水的电离和溶液的酸碱性三课时课件.ppt

1、第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第二节第二节 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性一、水的电离一、水的电离1、水的电离、水的电离H2O+H2O H3O+OH-水是一种水是一种极弱极弱的电解质的电解质，水分子之间相，水分子之间相互作用会发生微弱电离：互作用会发生微弱电离：简写为：简写为：H2O H+OH-注意：注意：在在任何情况任何情况下，下，水所电离出的的水所电离出的的H+和和OH-相等相等2、水的离子积、水的离子积实验测得，实验测得，在在25时时，1L纯水中只有纯水中只有110-7mol H2O电离，因此纯水中电离，因此纯水中H+和和OH浓度各等于浓度各等于110-

2、7 mol/L。1L纯水中纯水中 H2O的物质的量为：的物质的量为：n(H2O)1000 g18g/mol55.6molc（H）c（OH）11014（1）水的离子积水的离子积：在一定温度下，溶液中在一定温度下，溶液中c（H）与与c（OH）的乘积是一个常数，叫做水的离子积常）的乘积是一个常数，叫做水的离子积常数数，简称，简称水的离子积水的离子积，用符号，用符号KW来表示。来表示。（2）KW反映了溶液中反映了溶液中c（H）与）与 c（OH）的相互）的相互依存关系，依存关系，它不仅适用于纯水，也适用于其它任何稀它不仅适用于纯水，也适用于其它任何稀溶液。溶液。（3）KW说明说明任何水溶液中都同时存在任

3、何水溶液中都同时存在H和和OH，但，但不能大量共存。不能大量共存。KW=c（H）c（OH）中的）中的 c（H）、）、c（OH）是指是指溶液中溶液中H与与OH的总浓度，的总浓度，既包括水电离出的既包括水电离出的H与与OH，也包括酸、碱电离出，也包括酸、碱电离出的的H或或OH。KW c（H）c（OH）3、影响水电离的因素、影响水电离的因素 （1）升高温度，促进水的电离，）升高温度，促进水的电离，KW增大。增大。不同温度下水的离子积常数不同温度下水的离子积常数t/0102025405090100KW/10140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0在室温下，在室温下，K

4、w值为值为11014通常通常100 时，时，KW=110-12问题讨论问题讨论1在水中加入盐酸或在水中加入盐酸或NaOH后，水的电离平衡后，水的电离平衡有什么影响？水的离子积是否发生改变？有什么影响？水的离子积是否发生改变？由于盐酸电离产生由于盐酸电离产生H+或或NaOH电离产生电离产生 OH，都能抑制水的电离，使水的电离，都能抑制水的电离，使水的电离程度减小，但程度减小，但KW不变。不变。（2）加入酸或碱，抑制水的电离，但加入酸或碱，抑制水的电离，但KW不变。不变。问题讨论问题讨论2在酸碱溶液中，水电离出来的在酸碱溶液中，水电离出来的c(H+)和和c(OH)是是否相等？否相等？在酸性溶液中是

5、否有在酸性溶液中是否有OH 存在？在碱性溶液中存在？在碱性溶液中是否有是否有H+存在？存在？有有相等相等问题讨论问题讨论3 注意注意:任何水溶液任何水溶液中中H+和和OH总是同时存在的总是同时存在的,只只是相对含量不同是相对含量不同.室温下室温下,任何稀的水溶液任何稀的水溶液中中 C(H+)C(OH)=11014 不论是不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液在中性溶液还是在酸碱性溶液，水电水电离出的离出的C(H+)C(OH)根据根据Kw=C(H)C(OH)在特定温度下为在特定温度下为 定值定值,C(H)和和C(OH)可以互求可以互求.1、溶液的酸碱性：、溶液的酸碱性：看看c(H)与与 c(OH)的相

