水的电离和溶液的酸碱性【市一等奖】

第二节水的电离和溶液的酸碱性21七月2023第二节水的电离和溶液的酸碱性（Ⅰ）学习目标及要求：1、理解水的电离平衡和水的离子积常数。2、理解外界条件对水的电离平衡的影响。3、运用水的离子积常数计算溶液中的H+、OH-的浓度。一、水的电离图3-5水的分子结构示意图图3-5水分子电离示意图1.水的电离平衡H2OH++OH－简写：H>0思考:纯水中的微粒有哪些？多少关系如何?思考:含有H+的溶液一定是酸，含OH－的溶液一定是碱吗？2.任何酸溶液中只含H+,任何碱溶液中只含OH－吗?结论:

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。2.水的离子积常数水平衡常数：K电离＝c(H+)×c(OH－)

c(H2O)

因为水的电离极其微弱，在室温下55.6molH2O中只有1×10-7molH2O电离,电离前后H2O的物质的量几乎不变，因此c(H2O)可以视为常数，这样上式可表示为:c(H+)×c(OH－)＝K电离·c(H2O)

其中常数K电离与常数c(H2O)的积为一新的常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作KW。

25℃时,水中H+浓度和OH－浓度都是1.0×10－7mol/L，所以KW=c(H+)·c(OH－)=1.0×10－14注意:(1)KW不仅适用于纯水,还适用与酸性或碱性的稀溶液，即在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H+和OH－共存,且25℃时KW=1.0×10－14。(2)KW与温度有关，因为水的电离是吸热过程，所以温度升高，有利与水的电离，KW增大，如100

℃时KW=10－12

。表3-2不同温度下水的离子积常数

温度/℃0102025405090100Kw/10-140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.03.影响水的电离平衡的因素(1)酸、碱等:

在纯水中加入酸或碱,均使水的电离平衡左移,c(H+)和c(OH－)发生变化,PH也改变。(2)温度:

由于水的电离吸热过程，若升高温度，水的电离程度增大，平衡右移，c(H+)和c(OH－)同时增大，PH减小，但溶液仍为中性。酸碱性水的电离平衡移动方向c(H+)加热加NaOH加HClc(H+)与c(OH－)大小关系Kw变化c(OH－)讨论：对常温下的纯水进行下列操作，完成下表：

中性正向增大增大相等增大酸性逆向增大减小大于不变碱性逆向减小增大小于不变结论：加入酸或碱都抑制水的电离４.水的离子积（KW）的简单计算1)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=10－14③某温度下，某液体c(H+)=10－7mol/L，则该溶液一定是纯水。√××2)室温0.01mol/L盐酸溶液中，c(H+)、c(OH－)分别为多少？c(H+)=0.01mol/Lc(OH－)=KW/c(H+)=10－12mol/L3)室温0.01mol/LNaOH溶液中，c(H+)

、c(OH－)分别为多少？c(OH－)=0.01mol/Lc(H+)=KW/c(OH－)=10－12mol/L思考:上两题中,由水电离的c(H+)或c(OH－)分别为多少？

判断：1、向纯水中加入物质，水的电离平衡将逆向移动2、如果由水电离出的H+浓度为10-10，则Kw=10-20练习计算：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1×10-24mol/L，该溶液的c（H+）可能为____________________

10-1010-510-9接近10-7接近10-710-12mol/L或10-2mol/L××钠第二节水的电离和溶液的酸碱性（Ⅱ）溶液的酸碱性由溶液中H+、OH-浓度相对大小决定酸性:c(H+)＞c(OH-)中性:c(H+)=c(OH-)碱性:c(H+)＜c(OH-)常温25℃c(H+)＞10-7mol/Lc(H+)=10-7mol/Lc(H+)＜10-7mol/L无论任何温度，无论酸性、中性、碱性溶液，都存在水电离出的H+、OH-，并且由水电离出的这两种离子浓度一定相等。二、溶液的酸碱性与pH(一)溶液的酸碱性与c(H+)、

c(OH-)的关系判断正误：1.如果c(H+)不等于c(OH-)则溶液一定呈现酸碱性。2.在水中加酸会抑制水的电离，电离程度减小。3.如果c(H+)/c(OH-)的值越大则酸性越强。4.任何水溶液中都有c(H+)和c(OH-)。5.c(H+)等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性。6.对水升高温度电离程度增大，酸性增强。√××√√√思考：100℃时KW=1×10-12在100℃时，纯水中c(H+)为多少？c(H+)

