水的电离参考课件.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第一课时第一课时探究实验探究实验精确的纯水导电实验精确的纯水导电实验GG现象现象:指针摆动指针摆动不亮不亮结论结论:水是水是 电解质电解质 极弱极弱 能发生能发生 电离电离 微弱微弱灵敏电流计灵敏电流计灯泡灯泡一、水的电离一、水的电离 K电离电离=c(H+)c(OH-)c(H2O)c(H+)c(OH-)c(H2O)K电离电离=室温下室温下55.6mol H2O中中有有110-7mol H2O电离电离,因此因此c(H2O)可视为常数。可视为常数。Kw水的离子积水的离子积Kw=室温下室温下

2、110-14注注:c(H2O)=1 L1000 g18 gmol-1分析表格中的数据分析表格中的数据,有何规律有何规律,并解释之。并解释之。t/0102025405090100Kw/10-140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0结论结论温度越高温度越高,Kw越大。越大。25时时Kw=110-14,100时时Kw=110-12。Kw在一定温度下是个常数。在一定温度下是个常数。升高温度升高温度,促进水的电离。促进水的电离。水的电离是一个水的电离是一个吸热吸热过程。过程。影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的因素 25时

3、时,在在10 mL蒸馏水中蒸馏水中c(H+)和和 c(OH-)各是多少？各是多少？向其中向其中加入加入10 mL0.2 mol/L 盐酸盐酸,c(H+)和和 c(OH-)如如何变化？对水的电离平衡有何影响？何变化？对水的电离平衡有何影响？c(H+)c(OH-)c(H+)和和 c(OH-)大小比较大小比较酸碱性酸碱性平衡移动平衡移动蒸馏水蒸馏水加酸后加酸后10-710-710-110-13c(H+)=c(OH-)中性中性c(H+)c(OH-)酸性酸性Kw=加酸后加酸后110-14不变不变=c(H+)水水酸溶液中酸溶液中Kw=c(H+)酸酸 c(OH-)水水影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的

4、因素 25时时,向向10 mL蒸馏水中蒸馏水中加入加入10 mL0.2 mol/L 氢氧化氢氧化钠钠,c(H+)和和 c(OH-)如何变化？对水的电离平衡有何影响？如何变化？对水的电离平衡有何影响？c(H+)c(OH-)c(H+)和和 c(OH-)大小比较大小比较酸碱性酸碱性平衡移动平衡移动蒸馏水蒸馏水加碱后加碱后10-710-710-110-13c(H+)=c(OH-)中性中性c(H+)c(OH-)碱性碱性Kw=加碱后加碱后110-14不变不变=c(OH-)水水碱溶液中碱溶液中Kw=c(H+)水水 c(OH-)碱碱小结小结影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的因素1、温度、温度2、酸、酸3

5、、碱、碱4、盐、盐升高温度促进水的电离升高温度促进水的电离,Kw增大增大抑制水的电离抑制水的电离,Kw保持不变保持不变(第三节详细介绍第三节详细介绍)c(H+)水水=c(OH-)水水 110-7 mol/L巩固练习巩固练习c(H+)酸溶液中酸溶液中Kw=c(H+)酸酸 c(OH-)水水c(OH-)水水=c(H+)水水=Kwc(H+)酸酸=巩固练习巩固练习c(OH-)碱溶液中碱溶液中Kw=c(H+)水水 c(OH-)碱碱c(OH-)水水=c(H+)水水=Kwc(OH-)碱碱=c(H+)学学 与与 问问1、25:A、B、C 三种溶液三种溶液,其中其中A中中c(H+)=103mol/L,B 中中 c

6、(OH-)=5107mol/L,C中中c(H+)/c(OH-)=106,则三种溶液则三种溶液的酸性的酸性强弱顺序强弱顺序如何？如何？2、25、浓度均为、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中的下列溶液中c(H+)由大到小的由大到小的排排列顺序列顺序:氨水氨水 NaOH 盐酸盐酸 醋酸醋酸A C BB中中c(H+)=KW/c(OH-)=2 108mol/L C中中c(H+)=10.4mol/L 高考链接高考链接A(08上海卷上海卷)常温下常温下,某溶液中由水电离出来的某溶液中由水电离出来的c(H)1.010-13 ,该溶液可能是该溶液可能是()()二氧化硫二氧化硫 氯化铵水溶液氯化铵水溶液 硝酸钠