6、对大小的相对大小 c(H)c(OH)酸性溶液酸性溶液 c(H)=c(OH)中性溶液中性溶液 c(H)c(OH)，c(H)1107mol/L 酸性溶液酸性溶液c(H)c(OH)，c(H)1107mol/L 碱性溶液碱性溶液4、硫酸溶液的酸性一定比醋酸溶液的酸性强。、硫酸溶液的酸性一定比醋酸溶液的酸性强。5、升高水温，水的离子积增大，酸性增强。、升高水温，水的离子积增大，酸性增强。练习：溶液的酸碱性的正误判断练习：溶液的酸碱性的正误判断1、如果、如果 c(H)与与 c(OH)不等，则溶液一定不等，则溶液一定呈现酸碱性。呈现酸碱性。2、如果、如果c(H)与与 c(OH)的比值越大，则酸的比值越大，则

7、酸性越强。性越强。3、c(H)等于等于106mol/L的溶液一定显酸性。的溶液一定显酸性。2、溶液的、溶液的pHpH=7 如如 c(H+)=1107mol/L的溶液的溶液（2）pH的表达式：的表达式：pH=lg c(H)（1）引进）引进pH的必要性：的必要性：当当c(H)很小时，用很小时，用c(H)表示溶液的酸碱性很表示溶液的酸碱性很不方便，为简便起见，引进不方便，为简便起见，引进pH的概念。的概念。计算计算0.01mol/L盐酸溶液的盐酸溶液的pHpH=lg C（H+）=lg102=2例题例题pH=lg C（H+）=lg1014102=12计算计算0.01mol/LNaOH溶液的溶液的pH练

8、习练习1、在、在0.1mol/L的的HCl溶液中，溶液中，c(H+)=_，c(OH)=_，由水电离的由水电离的c(H+)=_，pH=_。2、在、在0.1 mol/L的氢氧化钠溶液中，的氢氧化钠溶液中，c(H+)=_，由水电离的由水电离的c(OH)=_，pH=_。0.1mol/L11013mol/L11013mol/L11013mol/L11013mol/L113室温室温下：下：中性溶液：中性溶液：pH=7酸性溶液：酸性溶液：pH7，且，且pH越大，碱性越强越大，碱性越强c（H+）100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 101

9、3 1014pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14中性中性酸性增强酸性增强碱性增强碱性增强（3）溶液的酸碱性与）溶液的酸碱性与pH的关系的关系（4）pH的范围：的范围：014或或114室温室温练习：溶液的练习：溶液的pH值的正误判断值的正误判断1、一定条件下、一定条件下 pH值越大，溶液的酸性越强。值越大，溶液的酸性越强。2、用、用pH值表示任何溶液的酸碱性都很方便。值表示任何溶液的酸碱性都很方便。3、pH值等于值等于6一定是一个弱酸体系。一定是一个弱酸体系。4、pH值相同的强酸和弱酸中值相同的强酸和弱酸中c（H+）相同，）相同，溶质的物质的量浓度相同。溶质

10、的物质的量浓度相同。（5）有关溶液）有关溶液pH的计算：的计算：强酸、强碱溶液的强酸、强碱溶液的pH强酸强酸：c(酸酸)c(H)pH强碱强碱：c(碱碱)c(OH)c(H)pH填表填表c(H)/molL1c(OH)/molL1pH0.5 molL1H2SO4溶液溶液稀盐酸稀盐酸 4某某Ba(OH)2溶液溶液 a1110140110411010110a110a14两强酸稀溶液混合后的两强酸稀溶液混合后的pHc c混混(H)pH c混混(H)=c1(H)V1 c2(H)V2V1 V2（5）有关溶液）有关溶液pH的计算：的计算：例：例：pH=2和和pH=5的两种盐酸溶液等体积混合，的两种盐酸溶液等体积

