第三章水溶液中的电平衡课件.ppt
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- 第三 水溶液 中的 平衡 课件
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1、第三章 水溶液中的电离平衡第三章第三章 水溶液中的电离平衡水溶液中的电离平衡第一节第一节 弱电解质的电离弱电解质的电离回忆并回答下列问题:回忆并回答下列问题:1.什么是电解质?什么是电解质?2.什么是非电解质?什么是非电解质?4.电解质一定能导电吗?电解质一定能导电吗?5.电解质导电的原因是什么?电解质导电的原因是什么?3.哪些物质都是电解质?哪些物质都是电解质?6.电解质的导电能力有无差异?电解质的导电能力有无差异?一一.强弱电解质强弱电解质1.强电解质强电解质(1)强电解质:在水溶液中能够全部电离的)强电解质:在水溶液中能够全部电离的电解质为强电解质。电解质为强电解质。(2)特点:不存在电
2、离平衡,溶液中无电解)特点:不存在电离平衡,溶液中无电解质分子存在。质分子存在。(3)强电解质的电离方程式写等号。)强电解质的电离方程式写等号。练习:写出下列强电解质的电离方程式练习:写出下列强电解质的电离方程式H2SO4、Ba(OH)2、Na2SO4、NaHCO3、NaHSO4(4)常见的强电解质:)常见的强电解质:活泼金属的氢化物和氧化物,如活泼金属的氢化物和氧化物,如CaH2、NaH、Na2O、CaO等。等。强酸、强碱。如强酸、强碱。如H2SO4、NaOH大部分盐。如大部分盐。如NaCl、K2SO4(4)强电解质的导电性不一定强。)强电解质的导电性不一定强。(5)CaCO3、BaSO4、
3、AgCl等难溶电解质是等难溶电解质是强电解质。强电解质。2.弱电解质弱电解质(1)弱电解质:在水溶液中只有部分电离为离)弱电解质:在水溶液中只有部分电离为离子的电解质为弱电解质。子的电解质为弱电解质。(2)弱电解质的特点:)弱电解质的特点:部分电离,溶液中弱电解质的分子和离子共部分电离,溶液中弱电解质的分子和离子共存。存。溶液中存在电离平衡。溶液中存在电离平衡。电离方程式写可逆符合不能写等号,多元弱电离方程式写可逆符合不能写等号,多元弱酸要分级书写。酸要分级书写。弱电解质在熔融状态时不能导电。弱电解质在熔融状态时不能导电。弱电解质的化学键只有共价键,没有离子键。弱电解质的化学键只有共价键,没有
4、离子键。(3)常见的弱电解质:)常见的弱电解质:非金属的一些氢化物,如非金属的一些氢化物,如H2S、HF等。等。弱酸、弱碱。如弱酸、弱碱。如CH3COOH、NH3H2O、HClO水是一种极弱的电解质。水是一种极弱的电解质。(4)弱电解质的导电性不一定比强电解质弱。)弱电解质的导电性不一定比强电解质弱。少数盐,如醋酸铅。少数盐,如醋酸铅。(5)弱电解质的判断)弱电解质的判断存在电离平衡的是弱电解质。存在电离平衡的是弱电解质。溶液中电解质分子、离子共存的是弱电解质。溶液中电解质分子、离子共存的是弱电解质。根据同温、同浓度时的导电性判断。导电性弱的为弱根据同温、同浓度时的导电性判断。导电性弱的为弱电
5、解质。电解质。根据物质类别判断,弱酸弱碱都是弱电解质。根据物质类别判断,弱酸弱碱都是弱电解质。1.下列物质能导电的是下列物质能导电的是_,属于强电解属于强电解质的是质的是_,属于弱电解质的是属于弱电解质的是_,属于非电解质的是属于非电解质的是_.a.铜丝铜丝 b.金刚石金刚石 c.石墨石墨 d.NaCl e.盐酸盐酸 f.蔗糖蔗糖 g.CO2 h.Na2O i.硬脂酸硬脂酸 j.醋酸醋酸 k.碳酸碳酸 l.碳酸氢铵碳酸氢铵 m.氢氧化铝氢氧化铝 n.氯气氯气 o.BaSO4 a.c.e.d.h.l.oi.j.k.m.f.g.【课堂练习】【课堂练习】2.2.现有现有熔融熔融NaOH NaOH N
