(共11张PPT)
溶液的酸碱性与pH
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第2节 水的电离和溶液的pH
一、温故设疑，引入新课
在室温下用pH计分别测量0.1mol/L、0.01mol/L、0.001mol/LNaOH溶液的pH，分别为13.0、12.1、10.9。
为什么不同浓度的NaOH溶液pH不同？
（1）从微观角度分析体系中有哪些粒子及其来源。
（2）从微观角度思考：加入NaOH对原来的水溶液有什么影响？
c(OH-)增大，水的电离平衡逆向移动，c(H+)减小，pH增大
能否从定量的角度表征水的电离程度？
在NaOH水溶液中，哪个参数能反映水的电离程度？
水电离出得H+浓度或者OH-浓度
溶液的pH
一、温故设疑，引入新课
NaOH溶液中微粒的浓度（25℃）
NaOH溶液浓度/(mol/L) pH 溶液中c(H+)/ (mol/L) 水电离的c(H+)水/ (mol/L) 水电离的c(OH-)水/ (mol/L) 溶液中c(OH-)/ (mol/L) c(H+)·
c(OH-)
0.001 11
0.01 12
0.1 13
c(OH-)水=c(H+)水=1.0×10-11mol/L
c(OH-)≈0.001mol/L
c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14mol/L
c(H+)·c(OH-)是定值
（1）NaOH溶液中c(OH-)越大，水的电离被抑制的程度越大；
（2）水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)，Kw不仅适用于纯水
二、定量分析，寻找规律
HCl溶液中微粒的浓度（25℃）
盐酸溶液浓度/(mol/L) pH 溶液中c(H+)/ (mol/L) 水电离的c(H+)水/ (mol/L) 水电离的c(OH-)水/ (mol/L) 溶液中c(OH-)/ (mol/L) c(H+)·
c(OH-)
0.001 3.0
0.01
0.1
外加盐酸会对水的电离产生什么影响？
请从定性和定量角度分析
c(H+)增大，水的电离平衡逆向移动，水的电离被抑制的程度越大
二、定量分析，寻找规律
体系 纯水 向纯水中加入少量盐酸 向纯水中加入少量NaOH溶液
pH
c(H+)
c(OH-)
c(H+)和c(OH-) 的大小比较
纯水、酸溶液、碱溶液的pH及粒子浓度比较（25℃）
酸溶液的pH小于7，c(H+)>c(OH-)
碱溶液的pH大于7，c(H+)二、定量分析，寻找规律
在酸溶液和碱溶液中，pH与7的大小关系是什么？
c(H+)和c(OH-)的相对大小如何？
哪个作为判断溶液酸碱性的依据更合适？
如何设计实验证明自己的猜想？
体系 纯水（常温） 纯水（100℃）
Kw
pH
c(H+)
c(OH-)
c(H+)和c(OH-)的大小比较
溶液酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小
常温下中性溶液的pH=7，酸性溶液的pH<7，碱性溶液的pH>7。因此在常温下可以用pH来表征溶液的酸碱性。pH越小，酸性越强；pH越大，碱性越强。
三、创设情境，模型应用
工业生产中常涉及污水的排放。酸性废水是指常温下pH小于6的废水，其主要危害是腐蚀管道和建筑物，排入水体危害水生动物的繁殖，影响农作物生长。
假如你是污水处理厂的工作人员，你准备采取什么措施让酸性污水达到排放标准？
观点1：将污水加水稀释，增大pH从而达到排放标准。
观点2：向酸性废水中加入碱性物质进行中和。
1L pH=2的污水，若直接加水稀释使其pH提高至6，需要加入水多少升？
若通过加入生石灰进行中和处理将pH调至6（忽略体积影响），需要多少克可以中和污水达到排放标准？
