高中化学选修四32_水的电离和溶液的酸碱性课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,第一课时,探究实验,精确的纯水导电实验,G,G,现象：,指针摆动,不亮,结论：,水是,电解质,极弱,H,2,O,H,2,O H,3,O,OH,H,2,O H,OH,能发生,电离,微弱,灵敏电流计,灯泡,一、水的电离,H,2,O H,OH,K,电离,=,c,(H,+,),c,(OH,-,),c,(H,2,O),c,(H,+,),c,(OH,-,),c,(H,2,O),K,电离,=,室温下,55.6mol H,2,O,中,有,110,-7,mol H,2,O,电离，,因此,c,(H,2,O),可视为常数。,K,w,水的离子积,K,w,=,室温下,110,-14,注：,c,(H,2,O)=,1 L,1000 g,18 gmol,-1,分析表格中的数据，有何规律，并解释之。,t,/,0,10,20,25,40,50,90,100,K,w,/10,-14,0.134,0.292,0.681,1.01,2.92,5.47,38.0,55.0,结论,温度越高，,K,w,越大。,25,时,Kw,=110,-14,，,100,时,Kw,=,110,-12,。,K,w,在一定温度下是个常数。,升高温度，促进水的电离。,水的电离是一个,吸热,过程。,影响水的电离平衡的因素,影响水的电离平衡的因素,H,2,O H,OH,25,时，在,10,mL,蒸馏水中,c,(H,+,),和,c,(OH,-,),各是多少？,向其中,加入,10 mL0.2 mol/L,盐酸,，,c,(H,+,),和,c,(OH,-,),如,何变化？对水的电离平衡有何影响？,c,(H,+,),c,(OH,-,),c,(H,+,),和,c,(OH,-,),大小比较,酸碱性,平衡移动,蒸馏水,加酸后,10,-7,10,-7,10,-1,10,-13,c,(H,+,)=,c,(OH,-,),中性,c,(H,+,),c,(OH,-,),酸性,K,w,=,加酸后,110,-14,不变,=,c,(H,+,),水,酸溶液中,K,w,=,c,(H,+,),酸,c,(OH,-,),水,影响水的电离平衡的因素,H,2,O H,OH,25,时，向,10,mL,蒸馏水中,加入,10 mL0.2 mol/L,氢氧化钠,，,c,(H,+,),和,c,(OH,-,),如何变化？对水的电离平衡有何影响？,c,(H,+,),c,(OH,-,),c,(H,+,),和,c,(OH,-,),大小比较,酸碱性,平衡移动,蒸馏水,加碱后,10,-7,10,-7,10,-1,10,-13,c,(H,+,)=,c,(OH,-,),中性,c,(H,+,),c,(OH,-,),碱性,K,w,=,加碱后,110,-14,不变,=,c,(OH,-,),水,碱溶液中,K,w,=,c,(H,+,),水,c,(OH,-,),碱,小结,影响水的电离平衡的因素,1,、温度,2,、酸,3,、碱,4,、盐,升高温度促进水的电离，,K,w,增大,抑制水的电离，,K,w,保持不变,（第三节详细介绍）,c,(H,+,),水,=,c,(OH,-,),水,1,10,-7,mol/L,巩固练习,（,1,）常温下，浓度为,110,-5,mol/L,的盐酸溶液中，,由水电离产生的,c,(H,+,),是多少？,解：,酸溶液中,K,w,=,c,(H,+,),酸,c,(OH,-,),水,c,(OH,-,),水,=,c,(H,+,),水,=,K,w,c,(H,+,),酸,=,110,-9,mol/L,=,110,-14,110,-5,mol/L,巩固练习,（,2,）常温下，浓度为,110,-5,mol/L,的,NaOH,溶液中，,由水电离产生的,c,(OH,-,),是多少？,解：,碱溶液中,K,w,=,c,(H,+,),水,c,(OH,-,),碱,c,(OH,-,),水,=,c,(H,+,),水,=,K,w,c,(OH,-,),碱,=,110,-14,110,-5,mol/L,=,110,-9,mol/L,在常温下，由水电离产生的,c,(H,+,),=110,-9,mol/L,的溶液，则该溶液的酸碱性如何？