6、aOH NaOH NaOHNaOH溶液溶液 石石墨墨 SOSO2 2 硫酸硫酸 稀硫酸稀硫酸 冰醋酸冰醋酸 氨氨水水 氨氨 一水合氨一水合氨 BaSOBaSO4 4 酒精酒精 NaNa2 2O O 蔗糖溶液,其中(填序号)蔗糖溶液,其中(填序号)强电解质有强电解质有 ,弱电解质有弱电解质有 ,非电解质有非电解质有 ,能导电的有能导电的有 。3.下列物质的水溶液能导电,但属下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是(于非电解质的是()A.CH3COOH B.Cl2C.NH4HCO3 D.SO2D4.某化合物能溶于水,但其水溶液不能导某化合物能溶于水,但其水溶液不能导电,则该化合物是(电,则该化合
7、物是()A.弱电解质弱电解质 B.强电解质强电解质C.非电解质非电解质 D.不能确定其类型不能确定其类型C5.下列物质是强电解质的是(下列物质是强电解质的是()A.硫酸钡硫酸钡 B.稀硝酸稀硝酸C.浓硫酸浓硫酸 D.氢氧化钙氢氧化钙AD6.下列物质属于共价型强电解质的下列物质属于共价型强电解质的是(是()A.苛性钾苛性钾 B.纯碱纯碱 C.高氯酸高氯酸 D.亚硫酸亚硫酸C7.下列物质仅在水溶液中能导电的下列物质仅在水溶液中能导电的电解质电解质是(是()A.NaOH B.KNO3C.SO3 D.HCl D8.下列物质的水溶液中存在电解质的分子下列物质的水溶液中存在电解质的分子的是(的是()A.N
8、aOH B.CH3COOH C.CH3CH 2 OH D.HClB9.下列溶液中下列溶液中c(H+)为)为0.01mol/L的是的是()0.01mol/L的的 HF 0.01mol/L的的CH3COOH C.0.01mol/L的的H 2SO4 D.0.01mol/L的的HClD10.下列说法正确的是(下列说法正确的是()强电解质一定是离子化合物,弱电解质强电解质一定是离子化合物,弱电解质一定是共价化合物一定是共价化合物 强电解质一定是易溶于水的化合物,弱强电解质一定是易溶于水的化合物,弱电解质一定是难溶于水电化合物电解质一定是难溶于水电化合物C.属于共价化合物的电解质熔融态不导电属于共价化合物
9、的电解质熔融态不导电 D.SO3溶于水后,溶液导电性很强,溶于水后,溶液导电性很强,SO3是强电解质是强电解质C1电离平衡:电离平衡:一定条件下,当弱电解质分子电离成离一定条件下,当弱电解质分子电离成离子子(离子化离子化)的速率和离子结合成分子的速率和离子结合成分子(分子化分子化)的速率的速率相等时,达到电离平衡状态相等时,达到电离平衡状态能进行到底的反应能进行到底的反应 v(离子化离子化)v(分子化分子化)v(离子化离子化)=v(分子化分子化)t1时间时间(t)反应速率反应速率v0电离平衡状态电离平衡状态2特征:特征:弱、等、动、定、变弱、等、动、定、变 二弱电解质的电离平衡二弱电解质的电离
10、平衡3影响电离平衡的因素影响电离平衡的因素 (1 1)内因:)内因:电解质本身的结构和性质。电解质本身的结构和性质。共价键的极性越弱,电解质就越弱,其电离程共价键的极性越弱,电解质就越弱,其电离程度就越小,常温下绝大多数度就越小,常温下绝大多数0.1mol/L0.1mol/L的弱电解质的弱电解质的电离度都不超过的电离度都不超过10%10%。(2 2)外因:)外因:温度、浓度、外加试剂。温度、浓度、外加试剂。温度的影响:升高温度,电离平衡向电离方温度的影响:升高温度,电离平衡向电离方向移动。向移动。浓度的影响:减小浓度,电离平衡向电离方浓度的影响:减小浓度,电离平衡向电离方向移动。向移动。外加试
