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1、第一节 弱电解质的电离第三章 水溶液中的离子平衡非电解质在水溶液或熔化状态下,能导电的化合物在水溶液和熔化状态下都不导电的化合物一、电解质和非电解质如:酸、碱、盐、水、大多数金属氧化物等如:酸、碱、盐、水、大多数金属氧化物等如:多数有机物、某些非金属氧化物如如:多数有机物、某些非金属氧化物如CO2、某、某些非金属氢化物如些非金属氢化物如 NH3 等等 化合物例、下列物质哪些属于电解质? 哪些属于非电解质? NaCl NaOH H2SO4 H2O Fe NaHCO3 NaCl溶液 CaCO3 CO2 熔融的Al2O3电解质、非电解质一定是化合物,不能是单质或混合物。电解质导电只须符合条件之一,且

2、自身离解。 (3)为什么相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸中,H+浓 度却不同?【思考】在两支试管取5mL1mol/L 盐酸和5mL 1mol/L 醋酸,分别与等量的镁条反应(Mg条使用前应用砂条使用前应用砂纸打磨,除去表面的氧化膜)。纸打磨,除去表面的氧化膜)。讨论下列问题:(1)镁条和酸的反应的实质是什么?影响反应速率的因 素是什么?(2)当酸溶液的物质的量浓度相等时,溶液中的H+浓度 是否相等?怎么判断? 反应速率不同,pH不同,说明盐酸和醋酸中的H+浓度是不同的。说明HCl和CH3COOH的电离程度不同。Mg + 2H+ = Mg2+ + H2观察两种溶液中溶质微粒有多少种?盐酸在水中的电

3、离示意图盐酸在水中的电离示意图醋酸在水中的电离示意图醋酸在水中的电离示意图电电解解质质电离电离程度程度强酸强碱大多数盐水Al(OH)32、常见的强、弱电解质HCl、H2SO4、HNO3NaOH 、 Ba(OH)2、 Ca(OH)2NaCl、CuSO4、CaCO3H2CO3、CH3COOH、H2SiO3、H2S 、H2SO3、 H3PO4、HClO、 HF NH3H2O、Fe(OH)3弱酸弱碱极少数盐 (CH3COO)2PbHBr、HI、HClO4不能根据溶解性、导电性大小等判断强弱电解质。3、电离及电离方程式:(1)电离:电解质溶解于水或受热熔化时,解离成 能够自由移动的离子的过程。(2)电离

4、方程式:左边写化学式,表示电解质未电离时的状态,右边写离子符号,表示电解质电离产生的离子在水溶液里或熔融状态下能否电离是其导电的前提。遵循质量守恒定律,即在方程式的两边,原子的种类和数目必须相等遵循电荷守恒原理,即在电解质溶液中,阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数相同的物质的量浓度,相同的体积,相同的电解质类型,离子 浓度和离子所带电荷有关。强电解质完全电离,写等号;弱电解质部分电离,写 可逆符号其中:多元弱酸分步电离,分步书写H2CO3 HHCO3 HCO3 HCO32-Cu(OH)2 Cu22OH多元弱碱电离较复杂,一步写NH3H2ONH4+ + OH-CH3COOHCH3COO

5、- + H+每步电离的电离每步电离的电离程度各不相同程度各不相同【练习】请写出下列物质在水中的电离方程式Fe2(SO4)3 、 NaHCO3、NaHSO4、Al(OH)3Fe2(SO4)3=2Fe3+ + 3SO42-NaHCO3=Na+HCO3-NaHSO4 =Na+H+SO42-三、弱电解质的电离 CH3COOH CH3COO - + H+c(H+)c(CH3COO-)c(CH3COOH)CH3COOH初溶于水电离过程最小最小最大变大变大变小不变不变不变电离平衡v电离v结合vt0v电离= v结合电离平衡类似于化学平衡动、定、等、变1、电离平衡 在一定条件下,电解质电离成离子的速率和离子重新

6、结合成分子的速率相等,溶液中电解质分子浓度和离子浓度保持不变的状态。(2)特点:逆 弱电解质的电离动电离平衡是一种动态平衡 等v电离= v结合0定条件不变,溶液中各分子、离子的浓度不变,溶液里既有离子又有分子变条件改变时,电离平衡发生移动。(1)定义弱电解质电离程度的定量描述2、电离常数 CH3COOH CH3COO - + H+c(CH3COOH)c(CH3COO -) c(H+)K 在一定条件下达到平衡时,弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数。对于一元弱碱:MOH M+OH-,平衡时对于一元弱酸:HA H+A-,平衡时)()A()(cKaHAccH

7、)()B()(cKbBOHccOH1.3410-34.2110-3 H+1.3410-34.2110-3 CH3COO- CH3COOH 平衡浓度mol/L0.100 1.00初始浓度mol/L【讨论】下表是实验测定的醋酸电离达到平衡时各种微粒的浓度(25),请填写下列空白,将你的结论与同学交流讨论。)()()(c33COOHCHcHcCOOCH%100醋酸初始浓度已电离的醋酸浓度10.11.81051.81050.421%1.34%电离常数只与温度有关,和弱电解质浓度、离子浓 度无关。(1)电离平衡常数的特点:电离常数(25) 醋酸 (CH3COOH) 1.7510-5 碳酸 (H2CO3)