,学 与 问,答：可能是酸性也可能是碱性,1,、,25,：,A,、,B,、,C,三种溶液，其中,A,中,c(H,+,),=10,3,mol/L,，,B,中,c(OH,-,),=5,10,7,mol/L,，,C,中,c(H,+,),/,c(OH,-,),=10,6,则三种溶液的酸性,强弱顺序,如何？,2,、,25,、浓度均为,0.1mol/L,的下列溶液中,c(H,+,),由大到小的,排列顺序,：氨水 ,NaOH,盐酸,醋酸,A,C,B,B,中,c(H,+,),=K,W,/,c(OH,-),=2,10,8,mol/L,C,中,c(H,+,),=10,.4,mol/L,高考链接,A,（,08,上海卷）常温下，某溶液中由水电离出来的,c,(H,),1.010,-13,mol/L,，该溶液可能是,(),二氧化硫 氯化铵水溶液,硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液,A,B,C,D,高考链接,【07,北京,】,在由水电离产生的,H,浓度为,110,13,molL,1,的溶液中，一定能大量共存的离子组是,K,、,Cl,、,NO,3,、,S,2,K,、,Fe,2,、,I,、,SO,4,2,Na,、,Cl,、,NO,3,、,SO,4,2,Na,、,Ca,2,、,Cl,、,HCO,3,K,、,Ba,2,、,Cl,、,NO,3,A,B,C,D,酸性条件不能共存,碱性条件不能共存,能共存,酸、碱性条件都不能共存,能共存,二、,c,(H,+,),和,c,(OH,-,),与溶液酸碱性、,pH,的关系,、溶液酸碱性的表示法,（,1,）,c,(H,+,),和,c,(OH,-,),（,2,）,c,(H,+,),和,c,(OH,-,),都较小的稀溶液（,1mol/L,）,用,pH,表示。,pH=-,lg,c,(H,+,),例：,c,(H,+,)=110,-7,pH=-lg10,-7,=7,2,、,c,(H,+,),和,c,(OH,-,),与溶液酸碱性、,pH,的关系,溶液的酸碱性,c,(H,+,),和,c,(OH,-,),的关系,pH,酸性,中性,碱性,常温下,c,(H,+,),c,(OH,-,),c,(H,+,),=,c,(OH,-,),c,(H,+,),c,(OH,-,),7,=,7,7,pH=7,的溶液一定是中性溶液吗？,(,以,100,为例,）,答：不一定，只有在常温下才显中性。,100,时显碱性,常温下,c,(H,+,),与,pH,、溶液酸碱性的关系,：,10,-5,10,-4,10,-3,10,-2,10,-1,10,-7,10,-8,10,-9,10,-10,10,-11,10,-12,10,-13,10,-14,10,-6,5,4,3,2,1,7,8,9,10,11,12,13,14,6,c,(H,+,),pH,c,(H,+,),增大，,pH,减小,酸性增强,c,(H,+,),减小，,pH,增大,碱性增强,c,(OH,-,),减小,c,(OH,-,),增大,pH,的测定：,pH,计（酸度计）,（,2,）,pH,试纸,注意：不能用水润湿,要放在玻璃片（或表面皿）上,不是将试纸伸到溶液中,广泛,pH,试纸只能读出整数,粗略测定：,（,1,）酸碱指示剂,只能判断溶液的酸碱性,甲基橙,石蕊,酚酞,酸色 碱色,红,黄,红,蓝,无,红,精确测定：,变色范围,(pH),3.14.4,5.08.0,8.210.0,了解,用法：,用玻璃棒蘸溶液，点在,pH,试纸中央，半分钟后与比色卡比色,（,2009,年高考广东卷）下列可用于测定溶液,pH,且精确度最高的是,(),(A),酸碱指示剂,(,B)pH,计,(C),精密,pH,试纸,(D),广泛,pH,试纸,高考链接,B,三、,pH,的应用,1,、工农业生产,2,、科学实验,3,、人类的生活和健康,思考与交流,举例说明,4,、环境保护,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,第二课时,1,、强酸强碱,pH,的计算：,强酸：,c(,酸,),电离,c,(H,+,),lg,pH,强碱：,c(,碱,),电离,c,(OH,),K,w,c,(H,+,),lg,pH,lg,pOH,14,pOH,pH,例：计算,0.1mol/L,的,HCl,溶液的,pH,值,解、,c,(H,+,),0.11,0.1,pH,lg,0.1,1,练习：试计算常温下的,0.005 