化學(xué)選修4第三章第二節(jié)水的電離.ppt

第二節(jié) 水的電離與溶液的酸堿性,在水中水分子有沒有作用呢？,它們能產(chǎn)生自由移動的離子嗎？,接燈泡,接靈敏的電流計,不亮,指針偏轉(zhuǎn),自由移動的離子極少,水能否導(dǎo)電呢？,一、水的電離,1、水是一種極弱的電解質(zhì)，能微弱的電離:,簡寫為：,切記：水溶液中不可能存在O2-離子！,定性討論 純水的組成微粒有哪些？ 作為弱電解質(zhì)，水的電離平衡受哪些外界因素影響？ 溫度、離子濃度（H+、OH-）等影響,在水中投入金屬鈉，對水的電離平衡有無影響？,定量討論 思考1:純水中c(H+)與c(OH-)大小有何關(guān)系？,由水電離出的H+、OH-的物質(zhì)的量相等,寫出水電離的平衡常數(shù)表達式：,實驗測得：在室溫時水中,c(H+) c(OH-)1107mol/L,水的濃度視為常數(shù)，所以 K 電離也是常數(shù) 所以 K 電離C(H2O）為一個新的常數(shù)。,K 電離C(H2O） C(H+)C(OH-）,2、水的離子積常數(shù)，簡稱為水的離子積,問題：常數(shù)是否就不變呢？根據(jù)前面所學(xué)知識，水的離子積會受什么外界條件影響？,Kw=C(H+)C(OH-）,一、水的電離,分析下表中的數(shù)據(jù)有何規(guī)律，并解釋之,P46討論：,3. 影響KW的因素,（1）水的電離是個吸熱過程，溫度越高，KW越大,25時， Kw =110-14， 100時，Kw =110-12,（2）KW值與溫度有關(guān)，不僅適用于純水， 還適用于其他酸堿鹽的稀溶液。 常溫下 Kw= C(H+)C(OH)=11014,對于稀溶液，c(H+)和c(OH-)是分別是指整個溶液中氫離子和氫氧根離子的總物質(zhì)的量濃度.,對常溫下的純水進行下列操作，完成下表：,中性,=,酸性,不變,堿性,不變,4、影響水的電離平衡移動的因素,1、判斷正誤： 1)任何水溶液中都存在水的電離平衡。 2)任何水溶液中（不論酸、堿或中性） 都存在Kw=10-14 。 3)某溫度下，某液體c(H+)= 10-7mol/L，則該溶液 一定是純水。,練習(xí),2、水的電離過程為H2O H+ + OH-，在不同溫度下其離子積為KW25=110-14， KW35 =2.1 10-14。則下列敘述正確的是： ( ) A、c(H+)隨著溫度的升高而降低 B、在35時，純水中 c(H+) c(OH-) C、水的電離常數(shù)K25 K35 D、水的電離是一個吸熱過程,D,練習(xí),5.利用Kw的定量計算 題型1：求c(H+) aq或c(OH-) aq 題型2：求c(H+) 水或c(OH-) 水,例1： 0.01mol/L鹽酸溶液中: c(H+)aq、 c(OH-)aq分別為多少？,例2： 0.01mol/L NaOH溶液中:c(H+)aq、c(OH-)aq分別為多少？,由水電離出的 c(H+)水 、 c(OH-)水 分別是多少？,由水電離出的 c(H+)水 、 c(OH-)水 分別是多少？,P46思考與交流,作業(yè)： 1.某溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+) 水= 10-12 mol/L ，則該溶液呈酸性還是堿性？并求算該溶液中 c(H+)aq的可能值 ？,2.對常溫下的純水進行下列操作，完成下表：,少量固體,少量固體,少量,作業(yè)： 1.在25時，向純水中通入一定量的HCl氣體，溶液中c(H+)=0.01molL-1，此時由水電離出的c(H+)為多少？,2.