课件高中化学人教新课标选修四化学反应原理《水溶液.ppt
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- 课件 高中化学 新课 选修 化学反应 原理 水溶液
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1、新课标人教版课件系列高中化学选修选修4 4第三章水溶液中的离子平衡教学目标教学目标v了解电解质、强电解质和弱电解质的概念。v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。v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。v了解水的电离平衡及其“离子积”v了解溶液的酸碱性和pH的关系v使学生理解强碱弱酸盐和强酸弱碱盐的水解。v培养学生分析问题的能力,使学生会透过现象看本质。v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。v掌握难溶电解质的溶解平衡及溶解平衡的应用v10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解质
2、的电离1、(1)什么叫电解质?什么叫电解质? 举例说明举例说明. (2)什么叫非电解质?什么叫非电解质? 举例说明举例说明. 知识回顾:知识回顾:电解质和非电解质比较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
3、动离子浓度决定。1. 1.石墨能导电,所以是电解质。石墨能导电,所以是电解质。2.2.由于由于BaSOBaSO4 4不溶于水,所以不是电解质。不溶于水,所以不是电解质。3.3.盐酸能导电,所以盐酸是电解质。盐酸能导电,所以盐酸是电解质。4.SO4.SO2 2、NHNH3 3、NaNa2 2OO溶于水可导电,所以均为电溶于水可导电,所以均为电解质。解质。讨论以下几种说法是否正确,并说明原因。讨论以下几种说法是否正确,并说明原因。 实验实验3-13-1:体积相同,氢离子浓度相同的盐酸和醋:体积相同,氢离子浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条反应,并测量溶液的酸与等量镁条反应,并测量溶液的pHpH值值 1
4、mol/LHCl1mol/LHCl1mol/LCH1mol/LCH3 3COOHCOOH与镁条反应现象与镁条反应现象溶液的溶液的pHpH值值开始开始1mol/LHCl1mol/LHCl与镁条反应剧烈,说明与镁条反应剧烈,说明1mol/LHCl1mol/LHCl中氢离子中氢离子浓度大,即氢离子浓度为浓度大,即氢离子浓度为1mol/L1mol/L,说明,说明HClHCl完全电离;而完全电离;而开始开始1mol/LCH1mol/LCH3 3COOHCOOH与镁条反应较慢,说明其氢离子浓度与镁条反应较慢,说明其氢离子浓度较盐酸小,即小于较盐酸小,即小于1mol/L1mol/L,说明醋酸在水中部分电离。
5、,说明醋酸在水中部分电离。HClHCl是强电解质,是强电解质,CHCH3 3COOHCOOH是弱电解质。是弱电解质。探探究究结果:结果:什么叫强电解质?什么叫弱电解质?什么叫强电解质?什么叫弱电解质?在水溶液里全部电离成离子的电解质叫强在水溶液里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。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。电解质。如弱酸、弱减、水。练习:判断下列物质,练习:判断下列物质, 属强电解质的属强电解质的 有哪些?属弱电解质的有哪些?属弱电解质的有哪些?有哪些?NaCl、
6、NaOH 、 H2SO4、CH3COOH、NH3H2O、Cl2、Cu强电解质:强电解质: 弱电解质:弱电解质: 在水溶液里或熔融状态下全部电在水溶液里或熔融状态下全部电离成离子的电解质离成离子的电解质(其离子无其离子无 分子化倾向分子化倾向)。包括大多数盐类、强酸、强碱。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在水溶液里部分电离成离子的电解质解质(其离子有分子化倾向其离子有分子化倾向)包括弱酸包括弱酸(如如HAc、H2S)、弱碱、弱碱(如如NH3H2O)、水。、水。NaCl = Na+Cl-HAc H+Ac- 二、弱电解质的电离平衡二、弱电解质的电离平衡 电离电离结合结合弱电
7、解质电离的V-t图像V电离V结合0t1t2V电离= V结合平衡状态tV电离平衡电离平衡 在一定条件(如温度、浓度)下,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程就达到了平衡状态 NH3H2O NH4 + + OH -v影响电离平衡有哪些因素影响电离平衡有哪些因素v(1)温度)温度v电离过程是吸热过程,平衡温度升高向电电离过程是吸热过程,平衡温度升高向电离方向移动。离方向移动。v(2)浓度)浓度v浓度越大,电离程度越小。浓度越大,电离程度越小。v(3)其
8、他因素)其他因素问题探讨问题探讨v1.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。v2.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+=1
9、10-13mol/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。例3:0.1mol/L的CH3COOH溶液 CH3COOH CH3COO-+H+电离程度n(H+)C(H+)导电能力加水升温加NH4Cl加HCl加NaOHv1.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( ) vA. H+ B. OH- C. OH- /NH3H2O D. NH4+v2 .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,可向盐酸中加入适量的( )
10、 vA.NaOH(固) B.H2O C.NH4Cl(固) D.CH3COONa (固) ACBDv3.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=ca=b磷酸磷酸柠檬酸柠檬酸碳酸碳酸 再见再见祝同学们学习进步祝同学们学习进步 探究实验设计建议: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v水是一种极弱的电解质v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。vH2O + H2O H3O+
11、+ OH-v简写为:H2O H+ + OH-+-水的离子积(KW)v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-)c(H2O)=K电离c( H+) c( OH-) =K电离c(H2O) =KW水的离子积(KW)v水的离子积KW可由实验测得,也可通过计算求得。v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。c( H+) c( OH-) =1.010-14KW =t/0102025KW/10-140.1340.2920.6811.
