高中化学 3.2《水的电离和溶液的酸碱性》课件2 新人教版选修4.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 思考：思考： 1 1、回忆常见的弱电解质有：、回忆常见的弱电解质有： 2 2、写出水的电离方程式及电离常数表达式、写出水的电离方程式及电离常数表达式 弱酸、弱碱、弱酸、弱碱、水水 H2O + H2O H3O+ + OH- H2O H+ + OH- 简写：简写： K 电离 电离 c(H+)c(OH-） c(H2O） 3 3、根据上式是否可以说水中、根据上式是否可以说水中氢离子浓度氢离子浓度与与氢氢 氧根离子浓度乘积也是常数？氧根离子浓度乘积也是常数？ c(H+) . c(OH-) =

2、K电离 电离. c(H2O） ） 实验测得：实验测得： 在在2525，水电离出来的，水电离出来的c(Hc(H+ +)=c(OH)=c(OH )=10 )=107 7mol/Lmol/L Kw =c(H+)c(OH)=1014 是一个常数是一个常数 c(H+)c(OH)=Kw Kw叫做水的离子积常数叫做水的离子积常数，简称简称水的离子积水的离子积。 影响影响KW的因素的因素 KW只随只随温度而变温度而变（与浓度无关）（与浓度无关） 温度升高，温度升高， KW值增大值增大 2、水的电离过程为、水的电离过程为H2O H+ + OH-，在不同温度下其离子积，在不同温度下其离子积 为为KW25 =1 1

3、0-14， KW35 =2.1 10-14。则下列叙述正确的是。则下列叙述正确的是 A、H+ 随着温度的升高而降低随着温度的升高而降低 B、在、在35时，纯水中时，纯水中 H+ OH- C、水的电离常数、水的电离常数K25 K35 D、水的电离是一个吸热过程、水的电离是一个吸热过程 D 1、根据水的电离平衡根据水的电离平衡H2O H+OH- 和下列和下列条件条件的改变，填空：的改变，填空： 升高升高30 加入加入NaCl 加入加入NaAc 加入加入HCl Kw C(OH-)变化变化 C(H+)变化变化 水的电离平衡移动方向水的电离平衡移动方向 改变条件改变条件 条件改变对条件改变对水的电离平衡

4、水的电离平衡及及Kw的影响的影响 减小减小 逆向移动逆向移动 正向移动正向移动 正向移动正向移动 不移动不移动 增大增大 增大增大 增大增大 增大增大 增大增大 减小减小 不变不变 不变不变 不变不变 不变不变 不变不变 结论：加酸或碱抑制水的电离；加弱离子结论：加酸或碱抑制水的电离；加弱离子 （如（如CH3COO-、NH4+)促进水的电离。促进水的电离。 思考：思考： 1 1、分别写出盐酸溶液中、氢氧化钠溶液中存、分别写出盐酸溶液中、氢氧化钠溶液中存 在的电离方程式在的电离方程式 2 2、P46P46思考与交流思考与交流1 1、2 2、3 3 结论结论1 1：无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时

5、存：无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时存 在在H H+ +和和OHOH ！ ！ 溶液的酸碱性跟溶液的酸碱性跟H H+ +和和OHOH浓度的关系：浓度的关系： 中性溶液中性溶液 酸性溶液酸性溶液 碱性溶液碱性溶液 c(H+)=c(OH) c(H+)c(OH) c(H+)c(OH) 结论结论2 2：在任何水溶液中，均存在水的电离平衡：在任何水溶液中，均存在水的电离平衡: : K Kw w=c(H =c(H+ +) ) c(OHc(OH- -) ) 均成立（均成立（25 25 :K:Kw 25 w 25 =10 =10- -14 14 ） ） 溶液的酸碱性溶液的酸碱性 无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时

6、存在无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时存在H H+ +和和 OHOH！而且在一定温度下是定值！而且在一定温度下是定值！ 常温下常温下，溶液的酸碱性跟，溶液的酸碱性跟H H+ +和和OHOH浓度的关系：浓度的关系： 中性溶液中性溶液 酸性溶液酸性溶液 碱性溶液碱性溶液 c(H+)=c(OH)=1107mol/L c(H+)1107mol/L c(OH) c(H+)1107mol/L 1 mol/L 的溶液的酸碱性不用的溶液的酸碱性不用PHPH表示表示 有关有关pH的计算的计算 1、单一溶液的计算单一溶液的计算 强酸溶液：强酸溶液： pH= lg c(H+) 强碱溶液强碱溶液: 先求先求 c(H+)

