人教版高二化学选修四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(3课时) (共62张PPT)

1、 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡水的离子积；水的离子积；c(H+)、pH与溶液的酸碱性的关系。与溶液的酸碱性的关系。1理解水的电离、水的电离平衡和水的离子积。理解水的电离、水的电离平衡和水的离子积。2使学生了解溶液的酸碱性和使学生了解溶液的酸碱性和pH的关系。的关系。3掌握掌握pH的测定方法。的测定方法。1.1.什么是强电解质？强电解质包括哪些物质？什么是强电解质？强电解质包括哪些物质？在水溶液中能全部电离的电解质是强电解质。在水溶液中能全部电离的电解质是强电解质。强电解质包括强酸、强碱和大多数盐。强电解质包括强酸、强碱和大多数盐。2.2.什么是弱电解质？弱电解质包括哪些物质？什么是弱电

2、解质？弱电解质包括哪些物质？在水溶液中部分电离的电解质是弱电解质。在水溶液中部分电离的电解质是弱电解质。弱电解质包括弱酸、弱碱和水。弱电解质包括弱酸、弱碱和水。酸溶液酸溶液碱溶液碱溶液酸性溶液酸性溶液碱性溶液碱性溶液一、水的电离一、水的电离1.1.水的电离水的电离水分子结构示意图水分子结构示意图水和氢离子结构示意图水和氢离子结构示意图氢氧根离子结构示意图氢氧根离子结构示意图一、水的电离一、水的电离1.1.水的电离水的电离H2O + H2O H3O+ + OH-H2O H+ + OH- 水是一种水是一种极弱极弱的电解质的电解质（通常通常的电流表无法检验其中离子）的电流表无法检验其中离子）实验测得

3、：实验测得：在在25纯水中纯水中: c(H+)=c(OH-)=1.010-7mol/L不同点：不同点：水是在水是在“自身自身”作用下发生的极微弱的电离。作用下发生的极微弱的电离。相同点：相同点：均是均是部分电离部分电离，存在电离平衡和电离常数。，存在电离平衡和电离常数。 试分析水的电离与其它弱电解质的电离有何异同？试分析水的电离与其它弱电解质的电离有何异同？ H2O H+ + OH-H2O + H2O H3O+ + OH-写出水的电离常数的表达式：写出水的电离常数的表达式：计算室温下计算室温下1L水的物质的量。水的物质的量。K电离电离 = 计算室温下水的物质的量浓度。计算室温下水的物质的量浓度

4、。 通过以上计算，你认为在一定温度下，通过以上计算，你认为在一定温度下，c(H+)与与c(OH-)之之间有何关系？间有何关系？c(H+)c(OH-)c(H2O)n(H2O) = 1L1000g/L18g/mol= 55.6molc(H2O) = 55.6mol1L= 55.6mol/Ln(H2O)V(H2O)= = 常数常数m(H2O)M(H2O)= 通过以上计算，你认为在一定温度下，通过以上计算，你认为在一定温度下，C(H+)与与C(OH-)之间有何关系？之间有何关系？由由 K电离电离 = c(H+)C(OH-)c(H2O)c(H2O) = 常数常数得得 c(H+)c(OH-)=K电离电离c

5、(H2O)= 常数常数 = KW水的离子积常数水的离子积常数一、水的电离一、水的电离1.1.水的电离水的电离2.2.水的离子积水的离子积KW = c(H+)c(OH-) 常温下，纯水中：常温下，纯水中： c(H+)=c(OH-)=1.010-7mol/L KW = c(H+)c(OH-)=1.010-14 水的离子积不仅适用于纯水，水的离子积不仅适用于纯水， 也适用于也适用于稀稀的电解质水溶液。的电解质水溶液。H2O H+ + OH- 水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的电离。因此，随着温度的升高，水的离子积增大。电离。因此，随着温度的升高，水的离子积增