8、4.410-7 (第一步电离) 硼酸 (H3BO3)5.810-10电离常数的大小反映了电解质的相对强弱酸性强弱:醋酸 碳酸硼酸H3BO3+H2O B(OH)4-+H+ 有气泡出现,开始较快无现象【实验】向两支分别盛有 1mol/L 醋酸、饱和硼酸溶液的试管中滴加等浓度Na2CO3溶液,观察现象。2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2+H2OH3BO3+Na2CO3+H2O=NaB(OH)4+NaHCO3 多元弱酸,分步电离,第一步电离大于第二步电离,第二步电离远大于第三步电离, 分子中含有两个或两个以上H+的多元弱酸的电离是分步进行的。例如,二元弱酸H2S分两步电离:72

9、11032. 1)()S()( cKSHcHcH1522101 . 7)()S()( cKHSccH第一步电离:H2S H+HS-第二步电离:HS- H+S2-多元弱酸的酸性由第一步电离决定。 例:计算0.10mol/L CH3COOH溶液中H+的浓度。已知CH3COOH K1.7510-5(2)电离常数用于定量计算 CH3COOH CH3COO - + H+c0 0.1 0 0c x x xc平衡 0.1-x x xK1.7510-5=x20.1-xx=0.00145mol/L3、电离度 %100弱电解质的初始浓度已电离的弱电解质浓度a【估算】25时,0.100mol/LCH3COOH溶液中

10、,醋酸 的电离度是1.32%,大约多少个醋酸分子中有1个醋 酸分子电离成H+和CH3COO-?电离平衡常数约为多 少?表示弱电解质在水中的电离程度。电离度实质是一种平衡转化率。同一弱电解质在不同浓度的水溶液中,其电离程度也 不同。弱电解质化学式a%弱电解质化学式a%醋酸CH3COOH1.3氢氰酸HCN0.0079氢氟酸HF7.8一水合氨NH3H2O1.3亚硝酸HNO27苯甲酸C6H5COOH2.5几种弱电解质的电离度(25,0.10mol/L)温度相同、浓度相同时,不同弱电解质的电离度不同。浓度越大,电离度越小;浓度越小,电离度越大。4、影响电离平衡的因素(1)温度 电离过程是吸热过程,温度升

11、高平衡向右移动。勒沙特列原理在电离平衡中的应用 CH3COOH CH3COO - + H+H0Kc(CH3COOH) c(CH3COO-) c(H+)升温 增加增加减小增加增加【分析】用两支试管取5mL0.1mol/L 盐酸和5mL 0.1mol/L 醋酸,测定其pH值,并与1mol/L的两种酸测得pH对比。HClCH3COOH0.1 mol/L12.91 mol/L02.4(2)浓度 增大弱电解质的浓度,平衡向右移动。减小弱电解质的浓度,平衡向左移动。不变减小增加增加增加减小增大醋酸浓度 c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) K)()( c33COOHCHcCOOCHV电离

12、V结合vt0V /电离V /结合稀释从速率角度解释【思考】向0.1mol/L醋酸中加水,平衡向哪个方向移动呢?从平衡常数角度解释不变增加减小减小减小 加水 稀释 c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) K)()( c33COOHCHcCOOCH增加加水稀释,平衡向右移动。【思考】向冰醋酸中加水,其导电能力变化如图所示。(1)O点导电能力几乎为零,为什么?(2)a、b、c三点c(H+)的大小顺序是什么?(3) a、b、c三点醋酸的电离程度顺序是什么?OIV(水水)abcb a cc b a 加入醋酸铵后,c(CH3COO-)增大,破坏了醋酸的电离平衡,使平衡向左移动, c(H+)

13、减小,pH变大。【实验】用5mL0.1mol/L醋酸,加入少量醋酸铵固体,测 定其pH值,并与0.1mol/L的醋酸的pH对比。解释 变化的原因。(3)同离子效应增大弱电解质离子的浓度,平衡向左移动。减小弱电解质离子的浓度,平衡向右移动。不变减小增大增大减小加醋酸钠固体 c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) K)()( c33COOHCHcCOOCH增加【思考】室温下,向pH=3的醋酸中加入等体积的pH=3 的盐酸。请问醋酸的电离平衡是否移动?【实验】向5mL0.1mol/L醋酸,加入少量氢氧化钠固体, 测定其pH值,并与0.1mol/L的醋酸的pH对比。解 释变化的原因。

14、加入NaOH后,中和了H+,破坏了醋酸的电离平衡,使平衡向右移动, c(H+)减小,pH变大。不变增大减小增大减小加氢氧化钠固体 c(H+) c(CH3COO-) c(CH3COOH) K)()( c33COOHCHcCOOCH增加(4)加入能反应的物质平衡向右移动。【思考】在两支试管取5mL1mol/L 盐酸和5mL 1mol/L 醋酸,分别与等量的镁条反应,观察开始时盐酸和Mg的反应快;一段时间后,醋酸和Mg的反应较快。请解释?【思考】向0.1mol/LH2SO4溶液中匀速逐滴滴加0.1mol/L Ba(OH)2溶液,直至过量,则烧杯中溶液的导电性(可用电导率表示)变化图将会怎样变化? (

15、横坐标代表Ba(OH)2体积,纵坐标代表溶液的电导率)电导率Ba(OH)2体积 请你用Ba(OH)2和H2SO4的电离方程式和离子浓度的变化来解释上述现象?Ba(OH)2=Ba2+2OH-H2SO4 = SO42- + 2H+=BaSO4+=2H2OBa2+2OH- + 2H+ +SO42- = BaSO4+2H2O【思考】向0.1mol/L盐酸溶液中匀速逐滴滴加0.1mol /L氨水溶液,直至过量,则烧杯中溶液的导电性(可用电导率表示)变化图将会怎样变化? (横坐标代表氨水体积,纵坐标代表溶液的电导率)氨水体积电导率请解释上述变化的原因?HCl = Cl- + H+ +=H2ONH3.H2O