7、=Kw/c(OH-)， pH= lg c(H+) 一元弱酸溶液一元弱酸溶液，设浓度为设浓度为c mol/L ，电离度为电离度为， c(H+)= c mol/L ， pH= lg c(H+)= lg c ； 一元弱碱溶液一元弱碱溶液，设浓度为设浓度为c mol/L ，电离度为电离度为，先先 求求 c(H+)=Kw/c(OH-)=Kw/c ， pH= lg c(H+) 例例1 1：求：求1 11010- -3 3mol/LH H2 2SOSO4 4溶液的溶液的PHPH 例例2 2：求：求0.1mol/0.1mol/LBaLBa(OH)(OH)2 2溶液的溶液的PHPH 例例3 3：求：求2525时

8、时0.1mol/L0.1mol/L氨水氨水(=1.33%)(=1.33%)溶液的溶液的PHPH 例例1.1.在在10mL1010mL10- -4 4mol/mol/LHClLHCl溶液中加水至溶液中加水至100mL100mL时，溶时，溶 液的液的PHPH值是值是_；若加水至；若加水至10105 5mLmL时，溶液时，溶液 的的PHPH值值_。 例例2.2.在在10mLPH=1010mLPH=10的的NaOHNaOH溶液中加水至溶液中加水至1000mL1000mL时，溶时，溶 液的液的PHPH值是值是_；若加水至；若加水至10106 6mLmL时，溶液时，溶液 的的PHPH值值_。 5 PH7

9、但略小于但略小于7 8 PH7 但略大于但略大于7 例例5 5：将：将PH=6PH=6的的HClHCl和和PH=10PH=10的的NaOHNaOH溶液等体积混合，求溶液等体积混合，求 该混合溶液的该混合溶液的PHPH值。值。 例例3 3：将：将PH=1PH=1和和PH=3PH=3的盐酸溶液等体积混合，求该混合的盐酸溶液等体积混合，求该混合 溶液的溶液的PHPH值。值。 例例4 4：将：将PH=11PH=11和和PH=13PH=13的的NaOHNaOH溶液等体积混合，求该混溶液等体积混合，求该混 合溶液的合溶液的PHPH值。值。 有关有关pH的计算的计算 4、一强一弱的酸一强一弱的酸、碱溶液碱溶

10、液等体积混合等体积混合后溶液的后溶液的pH 溶液的溶液的pH之和为之和为14，则：，则：谁弱显谁性谁弱显谁性。 5、强酸强酸、强碱溶液强碱溶液混合混合后溶液的计算后溶液的计算 两强酸混合两强酸混合 两强碱混合两强碱混合 一者过量一者过量 21 2211 )()( )( VV VHcVHc Hc 混 21 2211 )()( )( VV VOHcVOHc OHc 混 混 混 Hc OHc )( )( 碱酸 碱碱酸酸 VV VOHcVHc |)()(| 注意注意:酸性溶液算酸性溶液算c(H+),碱性溶液先算碱性溶液先算c(OH-),再算再算c(H+)。 pH的测定方法的测定方法 1、酸碱指示剂酸碱

11、指示剂：判断溶液的酸碱性判断溶液的酸碱性 指示剂 变色范围的pH 石蕊 8 蓝色 甲基橙 3.1 4.4 黄色 酚酞 10 红色 2、 pH试纸试纸：测定溶液的pH 广泛试纸识别差值为广泛试纸识别差值为1；精密pH试纸识别差值为0.1。 试纸的使用方法：试纸的使用方法：用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在试用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在试 纸上，在半分钟内将试纸与标准比色卡进行对照得纸上，在半分钟内将试纸与标准比色卡进行对照得pH 。 3、 pH计计：精确精确测定溶液的pH （0.01） 练习练习 1、pH=1的两种酸溶液的两种酸溶液A、B各各1 mL，分别加水稀释到，分别加水稀释到1000mL，其

12、，其 pH值与溶液体积的关系如图，下列说法正确的是值与溶液体积的关系如图，下列说法正确的是（ ） A、A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等两种酸溶液的物质的量浓度一定相等 B、稀释后，、稀释后，A酸溶液的酸性比酸溶液的酸性比B酸溶液强；酸溶液强； C、若、若a = 4，则，则A是强酸，是强酸，B是弱酸；是弱酸； D、若、若1 a 4，则，则A、B都是弱酸。都是弱酸。 2、用用pH试纸测定某无色溶液的试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是（时，规范的操作是（ ） A. 将将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化试纸放入溶液中观察其颜色变化，跟标准比色卡比较跟标准比色卡比较 B. 将溶液倒在将溶液倒

