高中化学选修四3.2 水的电离和溶液的酸碱性ppt课

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第一课时学习目标1、结合化学平衡理论理解水的电离，并能判断溶液的酸碱性。2、掌握Kw的影响因素。自学提纲1、书写水的电离方程式和水的离子积常数的表达式。2、分析温度、酸、碱对水电离的影响。讨论这些因素的改变对c（H＋）、c（OH－）、Kw的影响。探究实验精确的纯水导电实验GG现象：指针摆动不亮结论：水是电解质极弱H2O＋H2OH3O＋＋OH－H2OH＋＋OH－能发生电离微弱灵敏电流计灯泡一、水的电离H2OH＋＋OH－K电离=c(H+)·c(OH-)c(H2O)c(H+)·c(OH-)c(H2O)·K电离=室温下55.6molH2O中有1×10-7molH2O电离，因此c(H2O)可视为常数。Kw水的离子积Kw=室温下1×10-14注：c(H2O)=1L1000g18g·mol-1分析表格中的数据，有何规律，并解释之。t/℃0102025405090100Kw/×10-140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0结论温度越高，Kw越大。25℃时Kw=1×10-14，100℃时Kw=1×10-12。Kw在一定温度下是个常数。升高温度，促进水的电离。水的电离是一个吸热过程。影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的因素H2OH＋＋OH－25℃时，在10mL蒸馏水中c(H+)和c(OH-)各是多少？向其中加入10mL0.2mol/L盐酸，c(H+)和c(OH-)如何变化？对水的电离平衡有何影响？c(H+)c(OH-)c(H+)和c(OH-)大小比较酸碱性平衡移动蒸馏水加酸后10-710-710-110-13c(H+)=c(OH-)中性c(H+)＞c(OH-)酸性Kw=加酸后1×10-14不变=c(H+)水酸溶液中Kw=c(H+)酸·c(OH-)水↓↑影响水的电离平衡的因素H2OH＋＋OH－25℃时，向10mL蒸馏水中加入10mL0.2mol/L氢氧化钠，c(H+)和c(OH-)如何变化？对水的电离平衡有何影响？c(H+)c(OH-)c(H+)和c(OH-)大小比较酸碱性平衡移动蒸馏水加碱后10-710-710-110-13c(H+)=c(OH-)中性c(H+)＜c(OH-)碱性Kw=加碱后1×10-14不变=c(OH-)水碱溶液中Kw=c(H+)水·c(OH-)碱↑↓小结影响水的电离平衡的因素1、温度2、酸3、碱4、盐升高温度促进水的电离，Kw增大抑制水的电离，Kw保持不变（第三节详细介绍）c(H+)水=c(OH-)水＜1×10-7mol/L巩固练习（1）常温下，浓度为1×10-5mol/L的盐酸溶液中，由水电离产生的c(H+)是多少？解：酸溶液中Kw=c(H+)酸·c(OH-)水c(OH-)水=c(H+)水=Kwc(H+)酸=1×10-9mol/L=1×10-141×10-5mol/L巩固练习（2）常温下，浓度为1×10-5mol/L的NaOH溶液中，由水电离产生的c(OH-)是多少？解：碱溶液中Kw=c(H+)水·c(OH-)碱c(OH-)水=c(H+)水=Kwc(OH-)碱=1×10-141×10-5mol/L=1×10-9mol/L在常温下，由水电离产生的c(H+)=1×10-9mol/L的溶液，则该溶液的酸碱性如何？学与问答：可能是酸性也可能是碱性1、25℃：A、B、C三种溶液，其中A中c(H+)=10—3mol/L，B中c(OH-)=510—7mol/L，C中c(H+)/c(OH-)=106,则三种溶液的酸性强弱顺序如何？2、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：①氨水②NaOH③盐酸④醋酸A＞C＞BB中c(H+)=KW/c(OH-)=210—8mol/LC中c(H+)=10—.4mol/L③＞④＞①＞②高考链接√在由水电离产生的H＋浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是①K＋、Cl－、NO3－、S2－②K＋、Fe2＋、I－、SO42－③Na＋、Cl－、NO3－、SO42－④Na＋、Ca2＋、Cl－、HCO3－⑤K＋、Ba2＋、Cl－、NO3－A．