mol/L H,2,SO,4,溶液；,0.005 mol/L Ba(OH),2,溶液的,pH,值,解、,c(H,+,),0.0052,0.01,pH,lg,0.01,2,c(OH,),0.0052,0.01,pH,lg,10,12,12,或,c(OH,),0.0052,0.01,pOH,lg,0.01,2,pH=14,2,12,四、有关溶液的,pH,的计算,2,、强酸与强酸混合：,强酸,：,c,电离,c(H,+,),强酸,：,c,电离,c(H,+,),c(H,+,),混合,lg,pH,计算,10mL 0.1mol/L,HCl,和,10mL 0.05 mol/L H,2,SO,4,混合溶液的,pH,解：,c(H,+,),0.11,0.1 mol/L c(H,+,),0.052,0.1 mol/L,c(H,+,),混合,pH,-,lg,0.1,1,练习：,pH,2,的盐酸溶液和,0.00005 mol/L,的硫酸溶液等体积混合，试计算混合溶液的,pH,值,解：,c(H,+,),0.01 mol/L c(H,+,),0.000052,0.0001 mol/L,c(H,+,),混合,pH,-,lg,0.005 =2+lg2=2.3,两种强酸等体积混合，混合液,pH,pH,小,lg2,pH,小,0.3,思考：怎样计算强碱与强碱混合溶液的,pH,值？,3,、强碱与强碱混合：,强碱,：,C,电离,C(OH,),强碱,：,C,电离,C(OH,),C(OH,),混合,lg,pH,K,w,C(H,+,),混合,lg,pOH,14,pOH,例、,25,时，,10mL 0.1mol/L,NaOH,和,10mL 0.05 mol/L Ba(OH),2,混合，计算混合溶液的,pH,值,解：,c(OH,),0.1 c(OH,),0.052,0.1,c(OH,),混合,c(H,+,),混合,pH,lg,10,13,=,13,练习：,pH,12,的氢氧化钠溶液和,0.00005 mol/L,的氢氧化钡溶液等体积混合，试计算混合溶液的,pH,值,或,pOH,lg,0.1 =1,pH,14 1=13,解：,c(OH,),0.01 c(OH,),0.000052,0.0001,c(OH,),混合,pOH,-,lg,0.005 =2+lg2=2.3,pH=14,2.3,11.7,两种强碱等体积混合，混合液,pH,pH,大,lg2,pH,大,0.3,计算：、,pH=13,和,pH,11,的强碱 、,pH=1,和,pH=3,的强酸等体积混合的混合液的,pH,值,解：、,pH,混,pH,大,0.3,13,0.3,12.7,、,pH,混,pH,小,0.3,1,0.3,1.3,想一想：强酸强碱混合，混合溶液的,pH,值怎样计算？,结论：酸碱混合时，先计算过量的,c,(H,+,),或,c,(OH,),再计算,pH,4,、强酸强碱混合：,、强酸强碱恰好完全反应，溶液呈中性，混合溶液,pH=7,、强酸强碱混合酸过量，先求过量的酸的浓度，再求,pH,pH=,lg,c,(H,+,),余,例：求,30mL pH=3,的盐酸溶液与,20mL pH=11,的氢氧化钠溶液反应后溶液的,pH,解：,c(H,+,),10,3,mol/L,c(OH,),10,3,mol/L,pH=,lg 210,4,4,lg2,、强酸强碱混合碱过量，先求过量的碱的浓度，再求,pH,pOH=,lg c,(OH,),余,pH=14,pOH,或由,c(OH,),余,K,w,c(H,+,),lg,pH,练习：求,30mL pH=2,的硫酸溶液与,70mLpH=12,的氢氧化钠溶液反应后溶液的,pH,强酸的稀释：,例：取,1mL pH=3,的硫酸溶液加水稀释到,100,mL,，溶液的,pH,变为多少？,解：,c,(H,+,)=,pH=-lg,c,(H,+,)=-lg10,-5,=5,10,-3,mol/L,10,-3,L,=10,-5,mol/L,10,-1,L,=,n,(H,+,),V,H,2,SO,4,(aq),若上述溶液加水稀释到体积为原来的,1000,倍，,则溶液的,pH,变为多少？,若稀释到体积为原来的,10,5,倍，则溶液的,pH,变为多少？