高中化学人教新课标 选修四化学反应原理《水溶液中的离子平衡》

1、,新课标人教版课件系列,高中化学 选修4,第三章 水溶液中的 离子平衡,教学目标,了解电解质、强电解质和弱电解质的概念。 了解强、弱电解质与结构的关系，能正确书写常见物质的电离方程式。 理解弱电解质的电离平衡，以及温度、浓度等条件对电离平衡的影响。 了解水的电离平衡及其“离子积” 了解溶液的酸碱性和pH的关系 使学生理解强碱弱酸盐和强酸弱碱盐的水解。 培养学生分析问题的能力，使学生会透过现象看本质。 培养学生的实验技能，对学生进行科学态度和科学方法教育。 掌握难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用 10运用平衡移动原理分析、解决沉淀的溶解和沉淀的转化问题,第三章 水溶液中的离子平衡,第一节 弱电

2、解质的电离,1、(1)什么叫电解质？ 举例说明. (2)什么叫非电解质？ 举例说明.,知识回顾：,电解质和非电解质比较 电解质 非电解质 概念：在水溶液中或熔化状态下 在水溶液和熔化状态 能够导电的化合物。 下都不能导电的化合物。 和结构关系：大多数离子化合物 极性键或非极性键构成 强极性键共价化合物 的化合物 实例： 酸 碱 盐，H2O 大多数有机物，SO3、CO2 等 说明：溶液导电与否是由内外因共同作用的结果，内因为必须有电解质，外因在水的作用下两者缺一不可，可用下列图示表示： 电解质 电离 导电 溶液导电性强弱是由溶液中自由移动离子浓度决定。,1.石墨能导电，所以是电解质。 2.由于B

3、aSO4不溶于水，所以不是电解质。 3.盐酸能导电，所以盐酸是电解质。 4.SO2、NH3、Na2O溶于水可导电，所以均为电解质。,讨论以下几种说法是否正确，并说明原因。,实验3-1：体积相同，氢离子浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条反应，并测量溶液的pH值,开始1mol/LHCl与镁条反应剧烈，说明1mol/LHCl中氢离子浓度大，即氢离子浓度为1mol/L，说明HCl完全电离；而开始1mol/LCH3COOH与镁条反应较慢，说明其氢离子浓度较盐酸小，即小于1mol/L，说明醋酸在水中部分电离。HCl是强电解质，CH3COOH是弱电解质。,探究结果：,什么叫强电解质？什么叫弱电解质？,在水溶液里

4、全部电离成离子的电解质叫强电解质；如强酸、强碱、绝大多数盐。 只有一部分分子电离成离子的电解质叫弱电解质。如弱酸、弱减、水。,练习：判断下列物质， 属强电解质的 有哪些？属弱电解质的有哪些？,NaCl、 NaOH 、 H2SO4、CH3COOH、NH3H2O、Cl2、Cu,强电解质： 弱电解质：,在水溶液里或熔融状态下全部电离成离子的电解质(其离子无 分子化倾向)。包括大多数盐类、强酸、强碱。,在水溶液里部分电离成离子的电解质(其离子有分子化倾向)包括弱酸(如HAc、H2S)、弱碱(如NH3H2O)、水。,NaCl = Na+Cl-,HAc H+Ac-,小结：,离子化合物,大部分 的盐类,强

5、碱,共价化合物,强 酸,弱 酸,弱 碱,水,弱电解质,强电解质,二、弱电解质的电离平衡,思考与讨论：,1、开始时，V电离 和 V结合怎样变化？,2、当V电离 = V结合时，可逆 过程达到一种什么样的状态？ 画出Vt图。,弱电解质电离的V-t图像,V电离,V结合,0,t1,t2,V电离= V结合,平衡状态,t,V,电离平衡,在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态,思考与讨论：,例1， 在氨水中存在怎样的电离平衡？向其中分别加入适量的盐酸、NaOH溶液、NH4Cl溶液以及大量的水，对平衡有什么影响？,NH3H2O NH4

