进水的电离 加入酸or碱 都抑制水的电离 4 影响水的电离平衡及Kw的因素 温度 升温 促进电离 Kw增大 浓度 加入极活泼金属 c H T 促进电离 Kw不变 T不变 加入酸或碱 抑制水的电离 Kw不变 T不变 加入CH3COONa或NH4Cl CH3COO 和NH4 等 弱离子 与水电离出的H 和OH 结合成弱电解质 能促进水的电离 但Kw不变 T不变 加入NaCl 无影响 5 利用Kw的定量计算 求溶液中的c H 或c OH 1 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c H 10 7mol L 则该溶液一定是纯水 2 0 01mol L盐酸溶液中 c H c OH 分别为多少 c H 0 01mol L c OH 0 01mol L 3 0 01mol LNaOH溶液中 c H c OH 分别为多少 c OH KW c H 10 12mol L c H KW c OH 10 12mol L 5 利用Kw的定量计算 求由水电离的c H 水或c OH 水 思考0 01mol L盐酸溶液中 由水电离的c H 水 c OH 水分别是多少 为什么 2 0 01mol LNaOH溶液中 由水电离的c H 水 c OH 水分别是多少 为什么 c OH 水 KW c H 10 12mol L c H 水 c H 水 KW c OH 10 12mol L c OH 水 任何水溶液中由水电离出来的c H 水与c OH 水相等 思考 某溶液中由水电离产生的c H 水 10 12mol L 则该溶液呈酸性还是碱性 并求该溶液中c H 的可能值 解答 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 二 溶液的酸碱性和pH 讨论 3 0 1mol L的NaOH溶液中 C OH C H 由水电离出的C OH 水 C H 水 2 0 1mol L的H2SO4溶液中 C H C OH 由水电离出的C OH 水 C H 水 1 0 1mol L的NaCl溶液中 C H C OH 溶液的酸碱性 C H 与C OH 关系 C H 25 中性 C H C OH C H 1 10 7 酸性 C H C OH C H 1 10 7 碱性 C H C OH C H 1 10 7 1 溶液的酸碱性与C H C OH 的关系 任意温度下 溶液的酸碱性与C H C OH 的关系 问题与讨论 某水溶液中C H 1 10 7mol L 则该溶液一定呈酸性 此说法是否正确 为什么 呈酸性本质C H C OH 当溶液中H OH 浓度很小时 表示或比较溶液的酸碱性较繁琐 怎么处理 用pH来表示溶液的酸碱性 2 溶液的酸碱性和pH 1 意义 用pH值可表示溶液的酸碱性 2 表示方法 pH lgC H 常温 中性溶液 pH 7 酸性溶液 pH 7 pH越小 酸性越强 碱性溶液 pH 7 pH越大 碱性越强 pH01234567891011121314 中性 酸性 碱性 3 溶液的pH与酸碱性的关系 常温 pH的范围 1 14 人体几种体液和代谢产物的正常pH 4 pH的测定方法 测定方法 酸碱指示剂法 pH试纸法 pH计法等 酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱 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 3 1 4 4 5 0 8 0 8 2 10 0 常见酸碱指示剂及变色范围 pH试纸的使用a 不能用水润湿b 要放在玻璃片 或表面皿 上c 用玻璃棒蘸待测液滴于试纸上d 与标准比色卡对照 读出pH 使用pH来表示溶液的酸碱性是为了实际使用时更简便 当用pH来表示有些溶液酸碱性并不感到简便时 