①③B．③⑤C．③④D．②⑤酸性条件不能共存碱性条件不能共存能共存酸、碱性条件都不能共存能共存二、c(H+)和c(OH-)与溶液酸碱性、pH的关系１、溶液酸碱性的表示法（1）c(H+)和c(OH-)（2）c(H+)和c(OH-)都较小的稀溶液（＜1mol/L）用pH表示。pH=-lgc(H+)例：c(H+)=1×10-7pH=-lg10-7=72、c(H+)和c(OH-)与溶液酸碱性、pH的关系溶液的酸碱性c(H+)和c(OH-)的关系pH酸性中性碱性常温下c(H+)＞c(OH-)c(H+)=c(OH-)c(H+)＜c(OH-)＞7=7＜7pH=7的溶液一定是中性溶液吗？(以100℃为例）答：不一定，只有在常温下才显中性。100℃时显碱性常温下c(H+)与pH、溶液酸碱性的关系：10-510-410-310-210-110-710-810-910-1010-1110-1210-1310-1410-65432178910111213146c(H+)pHc(H+)增大，pH减小酸性增强c(H+)减小，pH增大碱性增强c(OH-)减小c(OH-)增大pH的测定：pH计（酸度计）（2）pH试纸注意：①不能用水润湿②要放在玻璃片（或表面皿）上③不是将试纸伸到溶液中④广泛pH试纸只能读出整数粗略测定：（1）酸碱指示剂只能判断溶液的酸碱性甲基橙石蕊酚酞酸色碱色红黄红蓝无红精确测定：变色范围(pH)3.1~4.45.0~8.08.2~10.0了解用法：用玻璃棒蘸溶液，点在pH试纸中央，半分钟后与比色卡比色下列可用于测定溶液pH且精确度最高的是()(A)酸碱指示剂(B)pH计(C)精密pH试纸(D)广泛pH试纸高考链接B三、pH的应用1、工农业生产2、科学实验3、人类的生活和健康思考与交流4、环境保护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第二课时1、强酸强碱pH的计算：强酸：c(酸)电离c(H+)－lgpH强碱：c(碱)电离c(OH－)Kwc(H+)－lgpH－lgpOH14－pOHpH例：计算0.1mol/L的HCl溶液的pH值解、∵c(H+)＝0.1×1＝0.1∴pH＝－lg0.1＝1练习：试计算常温下的①0.005mol/LH2SO4溶液；②0.005mol/LBa(OH)2溶液的pH值解、①∵c(H+)＝0.005×2＝0.01∴pH＝－lg0.01＝2②∵c(OH－)＝0.005×2＝0.0112141001.010)()(OHcKHcw∴pH＝－lg10－12＝12或∵c(OH－)＝0.005×2＝0.01∴pOH＝－lg0.01＝2pH=14－2＝12四、有关溶液的pH的计算2、强酸与强酸混合：强酸Ⅰ：cⅠ电离c(H+)Ⅰ强酸Ⅱ：cⅡ电离c(H+)Ⅱc(H+)混合－lgpH计算10mL0.1mol/LHCl和10mL0.05mol/LH2SO4混合溶液的pH解：c(H+)Ⅰ＝0.1×1＝0.1mol/Lc(H+)Ⅱ＝0.05×2＝0.1mol/Lc(H+)混合＝Lmol/1.020101.0101.0＝＋pH＝-lg0.1＝1练习：pH＝2的盐酸溶液和0.00005mol/L的硫酸溶液等体积混合，试计算混合溶液的pH值解：∵c(H+)Ⅰ＝0.01mol/Lc(H+)Ⅱ＝0.00005×2＝0.0001mol/Lc(H+)混合＝LmolVVV/005.020001.001.0pH＝-lg0.005=2+lg2=2.3两种强酸等体积混合，混合液pH＝pH小＋lg2＝pH小＋0.3思考：怎样计算强碱与强碱混合溶液的pH值？