＞1×10—7mol/L是否说明100℃时纯水溶液呈酸性？100℃时，c(H+)

=1×10—7mol/L溶液是否呈中性？注意:不能用c(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。∵表示较小的c(H+)=10-12mol/L时，很麻烦但应用广∴所以引入了一种方便方案：

c(H+)

→10-12mol/L→

lgc(H+)

→-12→12

-lgc(H+)

(二)pH值概念:pH是c(H+)的负对数1、意义：pH的大小能反映出溶液中c(H+)的高低,即表示稀溶液酸、碱性的强弱。2、表示：用c(H+)

的负对数来表示。即:pH=-lgc(H+)

练习：（1）浓度为10-5mol/L、0.1mol/L、1mol/L的盐酸溶液的pH值分别为多少？（2）浓度为10-5mol/L、0.1mol/L、1mol/LNaOH溶液的pH值为多少？

计算碱溶液pH值应先算c(OH-)

，再利用KW计算出c(H+)

，由c(H+)算pHlg2=0.3lg3=0.477lg5=0.7常用的对数有：5、1、09、13、14任意温度25℃酸碱性与PH的关系酸性中性碱性c(H+)＞c(OH-)c(H+)=c(OH-)c(H+)＜c(OH-)PH＜7PH=7PH＞7c(H+)越大PH越小，酸性越强c(OH-)越大pH越大，碱性越强(三)溶液的pH值与酸碱性强弱的关系讨论：pH值变化与酸碱性变化的关系怎样？

pH值越大碱性越强，pH越小酸性越强练习:100℃，KW=10-12，在100℃时纯水的pH值

pH=6，是否说明100℃时纯水成弱酸性？（未给明条件时）不能用pH值等于多少来判断溶液酸、碱性。一般都是未注明条件都是指常温。pH值有关判断正误1、强酸溶液的pH值一定小。2、pH值等于6的溶液，一定是一个弱酸体系。3、pH值相同的强酸和弱酸中c(H+)相同。4、在常温下，pH=0的溶液酸性最强，pH=14的溶液碱性最强5、常温下，由水电离出的c(H+)

10-12mol/L，则溶液pH定为126、相同温度下，相同体积和pH值的盐酸，醋酸、硫酸中H+的物质的量相等××√××√pH123.1

4.4

567891011121314甲基橙红色橙色黄色石蕊红色紫色蓝色酚酞无色浅红色红色(1)酸碱指示剂（定性测量范围）(四)pH值的测量酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱。以HIn代表石蕊分子:

HIn（红色）

H++In-

（蓝色）指示剂的变色范围(2)pH试纸(定量粗略测量)pH

01234567891011121314

强酸性

弱酸性中性弱碱性

强碱性红色橙红色橙黄色浅草绿色深草绿色蓝色深蓝色黄色蓝紫色(整数位)讨论：pH试纸的使用能否直接把pH试纸伸到待测液中？是否要先湿润pH试纸再测定？能否用广泛pH试纸测出pH=7.1来？

标准比色卡中的数据都是整数如用湿润的pH试纸检验待测液，对该溶液pH值的测定：A、一定有影响B、偏大C、偏小D、不确定使用方法：将干燥的pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上,显出颜色后马上跟标准比色卡相对比。√(3)pH计(定量精确测量)(小数位)常见的试纸PH试纸:测PH值(仅此试纸不能润湿)红色石蕊试纸:测碱性气体NH3蓝色石蕊试纸:测酸性气体

淀粉-KI试纸:测氧化性气体:Cl2O3NO2Br2等溶液的pH值c(H+)

0100110—1210—2310—3410—4510—5610—6710—7810—8910—91010—101110—111210—121310—131410—14酸性增强碱性增强pH值越大碱性越强，酸性越弱当c(H+)