就不宜使用这种表示方法 如溶液的c H 大于1mol L或c OH 大于1mol L时 一般不用pH来表示溶液的酸碱性 而是直接用H 或OH 的浓度来表示 1 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 课堂练习 C 2 某溶液取少量滴在pH试纸上 半分钟后 试纸呈深蓝色 此溶液中不可能大量共存的离子是 A PO43 B HCO3 C Al3 D K B C 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 4 25 浓度均为0 1mol L的下列溶液中c H 由大到小的排列顺序 氨水 NaOH 盐酸 醋酸 酸性 A C B B中c H KW c OH 2 10 8mol L C中c H 10 4mol L 问题与讨论 1 已知100 时 纯水的离子积为1 10 12 那么此时纯水的PH等于几 2 此时的水是酸性的吗 3 100 时 PH 7的溶液酸性还是碱性的 1 常温下 10 4mol L的盐酸溶液 溶液中 c OH mol L 将上述盐酸稀释10倍 溶液中c H mol L c OH mol L 将上述溶液稀释10000倍 溶液中c H c OH 2 常温下 某溶液中由水电离出的H 和OH 浓度的乘积为1 10 24 该溶液的c H 可能为 10 10 接近10 7 10 12mol L或10 2mol L 练习 计算 10 5 10 9 接近10 7 求25 时10 5mol L 0 1mol L 1mol L盐酸溶液的pH分别为多少 pH lgc H lg1 10 5 5pH lgc H lg1 10 1 1pH lgc H lg1 0 分析 先求c H 再求pH 三 溶液pH的计算方法 单一溶液的pH计算 0 1mol L的CH3COOH溶液的pH 已知Ka 1 75 10 5 分析 先求C H 再求pH CH3COOH CH3COO H 解 0 1000 1 xxxx2 0 1 x 1 75 10 5X 1 33 10 3 mol L pH 2 9 10 5mol L 0 1mol L 1mol LNaOH溶液的pH为多少 分析 先求c OH 再求C H 最后求pH pH lgc H lgKW c OH lg 10 14 10 5 9 碱 先算c OH 再利用KW计算出c H 再求pH 小结 一种酸或一种碱pH的计算 酸 先求c H 再求pH 溶液稀释后求pH 酸的稀释 例题 在25 时 pH值等于5的盐酸溶液稀释到原来的10倍 pH值等于多少 稀释到1000倍后 pH值等于多少 分析 对酸的稀释 主要考虑对溶液中H 的稀释 关键 抓住氢离子进行计算 解 pH lg H lg 10 5 999 10 7 1000 lg1 1 10 7 7 lg1 1 6 96 无论稀释多少倍 酸溶液的PH不能等于或大于7 只能趋进于7 这是因为当PH接近6时 再加水稀释 由水电离提供的H 不能再忽略 接近7但小于7 稀释1000倍时 小结 有关酸溶液稀释时pH的计算 强酸 每稀释10n倍 pH增大n 当酸提供的C H 很小时 即稀释很大倍数时 不能忽略水电离出的C H pH 7 但pH 7 弱酸 每稀释10n倍 pH增大 n 当酸提供的C H 很小时 即稀释很大倍数时 不能忽略水电离出的C H pH 7 但pH 7 碱的稀释 例题 在25 时 pH值等于9的强碱溶液稀释到原来的10倍 pH值等于多少 稀释到1000倍后 pH值等于多少 碱溶液的稀释是对C OH 进行稀释 先求稀释后C OH 然后求稀释后C H 再求PH 分析 关键 抓住氢氧根离子进行计算 小结 有关碱溶液稀释时pH的计算 强碱 每稀释10n倍 pH减小n 当碱提供的C OH 很小时 即稀释很大倍数时 