16、 + HCl = NH4Cl+ H2O强电解质强电解质NH3.H2O NH4+ +OH-NH3.H2O + H+= NH4+ + H2ONH4Cl=NH4+ +Cl-【思考】向0.1mol/L醋酸溶液中匀速逐滴滴加等体积0.1mol /L氨水溶液,直至过量,则烧杯中溶液的导电性(可用电导率表示)变化图将会怎样变化? (横坐标代表氨水体积,纵坐标代表溶液的电导率)电导率氨水体积请解释上述变化的原因?NH3.H2O NH4+ +OH-HAc Ac- + H+ +=H2ONH3.H2O + HAc = NH4Ac+ H2O弱电解质强电解质NH3.H2O + HAc = NH4+ Ac- + H2ON

17、H4Ac=NH4+ +Ac- 【思考】向体积比1:1的HCl 和CH3COOH混合溶液中匀速 逐滴滴加0.1mol/L NH3H2O溶液。直至过量,则烧杯中溶 液的导电性(可用电导率表示)变化图将会怎样变化? (横坐 标代表氨水的体积,纵坐标代表溶液的电导率) 电导率氨水的体积NH3.H2O + HAc = NH4+ Ac- + H2ONH3.H2O + H+ = NH4+ + H2O请解释上述变化的原因?请解释上述变化的原因?例、将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,下列各图示意混合溶液有关量或性质的变化趋势,其中错误的是( )DTb(K)400350300250200150100500H2O

18、H2SH2Se H2Te氧族元素氢化物的沸点水沸点反常升高的原因:氢键作用H+-H2O + H2O H3O+ + OH8电子稳定结构8电子稳定结构实验事实回顾: 水水更精确的导电性实验:H2O + H2O H3O+ + OHH2O H+ + OH灯泡不变亮灯泡不变亮 电流极微弱电流极微弱 自由移动的离子极少自由移动的离子极少一、水的电离水是一种极弱的电解质H2O H+ + OHc(H2O)c(H) c(OH)K=一种特殊的弱电解质的电离Kc (H2O) c(H) c(OH)水是一种极弱的电解质Kw c(H) c(OH)室温时,1L纯水(55.6mol)中只有1107molH2O发生电离 1、K

19、w水的离子积常数Kw c(H) c(OH)室温时,1L纯水中只有1107molH2O发生电离 H2O H+ + OH55.56mol/L 1107mol/L1107mol/L室温下Kw c(H) c(OH) 11014Kw的大小与温度有关,与溶液中的H+、OH-浓度无关平衡时2、影响水的电离平衡的因素(1)温度对水的电离平衡的影响 水的电离过程是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动。条件平衡c(H+)c(OH-)Kw升温降温H2O H+ + OH正向逆向不同温度下水的离子积常数t/0102025405090100Kw/10-140.1340.2920.6812.925.4738.055.02

20、51.011(2) H+,OH-离子浓度对水的电离平衡的影响(水的浓度基本保持不变)加NaOH加CH3COONac(H+)加HCl加NH4ClKwc(OH-)平衡条件H2O H+ + OH(水的离子积不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐稀溶液) 逆向逆向正向正向 例、向水中加入4.0gNaOH固体配成1L溶液并冷却至 室温,求: (1) 溶液中H+和OH的浓度; (2)由水电离产生的c(H+)和c(OH-) .3、有关KW的计算(酸、碱溶液中由水电离的c (H+)与c (OH)是相等的) 碱溶液中c(H+) = c(H+) H2O c(OH)=c(OH)H2O+ c(OH)碱 例、某盐酸溶液中c

21、(OH-) = 210-11mol/L,求该盐 酸溶液的浓度和水电离出的c(H+)酸溶液中c(H+) = c(H+)酸+ c(H+) H2Oc(OH) = c(OH) H2O二、溶液的酸碱性与pH水加少量HCl加少量NaOHc(H+)/molL-1c(OH-)/ molL-1c(H+) 和c(OH-)大小比较酸碱性室温下107室温下107c(H+) c(OH-)中性c(H+) c(OH-) c(H+) c(OH-)酸性碱性1、水溶液的酸碱性若c(H+) = c(OH)若c(H+) c(OH)溶液呈酸性溶液呈中性同时存在H+和OH-室温时:Kw 11014c(H+) = c(OH-) = 10-

22、7 mol/L碱性溶液:c(H+) 10-7 mol/L酸性溶液:中性溶液:c(H+) 2pHKw =110-14H2O H+ + OH510-12-x510-2 -x平衡移动后: (510-12-x)(510-2 -x) =110-14x=4810-13mol/L减小了96%强酸强碱混合后pH值计算H+ + OH-H2O若恰好中和pH=7若剩余酸,先求中和后剩余的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pHc1(H+)V1 = c2(OH-)V2 212211VV)V(OHc)V(Hc)c(H211122VV)V(Hc)V(OHc)c(OH

23、 常温下,体积为Va的pH=a的强酸和体积为Vb的pHb的强碱混合,混合后恰好为中性,则a、b、 Va、 Vb之间应满足怎样的关系?【讨论】混合后溶液呈中性的问题 常温下,一定浓度的强酸和强碱等体积混合,混合后恰好为中性,则pH酸pH碱=_bbaaV101010V1414ba10VVba14例、等体积混合0.1mol/L的盐酸和0.06mol/L的Ba(OH)2溶液后溶液的pH等于( ) A.2.0 B.12.3 C.1.7 D.12.0例、室温时,将pH=12的强碱溶液和pH=3的强酸溶液按一定体积比混合,若所得混合溶液的pH=10,试求强碱与强酸混合的体积比是多少? D1:9例、取浓度相等

