化学选修4第三章第二节水的电离.ppt

第二节水的电离与溶液的酸碱性 在水中水分子有没有作用呢 它们能产生自由移动的离子吗 接灯泡 接灵敏的电流计 不亮 指针偏转 自由移动的离子极少 水能否导电呢 一 水的电离 1 水是一种极弱的电解质 能微弱的电离 简写为 切记 水溶液中不可能存在O2 离子 定性讨论 纯水的组成微粒有哪些 作为弱电解质 水的电离平衡受哪些外界因素影响 温度 离子浓度 H OH 等影响 在水中投入金属钠 对水的电离平衡有无影响 定量讨论 思考1 纯水中c H 与c OH 大小有何关系 由水电离出的H OH 的物质的量相等 写出水电离的平衡常数表达式 实验测得 在室温时水中 c H c OH 1 10 7mol L 水的浓度视为常数 所以K电离也是常数所以K电离C H2O 为一个新的常数 K电离C H2O C H C OH 2 水的离子积常数 简称为水的离子积 问题 常数是否就不变呢 根据前面所学知识 水的离子积会受什么外界条件影响 Kw C H C OH 一 水的电离 分析下表中的数据有何规律 并解释之 P46讨论 3 影响KW的因素 1 水的电离是个吸热过程 温度越高 KW越大 25 时 Kw 1 10 14 100 时 Kw 1 10 12 2 KW值与温度有关 不仅适用于纯水 还适用于其他酸碱盐的稀溶液 常温下Kw C H C OH 1 10 14 对于稀溶液 c H 和c OH 是分别是指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓度 讨论 对常温下的纯水进行下列操作 完成下表 中性 酸性 不变 碱性 不变 4 影响水的电离平衡移动的因素 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 14 3 某温度下 某液体c H 10 7mol L 则该溶液一定是纯水 练习 2 水的电离过程为H2OH OH 在不同温度下其离子积为KW25 1 10 14 KW35 2 1 10 14 则下列叙述正确的是 A c H 随着温度的升高而降低B 在35 时 纯水中c H c OH C 水的电离常数K25 K35 D 水的电离是一个吸热过程 D 练习 5 利用Kw的定量计算题型1 求c H aq或c OH aq题型2 求c H 水或c OH 水 例1 0 01mol L盐酸溶液中 c H aq c OH aq分别为多少 例2 0 01mol LNaOH溶液中 c H aq c OH aq分别为多少 由水电离出的c H 水 c OH 水分别是多少 由水电离出的c H 水 c OH 水分别是多少 P46 思考与交流 作业 1 某溶液中由水电离产生的c H 水 10 12mol L 则该溶液呈酸性还是碱性 并求算该溶液中c H aq的可能值 2 对常温下的纯水进行下列操作 完成下表 少量固体 少量固体 少量 作业 1 在25 时 向纯水中通入一定量的HCl气体 溶液中c H 0 01mol L 1 此时由水电离出的c H 为多少 2 对常温下的纯水进行下列操作 完成下表 少量固体 少量固体 少量 1 25 浓度均为0 1mol L的下列溶液中c H 由大到小的排列顺序 氨水 NaOH 盐酸 醋酸 2 浓度均为0 1mol L的下列溶液中由水电离出的c H H2O大小关系为 盐酸 醋酸溶液 硫酸溶液 氢氧化钠溶液 小测 1 25 浓度均为0 1mol L的下列溶液中c H 由大到小的排列顺序 氨水 NaOH 盐酸 醋酸 2 浓度均为0 1mol L的下列溶液中由水电离出的c H H2O大小关系为 盐酸 醋酸溶液 硫酸溶液 氢氧化钠溶液 小测 二 溶液的酸碱性与pH值 1 溶液的酸碱性 取决与C OH 与C H 的相对大小 c H c OH 中性溶液 c H 1 10 7mol Lc OH 1 10 7mol L 酸性溶液 c H 1 10 7mol Lc OH 1 10 7mol L 碱性溶液 c H 1 10 7mol Lc OH 1 10 7mol L c H c OH c H c OH 250C 1000C P46 思考与交流 练习 10 5mol L 0 1mol L 0 5mol L 1mol L 3mol L盐酸溶液的pH值分别为多少 表示 用H 物质的量浓度的负对数来表示 pH lgc H 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 lg2 0 3lg3 0 477 2 表示方法 pH 溶液的pH值c H 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 