7、水溶液硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液氢氧化钠水溶液 A B C D高考链接高考链接【07北京北京】在由水电离产生的在由水电离产生的H浓度为浓度为11013molL1的溶液中的溶液中,一定能大量共存的一定能大量共存的离子组是离子组是 K、Cl、NO3、S2 K、Fe2、I、SO42 Na、Cl、NO3、SO42Na、Ca2、Cl、HCO3 K、Ba2、Cl、NO3A B C D酸性条件不能共存酸性条件不能共存碱性条件不能共存碱性条件不能共存能共存能共存酸、碱性条件都不能共存酸、碱性条件都不能共存能共存能共存二、二、c(H+)和和 c(OH-)与溶液酸碱性、与溶液酸碱性、pH的关系的关系、溶液酸碱性

8、的表示法、溶液酸碱性的表示法(1)c(H+)和和 c(OH-)(2)c(H+)和和 c(OH-)都较小的稀溶液都较小的稀溶液(1mol/L)用用pH表示。表示。pH=-lgc(H+)例例:c(H+)=110-7pH=-lg10-7=7 2、c(H+)和和 c(OH-)与溶液酸碱性、与溶液酸碱性、pH的关系的关系溶液的酸碱性溶液的酸碱性c(H+)和和 c(OH-)的关系的关系pH酸性酸性中性中性碱性碱性常温下常温下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？的溶液一定是中性溶液吗？(以以100 为例为例)答答:不一定不一定,只有在

9、常温下才显中性。只有在常温下才显中性。100时显碱性时显碱性常温下常温下c(H+)与与pH、溶液酸碱性的关系、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+)增大增大,pH减小减小酸性增强酸性增强c(H+)减小减小,pH增大增大碱性增强碱性增强c(OH-)减小减小c(OH-)增大增大pH的测定的测定:pH计计(酸度计酸度计)(2)pH试纸试纸注意注意:不能用水润湿不能用水润湿要放在玻璃片要放在玻璃片(或表面皿或表面皿)上上不是将试纸伸到溶液中

10、不是将试纸伸到溶液中广泛广泛pH试纸只能读出整数试纸只能读出整数粗略测定粗略测定:(1)酸碱指示剂酸碱指示剂只能判断溶液的酸碱性只能判断溶液的酸碱性甲基橙甲基橙石蕊石蕊酚酞酚酞酸色酸色 碱色碱色 红红 黄黄 红红 蓝蓝 无无 红红精确测定精确测定:变色范围变色范围(pH)3.14.4 5.08.0 8.210.0了解了解用法用法:用玻璃棒蘸溶用玻璃棒蘸溶液液,点在点在pH试纸中试纸中央央,半分钟后与比色半分钟后与比色卡比色卡比色(2009年高考广东卷年高考广东卷)下列可用于测定溶液下列可用于测定溶液pH且精确且精确度最高的是度最高的是()()(A)酸碱指示剂酸碱指示剂 (B)pH计计 (C)精

11、密精密pH试纸试纸 (D)广泛广泛pH试纸试纸高考链接高考链接B三、三、pH的应用的应用1、工农业生产、工农业生产2、科学实验、科学实验3、人类的生活和健康、人类的生活和健康 思考与交流思考与交流举例说明举例说明4、环境保护、环境保护 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宜城市第一中学宜城市第一中学 高二化学组高二化学组第二课时第二课时1、强酸强碱、强酸强碱 pH 的计算的计算:强酸强酸:c(酸酸)电离电离c(H+)lgpH强碱强碱:c(碱碱)电离电离c(OH)Kwc(H+)lgpHlgpOH14pOHpH例例:计算计算0

