化学人教版选修4课件：32水的电离和溶液的酸碱性（共30张PPT）

1、水的电离和溶液的酸碱性 一、水的电离一、水的电离 水是一种极弱电解质，能发生微弱的电离： H2OH2O H3O+OH- H2O H+OH- H3O+的结构： H :O: H H . . + 三角锥形，与NH3分子相似 由于水分子能电离，故任何物质的水溶液中都存在H+和OH-。 任何物质的水溶液中，水电离出的H+浓度总是等于OH-浓度。 水的电离常数K电离 c(H+)c(OH-) c(H2O) c(H+)c(OH-)K电离c(H2O) 由于水的电离程度极其微弱，电离前后H2O的物质的量几 乎不变，因此c(H2O)可以视为常数。 即纯水中c(H+)c(OH-)KW是一常数。 K电离c(H2O)是常

2、数，叫做水的离子积常数，简称水的离 子积，记作KW。 实验测得，25时，c(H+)c(OH-)KW1.010-14。 c(H+)c(OH-)1.010-7mol/L。 实验证明，任何物质的水溶液中c(H+)c(OH-)KW是常数。 25时，c(H+)c(OH-)KW1.010-14。 c(H+)不一定等于c(OH-)。 2、影响水的电离的因素 改变条件电离程度c(H+)c(OH-)Kw 升温 加酸 加碱 加其它与H+或 OH-反应的物质 增大增大增大增大 减小增大减小不变 减小减小增大不变 增大不变 例125时，水的电离达到平衡：H2O H+OH- H0， 下列叙述正确的是( ) A向水中加入

3、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，c(H+)不变 B 例2现有25时的下列溶液，回答下列问题： 0.01mol/L的HCl中c(H+) ，c(OH-) ， 水电离出的c(H+) ，c(OH-) 。 0.01mol/L的NaOH溶液中c(OH-) ，c(H+) ，水电离出的c(H+) ，c(OH-) 。 0.01mol/L10-12mol/L 10-12mol/L10-12mol/L 10-12mol/L 0.01mol/L 10-12mol

4、/L 10-12mol/L 溶液中的H+ （或OH-）与水电离出的H+ （或OH-）不一定相同； 比较溶液中水的电离程度，必须用水电离出的离子浓度。 0.01mol/L的HCl和0.01mol/L的NaOH溶液中水的电离程 度有什么关系？ 溶液中由水电离出的c(H+)1.010-12mol/L或c(OH-) 1.010-12mol/L的溶液中，溶液可能是 。 相等 0.01mol/L的HCl中c(H+)0.01mol/L，c(OH-)10-12mol/L； 0.01mol/L的NaOH溶液中c(OH-)0.01mol/L，c(H+)10-12mol/L； 盐酸中水的电离程度要用c(OH-)计算

5、， NaOH溶液中水的电离程 度要用c(H+)计算； 盐酸中水电离出的c(OH-)NaOH溶液中水电离出的c(H+)。 酸或碱溶液 二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pH 纯水加少量盐酸加少量NaOH c(H+) c(OH-) c(H+)和c(OH-) 大小比较 减小 增大 增大 酸性溶液： 中性溶液： 碱性溶液： 减小 c(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-) 思考与交流思考与交流 c(H+)c(OH-) c(H+)c(OH-) c(H+)c(OH-) 25时c(H+)1.010-7mol/L c(H+)c(OH-)1.010-7mol/L c(H+)1.010-

6、7mol/L 比较下列情况下，c(H+)和c(OH-)的值或变化趋势。 1.010-7mol/L 1.010-7mol/L pH是溶液中c(H+)的负对数，即pHlgc(H+) 中性溶液 酸性溶液 碱性溶液 pH7 pH7 pH7 测定溶液pH的方法有： pH试纸： pH计（酸度计）： 分为广范pH试纸和精密pH试纸。 用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央，然后与标准比色卡 比较。 测定溶液pH时，绝对不能将试纸润湿。 1酸（或碱）溶液pH的计算 计算0.01mol/L的盐酸、硫酸和醋酸的pH 盐酸： c(H+)0.01mol/L10.01mol/L pHlgc(H+)lg0.011lg0.01

7、lg12 硫酸： c(H+)0.01mol/L20.02mol/L pHlgc(H+)lg0.012lg0.01lg21.7 强酸溶液的pHlgc(酸)lgnlgc(酸) 醋酸： c(H+)0.01mol/L pHlgc(H+)lg0.01lg0.01lg2 弱酸溶液的pHlgc(酸)lglgc(酸) 设计一个实验方案证明某酸是弱酸。 配制0.01mol/L的溶液，用pH试纸测定溶液的pH，若 pH2，则为强酸；若pH2，则为弱酸。 计算0.01mol/L的NaOH、Ba(OH)2和氨水的pH NaOH：c(OH-)0.01mol/L10.01mol/L pHlgc(H+)lg10-14(0.