11、混合，求混合溶液的求混合溶液的pH。c混混(H)2lg220.3 2.31102 1105 2mol/L=10212mol/LpHlg 102 2练习：练习：pH=4和和pH=6的两种盐酸溶液等体积混的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的合，求混合溶液的pH值值 规律：规律：pH相差相差2以上的两种强酸溶液等体积混合，以上的两种强酸溶液等体积混合，混合液的混合液的pH等于浓溶液的等于浓溶液的pH加上加上0.3。两强碱稀溶液混合后的两强碱稀溶液混合后的pH（5）有关溶液）有关溶液pH的计算：的计算：c c混混(OH)c混混(H)pH例：例：pH=12和和pH=9的两种的两种NaOH溶液等体积混合

12、，求溶液等体积混合，求混合溶液的混合溶液的pH值。值。解：解：c混混(OH)12lg2 11.71102 1105 2mol/L 10212mol/L c混混(H)21012 mol/LpHlg(21012)NaOH溶液中溶液中OH主要来自主要来自NaOH，水的电离产生，水的电离产生的的OH可忽略，混合溶液中可忽略，混合溶液中OH的物质的量是混合前的物质的量是混合前两溶液中两溶液中OH的物质的量之和。的物质的量之和。两种不同浓度的两种不同浓度的NaOH溶液混合后，水的电离平衡发生移动，混合液中溶液混合后，水的电离平衡发生移动，混合液中H的的物质的量物质的量不是不是混合前两溶液中混合前两溶液中H

13、的物质的量之和。的物质的量之和。规律：规律：pH相差相差2以上的两种强碱溶液等体积混以上的两种强碱溶液等体积混合，混合液的合，混合液的pH等于浓溶液的等于浓溶液的pH减减0.3。例：例：pH=13和和pH=9的两种的两种NaOH溶液等体积混溶液等体积混合，求混合溶液的合，求混合溶液的pH值。值。例例1：1 L pH=2盐酸和盐酸和1 L pH=12的的Ba(OH)2溶液混合，溶液混合，求混合后溶液的求混合后溶液的pH值。值。强酸与强碱混合液的强酸与强碱混合液的pH n(H)1102 mol/L1L 1102 mol在盐酸中：在盐酸中：在在Ba(OH)2 溶液中：溶液中：n(OH)1102 mo

14、l/L1L 1102 mol n(H)n(OH)，盐酸和，盐酸和Ba(OH)2溶液恰好中和，溶液恰好中和，混合液呈中性，混合液呈中性，pH7。例例2：0.1L pH=2盐酸和盐酸和0.1L pH=11的的NaOH溶液相混溶液相混合，求混合后溶液的合，求混合后溶液的pH值。值。c混混(H)n(H)1102 mol/L0.1L 1103 mol在盐酸中：在盐酸中：在在NaOH溶液中：溶液中：n(OH)1103 mol/L0.1L 1104 mol3lg4.5pHlg(4.5103)9104mol0.2L4.5103 mol/L在混合溶液中：在混合溶液中：例例3：pH=3盐酸和盐酸和pH=13的的N

15、aOH溶液等体积混合，求混溶液等体积混合，求混合后溶液的合后溶液的pH值。值。c混混(OH)n(H)1103 mol在在1L盐酸中：盐酸中：在在1L NaOH溶液中：溶液中：n(OH)1101mol13lg2.012.7pHlg(2.01013)101 1032mol/L 5.0102 mol/L在在2 L 混合溶液中：混合溶液中：c(H)2.01013 mol/L总结总结u若恰好中和，若恰好中和，c酸酸(H)V酸酸 c碱碱(OH)V碱碱，溶液呈溶液呈_性，性，pH_。中中7u若酸过量，若酸过量，c酸酸(H)V酸酸 c碱碱(OH)V碱碱，溶液呈溶液呈_性，性，pH_。酸酸77 c余余(H)c酸

16、酸(H)V酸酸 c碱碱(OH)V碱碱V酸酸 V碱碱u若碱过量，若碱过量，c酸酸(H)V酸酸 c碱碱(OH)V碱碱，溶液呈溶液呈_性，性，pH_。碱碱 c余余(OH)c碱碱(OH)V碱碱c酸酸(H)V酸酸V酸酸 V碱碱强酸、强碱的稀释：强酸、强碱的稀释：例例1、0.001 mol/L盐酸的盐酸的pH _，加水稀释到原来的加水稀释到原来的10倍，倍，pH_，加水到原来的加水到原来的103倍，倍，pH _，加水到原来的加水到原来的104 倍，倍，pH _，加水到原来的加水到原来的106倍，倍，pH_。34677不能不能大于大于7例例2、pH=10的的NaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的1