12、.1mol/L的的HCl溶液的溶液的pH值值解、解、c(H+)0.110.1 pH lg 0.1 1练习练习:试计算常温下的试计算常温下的0.005 mol/L H2SO4溶液溶液;0.005 mol/L Ba(OH)2 溶液的溶液的pH值值解、解、c(H+)0.00520.01 pH lg 0.01 2 c(OH)0.00520.0112141001.010)()(OHcKHcw pH lg 1012 12或或 c(OH)0.00520.01 pOH lg 0.01 2 pH=14 2 12四、有关溶液的四、有关溶液的pH的计算的计算2、强酸与强酸混合、强酸与强酸混合:强酸强酸:c电离电离c

13、(H+)强酸强酸:c电离电离c(H+)c(H+)混合混合lgpH计算计算10mL 0.1mol/L HCl和和10mL 0.05 mol/L H2SO4混合混合溶液的溶液的pH解解:c(H+)0.110.1 mol/L c(H+)0.0520.1 mol/L c(H+)混合混合Lmol/1.0 20101.0101.0 pH -lg 0.1 1练习练习:pH2的盐酸溶液和的盐酸溶液和0.00005 mol/L的硫酸溶液等体积混的硫酸溶液等体积混合合,试计算混合溶液的试计算混合溶液的pH值值 解解:c(H+)0.01 mol/L c(H+)0.0000520.0001 mol/L c(H+)混合

14、混合LmolVVV/005.020001.001.0pH-lg 0.005 =2+lg2=2.3两种强酸等体积混合两种强酸等体积混合,混合液混合液pH pH 小小 lg2 pH小小0.3思考思考:怎样计算强碱与强碱混合溶液的怎样计算强碱与强碱混合溶液的pH值？值？3、强碱与强碱混合、强碱与强碱混合:强碱强碱:C电离电离C(OH)强碱强碱:C电离电离C(OH)C(OH)混合混合lgpHKwC(H+)混合混合lgpOH14pOH例、例、25 时时,10mL 0.1mol/L NaOH和和10mL 0.05 mol/L Ba(OH)2混合混合,计算混合溶液的计算混合溶液的pH值值解解:c(OH)0.

15、1 c(OH)0.0520.1c(OH)混合混合Lmol/1.020101.0101.0 c(H+)混合混合Lmol/101.0101314 pH lg 1013 =13练习练习:pH12的氢氧化钠溶液和的氢氧化钠溶液和0.00005 mol/L的氢氧化钡的氢氧化钡溶液等体积混合溶液等体积混合,试计算混合溶液的试计算混合溶液的pH值值或或pOH lg 0.1 =1pH 14 1=13 解解:c(OH)0.01 c(OH)0.0000520.0001c(OH)混合混合LmolVVV/005.020001.001.0 pOH-lg 0.005 =2+lg2=2.3 pH=14 2.3 11.7两种

16、强碱等体积混合两种强碱等体积混合,混合液混合液pH pH 大大 lg2 pH大大 0.3计算计算:、pH=13和和pH11的强碱的强碱 、pH=1和和pH=3的强的强酸等体积混合的混合液的酸等体积混合的混合液的pH值值解解:、pH混混 pH大大0.3130.312.7、pH混混 pH小小0.310.31.3想一想想一想:强酸强碱混合强酸强碱混合,混合溶液的混合溶液的pH值怎样计算？值怎样计算？结论结论:酸碱混合时酸碱混合时,先计算过量的先计算过量的c(H+)或或c(OH)再计算再计算pH4、强酸强碱混合、强酸强碱混合:、强酸强碱恰好完全反应、强酸强碱恰好完全反应,溶液呈中性溶液呈中性,混合溶液