6、大。（1 1）分析下表中的数据有何规律，并解释之。）分析下表中的数据有何规律，并解释之。 t/0102025405090100KW/10-140.1140.292 0.6811.012.925.4738.055.0100纯水中：纯水中：c(H+) c(OH-) 1.010-7mol/L25纯水中：纯水中： c(H+) c(OH-) 1.010-7mol/L（2 2）用）用“= =”“ ”或或“ ”填空：填空： （3）试讨论还有哪些因素可以影响水的电离？）试讨论还有哪些因素可以影响水的电离？ 这些因素对这些因素对KW有无影响？有无影响？ KW = c(H+)c(OH-)H2O H+ + OH-一

7、、水的电离一、水的电离1.1.水的电离水的电离2.2.水的离子积水的离子积3.3.影响因素影响因素温度越高，水的电离程度越大，温度越高，水的电离程度越大，KW 越大。越大。酸或碱抑制水的电离，对酸或碱抑制水的电离，对KW 无影响。无影响。能结合能结合H+或或OH-的物质促进水的电离，对的物质促进水的电离，对KW 无影响。无影响。KW = c(H+)c(OH-)H2O H+ + OH-KW只与温度有关只与温度有关1.给蒸馏水中滴加少量盐酸后，下列说法中错误的给蒸馏水中滴加少量盐酸后，下列说法中错误的是（是（ ） A.c(H+)c(OH-)乘积不变乘积不变 B. pH增大了增大了 C.c(OH-)

8、降低了降低了 D. 水电离的水电离的c(H+)增加了增加了B D2.室温下，把室温下，把1mL 0.1mol/L 的的H2SO4溶液加水稀释溶液加水稀释成成2L，在此溶液中由水电离产生的，在此溶液中由水电离产生的H+，其浓度接近，其浓度接近于（于（ ） A.1.010-4mol/L B.1.010-8mol/L C.1.010-11mol/L D.1.010-10mol/LD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。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。 酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近，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酸或碱的稀溶液约为1000

9、g，其中水的物质的量近似为，其中水的物质的量近似为1000g18.0g/mol=55.6mol。此。此时，发生电离的水是否仍为纯水状态时的时，发生电离的水是否仍为纯水状态时的1.010-7mol？ 加入酸或碱时增大了加入酸或碱时增大了c(H+)或或c(OH-)，抑制了水的，抑制了水的电离，从而发生电离的水小于电离，从而发生电离的水小于1.010-7mol/L。H2O H+ + OH-纯水纯水加少量盐酸加少量盐酸加少量氢氧化钠加少量氢氧化钠c(H+)c(OH-)c(H+)和和c(OH-)大小比较大小比较KW（室温）（室温）增大增大减少减少减少减少增大增大c(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-

10、)1.01.01010-7-7mol/Lmol/L1.01.01010-7-7mol/Lmol/L1.010-141.010-14c(H+)= =c(OH-)1.010-14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。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。 根据比较下列情况下，根据比较下列情况下，c(H+)和和c(OH-)的值或变化趋势（增加或的值或变化趋势（增加或减少）：减少）：任何水溶液中，都存在水的电离平衡，都有任何水溶液中，都存在水的电离平衡，都有H+和和OH-。H2O H+ + OH-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。根据室温时水的电离平

11、衡，运用平衡移动原理分析下列问题。 酸性溶液是否有酸性溶液是否有OH-存在？碱性溶液中是否有存在？碱性溶液中是否有H+存在？试解释存在？试解释原因。原因。碱性溶液：碱性溶液：c(H+) c(OH-)二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pHpH1. 溶液的酸碱性与溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系的关系（常温）（常温）中性溶液：中性溶液：c(H+) c(OH-)= =酸性溶液：酸性溶液：c(H+) c(OH-)= = 1.0 1.01010-7-7mol/Lmol/Lc(H+) 1.010-7mol/L c(OH-) 1.010-7mol/Lc(H+) 1.010-7mol/L c(O