,10,2,10,3,pH=6,pH=8,pH,接近于,7,7,3,pH,V,水,5,、酸碱的稀释问题,强碱的稀释,例：取,pH=11,的,NaOH,溶液与水按,1,:,99,的体积比混合后,，,溶液的,pH,变为多少？,解：,稀释前,c,(OH,-,)=10,-3,mol/L,10,-3,mol/L,=10,-5,mol/L,1+99,若上述溶液加水稀释到体积为原来的,1000,倍，,则溶液的,pH,变为多少？,若稀释到体积为原来的,10,5,倍，则溶液的,pH,变为多少？,10,3,pH=8,pH=6,pH,接近于,7,原来的,10,2,稀释后,c,(OH,-,)=,稀释后溶液的,pH,=,9,K,w,c,(OH,-,),c,(H,+,)=1,10,-9,mol/L,11,7,pH,V,水,11,7,pH,V,水,3,弱酸稀释,例：,pH=2,的盐酸稀释,10,倍后,pH=,？,pH=2,的醋酸稀释,10,倍后,pH=,？,结论：稀释,10,倍,pH,变化（增大）,1,3,3,盐酸,醋酸,V,水,3,2,pH,10,倍,稀释相同倍数时,pH,：,盐酸醋酸,稀释到相同,pH,时,稀释的倍数：,醋酸盐酸,弱酸、弱碱的稀释,弱碱稀释,例：,pH=12,的,NaOH,溶液稀释,10,倍后,pH=,？,pH=12,的氨水稀释,10,倍后,pH=,？,结论：稀释,10,倍,pH,变化（减小）,1.,11,11,NaOH,氨水,V,水,12,11,pH,10,倍,稀释相同倍数时,pH,：,氨水,NaOH,稀释到相同,pH,时,稀释的倍数：,氨水,NaOH,弱酸、弱碱的稀释,小 结,酸或碱的,稀释与,pH,的关系,强酸,pH=a,，加水稀释,10,n,倍，则,pH=,a+n,；,弱酸,pH=a,，加水稀释,10,n,倍，则,pH,b-n,；,酸、碱溶液无限稀释时，,pH,只能接近,7,，但酸,不能大于,7,，碱不能小于,7,；,对于浓度（或,pH,）相同的强酸和弱酸，稀释,相同倍数，强酸的,pH,变化幅度大。,（强碱、弱碱相似）,巩固练习,1,10mL0.100mol/L,HCl,溶液与,10mL0.100mol/L,NaOH,溶液混合后，溶液的,pH,是多少？,2,20mL0.100mol/L,HCl,溶液与,10mL0.100mol/L,NaOH,溶液混合后，溶液的,pH,是多少？,3,10mL0.100mol/L,HCl,溶液与,10mL0.200mol/L,NaOH,溶液混合后，溶液的,pH,是多少？,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,第三课时,酸碱中和滴定及曲线,1,、酸式滴定管和碱式滴定管的区别和使用方法,注意：酸式滴定管不能用于装碱性溶液，碱式滴定管不能用于装酸性溶液或会腐蚀橡胶的溶液（如强氧化性的溶液）。,玻璃活塞,橡胶管玻璃球,2,、滴定管的刻度特点和读数方法,0,刻度处,25ml,刻,度处,0,刻度在上方,精密度：,0.01ml,，所以读数时要,读到小数点后两位。,实际滴出的溶液体积,=,滴定后的读数,-,滴定前的读数,练习：读出以下液体体积的读数,7,8,滴定管,8,7,量筒,25ml,酸式滴定管,滴定管的构造,上端标有：,、,、,；,温度,0,刻度,容积,25,25mL,50mL,全部盛满溶液时，体积,所标容积。,多于,下端,滴定管的最小刻度为,允许估计至,，因此读数的精确度为,mL,。,0.1mL,0.01,0.01,酸碱中和滴定,正确视线,仰视视线,正确读数,仰视读数,读数偏大,正确视线,俯视视线,正确读数,俯视读数,读数偏小,一、定义,用已知浓度,的酸,(,或碱,),来,测,定,未知浓度,的碱,(,或酸,),浓度的实验方法叫做酸碱中和滴定。,已知浓度的溶液,标准液,未知浓度的溶液,待测液,二、,原理,酸,HmR,和碱,M(OH)n,反应，当,恰好完全反应,时，酸提供的,H,+,的物质的量等于碱提供的,OH,的物质的量，即：,C(,酸,)V(,酸,):C(,碱,)V(,碱,)=,n:m,，或者,C(,酸,),V(,酸,),m=C(,碱,),V(,碱,),n,中和反应的实质,n(H,+,)=n(OH,-,),H,+,+OH,-,=H,2,O,nH,m,R+mM(OH),n,=M,m,R,n,+mnH,2,O,酸碱中和反应有关量的关系和计算。