17、0倍，则倍，则溶液的溶液的pH=_pH=10的的NaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的102倍，倍，则溶液的则溶液的pH=_pH=10的的NaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的103倍，则溶液倍，则溶液的的pH_pH=10的的NaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的105倍，则溶液倍，则溶液的的pH_9877不能小不能小于于7强酸（碱）每稀释强酸（碱）每稀释10倍，倍，pH值向值向7靠拢一个单位；靠拢一个单位；酸碱溶液无限稀释，酸碱溶液无限稀释，pH只能约等于只能约等于7；酸不能大于酸不能大于7，碱不能小于，碱不能小于7。弱酸、弱碱的稀释：弱酸、弱碱的稀释：在稀释过

18、程中有浓度变化，又有电离平衡的移动，在稀释过程中有浓度变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其不能求得具体数值，只能确定其pH范围。范围。1、pH=3 CH3COOH溶液加水稀释到原来溶液加水稀释到原来10倍，溶液倍，溶液的的pH值范围值范围_2、pH=12氨水加水稀释到原来氨水加水稀释到原来100倍，溶液的倍，溶液的pH值范值范围围_3、pH=3 酸溶液加水稀释到原来酸溶液加水稀释到原来100倍，溶液的倍，溶液的pH值值范围范围_4、pH=12碱溶液加水稀释到原来碱溶液加水稀释到原来1000倍，溶液的倍，溶液的pH值范围值范围_3pH410pH123pH59pH12（1）定性测

19、定：酸碱指示剂法定性测定：酸碱指示剂法三、三、pH的应用的应用1、pH测定方法测定方法指示剂指示剂变色范围变色范围pH 颜色颜色酸色酸色过渡色过渡色碱色碱色甲基橙甲基橙3.14.4红红橙橙黄黄石蕊石蕊5.08.0红红紫紫蓝蓝酚酞酚酞8.210.0无无粉红粉红红红将将pH试纸放在洁净玻璃片（或表面皿）上，用玻璃试纸放在洁净玻璃片（或表面皿）上，用玻璃棒蘸取未知液点在试纸上，然后与标准比色卡比较。棒蘸取未知液点在试纸上，然后与标准比色卡比较。（2）定量测定：定量测定：pH试纸法、试纸法、pH计法等计法等pH试纸的使用方法：试纸的使用方法：1、能否直接把、能否直接把pH试纸伸到待测液中？试纸伸到待测

20、液中？2、是否要先湿润、是否要先湿润pH试纸后，再将待测液滴到试纸后，再将待测液滴到pH试试纸上？纸上？3、能否用、能否用pH试纸测出试纸测出pH=7.1来？来？标准比色卡中标准比色卡中的数据都是整数的数据都是整数不能不能不要不要（一）定义：（一）定义：用用已知物质的量浓度的酸已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定（或碱）来测定未知未知物质的量浓度的碱物质的量浓度的碱（或酸）的方法。（或酸）的方法。标准标准溶液溶液待测待测溶液溶液四、酸碱中和滴定四、酸碱中和滴定（二）（二）原理：原理：对于一元酸和一元碱发生的中和反应：对于一元酸和一元碱发生的中和反应：c(碱碱)c(酸酸)V(酸酸)V(碱碱)HOH