8、011)14lg0.01lg112 Ba(OH)2：c(OH-)0.01mol/L20.02mol/L 强碱溶液的pH14lgc(碱)lgn14lgc(碱) 氨水：c(OH-)0.01mol/L c(H+)110-14(0.01mol/L1) pHlgc(H+)lg10-14(0.012)14lg0.01lg212.3 c(H+)110-14(0.01mol/L2) c(H+)110-14(0.01mol/L) pHlgc(H+)lg10-14(0.01)14lg0.01lg12 弱碱溶液的pH14lgc(碱)lg14lgc(碱) 计算一定浓度的酸（或碱）溶液的pH时： 强酸（强碱）溶液的pH

9、可以计算，弱酸（弱碱）只能推 算pH范围。 计算强酸（强碱）溶液的pH时，需要考虑酸（或碱）的 元数。 2酸（碱）溶液稀释后溶液的pH 设某强酸和弱酸溶液中的H+均为c(H+)，将其稀释至n倍，计算稀释 后溶液的pH。 强酸： 稀释前，溶液的pH前lgc(H+) 稀释后，溶液的c(H+)c(H +) n 稀释后，溶液的pH后lgc(H+) lg pH前lgn c(H+) n 弱酸： 稀释前，溶液的pH前lgc(H+) 稀释后，溶液的c(H+)c(H +) n 稀释后，溶液的pH后lgc(H+) lg pH前lgn c(H+) n 强酸和弱酸溶液稀释后，溶液的pH都增大，强酸增大更多； 强酸pH

10、的增大值为稀释倍数的对数值。 设某强碱和弱碱溶液中的OH-均为c(OH-)，将其稀释至n倍，计算稀 释后溶液的pH。 强碱： 稀释前，溶液的pH前lg 10-14 c(OH-) 稀释后，溶液的pH后lgc(H+) lg pH前lgn 10-14n c(OH-) 弱碱： 稀释后，溶液的c(OH-)c(OH -) n 强碱和弱碱溶液稀释后，溶液的pH都减小，强碱减小更多； 强碱pH的减小值为稀释倍数的对数值。 稀释前，溶液的pH前lg 10-14 c(OH-) 稀释后，溶液的pH后lgc(H+) lg pH前lgn 10-14n c(OH-) 稀释后，溶液的c(OH-)c(OH -) n 例1将体

11、积为10mLpH都等于3的醋酸和盐酸，加水稀释至amL和bmL， 测得稀释后的pH等于5，则稀释后溶液的体积( ) Aab100mL Bab1000mL Cab Dab 设计一个实验方案证明一种酸（或碱）为弱酸（或弱碱），并对实验 方案加以评价。 D 无法配制pH2的酸。 配制pH2的酸，加水将其稀释至100倍，测定其pH；若pH4则 为强酸，若pH4则为弱酸。 3强酸与强酸混合后溶液pH的计算 计算各自溶液中n(H+)； 4强碱与强碱混合后溶液pH的计算 计算混合溶液中c(H+)：c(H+) c1(H+)V1c2(H+)V2 V1V2 计算溶液pH。 计算各自溶液中n(OH-)； 计算混合溶

12、液中c(OH-)：c(OH-) c1(OH-)V1c2(OH-)V2 V1V2 计算溶液pH。 计算混合溶液中c(H+)； 例2pH8的氢氧化钡溶液和pH10的氢氧化钾溶液等体积混 合后，溶液中c(H+)接近于 。210-10mol/L 5强酸与强碱混合后溶液pH的计算 分别计算酸中的n(H+)和碱中的n(OH-)； 若n(H+)n(OH-)，则： c(H+) c1(H+)V1c2(OH-)V2 V1V2 计算溶液pH。 若n(H+)n(OH-)，则： c(OH-) c2(OH-)V2c1(H+)V1 V1V2 例399mL0.5mol/L硫酸跟101mL1mol/L氢氧化钠溶液混和后，溶液的