9999L
0.28g
三、创设情境，模型应用
为了维持正常的生理活动，人体各种体液的pH都要保持在一定的范围。例如，血液的正常 pH范围是7.35~7.45。大多数体液都要保持一个较小的pH 变化范围，如果pH变化超出范围，就可能产生危害。血浆的pH 降7.2以下会引起酸中毒，升到7.5以上会引起碱中毒，降到 6.8 以下或升到7.8以上，会危及生命安全。血浆中H2CO3/HCO3-缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。H2CO3/HCO3-的缓冲作用可用下列平衡表示：
H+(aq)+HCO3-(aq)——H2CO3(aq)——CO2(g)+H2O(l)
当体系中增加少量强酸时，平衡向正反 应方向移动而消耗H+；当增加少量强碱时，平衡向逆反应方向移动而消耗OH-。由于HCO3-和H2CO3的浓度较大且可以调节，因此可以防止体系的pH出现较大幅度的变化。
为什么缓冲溶液可以起到调节pH的效果？
三、创设情境，模型应用
土壤的pH 和土壤有效养
分含量的关系(色带宽窄 表示有效养分含量)
作物 pH范围 作物 pH范围
水稻 6~7 生菜 6~7
小麦 6.3~7.5 薄荷 7~8
玉米 6~7 苹果 5~6.5
大豆 6~7 香蕉 5.5~7
油菜 6~7 草莓 5~7.5
棉花 6~8 水仙 6~6.5
马铃薯 4.8~5.5 玫瑰 6~7
洋葱 6~7 烟草 5~6
一些重要作物最适宜生长的土壤的pH 范围
四、梳理总结，归纳整合
例题：常温时，将1×10-5mol/L盐酸稀释1000倍，测得稀释后溶液的pH为6.96。试分析：稀释后溶液中存在哪些粒子？这些粒子的来源是什么？每种离子的浓度是多少？
pH=6.96，c(H+)总=10-6.96mol/L
c(OH-)总=9.1×10-8mol/L
c(OH-)总=c(OH-)水=c(H+)水=9.1×10-8mol/L
c(H+)酸=10-8mol/L
稀释后，水电离出的H+浓度远大于酸电离出的H+浓度。
水电离出的H+是溶液中H+的主要来源。
课堂小结
溶液的酸碱性与pH
稀的电解质溶液：Kw=c(H+)·c(OH-) pH=-lgc(H+)
c(H+)=c(OH-)
c(H+)>c(OH-)
c(H+)中性
酸性
碱性
常温时
pH=7
pH<7
pH>7(共12张PPT)
酸碱中和滴定
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第2节 水的电离和溶液的pH
一、滴定原理的确定
有一瓶未知浓度的氢氧化钠溶液，如何准确测定其浓度？
若碱浓度太大可能超过pH表示范围
应用该方法需要测量哪些数据来计算碱的浓度？
需要明确标准酸的浓度
需要测量：①取用的碱的体积；②使用的标准盐酸的体积
测定溶液pH然后计算
转化为氢氧化物沉淀测质量
利用已知浓度的酸反应计算
沉淀操作复杂误差大
反应快操作简单
√
二、实验仪器的选择
利用上述原理要能准确测量未知碱的浓度，哪些环节是关键？
c(NaOH)=
测量准确
什么样的实验仪器可以准确测量液体的体积？
精度不够
较精确
但指定规格
溶液配制
二、实验仪器的选择
基于容量瓶的形状特点来思考为什么它更精确？
能否设计一种仪器更有利于精确地测量体积？
能否让溶液随着滴加能随时测出已经消耗的体积？
滴定管上方标有量程、使用温度；
零刻度在上方，越往下读数越大；
最小刻度为0.1mL，精度为0.01mL。
三、滴定终点的确定
如何判断中和反应什么时候“恰好”反应完全（判断滴定终点）？
酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，在溶液中存在电离平衡，其分子与电离出的离子呈现不同的颜色，当pH改变时，由于分子、离子含量的变化，会引起溶液颜色的变化。指示剂的变色点就是滴定终点。
