高中化学选修四PPT精选文档

1,第三章水溶液中的离子平衡,2水的电离和溶液的酸碱性,2,思考:如何用实验证明水是一种极弱的电解质?,1.实验,2.现象,3.结论,水是一种极弱的电解质,4.原因,实验测定(25时)：C(H+)=C(OH)=10-7mol/L,灵敏电流计,灯泡,3,25，纯水,C(H+)=C(OH-)=110-7mol/L,一、水的电离,1、水是一种极弱电解质，能微弱电离:,4,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。,在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。任何水溶液中都存在Kw=c(H+).c(OH-),水的浓度为常数，所以C(H+)C(OH-）=K电离.C(H2O）=常数,2、水的离子积常数,注：,提问：根据前面所学知识，水的离子积会受什么外界条件影响？,5,分析下表中的数据有何规律，并解释之,讨论：,6,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（与浓度无关）:温度升高，KW增大,如：25KW=10-14100KW=10-12,注：常数无单位,2、水的离子积常数,7,D,1、水的电离过程为H2OH+OH-，在不同温度下其离子积为KW25=110-14，KW35=2.110-14。则下列叙述正确的是（）A、H+随着温度的升高而降低B、在35时，纯水中H+OH-C、水的电离常数K25K35D、水的电离是一个吸热过程,练习,8,2、判断正误：1)任何水溶液中都存在水的电离平衡。2)任何水溶液中（不论酸、碱或中性）都存在Kw=10-14。3)某温度下，某液体c(H+)=10-7mol/L，则该溶液一定是纯水。,9,讨论：,对常温下的纯水进行下列操作，完成下表：,中性,=,酸性,不变,碱性,不变,小结：,加入酸或碱都抑制水的电离,中性,=,酸性,不变,碱性,中性,酸性,碱性,中性,10,（1）加入酸或碱，抑制水的电离，Kw不变；（2）升高温度，电离过程是一个吸热过程，促进水的电离，水的离子积增大，在常温时，KW=11014；在100时，KW=11012。,知识延伸：1、C（H）=1107mol/L，溶液一定呈中性吗？说明：溶液或纯水呈中性，是因为溶液中C（H）=C（OH）2、纯水中溶液C(H)、C(OH)浓度的计算方法：C（H）=C（OH）=,3、影响水电离平衡的因素,11,根据Kw=C(H)C(OH)在特定温度下为定值,C(H)和C(OH-)可以互求.,不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液，水电离出的C(H+)C(OH),常温下,任何稀的水溶液中C(H+)C(OH)=11014,12,根据Kw=C(H)C(OH)在特定温度下为定值,C(H)和C(OH-)可以互求；,任何水溶液中由水电离出来的c(H+)H2O与c(OH-)H2O相等;,4、利用Kw的定量计算,有关原则：,纯水中溶液C(H)、C(OH)浓度的计算方法：C（H）=C（OH）=,13,例题0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出的C(H)和C(OH)是多少?,0.1mol/L的NaOH溶液中水电离出的C(H)和C(OH)是多少?,水电离出的C(OH-)=110-14/0.1=110-13mol/L=C(H),水电离出的C(H+)=110-14/0.1=110-13mol/L=C(OH-),14,3、根据Kw=c(H+)c(OH-)为定值,c(H)和c(OH-)可以互求；酸性溶液中水电离出来的c(H+)可以忽略、碱性溶液中水电离出来的OH-离子可以忽略；,1、任何水溶液中H+和OH总是同时存在的,只是相对含量不同；,2、常温下,任何稀的水溶液中c(H+)c(OH-)=11014,4、Kw大小只与温度有关,与是否为酸碱性溶液无关。25时，Kw=110-14100时，Kw=110-12,再次强调:,15,0.1mol/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？,3.0.1mol/L的NaCl溶液中，c（OH-）？c（H）？,练习,16,4、25时，向纯水中加入少量氯化氢气体，仍能保持不变的是（）A.c(H+)B.c(OH-)C.KwD.c(H+)/c(OH-),C,17,5.