13、 pH为 。 例4pH3的硫酸和pH10的氢氧化钠溶液相混合，若混合后溶液的pH 7，则硫酸溶液和氢氧化钠溶液的体积比约为 。 例525，10体积pHa的某强酸与1体积pHb的某强碱溶液混合，若 混合后溶液的pH7，则混合之前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的 关系是 。 n(H+)n(OH-)，则：c(OH-) 0.01mol/L 1011990.052 10199 12 pH7 ，则n(H+)n(OH-)10-3V(酸) 10-4V(碱) 1:10 pH7 ，则n(H+)n(OH-)10-a10 10-14b1 a114b ab15 三、三、pH的应用的应用 酸碱中和滴定是利用中和反应，

14、用已知浓度的酸（或碱）来 测定未知浓度的碱（或酸）的实验方法。 向20.00mL0.1mol/L盐酸中逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液的pH V(NaOH)/mL0.0010.00 19.96 20.00 20.04 25.00 30.00 pH7104111.3 12 10 8 6 4 2 pH V(NaOH)/mL 20.00 30.00 例6用0.1032mol/LHCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，重复三 次的实验数据如下： 计算滴定所测NaOH溶液的物质的量浓度。 实验序号V(NaOH)/mLV(HCl)/mL 125.0027.84 225.0027.83 325.0027.

15、85 实践活动实践活动 实验测定酸碱滴定曲线 实验目的 练习使用pH计测量溶液的pH；学习以图示处理科学实验数据的 方法；探究酸碱中和反应中pH的变化特点；体会定量实验在化 学研究中的作用。 实验原理 酸碱滴定曲线是以酸碱中和滴定过程中滴加酸（或碱）的量为 横坐标，以溶液的pH为纵坐标绘出的一条曲线。它描述的是酸 碱中和滴定过程中溶液pH的变化情况，其中酸碱滴定终点附近 的pH突变情况，对于酸碱中和滴定中如何选择合适的酸碱指示 剂具有重要意义。 实验用品 0.1mol/L左右的HCl溶液，0.1mol/L左右的NaOH溶液，酚酞溶液， 蒸馏水。 pH计，酸式滴定管，碱式滴定管，滴定管夹，烧杯、

16、锥形瓶， 铁架台。 实验仪器 酸式滴定管下端为玻璃活塞，碱式滴定管下端为 橡皮管； 滴定管的构造 例7有一支50mL的酸式滴定管，其中盛有溶液，液面恰好在10mL 刻度上，现在把管内溶液全部流下排出，用量筒承接，所得溶液体 积应为( ) A10mL B40mL C大于40mL D小于40mL “0”刻度均在滴定管上端； 下端有一段没有刻度； C 酸式滴定管用于盛装酸和氧化剂，碱式滴定管用 于盛装碱。 体积可精确到0.01mL。 滴定管的使用方法 在滴定管中装入蒸馏水，观察滴定管下端是否有水渗出， 将酸式滴定管活塞旋转180，再观察。 检查仪器 检查滴定管是否漏水。 方法是： 润洗仪器 用蒸馏水

17、润洗滴定管23次； 从滴定管上口加入35mL所要盛装的溶液，倾斜着转动滴 定管，使液体润湿全部滴定管内壁，将溶液从滴定管下部 放出。 加入反应液 分别将酸、碱反应液加入到酸式滴定管、碱式滴定管中，使 液面高于滴定管刻度“0”以上23mL处，并将滴定管垂直 固定在滴定管夹上。 调节起始读数 调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反应液。 酸式滴定管： 。 碱式滴定管： 。 将滴定管略倾斜，旋开活塞，让溶液迅速冲出 将橡皮管略向上弯曲，挤压玻璃球，让溶液迅 速冲出 调整液面高度，液面的最低处在“0”刻度或“0”刻度以下。 滴定（以NaOH滴定HCl为例） 用酸式滴定管量取20.00mLHCl溶液于锥形瓶中，加入23 滴酚酞溶液； 把碱式滴定管中的NaOH溶液逐滴加入到锥形瓶中； 边滴边振荡，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化； 当溶液颜色变为红色，并不立即褪去，即反应到达终点。 指示剂的变色范围 指示剂 变色范围 （pH） 酸色碱色 甲基橙3.14.4红黄 石蕊5.08.0红蓝 酚酞8.210.0无红 选择哪种指示剂，应根据滴定终点溶液的pH确定。 橙 紫 浅红 读数 眼睛与液面的最低处相平； 仰视时，读得溶液体积偏大； 俯视时，读得溶液体积偏小。 溶液的体积要保留两位小数。 误差分析 碱式滴定管没有用标准N