3、强碱与强碱混合：强碱Ⅰ：CⅠ电离C(OH－)Ⅰ强碱Ⅱ：CⅡ电离C(OH－)ⅡC(OH－)混合－lgpHKwC(H+)混合－lgpOH14－pOH例、25℃时，10mL0.1mol/LNaOH和10mL0.05mol/LBa(OH)2混合，计算混合溶液的pH值解：∵c(OH－)Ⅰ＝0.1c(OH－)Ⅱ＝0.05×2＝0.1c(OH－)混合＝Lmol/1.020101.0101.0c(H+)混合＝Lmol/101.0101314－－pH＝－lg10－13=13练习：pH＝12的氢氧化钠溶液和0.00005mol/L的氢氧化钡溶液等体积混合，试计算混合溶液的pH值或pOH＝－lg0.1=1pH＝14–1=13解：∵c(OH－)Ⅰ＝0.01c(OH－)Ⅱ＝0.00005×2＝0.0001c(OH－)混合＝LmolVVV/005.020001.001.0pOH＝-lg0.005=2+lg2=2.3pH=14－2.3＝11.7两种强碱等体积混合，混合液pH＝pH大－lg2＝pH大－0.3计算：⑴、pH=13和pH＝11的强碱⑵、pH=1和pH=3的强酸等体积混合的混合液的pH值解：⑴、pH混＝pH大－0.3＝13－0.3＝12.7⑵、pH混＝pH小＋0.3＝1＋0.3＝1.3想一想：强酸强碱混合，混合溶液的pH值怎样计算？结论：酸碱混合时，先计算过量的c(H+)或c(OH－)再计算pH4、强酸强碱混合：⑴、强酸强碱恰好完全反应，溶液呈中性，混合溶液pH=7⑵、强酸强碱混合酸过量，先求过量的酸的浓度，再求pH碱酸碱酸余VVVOHcVHc＋－＝)()c(H)(pH=－lgc(H+)余例：求30mLpH=3的盐酸溶液与20mLpH=11的氢氧化钠溶液反应后溶液的pH解：∵c(H+)＝10－3mol/Lc(OH－)＝10－3mol/Lmol/L102203020103010)(433＋－＝余HcpH=－lg2×10－4＝4－lg2⑶、强酸强碱混合碱过量，先求过量的碱的浓度，再求pH碱酸酸碱余VVVHcVOHc＋－＝＋)()c(OH)(pOH=－lgc(OH－)余pH=14－pOH或由c(OH－)余Kwc(H+)－lgpH练习：求30mLpH=2的硫酸溶液与70mLpH=12的氢氧化钠溶液反应后溶液的pH强酸的稀释：例：取1mLpH=3的硫酸溶液加水稀释到100mL，溶液的pH变为多少？解：c(H+)=pH=-lgc(H+)=-lg10-5=510-3mol/L×10-3L=10-5mol/L10-1L=n(H+)V[H2SO4(aq)]若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍，则溶液的pH变为多少？若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH变为多少？102103pH=6pH=8pH接近于773pHV水5、酸碱的稀释问题强碱的稀释例：取pH=11的NaOH溶液与水按1:99的体积比混合后，溶液的pH变为多少？解：稀释前c(OH-)=10-3mol/L10-3mol/L=10-5mol/L1+99若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍，则溶液的pH变为多少？若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH变为多少？103pH=8pH=6pH接近于7原来的102稀释后c(OH-)=稀释后溶液的pH=9Kwc(OH-)c(H+)==1×10-9mol/L117pHV水117pHV水3弱酸稀释例：pH=2的盐酸稀释10倍后pH=？pH=2的醋酸稀释10倍后pH=？结论：稀释10倍pH变化（增大）＜1＜33盐酸醋酸V水32pH10倍稀释相同倍数时pH：盐酸＞醋酸稀释到相同pH时稀释的倍数：醋酸＞盐酸弱酸、弱碱的稀释弱碱稀释例：pH=12的NaOH溶液稀释10倍后pH=？pH=12的氨水稀释10倍后pH=？结论：稀释10倍pH变化（减小）＜1.＞1111NaOH氨水V水1211pH10倍稀释相同倍数时pH：氨水＞NaOH稀释到相同pH时稀释的倍数：氨水＞NaOH弱酸、弱碱的稀释小结酸或碱的稀释与pH的关系强酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH=a+n；弱酸pH=a，加水稀释10n倍，则pHa+n；强碱pH=b，加水稀释10n倍，则pH=b-n；