不能忽略水电离出的C OH pH 7 但pH 7 弱碱 每稀释10n倍 pH减小 n 当碱提供的C OH 很小时 即稀释很大倍数时 不能忽略水电离出的C OH pH 7 但pH 7 溶液混合后求pH 强酸与强酸混合 例题 在25 时 pH值等于1的盐酸溶液1L和pH值等于4的硫酸溶液1000L混合pH值等于多少 例题 在25 时 pH值等于1的盐酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等体积混合pH值等于多少 关键 抓住氢离子进行计算 两强酸等体积混合 速算 pH混 pH小 0 3 当相加减的两个量相差100倍以上时 小的可忽略 强碱与强碱混合 例题 在25 时 pH值等于9和pH值等于11的两种氢氧化钠溶液等体积混合pH值等于多少 关键 抓住氢氧根离子进行计算 两强碱等体积混合 速算 pH混 pH大 0 3 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 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 溶液中氢离子浓度最接近于 10 8 10 10 2mol L 1B 10 8 10 10 mol L 1C 10 6 10 4 2mol L 1D 2 10 10mol L 1 pH 13的Ba OH 2溶液与pH 10的NaOH溶液体积比按1 1混合后的pH值 强酸与强碱混合 实为中和 例题 在25 时 100mlO 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值等于多少 例题 在25 时 100mlO 4mol L的盐酸与等体积0 6mol L的氢氧化钠溶液混合后溶液的pH值等于多少 分析 若恰好中和 PH 7 若剩余酸 先求剩余C H 再求PH 若剩余碱 先求中和后剩余的C OH 再通过Kw求C H 最后求PH 1 下列各组溶液充分混合后 混合液的PH一定大于7的是A PH 3的醋酸与PH 11的NaOH等体积混合B PH 2的盐酸与PH 12的Ba OH 2等体积混合C 0 1mol L 1的酸性溶液与0 2mol L 1的碱性溶液等体积混合D PH 9的溶液稀释至1000倍 D 练习 2 下列溶液一定显碱性的是A 溶液中C OH C CH B 溶液中PH 7C 滴加甲基橙后溶液显黄色D 滴加甲基橙后溶液显红色 A 3 用1 0mol L 1NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液 其PH和所用NaOH溶液的体积关系如下图所示 则原H2SO4的物质的量浓度和完全反应后溶液大致体积是A 1 0mol L 1 60mLB 0 5mol L 1 80mLC 0 5mol L 1 40mLD 1 0mol L 1 80mL B 4 某强酸溶液的PH a 强碱溶液的PH b 已知a b 12 酸碱溶液混合后PH 7 则酸溶液的体积V 酸 和碱溶液体积V 碱 的正确关系是 A V 酸 102V 碱 B V 碱 102V 酸 C V 酸 2V 碱 D V 碱 2V 酸 B 5 常温下 将某强酸溶液和某强碱溶液按体积比1 10混和 所得溶液的pH 7 混合前强酸溶液和强碱溶液的pH值关系正确的 A pH酸 pH碱 15B pH酸 pH碱C pH酸 pH碱 13D pH酸 10pH碱 6 常温下 有pH为x的盐酸和pH为y的NaOH溶液 取VXL该盐酸同该NaOH溶液中和 需VYLNaOH 求 1 若x y 14时 则VX VY 数值 2 若x y 13时 则VX VY 数值 3 若x y 14时 则VX VY 表达式 且VX VY 填 1 1 10 10X Y 14 7 25 