21、H2O1 1（三）（三）指示剂的选择指示剂的选择（1）指示剂选择原则：）指示剂选择原则：1、变色要灵敏、变色要灵敏2、溶液颜色的变化由浅到深容易观察，而、溶液颜色的变化由浅到深容易观察，而由深变浅则不易观察。由深变浅则不易观察。（2）酸碱指示剂的选择和颜色变化如下：）酸碱指示剂的选择和颜色变化如下：强酸滴定强碱一般选用强酸滴定强碱一般选用甲基橙甲基橙作指示剂；作指示剂；强碱滴定强酸一般选用强碱滴定强酸一般选用酚酞酚酞指示剂。指示剂。（四）（四）所需的仪器所需的仪器1、滴定管（酸式滴定管、碱式滴定管）、滴定管（酸式滴定管、碱式滴定管）滴定管结构上有什么特点？滴定管结构上有什么特点？滴定管结构：长

22、而直的中空管子，下部有用于控滴定管结构：长而直的中空管子，下部有用于控制液体流量的玻璃活塞（酸式）或由橡胶管和玻璃球制液体流量的玻璃活塞（酸式）或由橡胶管和玻璃球组成的阀（碱式），活塞或阀的下面还有一段尖嘴玻组成的阀（碱式），活塞或阀的下面还有一段尖嘴玻璃管。在滴定管的上端标有适宜使用的温度和规格。璃管。在滴定管的上端标有适宜使用的温度和规格。刻度的设置由上及下逐渐增大，刻度的设置由上及下逐渐增大，有有“0”刻度，在滴定刻度，在滴定管的上方管的上方。最大刻度在活塞或阀之上。最大刻度在活塞或阀之上。（1）用途：）用途：滴定管滴定管主要用于精确（精确到主要用于精确（精确到0.01mL）地放出一定体

23、积的溶液。地放出一定体积的溶液。观察与讨论观察与讨论1（2）构造）构造为什么酸式滴定管不能盛放碱液，碱式滴定管不能盛为什么酸式滴定管不能盛放碱液，碱式滴定管不能盛放酸液？读数时可以读到小数点后几位？放酸液？读数时可以读到小数点后几位？酸式滴定管的下端为玻璃活塞，酸式滴定管的下端为玻璃活塞，盛放碱液会生盛放碱液会生成成Na2SiO3等物质，使活塞不能旋转。等物质，使活塞不能旋转。碱式滴定管的下端为一段橡胶管碱式滴定管的下端为一段橡胶管，酸液会腐，酸液会腐蚀橡胶。蚀橡胶。读数时可以读到小数点后两位。读数时可以读到小数点后两位。观察与讨论观察与讨论2 （1）如图（）如图（）10mL量筒中液面的位量筒

24、中液面的位置，置，A与与B，B与与C刻度间相差刻度间相差1mL，如果，如果A为为4，量筒中液体的体积是量筒中液体的体积是_mL。(2)如图如图()表示表示50mL滴定管中液面的位置，滴定管中液面的位置，如果液面处的读数是如果液面处的读数是a，则滴定管中液体的体积，则滴定管中液体的体积（填代号）（填代号）_。A.是是 a mL B.是是(50-a)mLC.一定大于一定大于a mL D.一定大于一定大于(50-a)mLABCED（）()3.2D练习练习 分别把酸、碱反应液加入酸式滴定分别把酸、碱反应液加入酸式滴定管、碱式滴定管中，使管、碱式滴定管中，使液面位于液面位于“0”刻度线以上刻度线以上；并

25、并把滴定管把滴定管垂直固定垂直固定在滴定管夹上。在滴定管夹上。（3）滴定管的使用方法）滴定管的使用方法 检查和洗涤仪器：检查和洗涤仪器：滴定管在使用前，首先要检滴定管在使用前，首先要检查活塞或阀是否漏水。只有不漏水的滴定管才能使查活塞或阀是否漏水。只有不漏水的滴定管才能使用。再将滴定管用蒸馏水洗涤干净。用。再将滴定管用蒸馏水洗涤干净。润洗仪器润洗仪器用所要装的酸、碱溶液用所要装的酸、碱溶液润洗润洗23次次。加入反应液加入反应液 调节起始读数调节起始读数 在滴定管下放一烧杯，调节活塞，在滴定管下放一烧杯，调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反应液，并使滴定管尖嘴部分充满反应液，并使液面在使液面在“0”