6、 + + OH -,右,左,左,右,影响电离平衡有哪些因素 （1）温度 电离过程是吸热过程，平衡温度升高向电离方向移动。 （2）浓度 浓度越大，电离程度越小。 （3）其他因素,问题探讨,1.弱电解质加水稀释时，电离程度_,离子浓度_? (填变大、变小、不变或不能确定）,变大,不能确定,画出用水稀释冰醋酸时离子浓度随加水量的变化曲线。,问题探讨,2.金属导电与电解质溶液导电有何不同？升温对二者的导电性有何影响？,*自由电子的定向移动；自由移动的离子定向移动,*升温，金属导电性减弱；电解质溶液导电性增强,说明： 电离平衡是动态平衡，平衡移动符合勒夏特列原理 多元弱酸，分步电离，第一步电离大于第二步

7、电离，第二步电离远大于第三步电离， 例如:0.1mol/LH2S溶液中各步电离H+为： H2S H+HS- H+=110-4mol/L HS- H+S2- H+=110-13mol/L 电离难的原因： a、一级电离出H+后，剩下的酸根阴离子带负电荷，增加了对H+的吸引力，使第二个H+离子电离困难的多； b、一级电离出的H+抑制了二级的电离。,练习,1.将0 .1mol/L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. H+ B. OH- C. OH- /NH3H2O D. NH4+ 2 .一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为减缓反应速率而不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加

8、入适量的（ ） A.NaOH(固） B.H2O C.NH4Cl（固） D.CH3COONa (固）,AC,BD,练习,3.有H+浓度相同、体积相等的三种酸：a、盐酸 b、硫酸 c、醋酸，同时加入足量的锌，则开始反应时速率_，反应完全后生成H2的质量_。（用 表示）,a=b=c,a=b磷酸柠檬酸碳酸,再见 祝同学们学习进步,探究实验设计建议：,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 ,一、水的电离,水是一种极弱的电解质 精确的导电性实验表明，纯水大部分以分子的形式存在，但其中也存在着极少量的H3O和OH。水中存在着微弱的电离。 H2O + H2O H3O+ + OH- 简写为

9、：H2O H+ + OH-,水的离子积(KW),水达到电离平衡时，也存在着电离常数 因水的电离极其微弱，在室温下55.6mol H2O中只有110-7mol H2O电离。c(H2O)可视为常数，上式可表示为：,c( H+) c( OH-),=K电离,c(H2O),=KW,水的离子积(KW),水的离子积KW可由实验测得，也可通过计算求得。 由上表可知，随着温度的升高，水的离子积增大。一般在室温下，忽略温度的影响。,思考与交流,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1000 g，其中，H2O的物质的量近似为1000 g /

10、 18 g /mol =55.6 mol。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,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-),.=.=.=. ,2、相同浓度的NaF和NaCl溶液中，其离子总浓度的大小关系是 。,NaClN

11、aF,小结：盐类水解规律 1谁弱谁水解，谁强显谁性，越弱越水解，都弱都水解，都强不水解。 2大多数盐水解程度较小，多元弱酸的酸根分步水解，以第一步水解为主。 3. 同种离子单水解的程度小于双水解。如NaHCO3 中的HCO3- 的水解程度小于NH4HCO3中的HCO3-的水解程度。 4.多元弱酸酸式盐溶液中存在两种平衡，电离平衡与水解平衡共存，溶液的酸碱性取决于这两个平衡谁占主导地位。 HPO24-以水解为主，溶液显碱性。 H2PO4- 、 HSO3-以电离为主，溶液显酸性,五、盐类水解的应用,1、判断盐溶液的酸碱性和比较盐溶液酸碱性的强弱时，通常需考虑盐的水解。 练：相同条件，相同物质的量浓