24、的NaOH和HCl溶液,以3 2体积比相混和,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为( )A.0.01mol/L B. 0.017mol/L C. 0.05mol/L D. 0.50mol/LC【思考】现有pH=2的HCl溶液10mL,现欲将其转变为 pH = 3,可采用的措施有有哪些?(1)加水_mL;(2)与_mL pH = 4的盐酸溶液相混合;(3)与_mL pH = 11的NaOH溶液反应;9010045例在一定体积pH =12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH =11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶

25、液和NaHSO4溶液体积之和,则Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液体积之比是( ) A1:9 B1:1 C1:2 D1:4D例、在含硫酸和盐酸的20mL混合溶液中,逐渐加入 0.025mol/L的Ba(OH)2溶液时,生成BaSO4的量以及溶液的pH的变化如右图所示。则: (1)原溶液中硫酸的物质的量浓度为_ molL-1; (2)盐酸的物质的量为_mol。0.0250.001指示剂的作用原理CCOO-OHOHOHCCOO-OO-H2OH无色(酸色)粉红色(碱色)酚酞HInIn-H+3、溶液酸碱性的测定(1)酸碱指示剂一般为弱有机酸或弱有机碱石蕊红色(酸色) 蓝色(碱色)酚酞:石蕊:甲基橙:

26、0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14810583.14.4常用指示剂的变色范围 酚酞 8 无色 810 浅红色 10 红色 石蕊 5 红色 58 紫色 8 蓝色 甲基橙 3.1 红色3.14.4 橙色 4.4 黄色(4)pH计(酸度计)精密pH试纸:测量范围在,但测量精度较高广泛pH试纸:测量范围为114,但测量精度差红色石蕊试纸:遇酸性物质变蓝蓝色石蕊试纸:遇碱性物质变红(2)石蕊试纸:定性检验气体或溶液的酸碱性。 (3)pH试纸:将试纸用多种酸碱指示剂的混合液浸透, 经晾干后制成。用来粗略测量溶液pH大小。 怎样正确使用pH试纸测定溶液的酸碱性? 用蘸有待测

27、溶液的玻璃棒点滴在试纸的中部,待试纸变色后,再与标准比色卡比较来确定溶液的pH 。是否需要事先用蒸馏水润湿试纸?润湿试纸相当于稀释被检验的溶液,这会导致测量可能不准确。1、概念H+ + OH- = H2O 用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法。中和反应的实质n(H+) = n(OH-)HnA + B(OH)m-n n(HnA) = m nB(OH)mn c(HnA) V(HnA) = m cB(OH)m VB(OH)m 用已知浓度的NaOH溶液(标准溶液)滴定20.00mL未知浓度的HCl溶液(待测溶液),以测定HCl的物质的量浓度。cHCl =cNaOHVN

28、aOHVHCl【思考】如何提高测定的准确度?准确测定参加反应的两种溶液的体积准确判断滴定终点滴定管酸式滴定管碱式滴定管精度:0.01mL不能盛放碱性溶液不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液(1)两种溶液体积的确定:仪器的选择怎样准确读取读数? 视线与凹液面最低处相切。待测溶液的量取:滴定管移液管(洗耳球)标准溶液:滴定管其他:锥形瓶、铁架台、滴定管夹、烧杯等【思考】量取和计量反应过程中的酸、碱溶液用量能否 用量筒代替滴定管或移液管?酚酞:石蕊:甲基橙:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14810583.14.4变色要明显变色灵敏(即变色范围越窄越好)变色范围尽可能与所生

29、成盐的酸碱性范围一致一般不用石蕊试液指示剂的选择的要求:(2)反应终点的确定:V(NaOH)/mL0.0010.0018.0019.8019.9619.98pH1.001.482.283.304.004.31V(NaOH)/mL20.0020.0220.0420.2022.0030.00pH7.009.7010.00 10.7011.68 12.30向20.00 mL 0.1000mol/L HCl 中滴加0.1000mol/L NaOH过程中的pH值的变化滴定过程的pH变化滴定突跃:计量点前后0.1%之间的pH的突然变化pHlgc(H+)滴定突跃范围:滴定突跃所处的pH的范围19.9820.

30、00 20.024.317.009.70突跃范围20.02mL19.98mL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V(NaOH)pH NaOH滴定HCl7281012V(NaOH)pH NaOH滴定HCl4.43.1V(NaOH)pHHCl滴定 NaOH7281012V(NaOH)pHHCl滴定NaOH7212酚酞:甲基橙:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 148103.14.4强酸强碱滴定的指示剂的选择4.3 突跃范围 9.7强碱滴定强酸强酸滴定强碱酚 酞粉红无甲基橙橙黄无粉红黄橙【思考】已知醋酸和氢氧化钠恰好中和时溶液

31、呈碱性。滴定时应选择哪种指示剂?【思考】已知常温常压下饱和碳酸溶液的pH=4,饱和碳酸氢钠溶液的pH=8.4,饱和碳酸钠溶液的pH=10.6。向滴有酚酞的碳酸钠溶液中滴加盐酸,终点时的产物是什么?混合碱含量的测定Na2CO3HCl酚酞浅红色褪为无色NaHCO3HCl甲基橙黄色变为橙色CO2(V1mL) (V2mL) 物质消耗盐酸的体积V1与V2的关系Na2CO3V1=V2V10,V2=0V1V2V10NaOHNaOH和Na2CO3Na2CO3和NaHCO3NaHCO3【思考】为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+ ,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原