11、剂的影响:加入含有弱电解质离子的外加试剂的影响:加入含有弱电解质离子的强电解质,电离平衡向逆方向移动。强电解质,电离平衡向逆方向移动。思考讨论下列问题:思考讨论下列问题:1.1.醋酸溶液加热(一般不考虑电解质的挥发、分解),醋酸溶液加热(一般不考虑电解质的挥发、分解),电离平衡向那个方向移动?离子数目和离子浓度如何变电离平衡向那个方向移动?离子数目和离子浓度如何变化?化?2.2.向醋酸溶液中加水,电离平衡向那个方向移向醋酸溶液中加水,电离平衡向那个方向移动?离子数目和离子浓度如何变化?动?离子数目和离子浓度如何变化?3.3.向冰醋酸中加水,电离平衡向那个方向移动?离子向冰醋酸中加水,电离平衡向
12、那个方向移动?离子数目和离子浓度如何变化?数目和离子浓度如何变化?4.4.向醋酸溶液中加入氢氧化钠固体,电离平衡向向醋酸溶液中加入氢氧化钠固体,电离平衡向那个方向移动?离子数目和离子浓度如何变化?那个方向移动?离子数目和离子浓度如何变化?5.5.向醋酸溶液中加入醋酸钠固体,电离平衡向那个方向向醋酸溶液中加入醋酸钠固体,电离平衡向那个方向移动?离子数目和离子浓度如何变化?移动?离子数目和离子浓度如何变化?6.6.向醋酸溶液中加入浓硫酸,电离平衡向那个方向醋酸溶液中加入浓硫酸,电离平衡向那个方向移动?离子数目和离子浓度如何变化?向移动?离子数目和离子浓度如何变化?问题探讨问题探讨1.弱电解质加水稀
13、释时,弱电解质加水稀释时,电离程度电离程度_,离子离子浓度浓度_?(填变大、变小、不变或不填变大、变小、不变或不能确定)能确定)变大变大不能确定不能确定 画出用水稀释冰醋酸时离子浓画出用水稀释冰醋酸时离子浓度随加水量的变化曲线度随加水量的变化曲线。【应用提高】【应用提高】在一定温度下,冰醋酸在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力加水稀释过程中,溶液的导电能力随加入水的体积随加入水的体积V V变化的曲线如右图变化的曲线如右图所示。请回答:所示。请回答:导电能力导电能力VabcO(1)“O”(1)“O”点导电能力为点导电能力为0 0的理由的理由是是 。(2)a(2)a、b b、c c三
14、点处,溶液的三点处,溶液的pHpH由小到由小到 大的顺序为大的顺序为 。(3)a(3)a、b b、c c三点处,电离程度最大的是三点处,电离程度最大的是 。(4)(4)若使若使c c点溶液中点溶液中c(Acc(Ac-)增大,增大,pHpH也增大,可采取的措施是:也增大,可采取的措施是:。在在O点处点处醋酸未电离,无自由移动的离子醋酸未电离,无自由移动的离子b a C(OH)的操的操作是作是 ()(1)将水加热煮沸)将水加热煮沸(2)向水中投入一小块金属钠)向水中投入一小块金属钠(3)向水中通向水中通CO2(4)向水中通)向水中通NH3(5)向水中加入明)向水中加入明矾晶体矾晶体(6)向水中加入
15、)向水中加入NaHCO3固体固体(7)向水中)向水中加加NaHSO4固体固体 A、(、(1)()(3)()(6)()(7)B、(、(1)()(3)()(6)C、(、(5)()(7)D、(、(5)D课堂练习课堂练习2.在在25时水电离出的时水电离出的C(H+)=110-12mol/L,请讨论该溶液的酸碱性。请讨论该溶液的酸碱性。二溶液的酸碱性、二溶液的酸碱性、pH值值1.溶液的酸碱性,取决于溶液中溶液的酸碱性,取决于溶液中H+与与OH的相对大小:的相对大小:室温下:室温下:(1)酸性酸性H+OHH+1107(2)中性中性H+=OH H+=1107(3)碱性碱性H+OH H+1与与107任意水中任