12、014050901002.925.4738.055.0思考与交流v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 / 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):纯水加少量盐酸加少量氢氧化钠c (H+)c (OH-)c
13、(H+)和c(OH-)大小比较变大 变小变小变大3.酸性溶液中是否有OH-存在?碱性溶液中是否有H+存在?溶液的酸碱性与c(H+)的关系c (H+)与c (OH-)关系25, c(H+)/molL-1 溶液酸碱性 溶液的pH1.pH的定义: pH=-lg c (H+) 例:c(H+)=0.001 mol /L pH=-lg 0.001 = 3 例:c(OH-) = 0.01mol /L c(H+)=110-14 / 10-2 = 110-12 mol /L pH=-lg 110-12 = 12 溶液的pH2.pH的适用范围c(H+)1mol /L和c(OH-) 1mol /L的稀溶液。3.pH
14、的意义(常温)9810 1113121476543210中性碱 性 增 强酸 性 增 强溶液的溶液的pH正误判断正误判断1、一定条件下、一定条件下 pH越大,溶液的酸性越强。越大,溶液的酸性越强。2、用、用pH表示任何溶液的酸碱性都很方便。表示任何溶液的酸碱性都很方便。3、强酸溶液的、强酸溶液的pH一定大。一定大。4、pH等于等于6是一个弱酸体系。是一个弱酸体系。5、pH有可能等于负值。有可能等于负值。6、pH相同的强酸和弱酸中相同的强酸和弱酸中c(H+)相同,物质的相同,物质的量浓度也相同。量浓度也相同。v若 定义:pOH=-lg c(OH-)pKw=-l g Kw 则室温下在同一溶液中,p
15、H、pOH与pKw之间有什么关系?-lg Kw=- lg c(H+) c(OH-) pKw = pH + pOH 因室温下 Kw = 110-14 所以:pH + pOH = 14 溶液的pH4.pH的测定方法一:用pH试纸测定使用方法:用玻璃棒蘸待测液点在pH试纸上,然后与标准比色卡比较。广泛pH试纸只能得到整数值。精密pH试纸可以精确到0.1。pH试纸不可润湿,否则有可能将待测液稀释了。广泛pH试纸精密pH 试纸 溶液的pH4.pH的测定方法二:用pH计测定pH计算计算1 酸的稀释酸的稀释例题:例题:在在25时,时,pH等于等于2的盐酸溶液稀释到原来的的盐酸溶液稀释到原来的10倍,倍,pH
16、 等于多少?稀释到等于多少?稀释到1000倍后,倍后, pH等于多少?等于多少?解:解: pH=-lgc(H+)=-lg102/10=-lg10-3=3此时不能忽视H2O的电离产生的H。设水产生的c(H)=c(OH-)=x,则有:(108x)x=10-14x0.9510-7mol/L c(H+)=KW/c(OH-)pH=-lg 10-14 /0.9510-8 =14-8+0.98=6.98由HCl 产生的c(H+)=10-5/1000=10-8mol/L. 在在25时,时,pH等于等于5的盐酸溶液稀释到原来的的盐酸溶液稀释到原来的1000倍倍 后,后, pH等于多少?等于多少?解解pH=-lg
17、c(H+)=-lg102/1000 =-lg10-5=5pH计算计算2 碱的稀释碱的稀释例题:在例题:在25时,时,pH等于等于9的强碱溶液稀释到原来的的强碱溶液稀释到原来的10倍,倍,pH 值于多少?稀释到值于多少?稀释到1000倍后,倍后, pH等于多少?等于多少?解:解:c(OH-)=105/1010-6pH=-lgc(H+)=-lgKW/c(OH-)=-lg10-14/10-6=8c(OH-)=10-5/1000=10-8mol/L设溶液中c(H+)=x,则有: x+(x+10-8)=10-14解得:x=0.9510-7mol/LpH=-lg0.9510-7=8-0.98=7.02=l