32、滴定,反应的离子方程式是:5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O滴定前是否滴加指示剂?_(填 “是”或“否”),请说明理由_。否KMnO4自身可作指示剂2、实验步骤(1)准备滴定管检漏?标准溶液润洗23次?装液调液面(0或0刻度下)(0刻度以上23mL处)赶气泡记录V初蒸馏水洗(精确至0.01mL)锥形瓶用蒸馏水洗净,不需干燥,不得润洗注入一定体积的待测溶液加入2滴指示剂记录V待测滴定管尖嘴部分充满溶液?(2)滴定眼睛: 锥形瓶中颜色左手: 控制活塞(玻璃珠)右手: 旋转摇动锥形瓶终点的判断:记录V终加入最后1滴标准溶液,溶液颜色明显改变,且30s内不恢复原色滴定速度不能太快

33、,以每秒3滴为宜(精确至0.01mL)按上述操作重复23次酸式滴定管:左手拇指在管前,食指、中指在管后,手指酸式滴定管:左手拇指在管前,食指、中指在管后,手指略微弯曲,轻轻向内扣住活塞,手心空握以免碰到活塞使略微弯曲,轻轻向内扣住活塞,手心空握以免碰到活塞使其松动露出溶液,旋转活塞,溶液即可流出。其松动露出溶液,旋转活塞,溶液即可流出。碱式滴定管:左手拇指在前,食指在后,捏住乳胶管中玻碱式滴定管:左手拇指在前,食指在后,捏住乳胶管中玻璃球的偏上部位,机捏乳胶头,使其与玻璃球之间形成一璃球的偏上部位,机捏乳胶头,使其与玻璃球之间形成一条缝隙,溶液即可流出。条缝隙,溶液即可流出。(3)数据记录处理

34、和误差分析实验编号c(HCl)mol/LV(NaOH) mLV(HCl)/mLV(HCl)c(NaOH)mol/LV(初)V(终)V(HCl)10.12023【实验1】HCl 溶液滴定NaOH溶液(甲基橙)【实验3】 0.1mol/LCH3COOH溶液滴定20mLNaOH溶液(酚酞),记录终点时消耗醋酸的体积。【实验2】用0.1mol/LHCl 溶液滴定20mLNaOH溶液,用传感器测定溶液pH时间的变化图像并保存在桌面。【实验4】用0.1mol/LCH3COOH 溶液滴定20mLNaOH溶液,用传感器测定溶液pH时间的变化图像并保存在桌面。HCl滴定NaOHCH3COOH滴定NaOH【思考】

35、将1.7g含有少量杂质(不与盐酸反应)的固体烧碱样品配制成200mL溶液。选用酚酞作为指示剂,用0.20mol/L盐酸标准液滴定该待测液。有关数据记录如下: 滴定序号待测液体积(ml)所消耗盐酸标准液的体积(ml)滴定前滴定后120.000.5020.70220.006.0026.00烧碱样品的纯度为_。 例实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。CaO2中一般含CaO。试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。试剂:氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞 仪器:电子天平、锥形瓶、滴定管 实验步骤:(1) ;(2)加入 ;(3)加入酚酞,用氢氧化钠标准溶液滴定。 若理论上滴定时耗用标

36、准溶液20.00mL恰好完全反应,实际操作中过量半滴(1mL溶液为25滴),则相对误差为_ 称量 过量的标准盐酸0.1% 误差分析偏小无影响偏大 某同学用一份已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,下列操作对滴定的结果有什么影响?滴定前,滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失偏小读碱式滴定管的刻度时,滴定前仰视读数,滴定后俯视读数酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗锥形瓶不干燥,含有少量蒸馏水往锥形瓶中加待测液前,用盐酸溶液润洗偏大偏小无影响偏大偏小滴定过程中振荡锥形瓶时,有少量溶液溅出滴定到终点附近时,向锥形瓶中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁上沾的溶液。滴定接近终点时,标准液有一滴悬而未滴锥形

37、瓶中颜色由无色变红色,马上记录终点读数,但半分钟不到,溶液又恢复无色配制标准溶液的氢氧化钠中混有NaCl杂质 偏大cHCl =cNaOHVNaOHVHCl 例、以未知的氢氧化钠溶液滴定标准的盐酸为例,判断 以下操作所引起的误差(填“偏大”、“偏小”或“无影响”) (1)读数:滴定前俯视或滴定后仰视; (2)未用待测液润洗滴定管;(3)用标准液润洗锥形瓶; (4)滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后尖嘴气泡消失;(5)滴定过程中振荡锥形瓶时,有少量溶液溅出偏小偏小偏小偏小偏大【实验】测定下列盐溶液的酸碱性FeCl3CaCl2NH4ClAl2(SO4)3NaClNaNO3CH3COONa NaHCO3N

38、a2CO3酸性酸性中性 中性碱性碱性碱性强酸弱碱盐强酸强碱盐强碱弱酸盐酸性中性碱性酸性 酸性【思考】为什么不同类型的盐溶于水后,溶液中c(H+)、 c(OH-)会有差异呢? 【问题】我们知道水溶液中酸显酸性, 碱显碱性,盐溶液一定显中性吗? 氯化铵溶液 NH4Cl = NH4+ + Cl- +H2O OH- + H+NH4+ + H2O NH3.H2O + H+NH4Cl + H2O NH3.H2O + HClc(H+) c(OH-)酸性CH3COONa = + Na+H2OH+ OH-+CH3COO-CH3COOHCH3COO-+H2O CH3COOH+OH-CH3COONa+H2O CH3