對常溫下的純水進行下列操作，完成下表：,少量固體,少量固體,少量,1： 25、濃度均為0.1mol/L的下列溶液中c(H+)由大到小的排列順序：氨水 NaOH 鹽酸 醋酸,2：濃度均為0.1mol/L的下列溶液中由水電離出的c(H+) H2O大小關(guān)系為：鹽酸 醋酸溶液 硫酸溶液 氫氧化鈉溶液,小測,1： 25、濃度均為0.1mol/L的下列溶液中c(H+)由大到小的排列順序：氨水 NaOH 鹽酸 醋酸, ,2：濃度均為0.1mol/L的下列溶液中由水電離出的c(H+) H2O大小關(guān)系為：鹽酸 醋酸溶液 硫酸溶液 氫氧化鈉溶液, = ,小測,二、溶液的酸堿性與pH值,1.溶液的酸堿性：,取決與C(OH-)與C(H+)的相對大小,c(H+) c(OH-),中性溶液,c(H+) = 1107mol/L c(OH-) = 1107mol/L,酸性溶液,c(H+) 1107mol/L c(OH-) 1107mol/L,堿性溶液,c(H+) 1107mol/L c(OH-) 1107mol/L,c(H+) =c(OH-),c(H+) c (OH-),250C,1000C?,P46思考與交流,練習(xí)： 10-5mol/L、0.1mol/L、 0.5mol/L、 1mol/L、 3mol/L鹽酸溶液的pH值分別為多少？,表示：,用H+物質(zhì)的量濃度的負對數(shù)來表示。,pH=-lgc(H+),表示較小的c(H+)=10-12mol/L時，很麻煩但應(yīng)用廣 所以引入了一種方便方案：,c(H+) 10-12mol/L ,lg2=0.3 lg3=0.477,2.表示方法pH,溶液的pH值 c(H+),酸性增強,堿性增強,pH值越大堿性越強，酸性越弱,當(dāng)c(H+) 1mol/L或小于10-14 (c(OH-)1mol/L)時，使用pH值更不方便。所以用物質(zhì)的量濃度表示更好。 pH值一般表示1mol/L以下c(H+)的濃度。,pH值越小酸性越強，堿性越弱,溶液成中性 pH=7,溶液成堿性 pH7,溶液成酸性 pH7,常溫下 (250C),1000C,pH6,pH6,pH=6,3 .pH的適應(yīng)范圍:,1.010-14mol/L c (H+) 1 mol/L,pH值有關(guān)判斷正誤,1、一定條件下 pH值越大，溶液的酸性越強。 2、強酸溶液的pH值一定小。 3、pH值等于6的溶液，一定是一個弱酸體系。 4、pH值相同的強酸和弱酸中c(H+)相同。 5、在常溫下，pH=0的溶液酸性最強，pH=14的溶液堿性最強 6、常溫下，由水電離出的c(H+) 10-12mol/L，則溶液pH定為12 7、相同體積和pH值的鹽酸，醋酸、硫酸中H+的物質(zhì)的量相等 8、pH可以為負值, ,練習(xí)：,練習(xí)： 在常溫下，由水電離產(chǎn)生的 C（H+）=110-13 mol/L的溶液，則該溶液的酸堿性如何？該溶液的pH是多少？,答：可能是酸性也可能是堿性,溶液可能是pH=2的酸，也可能是Ph=12的堿,練習(xí)拓展：在25 ，在某無色溶液中由水電離出的c(OH-)= 110-13，一定能大量共存的離子組是（ ） NH4+ K+ NO3- Cl- NO3- CO3 2 - K+ Na+ K+ Na+ Cl- SO42- Mg2+ Cu2+ SO42- Cl-,C,三、pH的應(yīng)用（有關(guān)pH值的計算）,1.基本計算型,【例題】物質(zhì)的量濃度為0.050mol/L的H2SO4溶液中的c(H+)、c(OH-)和溶液中的pH各為多少？,常溫下 Kw = C(H+)C(OH)=11014,pH = -lgc(H+),【拓展】物質(zhì)的量濃度為0.050mol/L的NaOH溶液中的c(H+)、c(OH-)和溶液中的pH各為多少？