16、意水中c(H+)0,但,但pH可为可为0,此时,此时c(H+)=1mol/L,一般,一般c(H+)1mol/L时,时,pH0,故直接用故直接用c(H+)表示表示.2.溶液的溶液的pH:pH=-lgc(H+),适应范围:稀溶液,适应范围:稀溶液,014之间。之间。3.pH与溶液酸、碱性的关系与溶液酸、碱性的关系酸性越强,酸性越强,pH值越小,碱性越强,值越小,碱性越强,pH值越大,值越大,pH值减小一个单位,值减小一个单位,c(H+)就增大到原来的就增大到原来的10倍,倍,pH值减小值减小n个单位,个单位,c(H+)的增大到原来的的增大到原来的10n倍倍.定义:定义:pH是稀溶液酸碱度的是稀溶液
17、酸碱度的 表示方法。表示方法。4.有关溶液的有关溶液的pH值的几个注意问题:值的几个注意问题:pH值是稀溶液酸碱性的量度。值是稀溶液酸碱性的量度。常温下,常温下,pH=7溶液呈中性;溶液呈中性;pH值减小,溶液的酸性增强;值减小,溶液的酸性增强;pH值增大,溶液的碱性增强。值增大,溶液的碱性增强。pH值范围在值范围在0-14之间。之间。pH=0的溶液并非没有的溶液并非没有H+,而是,而是C(H+)=1mol/L;pH=14的溶液并非没有的溶液并非没有OH-,而是,而是C(OH-)=1mol/L。pH改变一个单位,改变一个单位,C(H+)就改变就改变10倍,倍,即即pH每增大一个单位,每增大一个
18、单位,C(H+)就减小到原来的就减小到原来的1/10;pH每减小一个单位,每减小一个单位,C(H+)就增大到原来的就增大到原来的10倍倍pH值的大小取决于溶液中的值的大小取决于溶液中的H+大小大小当当C(H+)1mol/L时,时,pH值为负数,值为负数,当当C(OH-)1mol/L时,时,pH14。对于对于C(H+)或或C(OH-)大于大于1mol/L的溶液,的溶液,用用pH值表示反而不方便,所以值表示反而不方便,所以pH值仅适用于值仅适用于C(H+)或或C(OH)小于等于小于等于1mol/L的稀溶液。的稀溶液。也可用也可用pOH来表示溶液的酸碱性,来表示溶液的酸碱性,pOH=-lgC(OH-
19、),因为,因为C(H+)C(OH-)=10-14,若两边均取负对数,得若两边均取负对数,得pH+pOH=14。方法:用方法:用洁净洁净的的干玻璃棒干玻璃棒直接蘸取少许待测液,滴直接蘸取少许待测液,滴在在pH试纸上(注意不能将试纸上(注意不能将pH试纸先用水沾湿或试纸先用水沾湿或用湿的玻璃棒,因为这样做,实际上已将溶液稀用湿的玻璃棒,因为这样做,实际上已将溶液稀释,导致所测定的释,导致所测定的pH不准确)将不准确)将pH试纸显示的试纸显示的颜色随即(半分钟内)与标准比色卡对照,确定颜色随即(半分钟内)与标准比色卡对照,确定溶液的溶液的pH值(因为时间长了,试纸所显示的颜色值(因为时间长了,试纸所
20、显示的颜色会改变,致使测得的会改变,致使测得的pH不准。)不准。)5.溶液溶液 的的pH值测定值测定(1)粗略测定用广泛粗略测定用广泛pH试纸试纸:(3)用用pH计测定计测定(2)用精密)用精密pH试纸试纸6.pH的应用的应用(1)日常生活和医疗保健与日常生活和医疗保健与pH有关。有关。(2)工农业生产与工农业生产与pH有关。有关。(3)科学研究与科学研究与pH有关。有关。(4)环境保护与环境保护与pH有关。有关。三、有关三、有关pH的计算的计算1.单一溶液的单一溶液的pH计算计算(1)强酸溶液,如)强酸溶液,如HnA,设浓度为,设浓度为c molL1,则则c(H+)=nc molL1,pH=