39、COOH+NaOHCH3COONa溶液c(OH-)c(H+) 碱性NaCl溶液中性NaCl Na+ + Cl-H2O OH- + H+c(OH-)=c(H+) 【思考】根据下述分析,对不同类型的盐溶液中存在 的各种粒子即粒子间的相互作用进行比较分析,从 中找出不同类盐溶液呈现不同酸碱性的共性原因?一、盐的水解概念:1、条件:盐类的水解可促进水的电离【思考】在pH=11的NaOH 和NaAc 溶液中,由水电离产生的OH-的浓度的比值为_。盐溶液呈现不同酸碱性的原因10-8:1 在水溶液中盐电离出来的离子跟水所电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。可溶性的盐,生成弱电解质弱

40、电解质2、实质:中和反应的可逆反应R- + H2O HR +OH-M+ H2O MOH +H+3、特点:吸热反应强酸强碱盐电离产生的阴、阳离子都不水解,溶液呈中性c(H+) c(OH-)c(OH-) c(H+)【思考】室温下,在pH=12的某溶液中由水电离的OH-可能为1.010-2mol/L或 1.010-12mol/L第一步为主Na2CO3分步进行(2)一般盐类水解程度很小,产物也很少,通常不 产生沉淀或气体,也不发生分解,一般用可逆符 号,不标箭头。多元弱酸盐分步水解,第一步为主。 CO32- + H2O HCO3- + OH-HCO3- + H2O H2CO3+ OH-CH3COO-+

41、H2O CH3COOH+OH-CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOHCH3COONa强碱弱酸盐的水解4、水解反应方程式的表示:(1)水解反应用符号 代替 =【练习】请写出Na2S、Na3PO4的水解的离子方程式?S2- + H2O HS- + OH-HS- + H2O H2S + OH-PO43- + H2O HPO42- + OH-HPO42- + H2O H2PO4- + OH-H2PO4- + H2O H3PO4 + OH-NH4Cl: 强酸弱碱盐的水解FeCl3:NH4+ + H2O NH3.H2O + H+Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+请写出AlCl3、MgSO

42、4水解的离子方程式。 不分步写Al3+ + 3H2O Al(OH)3+ 3H+Mg2+ + 2H2O Mg(OH)2+ 2H+弱酸弱碱盐的水解双水解CH3COONH4 = + NH4+H2OH+ OH-+CH3COO-CH3COOH+NH3H2OCH3COONH4溶液呈CH3COONH4+H2O CH3COOH+NH3H2Oc(H+)=c(OH-)Al3+3HCO3- = Al(OH)3+3CO2 【思考】分析泡沫灭火器工作原理。泡沫灭火剂包括Al2(SO4)3溶液(约1mol/L),NaHCO3溶液(约1mol/L)及起泡剂。使用时发生的化学反应方程式是:_。多元酸酸式盐溶液的酸碱性【思考】

43、实验证明NaHSO4溶液显酸性,NaHCO3 溶液 显碱性。试分析其原因。 电离水解HCO3- CO32- + H+ 多元弱酸的酸式盐溶液的酸碱性取决于水解和电离的相对强弱显酸性NaHSO3、 NaH2PO4显碱性NaHCO3、NaHS、 Na2HPO4HCO3- + H2O H2CO3+ OH-NaHSO4=Na+ + H+ + SO42-多元强酸的酸式盐溶液的酸性取决于电离(5)盐溶液的酸碱性特点强酸强碱盐强酸弱碱盐强碱弱酸盐不水解,中性水解,酸性水解,碱性有弱才水解谁强显谁性弱酸弱碱盐双水解,溶液酸碱性取决于弱酸弱碱的相对强弱多元酸酸式盐水解和电离的相对强弱E例能正确表示盐类水解的离子方

44、程式( )AHS-+H2O H3O+S2-B NH4+H2O NH3+H3O+C CO32-H2O H2CO3+2OH-D Fe3+3H2O Fe(OH)33H+ E AlO2-+2H2O Al(OH)3OH-例 CH3COOH溶液与NaOH溶液反应,若反应后溶液PH值为7,那么( )A CH3COOH与NaOH的质量相等B CH3COOH与NaOH的物质的量相等C NaOH过量D CH3COOH过量D例在室温下,等体积的酸和碱溶液混合后例在室温下,等体积的酸和碱溶液混合后pH一定小一定小于于7的是(的是( )A等物质的量浓度的等物质的量浓度的HNO3 与与KOH溶液溶液BpH=3的的HNO3

45、 与与pH =11的氨水的氨水C等物质的量浓度的等物质的量浓度的CH3COOH与与KOH溶液溶液DpH=3的的CH3COOH 与与pH =11的的Ba(OH)2溶液溶液D二、影响盐类水解的因素A-+H2O HA+OH-c(HA) c(OH-)c(A-)K =c(HA) c(OH-) c(H+)c(A-) c(H+)=c(OH-) c(H+)c(A-) c(H+)=c(HA)=KwKa1、反应物本身的性质越弱越水解酸性强弱:H2SO3 HF HAc H2CO3 HClO碱性强弱:HSO3- F- Ac- HCO3- ClO-【思考】已知HClO的电离常数为310-8,H2CO3的k1=4.3 1