26、或或“0”以下某一刻度处以下某一刻度处。记下准确读数。记下准确读数。放出反应液放出反应液2、铁架台、滴定管夹、铁架台、滴定管夹3、锥形瓶：、锥形瓶：只水洗不润洗只水洗不润洗（四）（四）所需的仪器所需的仪器4、烧杯、烧杯（五）滴定操作步骤：（五）滴定操作步骤：1 1、滴定前准备：、滴定前准备：查漏查漏-洗涤洗涤-润洗润洗-装液装液-排气泡排气泡-调整液面并记录调整液面并记录2、取待测液，加指示剂、取待测液，加指示剂3、用标准溶液滴定、用标准溶液滴定5、滴定操作重复、滴定操作重复23次。次。4、准确记下终止读数，并准确求得滴定用去的标准、准确记下终止读数，并准确求得滴定用去的标准溶液体积。溶液体积

27、。6、将几次滴定用去的、将几次滴定用去的标准溶液的体积的平均标准溶液的体积的平均值代入公式计算：值代入公式计算：c(待待)c(标标)V 标标(aq)V待待(aq)（七）误差分析：（七）误差分析：（1）滴定前在用蒸馏水清洗滴管后，未用标准盐酸滴定前在用蒸馏水清洗滴管后，未用标准盐酸溶液润洗：溶液润洗：由于管内存有少量水，使标准液浓度降低，则由于管内存有少量水，使标准液浓度降低，则所用的所用的V HCl(aq)偏大，偏大，c(NaOH)偏高。偏高。（2）滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失：）滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失：由于一部分酸液用于填充气泡所占体积，则参由于一部分酸液用于填

28、充气泡所占体积，则参加反应的加反应的V HCl(aq)较测定体积小，用于计算的较测定体积小，用于计算的V HCl(aq)偏大，偏大，c(NaOH)偏高。偏高。c(NaOH)c(HCl)V HCl(aq)VNaOH(aq)（3）滴定前，用待测浓度的）滴定前，用待测浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶，溶液润洗锥形瓶，然后盛装一定体积的待测液然后盛装一定体积的待测液 使锥形瓶内待测液的溶质的物质的量增大，使锥形瓶内待测液的溶质的物质的量增大，因而因而V HCl(aq)增大，增大，c(NaOH)偏高。偏高。c(NaOH)c(HCl)V HCl(aq)VNaOH(aq)（4）读）读V HCl(aq)的刻度时，

29、滴定前仰视，滴定后的刻度时，滴定前仰视，滴定后平视：平视：俯视图俯视图仰视图仰视图 滴定管的读数滴定管的读数正确正确视线视线仰视仰视视线视线正确正确读数读数仰视仰视读数读数读数偏大读数偏大正确正确视线视线俯视俯视视线视线正确正确读数读数俯视俯视读数读数读数偏小读数偏小用于计算用于计算的的V HCl(aq)偏小，偏小，c(NaOH)偏低偏低（6）读）读V HCl(aq)的刻度时，滴定前平视，滴定后的刻度时，滴定前平视，滴定后俯视俯视用于计算用于计算的的V HCl(aq)偏小，偏小，c(NaOH)偏低偏低（7）滴定中，滴定管漏液）滴定中，滴定管漏液用于计算用于计算的的V HCl(aq)偏大，偏大，c(NaOH)偏偏高高c(NaOH)c(HCl)V HCl(aq)VNaOH(aq)（5）读）读V HCl(aq)的刻度时，滴定前仰视，滴定后平的刻度时，滴定前仰视，滴定后平视：视：（9 9）滴定中向锥形瓶加入蒸馏水）滴定中向锥形瓶加入蒸馏水（8 8）锥形瓶摇动时部分碱液溅出）锥形瓶摇动时部分碱液溅出V HCl(aq)偏小，偏小，c(NaOH)偏低偏低V HCl(aq)不变，不变，c(NaOH)无影响。无影响。