观点1：加入一种试剂，其颜色在pH=7附近发生明显变化，根据颜色的变化来判断滴定终点。
观点2：通过pH计实时监测溶液的pH，当中和反应恰好反应完全时pH=7，此时达到滴定终点。
三、滴定终点的确定
指示剂 pH范围 酸色 中性色 碱色
酚酞 8.2-10 无 浅红 红
石蕊 5.0-8.0 红 紫 蓝
甲基橙 3.1-4.4 红 橙 黄
以上三种指示剂变色点能否作为滴定终点？
以酚酞为例进行讨论：
实际滴定终点pH=8.2，为什么可以作为“恰好”反应的点？
三种常用指示剂变色范围
二、定量分析，寻找规律
V[HCl(aq)]/mL 19.98(少加半滴) 20.00 20.02（多加半滴）
溶液pH 10 7 4
误差 -0.1% 0 +0.1%
用0.2000mol/L HCl溶液滴定20.00mL 0.2000mol/L左右的NaOH溶液
通过数据能得到什么信息？
滴定终点的pH是否必须等于7？
对指示剂的选择有什么指导作用？
滴定终点附近pH有一个突变范围，在这个范围内都可以认为达到了滴定终点。
二、定量分析，寻找规律
如何选择合适的指示剂并指出滴定终点的颜色变化？
石蕊的紫色和蓝色差别不够明显
酚酞做指示剂，滴定终点颜色由粉红色变为无色
甲基橙做指示剂，滴定终点颜色由黄色变为橙色
观点2：通过pH计实时监测溶液的pH，当中和反应恰好反应完全时pH=7，此时达到滴定终点。
是否可行？
每滴溶液体积约为0.04mL，不一定加入一滴时恰好完全反应。可通过绘制pH随滴入的盐酸体积变化的曲线，从曲线上找pH=7对应的盐酸体积。
四、实验操作和数据处理
如何准确完成滴定实验？
详细的滴定操作步骤是怎样的呢？
检查仪器
润洗仪器
加入反应液
调节起始读数
放出反应液
实验次数 HCl溶液的体积/mL 待测NaOH溶液的体积/mL
1 27.84 25.00
2 27.83 25.00
3 27.85 25.00
向润洗后的滴定管中加入0.1000mol/L HCl溶液，向润洗后的碱式滴定管中加入待测的NaOH溶液，向锥形瓶中滴入25.00mL NaOH待测溶液。
计算待测NaOH的浓度。
教材p.69
四、实验操作和数据处理
实验次数 HCl溶液的体积/mL 待测NaOH溶液的体积/mL
1 27.84 25.00
2 27.83 25.00
3 27.85 25.00
c(HCl)·V[HCl(aq)= c(NaOH)·V[NaOH(aq)]
c1(NaOH)==0.1149mol/L
c2(NaOH)=0.1149mol/L
c3(NaOH)=0.1150mol/L
c(NaOH)=0.1149mol/L
注意数据的精准度
若出现误差较大的数据，需要重新进行实验。
五、梳理小结，应用延伸
酸碱中和滴定在科学研究和生产中有着重要的应用，滴定分析法是在生产第一线的化工厂实验室诞生的。滴定最初用于纯度测定，化工厂生产的产品大多需要测定纯度。在药学领域也常常利用酸碱中和滴定测定某些药品的纯度，如用酸碱中和滴定测定硼酸软膏中硼酸的含量。我们日常使用的白醋，也可以通过酸碱中和滴定测出其醋酸含量。
NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O
已知浓度的NaOH溶液作为标准液，用酚酞作为指示剂进行滴定。
滴定法不只局限于酸和碱之间的反应，还有氧化剂和还原剂之间的氧化还原滴定，如利用还原剂硫代硫酸钠对加碘盐中含碘盐（KIO3）进行滴定测定，其本质也是建立起未知浓度的物质和已知浓度物质之间的比例关系，再进行计算。
课堂小结
酸碱中和滴定
NaOH+HCl=NaCl+H2O
测量原理：n(H+)=n(OH-)
c(酸)×V(酸)=c(碱)×V(碱)
关键环节：1.体积的精准测量：实验仪器——滴定管