13、在pH试纸上试纸上，跟标准比色卡比较跟标准比色卡比较 C. 用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在滴在pH试纸上试纸上，跟标准比跟标准比 色卡比较色卡比较 D. 在试管内放入少量溶液，煮沸，把在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察试纸放在管口，观察 颜色，跟标准比色卡比较颜色，跟标准比色卡比较 C C pH a A B 1 0 1000 mL 三、三、pH的应用的应用 pH的测定和控制在工农业生产的测定和控制在工农业生产、科学实验和科学实验和 医疗等方面都很重要医疗等方面都很重要。 酸碱中和滴定酸碱中和滴定 思考几个问题思考几个问题: 1中和滴定定义、原理？中

14、和滴定定义、原理？ 2实验仪器及试剂实验仪器及试剂? 3. 如何应用滴定管如何应用滴定管? 4实验步骤实验步骤?滴定终点的判断滴定终点的判断? 2、原理：、原理： HCl+NaOH=H2O C1V1=C2V2 C1 C2V2 V1 1、定义：、定义： 酸碱中和滴定酸碱中和滴定 用用已知已知物质的量浓度的酸物质的量浓度的酸( (或碱或碱) ) 来测定来测定未知未知浓度的碱浓度的碱( (或酸或酸) )的方法的方法. . 即标准液即标准液 即待测液即待测液 3、实验仪器、实验仪器 酸式滴定管酸式滴定管 碱式滴定管碱式滴定管 铁架台铁架台 滴定管夹滴定管夹 锥形瓶锥形瓶 你知道酸碱滴定你知道酸碱滴定

15、管的区别吗？管的区别吗？ 常见量器简介常见量器简介 量筒、滴定管、量筒、滴定管、移液管移液管 （1 1）量筒：）量筒：粗粗量仪，量仪，50mL50mL量筒最小分刻度为量筒最小分刻度为1 1mL mL 读数精确到读数精确到0.1mL0.1mL，无“无“O”O”刻度刻度 （2 2）滴定管）滴定管 类型类型: :酸式滴定管（盛装酸性、强氧化性的溶液）酸式滴定管（盛装酸性、强氧化性的溶液） 碱式滴定管（盛装碱性溶液）碱式滴定管（盛装碱性溶液） 标识标识: :标有标有温度温度、规格规格、刻度刻度 （“（“0”0”刻度在最高刻度在最高 点）点）( (常用规格：常用规格：25mL25mL、50mL)50mL

16、) 最小分刻度：最小分刻度：0.1mL0.1mL，读数精确到，读数精确到0.010.01mLmL 思考：思考：25mL25mL量程滴定管只能盛放量程滴定管只能盛放25mL25mL的液体吗？的液体吗？ 0刻度在上，上下部各有一段无刻度刻度在上，上下部各有一段无刻度 4、滴定管的使用、滴定管的使用 1.检检查查是否是否漏漏水水 2.洗涤洗涤：先水洗，再用待装液：先水洗，再用待装液润洗润洗2-3次次 3.装、赶、调：先装、赶、调：先装装入入液液体至“体至“0”刻度以上刻度以上 2-3厘米处，排净气泡后调整液面到“厘米处，排净气泡后调整液面到“0”或“或“0” 以下，记下刻度，注意平视以下，记下刻度，

17、注意平视不能仰视或俯视不能仰视或俯视 4.滴液滴液：左手左手握住滴定管活塞（或挤压玻璃球）握住滴定管活塞（或挤压玻璃球） 右手右手摇动锥形瓶，摇动锥形瓶，眼睛眼睛注视着锥形瓶颜色的变化注视着锥形瓶颜色的变化 练练2：50ml的滴定管盛有溶液的滴定管盛有溶液，液面恰好在液面恰好在20.00 处处，若把滴定管中溶液全部排出若把滴定管中溶液全部排出，则体积则体积（ ） A、 等于等于30 B、等于等于20 C、大于、大于30 D、小于、小于30 C 练练1：量取：量取25.00mL，KMnO4溶液可选用仪器溶液可选用仪器 （ ） A50mL量筒量筒， B100mL量筒量筒 C50mL酸式滴定管酸式滴