46、0-7, k2=5.6 10-11,判断等浓度的NaClO、NaHCO3、 Na2CO3的碱性强弱?例物质的量浓度相同的三种一元酸的钠盐NaX 、NaY 、NaZ溶液的PH分别为7、8、9,则同物质的量浓度的这三种一元酸的酸性由强到弱的顺序是( )A HX、HY、HZ B HZ、HY、HXC HX、HZ、HY D HY、HX、HZNaHCO3 NaClO M2+ M+阴离子:R3- R2- R-如:CO32- HCO3-PO43- HPO42- H2PO4-如:Fe3+ Mg2+温度越高越易水解浓度越稀越易水解(1)温度:(2)浓度:(3)调节溶液的pH可促进或抑制水解2、外界条件的影响水解平

47、衡的移动【实验】加热滴有酚酞的纯碱溶液【思考】加水稀释时,上述水解平衡向哪边移动?增加盐的浓度,平衡右移;减小盐的浓度,平衡左移【思考】在恒温条件下,向CH3COONa稀溶液中加入 少量的固体CH3COONa ,请问c(CH3COO)/c(Na+) 的比值如何变化?CO32- + H2O HCO3- + OH-【实验】向滴有酚酞的纯碱溶液中,加少量CaCl2溶液【实验】向硅酸钠溶液中滴加氯化铵溶液2NH4+SiO32- = H2SiO3+2NH3条件平衡c(Fe3+)c(H+)颜色变化升温加FeCl3(s)加水加HClFe加NaHCO3正向正向逆向Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3

48、H+颜色变深正向颜色变深颜色变浅颜色变浅逆向颜色变浅正向红褐色沉淀无色气体FeCl3的水解条件平衡c(Ac-)c(OH-)c(HAc)升温降温加水CH3COONa(s)加HCl加NaOH加冰醋酸正向逆向正向正向逆向正向CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-CH3COONa的水解逆向CO32- + H2OHCO3- + OH-例在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:323()()c H C Oc C O下列说法正确的是( )A 稀释溶液,水解平衡常数增大 B 通入CO2,平衡朝正反应方向移动C 升高温度, 减小D 加入NaOH固体,溶液PH减小 B例25 时,浓度均为0.2 mol

49、/L的NaHCO3和Na2CO3溶 液中,下列判断不正确的是( )A均存在电离平衡和水解平衡 B存在的粒子种类相同Cc(OH-)前者大于后者 D分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO32-)均增大C【思考】相同条件,相同物质的量浓度的下列八种溶液:Na2CO3、NaClO、CH3COONa、Na2SO4、NaHCO3、NaOH 、(NH4)2SO4、NaHSO4等溶液,PH值由大到小的顺序为?1、判断和比较盐溶液的酸碱性NaOHNaClONa2CO3NaHCO3 CH3COONaNa2SO4(NH4)2SO4NaHSO4 三、盐类水解反应的应用例、能证明醋酸是弱酸的事实是( ) A、醋酸

50、能使紫色石蕊试液变红 B、醋酸能被弱碱氨水中和 C、醋酸钠溶液的PH值大于7 D、常温下,0.1mol/L醋酸溶液中c(H+)为 1.3210-3mol/LCDCD例、在NH4Cl饱和溶液中加入Mg条,观察到有气泡产生,点燃有爆鸣声,此气体是 ,产生该气体的原因是 (离子方程式表示),微热后,能放出有刺激性气味的气体,它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体是 ,产生该气体的原因是 ,总的离子方程式是 。2NH4Cl+Mg = 2NH3H2MgCl2(3)水的电离守恒:2、比较盐溶液中各离子浓度的相对大小时,需考虑盐的水解。“三个守恒三个守恒”:以以Na2CO3溶液为例溶液为例(1)电荷守恒:因溶

51、液是电中性的,所以溶液中阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)(2)物料守恒:关键元素的原子数目守恒。c(Na+)=2c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)(碳元素守恒)c(OH-)=c(H+)+ c(HCO3-)+2c(H2CO3)“大小比较”【思考】已知等物质的量浓度醋酸与醋酸钠混合溶液呈酸性,写出混合溶液中各离子浓度大小关系。NH4Cl溶液c(Cl-)c(NH4+) c(H+)c(OH-)CH3COONa溶液c(Na+)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)Na2CO3溶液c(Na

52、+)c(CO32-) c(OH-)c(HCO3-) c(H+)例、将10 mL0.2 mol/L氨水和10 mL0.1 mol/L盐酸混合后, 溶液里各种离子物质的量浓度的关系是 ( )A. c (Cl-) + c (OH-) = c(NH4+) + c (H+) B. c (Cl-) c(NH4+) c (H+) c (OH-)C. c(NH4+) c (Cl-) c (OH-) c (H+) D. c (Cl-) c (H+) c (NH4+) c (OH-)AC例有4中混合溶液,分别由等体积0.1mol/L的2种溶液混合而成:CH3COONa与HCl; CH3COONa与NaOH;CH3

53、COONa与NaCl;CH3COONa与NaHCO3; 下列各项排序正确的是( ) ApH: Bc(CH3COO-): C溶液中c(H+): Dc(CH3COOH):例、根据右表提供的数据,判断在等浓度的混合溶液中,各种离子浓度关系正确的是( )3(HCO )(ClO )(OH )ccc3(ClO )(HCO )(H )ccc323(HClO)(ClO )(HCO )(H CO )cccc+3(Na )(H )(HCO )(ClO )(OH )ccccc ABCD3、用于制备、提纯某些物质Fe(OH)3胶体的制备:向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,加热煮沸几分钟Fe3+ + 3H2O Fe(OH