18、g10-8pH计算计算3 强酸与强酸混合强酸与强酸混合例题:在例题:在25时,时,pH等于等于1的盐酸溶液的盐酸溶液1L和和pH等于等于4的硫酸的硫酸 溶液溶液1000L混合混合pH等于多少?等于多少?解:解:pH=-lgc(H+)=-lg(110-1+100010-4)/(1+1000)=-lg210-4=4-lg2=3.7关键:抓住氢离子进行计算!关键:抓住氢离子进行计算!pH计算计算4 强碱与强碱混合强碱与强碱混合解:解:=4-lg5=3.3例题:在例题:在25时,时,pH等于等于9和和pH等于等于11的两种氢氧化钠溶液的两种氢氧化钠溶液 等体积混合等体积混合pH等于多少?等于多少?OH
19、=( 1 105+1103)/(1+1)pOH=-lgc(OH)pOH=-lg510-4pH=14- pOH =10.7pH混混= pH大大-0.3关键:抓住氢氧根离子离子进行计算!关键:抓住氢氧根离子离子进行计算!pH计算计算5 强酸与强碱混合强酸与强碱混合例题:在例题:在25时,时,100mlO.6mol/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积0.4mol/L的的 氢氧化钠溶液混合后氢氧化钠溶液混合后,溶液的溶液的pH等于多少?等于多少?解:解:NaOH+HCl=NaCl+H2Oc(H+)=(0.06-0.04)mol/(0.1+0.1)L=0.1mol/Ln(NaOH)=0.04mol,n(HC
20、l)=0.06mol,HCl过量。pH=-lgpH=-lgc c(H(H+ +) )=-lg0.1=-lg10-1=1关键:酸过量抓住氢离子进行计算!关键:酸过量抓住氢离子进行计算!pH计算计算5 强酸与强碱混合强酸与强碱混合例题:在例题:在25时,时,100mlO.4mol/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积0.6mol/L的的 氢氧化钠溶液混合后氢氧化钠溶液混合后,溶液的溶液的pH等于多少?等于多少?解:解:NaOH+HCl=NaCl+H2O关键:碱过量抓住氢氧根离子进行计算!关键:碱过量抓住氢氧根离子进行计算!c(OH-)=(0.06-0.04)mol/(0.1+0.1)L=0.1mol/L
21、n(NaOH)=0.06mol,n(HCl)=0.04mol,NaOH过量。pH=-lgpH=-lgc c(H(H+ +) )=-lg10-14/ 0.1=13pH计算计算6 强碱与强碱混合强碱与强碱混合例题:在例题:在25时,时,pH=10与与pH=12氢氧化钠溶液等体积混合后氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液中溶液中c(H+)等于多少?等于多少?解:c(H+)=(10-10+10-12)mol/(1+1)L=0.510-10 mol/L正确的是正确的是。c(OH-)=(10-4+10-2)mol/(1+1)L= 0.510-2 mol/Lc(H+)=10-14/ 0.510-2=210-12
22、mol/L关键:碱性溶液中抓住OH-进行计算三、pH应用v1、工农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性。v2、人们的生活健康也与溶液的酸碱性有关。v3 、酸碱中和滴定中溶液pH变化(借助酸碱指示剂的颜色变化)是判断滴定终点的依据。人体几种体液和代谢产物的正常pH:四、酸碱中和滴定用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法滴定终点判断的依据:溶液pH的变化。在接近滴定终点(pH=7)时,很少量(约1滴,0.04 mL)的碱或酸就会引起溶液pH的突变。此时指示剂明显的颜色变化表示反应已完全,即反应达到终点。滴定曲线0.100mol/LNaOH滴定20.00mL0.10
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