将0.1molL-1的氨水稀释10倍，随着氨水浓度的降低，下列数据逐渐增大的是（）A.C(H+)B.C(OH)-C.c(OH)-/c(NH3H2O)D.C(NH4)+,AC,18,讨论1、某溶液中由水电离产生的c(H+)H2O=10-12mol/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？,2、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,解答：c(H+)H2O=c(OH-)H2O=10-12mol/L若c(H+)aq=c(H+)H2O=10-12mol/L则c(OH-)aq=10-2mol/L溶液显碱性若c(OH-)aq=c(OH-)H2O=10-12mol/L则c(H+)aq=10-2mol/L溶液显酸性,=,19,一、水的电离,1、水的电离,2、水的离子积,Kw=c(H+)c(OH-),（1）无单位常数,（2）意义,（3）Kw只决定于温度，温度升高，Kw增大,25Kw=110-14,100Kw=110-12,（4）加入酸或碱，抑制水的电离，但Kw不变,（5）任何溶液中都存在Kw=c(H+)c(OH-)且25Kw=110-14,课堂小结,20,重要规律：,电解质在一定温度时的稀溶液里，C(H+)与C(OH-)的乘积仍是一个常数。,经科学实验进一步证明,C(稀)1mol/L,例：25时，Kw=110-14,思考与交流P461、2、3,21,根据室温时水的电离平衡，运用平衡移动原理分析下列问题。1.酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近，1L酸或碱的稀溶液约为1000g，其中，H2O的物质的量近似为1000g/18g/mol=55.6mol。此时，发生电离的水是否仍为纯水状态时的110-7mol？,因酸电离出来的H或碱电离出来的OH对水的电离有抑制作用，所以发生电离的水的物质的量小于纯水状态时的110-7mol。,思考与交流,22,2.比较下列情况下，c(H+)和c(OH-）的值或变化趋势（增加或减少）：,10-7mol/L,10-7mol/L,c(H+)=c(OH-),变大,变小,c(H+)c(OH-),变小,变大,c(H+)c(OH-),110-7,酸性,c(H+)c(OH-),110-7,碱性,二、溶液的酸碱性与pH值,+,-,1、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系,25,讨论：KW100=10-12在100时，纯水中H+为多少？H+1107mol/L是否说明100时纯水溶液呈酸性？,不能用H+等于多少来判断溶液酸、碱性，只能通过两者相对大小比较,100时，H+=1107mol/L溶液呈酸性还是碱性？,H+=1106mol/L,否,中性,26,C(H+)1mol/L或C(OH-)1mol/L时，可直接用C(H+)或C(OH-)表示溶液的酸碱性。一定温度下C(H+)越大,溶液酸性越强。C(OH-)越大，溶液碱性越强，酸性越弱。,C(H+)1mol/L时，常用PH表示溶液的酸碱性。,2、溶液的酸碱性的表示方法,溶液的pH,(1)pH的定义：,C(H+)的负对数,(2)使用范围：,C(H+)1mol/L,27,例：c(H+)=0.001mol/LpH=-lg10-3=3例：c(OH-)=0.01mol/Lc(H+)=110-14/10-2=110-12mol/LpH=-lg110-12=12,pH=-lgc(H+),lg2=0.3lg3=0.477,28,酸性溶液,碱性溶液,H+=OH-,H+110-7mol/L,7,=7,H+OH-,H+110-7mol/L,3、溶液的酸、碱性跟pH的关系,29,溶液的pH值,酸性增强,碱性增强,30,4、pH值测定方法,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，他们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。,31,pH测定：,pH试纸测定：不可先润湿。与比色卡对照pH计（酸度计）。,32,33,pH值有关判断正误,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，一定是一个弱酸体系。4、pH值相同的强酸和弱酸中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H+=10-12mol/L，则溶液pH定为128、相同体积和pH值的盐酸，醋酸、硫酸中H+的物质的量相等,34,5、pH值的简单计算,【例1】计算下列溶液的PH,(1)0.4gNaOH固体溶于水配成1000ml溶液，求所得溶液的PH。