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 填 可 或 否 其理由是 2 a值可否等于5 填 可 或 否 其理由是 3 a的取值范围是 1 否 b 6溶液显酸性 2 否 3 11 取PH均等于2的盐酸和醋酸分别稀释2倍后 再分别加入0 03g锌粉 在相同条件下充分反应 有关叙述正确的是 A 醋酸和锌反应放出的氢气多B 盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多C 醋酸和锌反应速率较大D 盐酸和醋酸分别与锌反应速率一样大 8 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 9 把1ml0 1mol L的硫酸加水稀释制成2L溶液 在此溶液中由水电离产生的H 其浓度接近于 A1X10 4mol LB1X10 8mol lC 1X10 11mol lD1X10 10mol l D 10 将PH 3的强酸溶液和PH 12强碱溶液混合 当混合溶液的PH等于11时 强酸与强碱溶液的体积比是A9 2B9 1C1 10D2 5 酸碱中和滴定 练习 请写出以下几个反应的化学方程式 1 HCl NaOH2 H2SO4 NaOH3 H3PO4 NaOH 问 酸碱恰好完全反应时 其物质的量与化学计量数之间有何关系 酸碱中和滴定 1 原理 对于一元酸和一元碱的中和反应有 2 定义 利用酸碱中和反应 用一种已知浓度的酸 碱 来测定未知浓度的碱 酸 的实验方法 3 中和滴定的关键 2 准确判断中和反应是否恰好完全进行 1 准确测定参加反应的两种溶液的体积 4 中和滴定的仪器及试剂 仪器 1 滴定管 酸式 碱式 构造特点 0 刻度在上方 最大刻度在下方 而且 0 刻度不是在最上方 最大刻度下还有一段没有刻度的体积 酸式滴定管下端为活塞 盛放碱液会腐蚀活塞磨口 碱式滴定管下端为橡皮管 盛放酸液或者强氧化性溶液会腐蚀橡胶 滴定管读数可精确到0 1ml 但要估读到0 01ml 作用 准确放出一定体积的溶液 2 铁架台 滴定管夹 锥形瓶等 试剂 1 标准溶液 已知浓度的溶液 2 待测溶液 未知浓度的溶液 3 酸碱指示剂 作用 通过指示剂的颜色变化确定酸碱是否恰好反应完全 当酸碱恰好完全反应 即达到滴定终点 时 指示剂的颜色要能发生突变 5 酸碱指示剂的选择 3 1 4 4 5 0 8 0 8 2 10 0 常见酸碱指示剂的变色范围 回顾 例 现以0 1mol LHCl滴定20ml0 1mol LNaOH溶液 1 滴定前NaOH溶液的PH是多少 2 当滴入HCl19 98ml时 溶液的PH是多少 3 滴入20mlHCl时 溶液的PH是多少 4 当滴入的HCl为20 02ml时 溶液的PH是多少 上面例题说明选择指示剂时应注意什么问题 选择原则 变色灵敏 明显 指示剂的变色范围不能太宽 以免误差过大 滴定时一般不用石蕊作指示剂 常用酚酞 甲基橙作滴定指示剂 此外 指示剂的选择还要考虑酸碱完全中和反应所生成的盐溶液的酸碱性 若生成的盐溶液成中性 即强酸与强碱的滴定 酚酞或者甲基橙 若生成的盐溶液成酸性 即强酸与弱碱的滴定 甲基橙 若生成的盐溶液成碱性 即强碱与弱酸的滴定 酚酞 滴定终点的判断 强酸滴定强碱 强碱滴定强酸 思考 1 中和滴定的关键是什么 2 中和滴定实验中达到滴定终点时 溶液呈中性吗 酸碱恰好完全反应吗 1 准确测定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进行 中和滴定的终点是指示剂颜色发生突变点 故溶液一定不是中性 酸 碱不一定恰好完全反应 但是在误差允许范围内 二 中和滴定操作 准备阶段 2 洗涤 3 润洗 1 查漏 例 用0 1mol L的标准盐酸溶液滴定20ml待测浓度的NaOH溶液 