,補充作業(yè)：,1.常溫時下列溶液pH或溶液的物質(zhì)的量濃度(計算過程) （1）0.01mol/L H2SO4溶液pH? pH=2 的H2SO4溶液c(H2SO4)? (2)1.010-2mol/L NaOH溶液pH? pH=12的NaOH溶液c(NaOH)? (3)0.005mol/L Ba(OH)2溶液pH? pH=12的Ba(OH)2溶液cBa(OH)2?,2.判斷正誤，并說出理由： 1、100時純水的pH值為6，小于7，因而此時純水呈酸性 2、10時純水的pH值比60時純水的pH值大 3、 25 pH=3的醋酸溶液中的cH+與pH=11的氨水中cOH-相等。,【例題1】pH=1的鹽酸溶液,稀釋100倍,求稀釋后溶液pH.,三、pH的應(yīng)用（有關(guān)pH值的計算）,2. 強酸（強堿）的稀釋：,【例題2】pH=13的NaOH溶液,稀釋100倍,求稀釋后溶液pH.,a. PH值變化1個單位，溶液中的C(H+)和C(OH) 變化10倍；PH值變化2個單位，溶液中的C(H+)和C(OH) 變化100倍；PH值變化3個單位,b. 溶液中的C(H+)和C(OH) 變化10倍，則PH值變化1個單位；溶液中的C(H+)和C(OH) 變化100倍，則PH值變化2個單位；溶液中的C(H+)和C(OH) 變化1000倍，,c.當(dāng)溶液(酸或堿) 被無限稀釋時, 溶液的p值接近,強酸（強堿）的稀釋規(guī)律：,【例題1 】在25時，pH=2的鹽酸溶液1L與pH=4的鹽酸溶液等體積混合，混合后溶液的pH值等于多少？,三、pH的應(yīng)用（有關(guān)pH值的計算）,3. 兩種強酸（或強堿）混合pH值的計算,【例題2】將pH=8的氫氧化鈉溶液與pH=10的氫氧化鈉溶液等體積混合后，溶液中的pH最接近于多少？,關(guān)鍵：先求c(OH-) 進行計算！再轉(zhuǎn)化為c(H+),【例題1 】在25時，pH=2的鹽酸溶液1L與pH=4的鹽酸溶液等體積混合，混合后溶液的pH值等于多少？,三、pH的應(yīng)用（有關(guān)pH值的計算）,3. 兩種強酸（或強堿）混合pH值的計算,【例題2】將pH=8的氫氧化鈉溶液與pH=10的氫氧化鈉溶液等體積混合后，溶液中的pH最接近于多少？,c(H+) =,pH = -lgc(H+),c(OH-)=,C(H+) = Kw /C(OH),pH = -lgc(H+),在25時，100ml 0.4mol/L的鹽酸與等體積0.6mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,在25時，100ml 0.6mol/L的鹽酸與等體積0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,關(guān)鍵：酸過量抓住氫離子進行計算！,堿過量抓住氫氧根離子進行計算！,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.06,0.04,三、pH的應(yīng)用（有關(guān)pH值的計算）,4. 強酸與強堿混合pH值的計算,完全中和：c（H+）c(OH-)110-mol/L 酸過量： c(H+)= 堿過量：c(OH-)=,在25時，100ml 0.4mol/L的鹽酸與等體積0.6mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,在25時，100ml 0.6mol/L的鹽酸與等體積0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,關(guān)鍵：酸過量抓住氫離子進行計算！