（减小误差）2.终点的准确判断：指示剂的选择
数据处理：c(未知碱)=
平行实验三次，取浓度的平均值(共9张PPT)
水的电离
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第2节 水的电离和溶液的pH
一、实验引入，激发思考
在室温下用pH计分别测量0.1mol/L、0.01mol/L、0.001mol/LNaOH溶液的pH，分别为13.0、12.1、10.9。
什么是pH？
pH反映溶液中H+的浓度，是c(H+)的负对数。
pH计是比pH试纸更精确的测量pH的仪器，又称酸度计，用于测量溶液中氢离子的浓度。
pH=—lgc(H+)
为什么强碱溶液中会有氢离子呢？
二、探究验证，微观表征
氢离子从何而来？
如何描述H2O分子的行为呢？
NaOH溶液由溶质NaOH与溶剂水组成。
NaOH在水溶液中只能电离出Na+和OH-，H+可能来源于H2O。
如何进一步设计实验证明纯水可以电离呢？
不亮
能否说明水不电离？
电离程度太小
【实验】
二、探究验证，微观表征
【实验】用电导率测量仪测量蒸馏水的电导率
注：电导率仪数值大小与离子浓度相关，离子浓度越大数值越大。
【实验】用电导率测量仪测量0.1mol/LNaOH溶液的电导率（0.025mS/cm），与上一个实验比较。
纯水能电离，但电离程度非常小
尝试画出水电离的微观示意图，并写出水的电离方程式。
H2O OH-+H+ K=1.0×10-14
三、模型应用，定量研究
关于水，大家还想从哪些方面展开研究呢？
水电离的程度
水电离的平衡常数
水电离的因素
水电离的原因
......
水电离会受哪些因素影响呢？你分析的依据是什么？
浓度
温度
H+或OH-浓度增大会抑制水的电离。
尝试定量计算水电离的平衡常数。
（1）水的电离达到平衡时电离出的离子浓度如何得知？
（2）水的浓度在电离前后的变化量如何？
三、模型应用，定量研究
尝试定量计算水电离的平衡常数。
pH=7
c(H+)=1.0×10-7mol/L
H2O OH-+H+
c(OH-)=1.0×10-7mol/L
水的电离十分微弱
水的浓度基本不变
K·c(H2O)近似常数——水的离子积常数Kw（水的离子积）
当水达到电离平衡时Kw=，25℃时，Kw=(1.0×10-7)×(1.0×10-7)=1.0×10-14
三、模型应用，定量研究
哪些因素会影响水的离子积常数？如何影响？
弱电解质电离吸热，温度越高平衡向右移动
H2O OH-+H+
【实验】利用pH计测量纯水在不同温度下达到电离平衡后的pH
温度/℃ 20.1 25.0 36.1 50.9 60.5
pH 7.12 7.04 6.72 6.51 6.14
温度越高，水中氢离子浓度越高，水的电离平衡正向移动，水的电离程度越大，Kw的数值越大。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10-14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
四、梳理总结，引发思考
请回顾梳理本节课收获。
今天的学习对于你认识电解质溶液有什么新的启发？
水的电离：H2O OH-+H+ H>0
H2O是极弱的电解质
Kw只受温度影响：温度越大，Kw越大
25℃：pH=7，Kw=(1.0×10-7)×(1.0×10-7)=1.0×10-14
定量分析：
电离前后
水的离子积常数Kw=K·c(H2O)=
课堂小结
水的电离
水的电离：H2O OH-+H+ H>0
H2O是极弱的电解质
Kw只受温度影响：温度越大，Kw越大
25℃：pH=7，Kw=(1.0×10-7)×(1.0×10-7)=1.0×10-14
定量分析：
电离前后
水的离子积常数Kw=K·c(H2O)=