54、)3 + 3H+TiCl4 + (x+2)H2O TiO2xH2O+ 4HCl加入大量的水加热促进水解加热纳米TiO2的制备:【思考】在一般条件下加热AlCl3溶液,并灼烧所得到的固体,最后的产物是Al2O3。在一般条件下加热Al2(SO4)3溶液,最后得到的晶体是Al2(SO4)3晶体。 Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+HCl易挥发,使水解平衡正向移动H2SO4不易挥发如果要得到AlCl3晶体,应如何操作?加热MgCl2溶液,可得到MgCl26H2O晶体,若继续加热则最后得到的固体产物是Mg(OH)Cl。 在一般条件下加热AlCl3溶液,并灼烧所得到的固体,最后的产物是Al

55、2O3。Al3+较Mg2+易水解【思考】为了除去氯化镁酸性溶液中的Fe3+离子,可在加热搅拌下加入一种试剂,过滤后再加入适量盐酸。这种试剂是( ) A氧化镁 B.氢氧化钠 C.碳酸钠 D. 碳酸镁 AD4、盐溶液的配制和贮存配制FeCl3溶液: 要加HCl,抑制水解以防止浑浊 。 配制CuSO4溶液要加_配制Na2S溶液要加_H2SO4NaOHFe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+S2-+H2O HS-+OH-HS-+H2O H2S+OH-Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+如:Na2CO3、Na2SiO3等水解呈碱性,不能存放在磨口玻璃塞的试剂瓶中;NH4不能存放在

56、玻璃瓶中,应NH4水解应会产生HF,腐蚀玻璃 。3、解释某些现象(1)加热可以增强纯碱溶液的去油污能力CO32- + H2O HCO3- + OH-水解平衡吸热,加热平衡向正向移动(2)明矾净水KAl(SO4)212H2O(3)化肥的施用如铵态氮肥不能与草木灰混合施用Ca(H2PO4)2和草木灰不能混合施用Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+Al3+HCO3-、CO32-、AlO2-、ClO-、SiO32-、HS-、S2-Fe3+HCO3-、CO32-、AlO2-、ClO-、SiO32-NH4+SiO32-【练习】写出【练习】写出Al3+和和AlO2- 、 HCO3-发生双水解的

57、离发生双水解的离子方程式子方程式(4)双水解问题 当两种离子水解相互促进且水解程度较大时,当两种离子水解相互促进且水解程度较大时,往往不能大量共存往往不能大量共存第四节 难溶电解质的溶解平衡【学生分组实验】NaCl溶液 2mLAgNO3溶液KI溶液Na2S溶液观察现象观察现象观察现象【学生分组实验】MgCl2溶液5mLNaOH溶液分成5份观察现象H2O盐酸NH4Cl溶液NH4Ac溶液FeCl3溶液【学生分组实验】Na2SO4溶液3mLCaCl2溶液分成2份观察现象Na2SO4溶液静置Na2CO3溶液观察现象观察现象【思考】展示室温下的NaCl溶液,讨论NaCl的溶解是在 什么作用下实现的?水分

58、子【讨论】(1)可采用什么方法判断该溶液是否为NaCl饱和溶液? NaCl在水溶液中达到溶解平衡状态时有何特征? 取2mLNaCl溶液于一支试管中,加入少量的NaCl晶体,充分振荡后,晶体没有溶解,表明该溶液是NaCl饱和溶液,否则就不是。 当NaCl在水溶液里达到溶解平衡状态时,其溶解速率和结晶速率相等;并且只要溶解平衡的条件(如温度、溶剂的量等)不变,该溶液中溶解的NaCl的量就是一个恒定的值。(2)欲使该溶液中NaCl析出的方法有哪些?加热浓缩冷冻降温【教师演示实验】 取2mLNaCl饱和溶液(约5.4mol/L),加入少量浓盐酸(约12mol/L),观察现象。产生大量白色沉淀【讨论】你

59、认为发生上述变化现象的原因是什么? 根据溶液中离子的组成,析出的只能是NaCl晶体。由于盐酸的加入,使c(Cl-)明显增大,进而使溶液中Na+和Cl-结晶速率加快,所以有NaCl晶体析出。 (1)溶解在溶液中的Na+和Cl-仍然存在着相互作用,仍然有机会重新结合,甚至形成NaCl“沉淀”,这与溶液中有难溶电解质生成的离子反应有极大的相似性。 (2)证明了NaCl的溶解过程是可逆的,在NaCl的饱和溶液中确实存在着溶解平衡。【归纳】上面的实验和讨论共同证明了什么?NaCl (s) Na+(aq)+Cl-(aq)c(Ag+)c(Cl-)n(AgCl)AgCl初加入溶解过程形成饱和溶液后最小最小最大

60、变大变大变小不变不变不变Ag+Cl-【问题】可溶性电解质的溶解既然存在着溶解平衡,那么难溶电解质在水中是否也存在着溶解平衡呢? 生成难溶电解质的反应之所以能够发生,因为生成物的溶解度小(20时,AgCl的溶解度为1.510-4g)。但不是绝对不溶,生成的AgCl沉淀会有少量溶解。Ag+(aq)+Cl-(aq) AgCl (s) 当沉淀生成的速率和溶解的速率相等时,得到AgCl饱和溶液,即建立下列动态平衡: 沉淀、溶解之间这种动态平衡的存在,决定了Ag+和Cl-反应不能完全进行到底。Ag+(aq)+Cl-(aq) AgCl (s)沉淀溶解 在上层清液中滴加KI溶液后,出现黄色沉淀,说明上层清液中

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