,(2)1.12LHCl气体（标况）溶于1L水中，加水稀释至5L，求所得溶液的PH。,(3)求0.05mol/LH2SO4溶液的PH。,(4)求0.5mol/LBa(OH)2溶液中c(H+)及PH。,（1）PH12,（2）PH2,（3）PH1,（4）c(H+)1014mol/LPH14,【例2】（1）计算PH2的H2SO4溶液中H2SO4和OH的浓度。,（2）求PH9的NaOH溶液中c(OH)及水电离出的c(OH)水。,（1）c(H2SO4)=0.005molLc(OH-)=1012mol/L,（2）c(OH-)105mol/Lc(OH)水=109mol/L,35,三、pH值的有关计算,1、溶液pH的计算原理,关键是先求出C(H+),（1）强酸溶液由C(H+)直接求出pH,（2）强碱溶液由C(OH-)先求出C(H+)再求pH。,2、计算类型：,例题：计算250C时0.01mol/L的盐酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液的pH。,答案：2；12,pH值计算1定义型,36,酸的稀释,例题：在25时，pH值等于3的盐酸溶液稀释到原来的100倍，pH值等于多少？,解：,pH=-lgH+,=-lg1.010-5,=5,关键：抓住氢离子进行计算！,H+=1.010-5mol/L,pH值计算2溶液的稀释,37,例题：在25时，pH值等于12的强碱溶液稀释到原来的100倍，pH等于多少？,解：,稀释前：OH-=,pH=-lgH+,关键：抓住氢氧根离子离子进行计算！,稀释后：OH-=,H+=,=10,=110-2mol/L,=110-4mol/L,=,=110-10mol/L,碱的稀释,38,1、在25时，pH等于2的盐酸溶液稀释到原来的10倍，pH等于多少？稀释到1000倍后，pH等于多少？,解：,pH=-lgc(H+),=-lg102/10,=-lg10-3,=3,此时不能忽视H2O的电离产生的H。设水产生的c(H)=c(OH-)=x，则有：(108x)x=10-14x0.9510-7mol/Lc(H+)=KW/c(OH-)pH=-lg10-14/0.9510-8=14-8+0.98=6.98,由HCl产生的c(H+)=10-5/1000=10-8mol/L.,在25时，pH等于5的盐酸溶液稀释到原来的1000倍后，pH等于多少？,解：,pH=-lgc(H+),=-lg102/1000,=-lg10-5,=5,练习,39,结论2：强酸pH=a，加水稀释10n，则pH=a+n。,结论4：弱酸pH=a，加水稀释10n，则pHa+n，但肯定大于a。,结论5：弱碱pH=b，加水稀释10n，则pHb-n，但肯定小于b。,结论3：强碱pH=b，加水稀释10n，则pH=b-n。,结论6：酸碱无限稀释，pH只能接近于7，酸不可能大于7，碱不可能小于7。,知识小结:溶液稀释的PH计算有关规律,结论1：c(H+)或c(OH)相差（改变）10倍，PH相差（改变）一个单位。,40,强酸与强酸混合,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？,解：,pH=-lgH+,=-lg（1101+1104）/（1+1）,=-lg5102,=2-lg5,=1.3,关键：抓住氢离子进行计算！,pH值计算溶液的混合,41,强碱与强碱混合,解：,=-lg2+11,=10.7,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？,OH=（1105+1103）/(1+1),H+=10-14/OH-,pH=-lg10-14/(10-3/2),关键：抓住氢氧根离子离子进行计算！,42,强酸与强碱混合,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？,解：,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.06,0.04,pH=-lgH+,=-lg0.02/（0.1+0.1）,=-lg101,=1,关键：酸过量抓住氢离子进行计算！,43,强酸与强碱混合,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？,解：,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.04,0.06,关键：碱过量抓住氢氧根离子进行计算！