17、混合溶液 pH=7、强酸强碱混合酸过量、强酸强碱混合酸过量,先求过量的酸的浓度先求过量的酸的浓度,再求再求pH碱酸碱酸 余VVVOHcVHc )()c(H )(pH=lg c(H+)余余例例:求求30mL pH=3的盐酸溶液与的盐酸溶液与20mL pH=11的氢氧化钠溶的氢氧化钠溶液反应后溶液的液反应后溶液的pH解解:c(H+)103 mol/L c(OH)103 mol/L mol/L 102203020103010 )(433 余Hc pH=lg 2104 4lg2、强酸强碱混合碱过量、强酸强碱混合碱过量,先求过量的碱的浓度先求过量的碱的浓度,再求再求pH碱酸酸碱 余VVVHcVOHc )

18、()c(OH )(pOH=lg c(OH)余余 pH=14 pOH或由或由c(OH)余余Kwc(H+)lgpH练习练习:求求30mL pH=2的硫酸溶液与的硫酸溶液与70mLpH=12的氢氧化钠溶的氢氧化钠溶液反应后溶液的液反应后溶液的pH强酸的稀释强酸的稀释:例例:取取1mL pH=3的硫酸溶液加水稀释到的硫酸溶液加水稀释到100mL,溶液的溶液的 pH变为多少？变为多少？解解:c(H+)=pH=-lgc(H+)=-lg10-5=510-3 mol/L10-3 L=10-5 mol/L10-1 L=n(H+)VH2SO4(aq)若上述溶液加水稀释到体积为原来的若上述溶液加水稀释到体积为原来的

19、1000倍倍,则溶液的则溶液的pH变为多少？变为多少？若稀释到体积为原来的若稀释到体积为原来的105倍倍,则溶液的则溶液的pH变为多少？变为多少？102103pH=6pH=8pH 接近于接近于773pHV水水5、酸碱的稀释问题、酸碱的稀释问题强碱的稀释强碱的稀释例例:取取 pH=11的的NaOH溶液与水按溶液与水按1:99的体积比混合后的体积比混合后,溶液的溶液的pH变为多少？变为多少？解解:稀释前稀释前c(OH-)=10-3 mol/L10-3mol/L=10-5 mol/L1+99若上述溶液加水稀释到体积为原来的若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍倍,则溶液的则溶液的pH变为多少？变

20、为多少？若稀释到体积为原来的若稀释到体积为原来的105倍倍,则溶液的则溶液的pH变为多少？变为多少？103pH=8pH=6pH 接近于接近于7原来的原来的102稀释后稀释后c(OH-)=稀释后溶液的稀释后溶液的pH=9Kwc(OH-)c(H+)=110-9 mol/L117pHV水水117pHV水水3弱酸稀释弱酸稀释例例:pH=2的盐酸稀释的盐酸稀释10倍后倍后pH=？pH=2的醋酸稀释的醋酸稀释10倍后倍后pH=？结论结论:稀释稀释10倍倍pH变化变化(增大增大)133盐酸盐酸醋酸醋酸V水水32pH10倍倍稀释相同倍数时稀释相同倍数时pH:盐酸醋酸盐酸醋酸稀释到相同稀释到相同pH时时稀释的倍

21、数稀释的倍数:醋酸盐酸醋酸盐酸弱酸、弱碱的稀释弱酸、弱碱的稀释弱碱稀释弱碱稀释例例:pH=12的的NaOH溶液稀释溶液稀释10倍后倍后pH=？pH=12的氨水稀释的氨水稀释10倍后倍后pH=？结论结论:稀释稀释10倍倍pH变化变化(减小减小)1.1111NaOH氨水氨水V水水1211pH10倍倍稀释相同倍数时稀释相同倍数时pH:氨水氨水NaOH稀释到相同稀释到相同pH时时稀释的倍数稀释的倍数:氨水氨水NaOH弱酸、弱碱的稀释弱酸、弱碱的稀释小小 结结酸或碱的酸或碱的稀释与稀释与pHpH的关系的关系强酸强酸pH=a,加水稀释加水稀释10n倍倍,则则pH=a+n;弱酸弱酸pH=a,加水稀释加水稀释