检查滴定管活塞或橡胶管是否漏水 活塞转动是否灵活 用蒸馏水洗涤滴定管2 3次 滴定管还需用待装液润洗2 3次 为什么 准确记录此时液面读数V初 读到小数点后两位 将液面调至 0 刻度处或者 0 刻度处以下 使滴定管尖嘴部分也充满溶液 为什么 将标准溶液和待测液分别装入滴定管至 0 刻度以上2 3cm 4 装液 5 排气泡 6 调液面 7 记数据 滴定阶段 用滴定管准确量取一定体积的待测液放入锥形瓶中 8 移液 向锥形瓶中加入两到三滴指示剂 指示剂用量不可太多 9 加指示剂 10 滴定 在滴定过程中要注意 手 眼的分工 标准液滴速的控制 滴定终点的判断 注意垫白纸的作用 左手 右手 眼睛注视 旋摇锥形瓶 锥形瓶中溶液颜色的变化 控制滴定管活塞或橡皮 滴速 先快后慢 当接近终点时 应一滴一摇 终点的判断 最后一滴滴下恰好使指示剂颜色发生突变 且半分钟内不褪色 不恢复原色 11 记录读数V末 读到小数点后两位 V标 V末 V初 使用酸式滴定管时 用左手控制活塞 拇指在管前 食 中指在管后 三指平行轻拿活塞柄 无名指及小指弯向手心 转动活塞时 不要把食指或中指伸直 防止产生使活塞拉出的力 操作动作要轻缓 手势要自然 使用碱式滴定管时 左手拇指在前 食指在后 拿住橡皮管中玻璃珠稍上的部位 挤压时 不要用力按玻璃珠 更不能按玻璃珠以下部位 否则 放开手时 空气将进入出口管形成气泡 拿锥形瓶时 右手前三指拿住瓶颈 边滴边摇动 以顺时针方向作圆周运动 瓶口不能碰滴定管口 瓶底不能碰锥形瓶下的白纸或白瓷板 滴定过程中绝对禁止左手离开活塞 眼睛看别的地方或看滴定管的液面 要始终注视溶液颜色的变化 重复做一到两次 取几次标准液的平均值计算 12 计算 数据处理阶段 例题 见教材P49 强调 1 取几次测定的待测液体积的平均值 2 计算结果保留四位有效数字 3 计算题的正确书写格式 某学生中和滴定实验过程为 a 取碱式滴定管 b 用蒸馏水洗净 c 即加入待测的NaOH溶液 d 记录液面刻度读数 e 用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液倒入只用蒸馏水洗涤过的锥形瓶中 f 向锥形瓶中加入适量蒸馏水 g 加入酚酞试液2滴 h 滴定时边摇荡锥形瓶 i 边注视滴定管内液面变化 j 当滴到溶液由无色变到粉红色时 立即停止滴定 k 记录液面刻度读数 m 根据重复两次滴定得耗NaOH溶液体积平均值为22mL 上述实验过程中错误之处有 c i j m 锥形瓶不能润洗 三 误差分析 例 用0 1mol L的标准盐酸溶液滴定20ml待测浓度的NaOH溶液 紧扣公式 关键是V 标准液 的变化 影响NaOH浓度的因素是标准盐酸溶液的体积读数 若消耗标准液体积的测定值比理论值多 则测定结果偏高 若消耗标准液体积的测定值比理论值少 则测定结果偏低 中和滴定过程中 容易产生误差的几个方面 1 仪器的洗涤 滴定管 锥形瓶 2 气泡 3 体积的读数方式 仰视 平视 俯视 4 指示剂选择不当 6 杂质的影响 5 操作 如用力过猛引起待测液外溅等 能引起误差的主要因素 1 来自滴定管产生的误差 滴定管水洗后 未用标准液润洗 偏高 滴定管水洗后 未用待测液润洗 偏低 盛标准液的滴定管滴定前有气泡 盛待测液的滴定管滴定前有气泡 偏高 偏低 2 来自锥形瓶产生的误差 锥形瓶用蒸馏水水洗后又用待测液润洗 偏高 锥形瓶未洗净 残留有与待测液反应的少量物质 偏低 锥形瓶水洗后未干燥就加入待测液 无影响 若在滴定过程中加水稀释待测液呢 3 来自读数带来的误差 用滴定管量取待测液时 A 先俯视后仰视 偏低 B 先仰视后俯视 偏高 用滴定管量取标准液时 A 先俯视后仰视 偏高 B 先仰视后俯视 偏低 V V末 V始 若配制标准液时俯视容量瓶刻度呢 偏低 若用甲基橙作指示剂 最后一滴盐酸滴入使溶液