,例题,有未知浓度的氢氧化钠溶液,0.23L,，需加入,0.11mol/L,的盐酸溶液,0.29L,，氢氧化钠溶液的物质的量浓度是多少？,已知,V,碱,=0.23L,V,酸,=0.29L,c,酸,=0.11mol/L,求：,c,碱,=,？,准确测量参加反应的两种溶液的体积,准确判断中和滴定的终点,用,0.1000mol/L,的,NaOH,溶液，滴定,20.00ml 0.1000mol/L,的,HCl,溶液，求随,V,NaOH,的增大，,pH=,？,V,NaOH,(,mL,),0.00,5.00,10.00,15.00,18.00,19.00,19.50,19.98,pH,V,NaOH,(,mL,),20.00,20.02,20.08,20.10,21.00,25.00,30.00,35.00,pH,滴定过程的,pH,变化,V,NaOH,(,mL,),0.00,5.00,10.00,15.00,18.00,19.00,19.50,19.98,pH,1.00,1.22,1.48,1.84,3.12,3.60,3.90,4.30,V,NaOH,(,mL,),20.00,20.02,20.08,20.10,21.00,25.00,30.00,35.00,pH,7.00,9.70,10.30,10.40,11.38,12.05,12.30,12.44,突跃范围,20.02mL,19.98mL,加入,NaOH,溶液的体积,V(mL),溶液的,pH,“,突跃,”,的存在为准确判断终点提供了方便,三、仪器,酸式滴定管,、,碱式滴定管,、烧杯、滴定管夹、铁架台、锥形瓶（用来盛装待测溶液）等。,注意,：酸式滴定管不能用来盛装碱溶液（粘结活塞）；碱式滴定管不能盛装酸溶液（腐蚀胶管）,四、指示剂的选择,选择指示剂时，一般要求变色明显（所以一般不选用石蕊），指示剂的变色范围与恰好中和时的,pH,值要尽量一致。,强酸强碱相互滴定，生成的盐不水解，溶液显中性，可选择酚酞或甲基橙作指示剂。,酚酞：酸滴定碱,颜色由红刚好褪色碱滴定酸,颜色由无色到浅红色,甲基橙：,酸滴定碱,顔色由黄色到橙色,碱滴定酸,顔色由橙色到黄色,甲基橙,3.1,4.4,酸性,中间色,碱性,红色,橙色,5.0,8.0,8.2,10.0,红色,紫色,蓝色,粉红色,无色,红色,黄色,常用指示剂的变色范围,石 蕊,酚 酞,五、滴定操作方法,左手,控制滴定管活塞，,右手,振荡锥形瓶（向同一方向做圆周运动）；,眼睛,注视锥形瓶内溶液的颜色变化，至,指示剂变色且半分钟不改变,即为滴定终点。,滴加速度先快后慢，后面可半滴，,直至指示剂颜色突变,六、滴定操作步骤,（,1,）,洗涤,润洗,装液,调液,读数,（,2,）移液（放液）滴加指示剂,滴定终点,读数重复,2-3,次计算,将几次滴定用去盐酸体积的平均值代入关系式计算,检漏,左手,右手,视线与凹液,面水平相切,滴加速度先快后慢,眼睛注视瓶内颜色变化,半分钟颜色不变,滴定管保持垂直,（,3,）、结果计算：,用上述标准液体积的平均值进行计算（见,P49,）,七、中和滴定误差分析：,1,、中和滴定实验产生误差的原因：,、参加反应的酸或碱溶液的体积测量不准确,、中和反应终点判断不准确,2,、中和滴定误差分析方法：,因变量分析法,中和滴定的计算结果为：,结论：,c(,待,),与,V(,标,),成正比；,V(,标,),偏大，结果,；,V(,标,),偏小，结果,；,偏大,偏小,分析基本思路：,分析错误操作对,V(,标,),读数的影响,可能情况,操作及读数,结果,1,、仪器的洗涤或润洗,未用标准液洗涤滴定管,未用待测液洗涤移液管或相应滴定管,用待测液洗涤锥形瓶,洗涤后锥形瓶未干燥,2,、气泡及其处理,滴定前有气泡，滴定后无气泡,滴定前无气泡，滴定后有气泡,偏高,偏低,偏高,无影响,偏高,偏低,3,、会引起误差的主要操作及产生的误差：,可能情况,操作及读数,结果,3,、读数不正确,滴定前仰视滴定管读数，滴定后平视,滴定前平视，滴定后仰视,滴定前仰视，滴定后俯视,滴定前俯视，滴定后仰视,滴定后，滴定管尖嘴处挂一滴标准液,4,、滴定时溅落液体,标准液滴在锥形瓶外一滴,待测液溅出锥形瓶外一滴,偏低,偏高,偏低,偏高,偏高,偏高,偏低,