22、10n倍倍,则则pHb-n;酸、碱溶液无限稀释时酸、碱溶液无限稀释时,pH只能接近只能接近7,但酸但酸 不能大于不能大于7,碱不能小于碱不能小于7;对于浓度对于浓度(或或pH)相同的强酸和弱酸相同的强酸和弱酸,稀释稀释 相同倍数相同倍数,强酸的强酸的pH变化幅度大。变化幅度大。(强碱、弱碱相似强碱、弱碱相似)巩固练习巩固练习1 110mL0.100mol/L HCl10mL0.100mol/L HCl溶液与溶液与10mL0.100mol/L 10mL0.100mol/L NaOHNaOH溶液混合后溶液混合后,溶液的溶液的pHpH是多少？是多少？2 220mL0.100mol/L HCl20mL

23、0.100mol/L HCl溶液与溶液与10mL0.100mol/L 10mL0.100mol/L NaOHNaOH溶液混合后溶液混合后,溶液的溶液的pHpH是多少？是多少？3 310mL0.100mol/L HCl10mL0.100mol/L HCl溶液与溶液与10mL0.200mol/L 10mL0.200mol/L NaOHNaOH溶液混合后溶液混合后,溶液的溶液的pHpH是多少？是多少？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宜城市第一中学宜城市第一中学 高二化学组高二化学组第三课时第三课时1、酸式滴定管和碱式滴定管的

24、区别和使用方法、酸式滴定管和碱式滴定管的区别和使用方法注意注意:酸式滴定管不能用于装碱性溶液酸式滴定管不能用于装碱性溶液,碱式滴定管不能用于碱式滴定管不能用于装酸性溶液或会腐蚀橡胶的溶液装酸性溶液或会腐蚀橡胶的溶液(如强氧化性的溶液如强氧化性的溶液)。玻璃活塞玻璃活塞橡胶管橡胶管玻璃球玻璃球2、滴定管的刻度特点和读数方法、滴定管的刻度特点和读数方法0刻度处刻度处25ml刻刻度处度处0刻度在上方刻度在上方精密度精密度:0.01ml,所以读数时要所以读数时要读到小数点后两位。读到小数点后两位。实际滴出的溶液体积实际滴出的溶液体积=滴定后的读数滴定后的读数-滴定前的读数滴定前的读数练习练习:读出以下

25、液体体积的读数读出以下液体体积的读数78滴定管滴定管87量筒量筒25ml酸式滴定管酸式滴定管滴定管的构造滴定管的构造上端标有上端标有:、;温度温度0刻度刻度容积容积2525mL50mL全部盛满溶液时全部盛满溶液时,体积体积 所标容积。所标容积。多于多于下端下端滴定管的最小刻度为滴定管的最小刻度为 ,允许估计允许估计至至 ,因此读数的精确度为因此读数的精确度为 mL。0.1mL0.010.01 酸碱中和滴定酸碱中和滴定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已知浓度的溶液已知浓

26、度的溶液标准液标准液未知浓度的溶液未知浓度的溶液待测液待测液二、二、原理原理 酸酸HmRHmR和碱和碱M(OH)nM(OH)n反应反应,当当恰好恰好完全反应完全反应时时,酸提供的酸提供的H H+的物质的量的物质的量等于碱提供的等于碱提供的OHOH的物质的量的物质的量,即即:H+OH-=H2OnHmR+mM(OH)n=MmRn+mnH2O酸碱中和反应有关量的关系和计算。例题例题 有未知浓度的氢氧化钠溶液有未知浓度的氢氧化钠溶液0.23L,0.23L,需加入需加入0.11mol/L0.11mol/L的盐酸溶液的盐酸溶液0.29L,0.29L,氢氧化钠溶液的物质的量浓氢氧化钠溶液的物质的量浓度是多少

27、？度是多少？已知已知V V碱碱=0.23L,V=0.23L,V酸酸=0.29L,c=0.29L,c酸酸=0.11mol/L=0.11mol/L 求求:c:c碱碱=？用用0.1000mol/L的的NaOH溶液溶液,滴定滴定20.00ml 0.1000mol/L的的HCl 溶液溶液,求随求随V NaOH 的增大的增大,pH=？VNaOH(mL)0.005.0010.0015.0018.0019.0019.5019.98pHVNaOH(mL)20.0020.0220.0820.1021.0025.0030.0035.00pH 滴定过程的滴定过程的pHpH变化变化VNaOH(mL)0.005.0010