12、H-) 1.010-7mol/Lc(H+)1.010-7mol/L的溶液一定呈酸性吗？的溶液一定呈酸性吗？如何判断溶液的酸碱性？如何判断溶液的酸碱性？ 当当c(H+)或或c(OH-)很小时，用很小时，用c(H+)或或c(OH-)表示表示溶液的酸碱性适不适合？溶液的酸碱性适不适合？你还知道可以用什么方法表示溶液的酸碱性？你还知道可以用什么方法表示溶液的酸碱性？ 不一定，利用不一定，利用c(H+)和和c(OH-)浓度的相对大小来判断浓度的相对大小来判断溶液的酸碱性。溶液的酸碱性。 不适合。不适合。2 . pH（常温）（常温）定义：定义：数值范围：数值范围：溶液的酸碱性和溶液的酸碱性和pH的关系：的

13、关系：中性溶液：中性溶液：c(H+)酸性溶液：酸性溶液：c(H+)碱性溶液：碱性溶液：c(H+)= 1.010-7mol/L1.010-7mol/L1.010-7mol/LpHpHpH= 777pH是是c(H+)的负对数，即的负对数，即pH=-lgc(H+)。pH在在0 14之间。之间。二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pH当溶液中当溶液中c(H+) 或或c(OH- ) 大于大于1mol/L时，不用时，不用pH表示溶液的酸碱性。表示溶液的酸碱性。二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性与溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系的关系2.pH定义：定义：数值范围：数值范围：

14、溶液的酸碱性和溶液的酸碱性和pHpH的关系：的关系：pH的测定：的测定：pH试纸试纸pH计计 将将pH试纸放在表面皿上，用干净、干燥试纸放在表面皿上，用干净、干燥的玻璃棒蘸取少量待测液点在的玻璃棒蘸取少量待测液点在pH试纸上，变试纸上，变色后与标准比色卡对照，读出读数。色后与标准比色卡对照，读出读数。 3.求求0.01mol/L NaOH溶液的溶液的pH。解：解：c(OH-) = 0.01mol/Lc(H+) =pH= -lgc(H+) = -lg10-12 = 12c(OH-)KW = 10-12 mol/L0.01 10-14 =三、三、pH的应用的应用(1)人体健康调节：如洗发时人们用的

15、护发素主要功能人体健康调节：如洗发时人们用的护发素主要功能 是调节头发的是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度。使之达到适宜的酸碱度。(2)环保治理污水：酸性废水可投加碱性废渣或通过碱性，环保治理污水：酸性废水可投加碱性废渣或通过碱性，滤料层过滤使之中和，碱性废水可投加酸性废水或利用滤料层过滤使之中和，碱性废水可投加酸性废水或利用烟道气中和。烟道气中和。(3)农业生产调节：控制作物适宜生长的土壤的农业生产调节：控制作物适宜生长的土壤的pH，提，提 高产品的质量、产量。高产品的质量、产量。 在科学实验和工业生产中，溶液在科学实验和工业生产中，溶液PH的控制常常是影响的控制常常是影响实验结果或产品质

16、量、产量的一个关键因素。实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。三、三、pH的应用的应用三、三、pH的应用的应用一、水的电离一、水的电离水的电离水的电离水的离子积水的离子积影响水的电离和影响水的电离和KW的因素的因素二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pH溶液的酸碱性与溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系的关系pH定义定义数值范围数值范围溶液的酸碱性与溶液的酸碱性与pH的关系的关系pH的测定的测定pH试纸试纸pH计计三、三、pH的应用的应用完成随堂检测完成随堂检测1了解各类混合溶液了解各类混合溶液 pH的计算。的计算。2了解溶液稀释时了解溶液稀释时pH的变化规律。的变化规律。了解各类混

17、合溶液了解各类混合溶液 pH的计算。的计算。1pH的定义：的定义：pH 。2.水的离子积：水的离子积： Kw ；常温下，常温下， Kw ，100， Kw ；3.计算计算pH：25，0.005molLH2SO4溶液溶液 pH ；100，0.05molL Ba(OH)2液中液中pH= 。 lgc(H+)c(OH)c(H)1.010-141.010-122111 .酸和碱的酸和碱的pH的计算的计算（1）酸溶液：直接求）酸溶液：直接求c(H+)，再计算，再计算pH。（2）碱溶液：先求）碱溶液：先求c(OH-)，再求，再求c(H+)，最后计算，最后计算pH。c(H+) = c(OH-)KWpH=lgc(