18、定管 ， D50mL碱式滴定管碱式滴定管 C 5 5、实验步骤、实验步骤 1)1)查漏查漏（用自来水）：滴定管是否漏水、旋塞转（用自来水）：滴定管是否漏水、旋塞转 动是否灵活动是否灵活 2)2)洗涤：洗涤：滴定管：先用自来水滴定管：先用自来水冲洗冲洗再用蒸馏水再用蒸馏水 清洗清洗2 2 3 3次次然后用然后用待装液待装液润洗；润洗；锥形瓶：锥形瓶：自来自来 水冲洗水冲洗蒸馏水清洗蒸馏水清洗2 2 3 3次次（不能用待盛液润洗）（不能用待盛液润洗） 3)装液装液装、赶、调：装、赶、调： 4)4)滴液：滴液：滴定终点达到后，滴定终点达到后，半分钟颜色不变半分钟颜色不变，再，再 读数；复滴读数；复滴

19、2 2- -3 3次；次； 读数：视线和凹液面最低点读数：视线和凹液面最低点 相切相切 练习：练习：以标准的盐酸溶液滴定未知的以标准的盐酸溶液滴定未知的NaOHNaOH溶液的溶液的 实验步骤如下，请填空白：实验步骤如下，请填空白： 滴定前的准备工作依次为：滴定前的准备工作依次为： 、 、 。 从从 中准确量取中准确量取20.00mL20.00mL待测的待测的NaOHNaOH 溶液放入溶液放入 中，滴加几滴中，滴加几滴 振荡。此时振荡。此时 溶液为溶液为 色。色。 滴定：滴定： 将锥形瓶放在酸式滴定管下（下面将锥形瓶放在酸式滴定管下（下面 垫一张白纸），左手垫一张白纸），左手 使酸液滴入锥使酸液

20、滴入锥 形瓶内；同时右手形瓶内；同时右手 ；滴定过程中一；滴定过程中一 般是先般是先 后后 同时眼睛要同时眼睛要注注 视视 。 查漏查漏 洗涤洗涤 装液装液 碱式滴定管碱式滴定管 锥形瓶锥形瓶 酚酞酚酞 红红 控制活塞控制活塞 摇动锥形瓶摇动锥形瓶 快快 慢慢 锥形瓶锥形瓶内溶液颜色变化内溶液颜色变化 当加入最后一滴盐酸，锥形瓶内溶液颜当加入最后一滴盐酸，锥形瓶内溶液颜 色由色由 色刚好变为色刚好变为 色时，且色时，且 即达滴定终点。即达滴定终点。 读数时眼睛要读数时眼睛要 精确到精确到 mL mL 滴定终点的判断：滴定终点的判断： 红红 无无 半分钟内不变色半分钟内不变色 0.010.01

21、记录终点读数：记录终点读数： 与凹液面最低点与凹液面最低点及刻线水平及刻线水平 （2001全国）用已知浓度的全国）用已知浓度的NaOH溶液测定溶液测定 某某H2SO4溶液的浓度，参考右图，从下表中溶液的浓度，参考右图，从下表中 选出正确选项选出正确选项 锥形瓶中锥形瓶中 的溶液的溶液 滴定管中滴定管中 的溶液的溶液 选用指选用指 示剂示剂 选用滴选用滴 定管定管 A 碱碱 酸酸 石蕊石蕊 （乙）（乙） B 酸酸 碱碱 酚酞酚酞 （甲）（甲） C 碱碱 酸酸 甲基橙甲基橙 （甲）（甲） D 酸酸 碱碱 酚酞酚酞 （乙）（乙） CD 6、指示剂的选择及滴定终点的判断、指示剂的选择及滴定终点的判断

22、（1）指示剂）指示剂 甲基橙甲基橙 3.1-4.4 红红橙橙黄黄 酚酞酚酞 8-10 无无浅红浅红红红 ?不用石蕊作指示剂原因： 不用石蕊作指示剂原因： 颜色变化不明显颜色变化不明显 变色范围太大变色范围太大 (2)(2)指示剂的选择原则指示剂的选择原则 变色要明显变色要明显 变色灵敏变色灵敏( (即变色范围越窄越好）即变色范围越窄越好） 变色范围尽可能与所变色范围尽可能与所生成盐的酸、碱性范围一致生成盐的酸、碱性范围一致 强酸强酸/强碱强碱滴定：滴定： 呈呈中性中性 酚酞或甲基橙酚酞或甲基橙 强酸滴定弱碱强酸滴定弱碱： 呈呈酸性酸性 甲基橙甲基橙 强碱滴定弱酸强碱滴定弱酸： 呈呈碱性碱性 酚