28、.0015.0018.0019.0019.5019.98pH1.001.221.481.843.123.603.904.30VNaOH(mL)20.0020.0220.0820.1021.0025.0030.0035.00pH7.009.7010.3010.4011.3812.0512.3012.44突跃范围突跃范围20.02mL19.98mL加入加入NaOH溶液的体积溶液的体积V(mL)溶溶液液的的pH甲基橙甲基橙 3.1 3.1 4.4 4.4 酸性酸性 中间色中间色 碱性碱性红色红色 橙色橙色 5.0 5.0 8.0 8.0 8.2 8.2 10.0 10.0 红色红色 紫色紫色 蓝色蓝

29、色粉红色粉红色无色无色红色红色黄色黄色常用指示剂的变色范围常用指示剂的变色范围 石石 蕊蕊酚酚 酞酞装液装液V(NaOH)l)c(HCl)V(HCc(NaOH)左手左手右手右手视线与凹液视线与凹液面水平相切面水平相切滴加速度先快后慢滴加速度先快后慢眼睛注视瓶内颜色变化眼睛注视瓶内颜色变化半分钟颜色不变半分钟颜色不变滴滴定定管管保保持持垂垂直直(3)、结果计算、结果计算:用上述标准液体积的平均值进行计算用上述标准液体积的平均值进行计算(见见P49)()()()(酸碱酸碱VVcc 七、中和滴定误差分析七、中和滴定误差分析:1、中和滴定实验产生误差的原因、中和滴定实验产生误差的原因:、参加反应的酸或

30、碱溶液的体积测量不准、参加反应的酸或碱溶液的体积测量不准确确、中和反应终点判断不准确、中和反应终点判断不准确2、中和滴定误差分析方法、中和滴定误差分析方法:因变量分析法因变量分析法)()()()(标待标待VVckc 中和滴定的计算结果为中和滴定的计算结果为:结论结论:c(待待)与与V(标标)成正比成正比;V(标标)偏大偏大,结结果果;V(标标)偏小偏小,结果结果;偏大偏大偏小偏小分析基本思路分析基本思路:分析错误操作对分析错误操作对V(标标)读数的读数的影响影响可能情况可能情况操作及读数操作及读数结果结果1 1、仪器、仪器的洗涤的洗涤或润洗或润洗未用标准液洗涤滴定管未用标准液洗涤滴定管未用待测

31、液洗涤移液管或相未用待测液洗涤移液管或相应滴定管应滴定管用待测液洗涤锥形瓶用待测液洗涤锥形瓶洗涤后锥形瓶未干燥洗涤后锥形瓶未干燥2 2、气泡、气泡及其处及其处理理滴定前有气泡滴定前有气泡,滴定后无气滴定后无气泡泡滴定前无气泡滴定前无气泡,滴定后有气滴定后有气泡泡偏高偏高偏低偏低偏高偏高无影响无影响偏高偏高偏低偏低3、会引起误差的主要操作及产生的误差、会引起误差的主要操作及产生的误差:可能情况可能情况操作及读数操作及读数结果结果3 3、读数、读数不正确不正确滴定前仰视滴定管读数滴定前仰视滴定管读数,滴滴定后平视定后平视滴定前平视滴定前平视,滴定后仰视滴定后仰视滴定前仰视滴定前仰视,滴定后俯视滴定后俯视滴定前俯视滴定前俯视,滴定后仰视滴定后仰视滴定后滴定后,滴定管尖嘴处挂一滴定管尖嘴处挂一滴标准液滴标准液4 4、滴定、滴定时溅落时溅落液体液体标准液滴在锥形瓶外一滴标准液滴在锥形瓶外一滴待测液溅出锥形瓶外一滴待测液溅出锥形瓶外一滴偏低偏低偏高偏高偏低偏低偏高偏高偏高偏高偏高偏高偏低偏低