,堿過量抓住氫氧根離子進行計算！,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.06,0.04,三、pH的應(yīng)用（有關(guān)pH值的計算）,4. 強酸與強堿混合pH值的計算,三、pH的應(yīng)用（有關(guān)pH值的計算）,1.基本計算型,2.強酸（強堿）的稀釋：,3. 兩種強酸（或強堿）混合pH值的計算,4. 強酸與強堿混合pH值的計算,1.（1）25。C下，10-5mol/L 的鹽酸溶液稀釋 10倍， 溶液中 C（H+） = _ ；C（OH-） =_；pH= .,（2）pH=5的鹽酸溶液稀釋到10000倍，pH值等于多少？,補充作業(yè)：,500ml 0.1mol/L的HCl溶液和500ml 0.3mol/L的NaOH 溶液混合，求混合后溶液的pH。,2.（1）pH=2的HCl溶液和pH=4的H2SO4溶液等體積混合，求混合后的溶液的pH。 （2）體積各1L的pH11和pH13的NaOH溶液混合后，混合溶液的c(H+)為多少？,三、pH的應(yīng)用（中和滴定）,1.常用儀器：酸式滴定管 堿式滴定管,（1）結(jié)構(gòu)特點：玻璃活塞 橡皮管 （2）操作要點：驗漏、潤洗、加液、調(diào)節(jié)（讀數(shù)V1）、放液（讀數(shù)V2）,2.中和滴定原理,利用中和反應(yīng)，用已知濃度的酸（或堿）來測定未知濃度的堿（或酸）的方法。,（操作演示）,例題：用0.1032 mol/L HCl溶液滴定未知濃度的NaOH溶液，重復(fù)三次的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。計算滴定所測NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度。,課本 P49,pH值測定方法,定量測定：pH試紙法、pH計法等,酸堿指示劑一般是弱的有機酸或弱的有機堿。 以HIn代表石蕊分子,3.14.4,5.08.0,8.010.0,指示劑的變色范圍,HIn（紅色） H+ +In- （藍色）,三、pH的應(yīng)用（中和滴定）,3.中和滴定誤差分析,分析誤差結(jié)果時應(yīng)從實驗原理出發(fā)：中和滴定中真正要測量的是酸、堿的體積，待測物的濃度是計算出來的，而標準溶液的濃度是定值。,酸（已知） 滴 堿（未知）,例題：以標準鹽酸滴定未知濃度的氫氧化鈉為例，下列操作對待測液濃度有何影響？（填“偏高”、“偏低”、“沒影響”） （1）量取待測液的滴定管未用待測液潤洗 。 （2）盛放標準的滴定管未趕盡氣泡就開始滴定 。,偏低,偏高,V(H+)小,V(H+)大,1.儀器洗滌： （1）酸式滴定管水洗后未用標準液潤洗 ； （2）移液管水洗后未用待測液潤洗 ； （3）錐形瓶水洗后用待測液潤洗 ；,練習(xí)：以標準鹽酸滴定未知濃度的氫氧化鈉為例，下列操作對待測液濃度有何影響？“偏高”、“偏低”、“沒影響”,2.操作不當(dāng) （1）滴定前酸式滴定管嘴部分有氣泡，滴定結(jié)束后氣泡消失 ； （2）滴定結(jié)束，滴定管尖端掛一滴未滴下 ； （3）將移液管尖嘴部分的液體吹出 ； （4）滴定過程中，振蕩錐形瓶時，不小心將溶液濺出 ； （5）用甲基橙作指示劑，滴至橙色，半分鐘內(nèi)又還原成黃色，不處理就計算 ；,1.儀器洗滌： （1）酸式滴定管水洗后未用標準液潤洗 （2）移液管水洗后未用待測液潤洗 （3）錐形瓶水洗后用待測液潤洗,例題：以標準鹽酸滴定未知濃度的氫氧化鈉為例，下列操作對待測液濃度有何影響？（填“偏高”、“偏低”、“沒影響”）,偏低,偏高,V(H+)小,V(H+)大,偏高,V(H