21、lgc(H+)=lg nc(2)强碱溶液,如)强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为,设浓度为c molL1,则则c(H+)=1014/nc molL1,pH=lgc(H+)=14+lg nc练习练习1.计算计算0.01mol/L的的HNO3和和0.5mol/LH2SO4的的pH练习练习2.计算计算0.01mol/L的的NaOH和和0.5mol/LBa(OH)2的的pH2.混合混合溶液溶液pH计算计算(1)适用于两种强酸混合)适用于两种强酸混合 c(H+)混混=c(H+)1V1+c(H+)2V2/(V1+V2)。)。(2)适用于两种强碱混合)适用于两种强碱混合 c(OH)混混=c(OH)1V1+c
22、(OH)2V2/(V1+V2)若两种强酸(若两种强酸(pH之差大于之差大于2)等体积混合,)等体积混合,混合液混合液pH=pH小小+0.3若两种强碱(若两种强碱(pH之差大于之差大于2)等体积混合,)等体积混合,混合液混合液pH=pH大大 0.3练习练习3.求求pH=3的的 HCl和和pH=5的的HCl等体积混合液的等体积混合液的pH练习练习4.求求pH=13的的NaOH和和pH=10的的NaOH等体积混合液的等体积混合液的pH练习练习5.室温下将室温下将n体积体积pH=10和和m体积体积pH=13两种两种NaOH溶液混合得溶液混合得pH=12的的NaOH溶液,溶液,则则n:m=?10-4n+
23、10-1m=(n+m)10-2 n:m=100:113.酸碱混合后溶液酸碱混合后溶液pH的计算的计算(1)酸过量酸过量c(H+)混混=c(H+)酸酸V酸酸 c(OH)碱碱V碱碱/(V酸酸+V碱碱)(2)碱过量碱过量c(OH)混混=c(OH)碱碱V碱碱c(H+)酸酸V酸酸/(V酸酸+V碱碱)(3)恰好完全反应,)恰好完全反应,则则c(H+)酸酸V酸酸=c(OH)碱碱V碱碱课堂练习课堂练习1.求求99mL0.05mol/L的的 H2SO4和和101mLpH=13的的Ba(OH)2混合后的混合后的pH。2.向向101mL0.05mol/L的的 H2SO4溶液中,加入溶液中,加入pH=13的的Ba(O
24、H)2混合后混合后pH=3,求加入求加入Ba(OH)2的体积。的体积。1199mL3某温度下纯水的某温度下纯水的c(H+)=110-6 mol/L,在此温度,在此温度下,将下,将pH=8的的Ba(OH)2 溶液和溶液和pH=5的稀盐酸混合,欲的稀盐酸混合,欲使使pH=7,则则Ba(OH)2 溶液与稀盐酸的体积比是多少?溶液与稀盐酸的体积比是多少?2:94.将物质的量的浓度为将物质的量的浓度为0.1mol/L的氢氧化钠的氢氧化钠溶液溶液20mL与与0.2mol/L的盐酸的盐酸30mL混合后,混合后,溶液的溶液的pH是多少?是多少?1.18lg2108lg)(lg2HcpH33310)2030(1
25、0201.010302.0c(H+)=2108=mol/L答案:此溶液的答案:此溶液的pH为为1.1。5.在一定体积在一定体积 pH=12的的Ba(OH)2溶液中,逐溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,溶液,当溶液中的当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时溶液恰好完全沉淀时溶液pH=11,若反应后溶液体积为反应前的体,若反应后溶液体积为反应前的体积之和,则积之和,则Ba(OH)2溶液与溶液与NaHSO4溶液的溶液的体积之比为(体积之比为()A.1:9 B.1:1 C.1:2 D.1:4D6.若若1体积硫酸恰好与体积硫酸恰好与10体积体积pH=11的的NaOH溶
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