>1mol/L或小于10-14

(c(OH-)>1mol/L)时，使用pH值更不方便。所以用物质的量浓度表示更好

pH值一般表示1mol/L以下c(H+)的浓度(c(OH-)<1mol/L)

pH值越小酸性越强，碱性越弱第二节水的电离和溶液的酸碱性（Ⅲ）3(一)单一溶液的计算pH=-lgc(H+)酸性:求c(H+)→pH碱性:求c(OH-)→c(H+)→pHpH+pOH=14c(H+)·c(OH-)=1×10-14三、有关pH的计算(二)强酸、强碱的稀释例1.pH=3的盐酸①加水稀释到原来的10倍，pH=______②加水到原来的103倍，pH=______,③加水到原来的104

倍pH=_______,④加水到原来的106倍，pH=________例2.①pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的10倍，则溶液的pH=________②加水稀释到原来的102倍，则溶液的pH=________③加水稀释到原来的103倍，则溶液的pH=_______④加水稀释到原来的105倍，则溶液的pH=________关键：抓住氢离子进行计算！关键：抓住氢氧根离子进行计算！46接近7接近798接近7接近7结论：强酸（碱）每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。强酸溶液每稀释10倍，PH增大一个单位。酸、碱溶液无限稀释时，pH均无限接近于7(均要考虑水的电离)。强碱溶液每稀释10倍，PH减小一个单位。注意：当酸提供的c(H+)很小时，不能忽略水电离出的c(H+)；当碱提供的c(OH-)很小时，不能忽略水电离出的c(OH-)。(三)弱酸、弱碱的稀释结论：弱酸（碱）每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位。例3.pH=3醋酸加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围____________；pH=12氨水加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围_____________

。弱酸、弱碱稀释后溶液pH的变化比强酸、强碱小。例4.有两瓶pH=2的溶液，一瓶是强酸，一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水，而没有其它试剂，简述如何用最简单的实验方法来判断那瓶是强酸？3~411~12(四)强酸、强碱溶液混合方法：先反应---按过量的计算，若酸过量，求c(H+)，再算pH值。若碱过量，先求c(OH-)，再求c(H+)，再算pH值例1、在25℃时，100ml0.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的NaOH溶液混合后，溶液的pH值等于多少？（混合过程体积变化忽略不计，下题相同）关键：酸过量抓住c(H+)进行计算！NaOH

+

HCl

=NaCl

+

H2O0.060.04pH=-lgc(H+)=-lg0.02/（0.1+0.1）=-lg10—1=1例2、在25℃时，100ml0.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的NaOH溶液混合后，溶液的pH值等于多少？关键：酸过量抓住c(H+)进行计算！

碱过量抓住c(OH-)进行计算！NaOH+HCl=NaCl+H2O0.060.04c(OH-)=（0.1×0.6-0.1×0.4)/(0.1+0.1)=0.1

mol/L

pH=-lgKW/c(OH—)=-lg(10-14/0.1)=-lg10-13=13把pH=12的NaOH溶液V1

和pH=2的HCl溶液V2混合后，溶液呈中性。则V1：V2=_________；把pH=11的NaOH溶液V1

和pH=2的HCl溶液V2混合后，溶液呈中性。则V1：V2=_________；把pH=13的NaOH溶液V1

和pH=2的HCl溶液V2混合后，溶液呈中性。则V1：V2=_________；1:110:11:102、中和相同体积、相同pH值的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种稀溶液，所用相同物质的量浓度的盐酸的体积分别为V1、V2、V3，则三者关系为：（）A、V1>V2>V3B、V1<V2=V3C、V1<V2<V3D、V1=V2<V3有“弱”的参加的中和反应1、pH=1的醋酸与pH=13

的NaOH等体积混合能否恰好反应？c(H+)、c(Na+)、c(OH-)、c(CH3COO-)从大到小的顺序是？D醋酸过量，使得溶液呈酸性c(CH3COO-)＞c(Na+)＞c(H+)＞c(OH-)四、pH值的应用1.医疗方面：2.生活方面：3.环保方面：4.农业方面：5.科技方面：练习、pH相同的等体积的两份溶液A和B；A为盐酸，B为醋酸，分别和锌反应，若最后仅有一份溶液中存在锌，且放出氢气的质量相同，则下列说法正确是的（）①反应所需要的时间B＞A②开始反应时的速率A＞B③参加反应的锌的物质的量A＝B④反应过程的平均速率B＞A⑤盐酸里有锌剩余⑥醋酸里有锌剩余