pH值越小酸性越强 碱性越弱 溶液成中性pH 7 溶液成碱性pH 7 溶液成酸性pH 7 常温下 250C 1000C pH 6 pH 6 pH 6 3 pH的适应范围 1 0 10 14mol L c H 1mol L pH值有关判断正误 1 一定条件下pH值越大 溶液的酸性越强 2 强酸溶液的pH值一定小 3 pH值等于6的溶液 一定是一个弱酸体系 4 pH值相同的强酸和弱酸中c H 相同 5 在常温下 pH 0的溶液酸性最强 pH 14的溶液碱性最强6 常温下 由水电离出的c H 10 12mol L 则溶液pH定为127 相同体积和pH值的盐酸 醋酸 硫酸中H 的物质的量相等8 pH可以为负值 练习 练习 在常温下 由水电离产生的C H 1 10 13mol L的溶液 则该溶液的酸碱性如何 该溶液的pH是多少 答 可能是酸性也可能是碱性 溶液可能是pH 2的酸 也可能是Ph 12的碱 练习拓展 在25 在某无色溶液中由水电离出的c OH 1 10 13 一定能大量共存的离子组是 NH4 K NO3 Cl NO3 CO32 K Na K Na Cl SO42 Mg2 Cu2 SO42 Cl C 三 pH的应用 有关pH值的计算 1 基本计算型 例题 物质的量浓度为0 050mol L的H2SO4溶液中的c H c OH 和溶液中的pH各为多少 常温下Kw C H C OH 1 10 14 pH lgc H 拓展 物质的量浓度为0 050mol L的NaOH溶液中的c H c OH 和溶液中的pH各为多少 补充作业 1 常温时下列溶液pH或溶液的物质的量浓度 计算过程 1 0 01mol LH2SO4溶液pH pH 2的H2SO4溶液c H2SO4 2 1 0 10 2mol LNaOH溶液pH pH 12的NaOH溶液c NaOH 3 0 005mol LBa OH 2溶液pH pH 12的Ba OH 2溶液c Ba OH 2 2 判断正误 并说出理由 1 100 时纯水的pH值为6 小于7 因而此时纯水呈酸性2 10 时纯水的pH值比60 时纯水的pH值大3 25 pH 3的醋酸溶液中的c H 与pH 11的氨水中c OH 相等 例题1 pH 1的盐酸溶液 稀释100倍 求稀释后溶液pH 三 pH的应用 有关pH值的计算 2 强酸 强碱 的稀释 例题2 pH 13的NaOH溶液 稀释100倍 求稀释后溶液pH a PH值变化1个单位 溶液中的C H 和C OH 变化10倍 PH值变化2个单位 溶液中的C H 和C OH 变化100倍 PH值变化3个单位 b 溶液中的C H 和C OH 变化10倍 则PH值变化1个单位 溶液中的C H 和C OH 变化100倍 则PH值变化2个单位 溶液中的C H 和C OH 变化1000倍 c 当溶液 酸或碱 被无限稀释时 溶液的p 值接近 强酸 强碱 的稀释规律 例题1 在25 时 pH 2的盐酸溶液1L与pH 4的盐酸溶液等体积混合 混合后溶液的pH值等于多少 三 pH的应用 有关pH值的计算 3 两种强酸 或强碱 混合pH值的计算 例题2 将pH 8的氢氧化钠溶液与pH 10的氢氧化钠溶液等体积混合后 溶液中的pH最接近于多少 关键 先求c OH 进行计算 再转化为c H 例题1 在25 时 pH 2的盐酸溶液1L与pH 4的盐酸溶液等体积混合 混合后溶液的pH值等于多少 三 pH的应用 有关pH值的计算 3 两种强酸 或强碱 混合pH值的计算 例题2 将pH 8的氢氧化钠溶液与pH 10的氢氧化钠溶液等体积混合后 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 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 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 关键 酸过量抓住氢离子进行计算 碱过量抓住氢氧根离子进行计算 NaOH HCl NaCl H2O 0 06 0 04 三 pH的应用 有关pH值的计算 4 强酸与强碱混合pH值的计算 完全中和 c H c OH 1 10 mol L酸过量 c H 碱过量 c OH 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 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 关键 酸过量抓住氢离子进行计算 碱过量抓住氢氧根离子进行计算 NaOH HCl NaCl