12、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： 答:NaOHNaClONa2CO3NaHCO3 CH3COONaNa2SO4(NH4)2SO4NaHSO4,2、比较盐溶液中各离子浓度的相对大小时，需考虑盐的水解。 练：25时，在浓度均为1mo/L的(NH4)2SO4、(NH4)2CO3、(NH4)2Fe(SO4)2三种溶液中，若测得其中c(NH4+)分别为a、b、c（单位为mo/L）,则下列判断正确的是（ ） A.a=b=c B.cab C.bac D.acb,3、关于弱酸、

13、弱碱的判断。 练：能证明醋酸是弱酸的事实是（ ） A. 醋酸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/L,CD,物质的量浓度相同的三种钠盐，NaX、NaY、NaZ的溶液，其PH值依次为8、9、10，则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是（ ） A. HX、 HZ 、 HY B. HZ 、HY、 HX C. HX、HY、HZ D. HY、HZ 、 HX,C,练,写出Al3+和AlO2- 、 CO32-、 HCO3-发生双水解的离子方程式,4、双水解问题,当两种离子水解相互促进且水

14、解程度较大时，往往不能大量共存,在下列各组离子中，能大量共存的是（ ） A. Ag+、NO3-、Cl-、K+ B. Al3+、Cl-、HCO3-、Na+ C. Fe2+、 NO3-、SO42-、H+ D. NH4+、 Na+、 Cl-、 HCO3-,D,练,泡沫灭火器的原理,Al2(SO4)3 + 6NaHCO3 = 2Al(OH)3 + 6CO2 + 3Na2SO4,5、水溶液的配制。,怎样配制FeCl3溶液？,答：取一定量的FeCl3晶体于烧杯中，加适量较浓的盐酸溶解，然后再加蒸馏水稀释到所需的浓度。倒入试剂瓶，贴上标签即可。,练,怎样配制Na2S溶液？,答：取一定量的Na2S晶体溶解于烧

15、杯中，加几滴NaOH溶液，然后再加蒸馏水稀释到所需的浓度。倒入试剂瓶，贴上标签即可。,6、选择制备盐的途径时，需考虑盐的水解。如制备Al2S3时，因无法在溶液中制取，会完全水解，只能由干法直接反应制取。 加热蒸干AlCl3、MgCl2、FeCl3等溶液时，得不到AlCl3、MgCl2、FeCl3晶体，必须在蒸发过程中不断通入HCl气体，以抑制FeCl3的水解，才能得到其固体。,思考：Na2CO3 、Al2 (SO4)3 溶液蒸干时得到 的主要产物分别是什么?,将溶液经蒸干、灼烧最终所得物质填入下表,练,下列溶液蒸干灼烧后得到的固体物质与原溶液溶质相同的是 A. AlCl3 B. Na2SO3

16、C. NaHCO3 D. NaCl,D,7、化肥的合理使用，有时需考虑盐的水解。 如：铵态氮肥和草木灰不能混合施用；磷酸二氢钙和草木灰不能混合施用。因草木灰（有效成分K2CO3）水解呈碱性。 8、某些试剂的贮存，需要考虑盐的水解。 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不能存放在玻璃瓶中，应NH4水解应会产生HF，腐蚀玻璃 。,练,实验室有下列试剂：NaOH溶液水玻璃Na2S溶液Na2CO3溶液NH4Cl溶液澄清的石灰水浓硫酸。其中必须用带橡胶塞的试剂瓶保存的是（ ） A. B. C. D. ,B,9、某些离子的除杂，需考虑盐的水解。 练：为了除去

17、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,AD,10、Mg、Zn等较活泼金属溶于强酸弱碱盐溶液中产生H2。,练,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 。,提高练习,由一价离子组成的四种盐溶液AC、BD、AD、BC，浓度均为0.1mol/L，在室温下前两种溶液的pH=7，第三种溶液pH7，最后一种溶液pH7。根据水解规律分析这四种盐中阴阳离子所对应的酸、碱的相对强弱是怎样的？,讨论分析：,由于AC溶液pH=7，AD溶液pH7，说明D-为弱酸根离子，且D-的水解程度大于C-，因此，它们相应酸的酸性：