18、H+) pH=lgc(H+) 试求算试求算pH=3的盐酸与的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合后的的硫酸等体积混合后的pH。c(H+) = mol/L = 510-4 mol/L 10-3 + 10-52pH=lgc(H+) = lg(510-4) = 3.3 解：解：2.强酸与强酸溶液混合后的强酸与强酸溶液混合后的pH的计算的计算方法：方法： 先求先求c(H+)，再求，再求pH。 c(H)混混试求算试求算pH=10与与pH=12的氢氧化钠等体积混合后的的氢氧化钠等体积混合后的pH。解：解：c(OH-) = mol/L = 510-3 mol/L 10-4 + 10-22c(H+) = = = 2

19、10-12 mol/L KWc(OH-)10-14510-3pH=lgc(H+) = lg(210-12) = 11.73.强碱与强碱溶液混合后的强碱与强碱溶液混合后的pH的计算的计算方法：方法：先求先求c(OH-)，通过，通过c(H+)= ，再求，再求pH。c(OH-)KW c(OH)混混试求算试求算pH=4的盐酸与的盐酸与pH=12的氢氧化钠等体积混合的氢氧化钠等体积混合后的后的pH。解：据题意可知碱过量，计算过量的氢氧根离子浓度：解：据题意可知碱过量，计算过量的氢氧根离子浓度：c(OH-) = mol/L = 510-3 mol/L 10-2 - 10-42c(H+) = = = 210

20、-12 mol/L KWc(OH-)10-14510-3pH=lgc(H+) = lg(210-12) = 11.74.强酸与强碱溶液混合后的强酸与强碱溶液混合后的pH的计算的计算 强酸和强碱恰好完全反应，溶液呈中性，强酸和强碱恰好完全反应，溶液呈中性，pH7。酸过量，酸过量，先求剩余先求剩余c(H) ，再求，再求pH。c(H)余余 碱过量，碱过量，先求剩余先求剩余c(OH)，通过，通过c(H+)= KWc(OH-)，再求再求pH。c(OH)余余 求求0.005mol/L硫酸溶液的硫酸溶液的pH；求用水稀释到原来体积的求用水稀释到原来体积的10-2后的后的pH；求再继续稀释到原来体积的求再继续

21、稀释到原来体积的10-4后的后的pH。 c(H+) =0.01 100=0.0001mol/L解：解： pH=lgc(H+) = lg0.01 = 2pH=lgc(H+) = lg0.0001 = 4pH75.酸、碱溶液稀释后的酸、碱溶液稀释后的pH的计算的计算强酸强酸（pH=a）弱酸弱酸（pH=a）强碱强碱（pH=b）弱碱弱碱（pH=b）稀释稀释10n倍倍后的后的pH无限稀释无限稀释稀释稀释2倍倍a+napH(a+n)b-n(b-n)pHbpH7但小于但小于7pH7但大于但大于7a0.3b0.3碱按碱，酸按酸，碱按碱，酸按酸，同强混合在之间，同强混合在之间，异强混合看过量，异强混合看过量，无

22、限稀释无限稀释7 7为限。为限。pH值的计算值的计算1.计算方法计算方法(1)酸性溶液的酸性溶液的pH计算计算c(酸酸) c(H) pH(2)碱性溶液的碱性溶液的pH计算计算c(碱碱) c(OH) c(H) pH2.类型类型稀释问题稀释问题混合问题混合问题酸酸混合酸酸混合碱碱混合碱碱混合酸碱混合酸碱混合完成随堂检测完成随堂检测1.理解酸碱中和滴定的原理和有关计算。理解酸碱中和滴定的原理和有关计算。2.初步了解酸碱中和滴定的操作方法。初步了解酸碱中和滴定的操作方法。3.掌握有关酸碱中和滴定的误差分析。掌握有关酸碱中和滴定的误差分析。有关酸碱中和滴定的误差分析。有关酸碱中和滴定的误差分析。今有未知