H2O 0 06 0 04 三 pH的应用 有关pH值的计算 4 强酸与强碱混合pH值的计算 三 pH的应用 有关pH值的计算 1 基本计算型 2 强酸 强碱 的稀释 3 两种强酸 或强碱 混合pH值的计算 4 强酸与强碱混合pH值的计算 1 1 25 C下 10 5mol L的盐酸溶液稀释10倍 溶液中C H C OH pH 2 pH 5的盐酸溶液稀释到10000倍 pH值等于多少 补充作业 500ml0 1mol L的HCl溶液和500ml0 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溶液等体积混合 求混合后的溶液的pH 2 体积各1L的pH 11和pH 13的NaOH溶液混合后 混合溶液的c H 为多少 三 pH的应用 中和滴定 1 常用仪器 酸式滴定管碱式滴定管 1 结构特点 玻璃活塞橡皮管 2 操作要点 验漏 润洗 加液 调节 读数V1 放液 读数V2 2 中和滴定原理 利用中和反应 用已知浓度的酸 或碱 来测定未知浓度的碱 或酸 的方法 操作演示 例题 用0 1032mol LHCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液 重复三次的实验数据如下表所示 计算滴定所测NaOH溶液的物质的量浓度 课本P49 pH值测定方法 定量测定 pH试纸法 pH计法等 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 3 1 4 4 5 0 8 0 8 0 10 0 指示剂的变色范围 HIn 红色 H In 蓝色 三 pH的应用 中和滴定 3 中和滴定误差分析 分析误差结果时应从实验原理出发 中和滴定中真正要测量的是酸 碱的体积 待测物的浓度是计算出来的 而标准溶液的浓度是定值 酸 已知 滴碱 未知 例题 以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠为例 下列操作对待测液浓度有何影响 填 偏高 偏低 没影响 1 量取待测液的滴定管未用待测液润洗 2 盛放标准的滴定管未赶尽气泡就开始滴定 偏低 偏高 V H 小 V H 大 1 仪器洗涤 1 酸式滴定管水洗后未用标准液润洗 2 移液管水洗后未用待测液润洗 3 锥形瓶水洗后用待测液润洗 练习 以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠为例 下列操作对待测液浓度有何影响 偏高 偏低 没影响 2 操作不当 1 滴定前酸式滴定管嘴部分有气泡 滴定结束后气泡消失 2 滴定结束 滴定管尖端挂一滴未滴下 3 将移液管尖嘴部分的液体吹出 4 滴定过程中 振荡锥形瓶时 不小心将溶液溅出 5 用甲基橙作指示剂 滴至橙色 半分钟内又还原成黄色 不处理就计算 1 仪器洗涤 1 酸式滴定管水洗后未用标准液润洗 2 移液管水洗后未用待测液润洗 3 锥形瓶水洗后用待测液润洗 例题 以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠为例 下列操作对待测液浓度有何影响 填 偏高 偏低 没影响 偏低 偏高 V H 小 V H 大 偏高 V H 大 2 操作不当 1 滴定前酸式滴定管嘴部分有气泡 滴定结束后气泡消失 2 滴定结束 滴定管尖端挂一滴未滴下 3 将移液管尖嘴部分的液体吹出 4 滴定过程中 振荡锥形瓶时 不小心将溶液溅出 5 用甲基橙作指示剂 滴至橙色 半分钟内又还原成黄色 不处理就计算 偏高 V H 大 偏高 V H 大 偏高 V H 大 偏低 V H 小 偏低 V H 小 偏小 偏大 滴定管读数 基础 训练P7717 26 例题6 在25 时 pH 9的NaOH溶液稀释到10倍 pH值等于多少 在25 时 pH 9的NaOH溶液稀释到10000倍后 pH值为多少 选择1 有甲 乙两种溶液 甲溶液的pH值是乙溶液的两倍 则甲溶液中c H 与乙溶液中c H 的比值为 A 2 1B 100 1C 1 100D 无法确定 练习1 pH 2的盐酸和pH 4的盐酸溶液等体积混合后 所得溶液的pH pH 2的盐酸和pH 5的硫酸溶液等体积混合后 所得溶液的pH pH 3的盐酸和pH 4的硫酸溶液体积比按1 1混合后溶液的pH 1 pH 13的Ba OH 2溶液与pH 10的NaOH溶液体积比按1 3混合后的pH值 2 pH 13的Ba OH 2溶液与pH 10的NaOH溶液体积比按1 1混合后的pH值 3 pH 13的NaOH溶液与pH 12的NaOH溶液体积比按1 1混合后的pH值 练习2