A．③④⑤B．③④⑥C．②③⑤D．②③⑤⑥A第二节水的电离和溶液的pH（Ⅳ）酸碱中和滴定一、酸碱中和滴定原理1、化学分析中有:定性分析：鉴定物质的成分、确定物质的存在、检验物质的性质等。定量分析：测定物质的含量、纯度、浓度等。

酸碱中和滴定是定量分析2、中和滴定的原理:

用一种已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液跟未知浓度的碱(或酸)溶液完全中和,测出二者的体积,根据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值,就可以计算出碱(或酸)溶液物质的量浓度。

3、中和反应的实质:

酸电离出来的H+与碱电离出来的OH-以等物质的量结合生成水的反应。H++OH－=H2O

4、酸碱中和滴定的实验原理：通过测定——————的溶液————，根据中和反应的————————来计算————————溶液的浓度的定量分析方法。已知浓度体积计量系数未知浓度一般地，已知浓度的溶液叫标准液，未知浓度的溶液叫待测液。中和滴定的基本实验思路：固定待测液体积，测定标准液体积，结合反应计量系数，计算待测液浓度。5、实验关键点：⑴准确测定参加反应的两种溶液的——————；⑵准确判断中和反应是否————————。体积进行完全6、指示剂选择:（1）原则:指示剂变色范围更接近于酸碱恰好中和时溶液的PH值，滴定终点前后颜色变化明显。（2）方法：一般选用酚酞与甲基橙，(不选石蕊的原因:变色不明显,变色范围广)①强强滴定:酚酞与甲基橙均可②强酸滴定弱碱:甲基橙（酸性范围内变色）

③强碱滴定弱酸:酚酞（碱性范围内变色）甲基橙：（红）－3.1～橙色～4.4－（黄）酚酞：（无）－8.2～粉红色～10.0－(红)⑵待测液：————————————二、中和滴定的仪器及试剂⑴标准液：————————————已知浓度的溶液未知浓度的溶液⑶指示剂：————————————1试剂：2、仪器：用作中和反应容器，盛装待测液用于配制标准液甲基橙或酚酞溶液放置滴定管酸式滴定管碱式滴定管滴定管用于测定标准液或待测液的准确体积滴定管的构造特点：酸式滴定管————————，碱式滴定管—————————————。玻璃活塞橡皮套加玻璃珠滴定管上有刻度线，标明了最大体积和使用温度滴定管使用注意事项：⑴酸式滴定管：不能盛放碱液、水解显碱性的盐溶液、氢氟酸⑵碱式滴定管：不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液想一想：量筒的构造与滴定管有何不同？量筒———“0”刻度线，其刻度由下到上读数———————，最大刻度线在其————。没有由小到大上方⑷普通滴定管的精密度为—————ml0.01⑶滴定管的“0”刻度线—————，但并未在—————，滴定管上的刻度由上到下，读数———————，最大刻度线在滴定管————。上方最上方由小到大下方滴定管下端有气泡，必须排除；排除方法为：⑸滴定管使用前，应检查滴定管下端是否漏液和存在气泡。⑹滴定管读数必须————刻度线平视俯视图仰视图滴定管的俯视和仰视正确视线仰视视线正确读数仰视读数视线偏低，读出液面比实际低(读数偏大)正确视线俯视视线正确读数俯视读数视线偏高，读出液面比实际高（读数偏小）0三、中和滴定操作过程（以标准盐酸滴定NaOH为例）1、准备工作：⑴滴定管：①检查滴定管是否———————；②滴定管洗涤：用蒸馏水洗涤酸式滴定管后再用——————洗涤2～3次、碱式滴定管用蒸馏水洗涤后再用——————洗涤2～3次；③装液：将标准盐酸溶液装入酸式滴定管、将待测NaOH溶液装入碱式滴定管至“0”刻度线上方——————处，并排除滴定管嘴尖处的—————；④调整液面：将滴定管中的标准液或待测液的液面调整到—————（或————----—以下某刻度），记下刻度。漏液标准液待测液2～3cm气泡“0”刻度“0”刻度⑵锥形瓶：只能用——————洗涤，不能用——————洗涤。蒸馏水待测液要注意正确手势：左手酸式滴定管使用右手：拿住锥形瓶，并不断旋转振荡。酸式滴定管碱式滴定管碱式滴定管使用⑴用—————————量取一定体积的待测液（NaOH)于锥形瓶中，滴入2～3滴指示剂（酚酞试液），待测液变成—————。2、滴定过程：碱式滴定管红色⑵用————握活塞旋转开关，————不断旋转振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中——————————和滴定管——————，至————变成————，且半分钟不褪色为止，记下滴定管刻度。左手右手液流速度红色无色⑶重复上述操作——————次，算出消耗标准液体积的——————。2～3平均值色变化