,OH=0.1(0.6-0.4)/0.2,H+=10-14/OH=10-14/0.1,pH=-lg10-13=,13,44,小结,（1）酸I+酸IIH+=,(2)碱I+碱IIOH-=,45,（3）酸I+碱II完全中和：H+=OH-=1107mol/L酸过量：H+=碱过量：OH-=,小结,46,例题：PH1=8的NaOH溶液与PH2=10的NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的PH。,解一：c(H+)1=108c(H+)2=1010c(H+)混=(108+1010)/2=5.05109PH=9lg5.05=8.3,解二：c(H+)1=108c(OH)1=106c(H+)2=1010c(OH)2=104c(OH)混=(106+104)/2=5.05105POH=5lg5.05=4.3PH=9.7,47,知识小结:混合溶液PH计算的有关规律,1、强酸或强碱溶液的等体积混合，当PH相差两个或两个以上的单位时，,（酸）=PH小+0.3,（碱）=PH大0.3,2、强酸和强碱的等体积混合,若PH酸+PH碱=14，则PH混=7,若PH酸+PH碱，则PH混=PH酸+0.3,若PH酸+PH碱1，则PH混=PH碱0.3,48,人体几种体液和代谢产物的正常pH,人体体液和代谢产物都有正常的pH范围，测定人体体液和代谢产物的pH，可以帮助了解人的健康状况。一些体液和代谢产物的正常pH如上图所示。,三、pH值的应用,49,一些重要农作物最适宜生长的土壤的pH值,50,酸碱中和滴定,一、酸碱中和滴定基本原理：,1、化学分析的分类：鉴定物质组成成分，叫做；测定物质组成成分的含量，叫做；,定性分析,定量分析,酸碱中和滴定就是一种基本定量分析方法,2、酸碱中和滴定的定义：用已知来测定的定量分析方法叫做酸碱中和滴定；,物质的量浓度,碱（或酸）,的酸（或碱）,未知物质的量浓度的,51,一、酸碱中和滴定基本原理：,H+OH=H2O,酸碱中和滴定,3、原理：中和反应中,当n（H+)=n(OH-),完全中和,对于一元酸与碱反应时：,C酸V酸=C碱V碱,4、关键：,准确测出参加反应的两种溶液的体积。,准确判断中和反应是否恰好进行完全。,52,用0.1000mol/L的NaOH溶液，滴定20.00ml0.1000mol/L的HCl溶液，求随VHCl的增大，pH=？,滴定过程的pH变化,误差：0.0240=0.0005=0.05%,思考,53,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,54,1.酸碱中和滴定所需的仪器,二、酸碱中和滴定所需的仪器和试剂,55,1、如何判断酸式滴定管和碱式滴定管？,4、滴定管准确读到多少毫升？可估读到多少毫升？,2、量筒和滴定管的“0”刻度位置是否一致？,3、量筒和滴定管哪个更精确一些？,想一想：,56,中和滴定主要实验仪器,量取液体常用仪器：量筒、移液管、滴定管,量筒：粗量仪，10mL量筒最小分刻度为0.1mL、读数精确到0.1mL，无“O”刻度。移液管：精量仪，读数精确到0.01mL准确量取一定量的试液(中和滴定时用来量取待测液）,57,滴定管标有温度、容积、“0”刻度在最高点思考：“0”刻度在最高点的构造有何好处？常用规格：25mL、50mL思考：25mL量程的滴定管只能盛放25mL的液体吗？最小分刻度：0.1mL，读数精确到0.01mL（精量仪可估读一位，粗量仪不能估读）,中和滴定主要实验仪器,58,2、中和滴定指示剂的选择,酚酞,无粉红,粉红无,甲基橙,橙黄,黄橙,无粉红,黄橙,4.3突跃范围9.7,石蕊的变色不明显，所以不能做中和滴定的指示剂。,59,三、酸碱中和滴定实验操作,滴定,锥形瓶的准备,滴定管的准备,计算,60,检漏洗涤润洗注液赶气泡调液读数,润洗：用标准液或待测液分别润洗酸式滴定管和碱式滴定管。,调液：调节液面至零或零刻度线以下。如果尖嘴部分有气泡，要排出气泡。,读数：视线和凹液面最低点相切（平视）,滴定管的准备,61,洗涤后，用滴定管注入一定体积的待测溶液到锥形瓶中，滴加2-3滴指示剂。,只要洗干净即可,锥形瓶的准备,62,1、取标准盐酸溶液：用标准液润洗酸式滴定管12次；注入标准液至“0”刻度线以上；固定在滴定管夹上；迅速转动活塞将尖嘴气泡排除并调整液面在“0”刻度以下。记下准确读数。,操作步骤：,63,2、取待测NaOH溶液：用待测液润洗碱式滴定管12次；注入待测液至“0”刻度线以下；固定在滴定夹上；迅速挤压玻璃球，将尖嘴气泡排出；调整液面在“0”或“0”刻度线以下，准确记下读数。往洁净的锥形瓶内准确放入25.00毫升的碱液。,操作步骤：,3、滴定,64,滴定至终点记录读数重复2-3次,滴定