23、浓度的氢氧化钠溶液，你能想出今有未知浓度的氢氧化钠溶液，你能想出多少种测定其浓度的方法？多少种测定其浓度的方法？ 利用中和反应，用已知物质的量浓度的酸利用中和反应，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。（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法。 酸碱中和滴定酸碱中和滴定1.1.定义：定义：2.原理：原理：n(H+) = n(OH-)一元酸和一元碱：一元酸和一元碱：c c( (酸酸)V V( (酸酸)= )= c c ( (碱碱)V V( (碱碱) )酸碱中和滴定的实验关键是什么？酸碱中和滴定的实验关键是什么？ 3.3.实验的关键：实验的关键：(1(1)

24、 )准确测量参加反应的两种溶液的体积准确测量参加反应的两种溶液的体积(2(2) )准确判断中和反应是否恰好完全反应准确判断中和反应是否恰好完全反应酸碱中和滴定酸碱中和滴定酸式滴定管、碱式滴定管酸式滴定管、碱式滴定管酸碱指示剂酸碱指示剂4.实验仪器实验仪器酸式滴定管酸式滴定管碱式滴定管碱式滴定管铁架台铁架台滴定管夹滴定管夹锥形瓶锥形瓶烧杯烧杯白纸白纸酸碱中和滴定酸碱中和滴定精确度：精确度：0.01mL有有“0”刻度，且小刻度，且小刻度在上。刻度在上。读数的方法：读数的方法：你能读得准吗？你能读得准吗？25.60mL 酸式滴定管和碱式滴定管的结构有什么不同，酸式滴定管和碱式滴定管的结构有什么不同，

25、为什么？盛放溶液时有何要求？为什么？盛放溶液时有何要求？酸式滴定管：酸式滴定管：酸性溶液，强氧化性溶酸性溶液，强氧化性溶液液（腐蚀橡胶）（腐蚀橡胶）碱式滴定管：碱式滴定管：碱性溶液碱性溶液（腐蚀玻璃）（腐蚀玻璃）5.所需试剂所需试剂标准液标准液待测液待测液指示剂指示剂甲基橙甲基橙石蕊石蕊酚酞酚酞3.1 4.4 黄黄红红橙橙5 8 红红紫紫蓝蓝8.2 10 红红浅红浅红无色无色酸碱中和滴定酸碱中和滴定6.6.实验步骤：实验步骤：（1）查）查漏：漏：检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活；检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活；（2）洗）洗涤：涤：用蒸馏水洗涤用蒸馏水洗涤23次后，各用

26、少量待装液润洗滴定管次后，各用少量待装液润洗滴定管 23次；次；（3）装）装液：液：用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液分别注入酸、碱滴用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液分别注入酸、碱滴定管定管 中，使液面为于中，使液面为于“0”刻度以上刻度以上23cm处；处；（4）赶）赶气泡：气泡： 酸式滴定管：快速放液酸式滴定管：快速放液碱式滴定管：橡皮管向上翘起碱式滴定管：橡皮管向上翘起（5）调）调液：液：调节滴定管中液面高度，使液面等于或低于调节滴定管中液面高度，使液面等于或低于“0”刻刻 度，并记下读数。度，并记下读数。（6 6）取液：）取液：从碱式滴定管中放出从碱式滴定管中放出10.00ml10.00ml氢氧化

27、钠溶液于锥氢氧化钠溶液于锥 形瓶中；形瓶中；滴入滴入12滴酚酞溶液，将锥形瓶置于酸式滴定滴酚酞溶液，将锥形瓶置于酸式滴定管下方，并在瓶底衬一张白纸。管下方，并在瓶底衬一张白纸。（7 7）滴定：）滴定：左手左手控制滴定管活塞控制滴定管活塞，右手，右手振荡锥形瓶振荡锥形瓶，眼睛，眼睛要要 始终注视锥形瓶溶液的颜色变化始终注视锥形瓶溶液的颜色变化。（9）计算：）计算：整理数据进行计算。整理数据进行计算。（8）记录：）记录：当看到加一滴盐酸，当看到加一滴盐酸，锥形瓶中溶液红色突变无色，锥形瓶中溶液红色突变无色， 且半分钟内不恢复原色时，且半分钟内不恢复原色时，停止滴定，准确记下盐酸读停止滴定，准确记下盐酸读 数，