溶液颜滴定终点的判断:

溶液颜色发生变化且在半分钟内不再变色。多次测定,求各体积的平均值(误差小)

强酸滴定强碱强碱滴定强酸甲基橙由黄

橙酚酞由红

无色甲基橙由红

黄酚酞由无色

粉红3、结果计算：用上述标准液体积的平均值进行计算操作步骤：查漏→洗涤（蒸馏水洗→溶液润洗）→装液→排气泡→调整液面并记录→取待测液→加入指示剂→滴定→记录→计算1、滴定过程中为了更清楚地观察溶液颜色的变化,常在铁架台的底座上放一块白瓷板或白纸。注意:2、滴定终点是指酸碱恰好反应时溶液的PH值,显然达到终点时,溶液的PH值不一定等于7。中和滴定实验中的误差因素分析一、仪器润洗不当⒈盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗⒉盛待测液的滴定管或移液管用蒸馏水洗后未用待测液润洗⒊锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗二、读数方法有误⒈滴定前平视，滴定后俯视；⒉滴定前俯视，滴定后仰视；⒊天平或量筒的使用读数方法错误；偏大偏大偏大偏小偏小==四、指示剂选择欠妥⒈用强酸滴定弱碱，指示剂用酚酞；（正确选择：甲基橙）⒉用强碱滴定弱酸，指示剂选用甲基橙；（正确选择：酚酞）（①两强滴定，原则上甲基橙和酚酞皆可选用；②中和滴定肯定不用石蕊。）三、操作出现问题⒈盛标准液的滴定管漏液；⒉盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡，终了无气泡或前无后有）；⒊振荡锥形瓶时，不小心有待测液溅出；⒋滴定过程中，将标准液滴到锥形瓶外；⒌指示剂褪色未振荡就立即读数；偏小偏大偏小偏大五、终点判断不准确如滴定管的尖嘴部分有半滴或一滴标准液未滴下；六、样品中含有杂质⒈用盐酸滴定含Na2O的NaOH样品；⒉用含Na2CO3的NaOH标准液滴定盐酸；七、指示剂的变色范围指示剂酸中颜色PH

变色范围碱中颜色甲基橙红色PH＜3.13.1→4.4橙色黄色PH＞6.2酚酞无色PH＜8.28.2→10.0粉红色红色PH＞10石蕊红色PH＜5.05.0→8.0紫色蓝色PH＞10偏大知识梳理中和反应:酸和碱反应生成盐和水的反应。酸＋碱→盐(正盐)＋水△H＜0当酸碱恰好中和时,参加反应的酸碱物质的量之比等于它们的计量数之比。当酸碱计量数之比等于1时:==可表示为实质:H＋＋OH－=H2ODD练习：2、常温下一种PH为2的酸溶液与一种PH为12的碱溶液等体积相混合，对溶液的酸碱性的说法正确的是()A、若是二元强酸和一元强碱，混合液为酸性B、若是浓的强酸和稀的强碱，混合液中呈酸性C、若是浓的弱酸和稀的强碱，混合液呈碱性D、若是强酸和强碱相混合，溶液反应后呈中性1、某酸溶液的PH为2，某碱溶液的PH为12，两者等体积相混合后，有关PH值的变化正确的是（）A、大于7B、小于7C、等于7D、三种都有可能3、同体积的PH为3的盐酸、硫酸、醋酸和硝酸四种溶液，分别加入足量的锌粉，叙述正确的是（）A、硫酸溶液中放出的氢气的量最多B、醋酸溶液中放出的氢气的量最多C、盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等D、盐酸比硝酸放出的氢气的量多BD4、向体积均是1L，PH值也相等的盐和醋酸两溶液中加入表面积质量均相等的锌块，下列叙述不可能正确的是（）A、反应开始时，盐酸的速率比醋酸快B、