23、酞酚酞 （3 3）滴定终点的判断）滴定终点的判断 指示剂的颜色发生指示剂的颜色发生突变突变并且并且半分钟不变色半分钟不变色 即达到滴定终点，终点的判断是滴定实验是否即达到滴定终点，终点的判断是滴定实验是否 成功的成功的关键关键。 决定误差原因：决定误差原因： C(测测)= C(标标)V(标标) V(测测) 其中其中: C(标标)、 V(测测)是已知的数据。因此是已知的数据。因此 C(测测)的大小只由的大小只由V(标标) “读数”决定读数”决定，只要，只要 直接或者间接的能引起直接或者间接的能引起“读数”“读数”的变化，则的变化，则 C(测测)也随着变化，且二者的变化是成也随着变化，且二者的变化

24、是成正比例正比例 变化。变化。 已知已知 已知已知 读数读数 误差分析误差分析 误差分析（误差分析（偏大、偏小或无影响偏大、偏小或无影响） 1、洗涤仪器、洗涤仪器(滴定管、锥形瓶滴定管、锥形瓶)： A、滴定前，在用蒸馏水洗涤滴定管后，未用标、滴定前，在用蒸馏水洗涤滴定管后，未用标 准液润洗。准液润洗。 B、滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水、滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水 洗净后没有干燥洗净后没有干燥 C、滴定前，用待测液润洗锥形瓶、滴定前，用待测液润洗锥形瓶 2、气泡、气泡： 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。 3、读数、读数(仰

25、视、俯视仰视、俯视) 读取标准液的刻度时，滴定前平视，滴定后俯视读取标准液的刻度时，滴定前平视，滴定后俯视 。 偏大偏大 无影响无影响 偏大偏大 偏大偏大 偏小偏小 俯 视 图 俯 视 图 仰 视 图 仰 视 图 仰视仰视 视线视线 读数偏大读数偏大 俯视俯视 视线视线 读数偏小读数偏小 滴定管读数误差滴定管读数误差 先仰后俯先仰后俯 V=V(V=V(后后) )- -V(V(前前) )，偏小，偏小 先俯后仰先俯后仰 V=V(V=V(后后) )- -V(V(前前) )，偏大，偏大 滴定管读数误差滴定管读数误差 以盐酸做标准液滴定氨水时，用以盐酸做标准液滴定氨水时，用酚酞酚酞做指做指 示剂，测定的

26、氨水的浓度将示剂，测定的氨水的浓度将 ，? ? 4、指示剂选择不当会有误差、指示剂选择不当会有误差： 偏低偏低 因为恰好完全反应时，生成的因为恰好完全反应时，生成的NHNH4 4ClCl溶液的溶液的 pHpH值小于值小于7 7，而，而酚酞的变色范围是酚酞的变色范围是8 8- -1010，滴入，滴入 盐酸到盐酸到pHpH为为8 8就终止实验了，用去的盐酸就终止实验了，用去的盐酸偏少偏少。 所以应选用所以应选用甲基橙甲基橙为好为好 5、杂质的影响：、杂质的影响： 看杂质是否消耗标准液看杂质是否消耗标准液,如果消耗标准液且多于如果消耗标准液且多于 待测液则待测液则 . 6、操作误差：、操作误差： A

27、、滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量、滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量 溶液溅出。溶液溅出。 B、滴定后，滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形、滴定后，滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形 瓶中瓶中 偏大偏大 偏低偏低 偏大偏大 1、图中图、图中图I表示表示10mL量筒中液面的位置，量筒中液面的位置，A与与B，B 与与C刻度相差刻度相差1 mL，如果刻度，如果刻度A为为6，量筒中液面的体，量筒中液面的体 积是积是 mL。 2、图图II表示表示50mL滴定管中液面的位置，如果液面处滴定管中液面的位置，如果液面处 的读数是的读数是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amL B是是(50a)mL C一定大于一定大于amL D一定大于一定大于(50a)mL 3、若图若图I表示表示50 mL滴定管中滴定管中 液面位置，液面位置，A与与C刻度间相差刻度间相差 1 mL，如果刻度，如果刻度A为为6，则液，则液 面读数为面读数为 mL。 5.8 D 6.10 0 10 20 30 40 V(NaOH)mL 12 10 8 6 4 2 PH 颜色突颜色突 变范围变范围 中和滴定曲线中和滴定曲线 酚酞酚酞 甲基橙甲基橙