3.1水与水溶液 课件(共34张PPT) 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

(共34张PPT)
电解质在水溶液中的存在状态
第一课时
知识回顾
(1)什么叫电解质？
在水溶液中或熔融状态时能够导电的化合物。
包括酸、 碱、 盐、、活泼金属氧化物、少数有机物、水
在水溶液中和熔融状态都不能导电的化合物。
包括大多数有机物、NH3、大部分非金属氧化物。 如：NO2、SO3、CO2
化合物，溶于水或融熔状态是导电的条件。
(3)电解质和非电解质的研究对象是什么？
(2)什么叫非电解质？
1
酸碱盐都是电解质，在水中都能电离成离子，不同电解质的电离程度是否相同？
盐酸和醋酸是生活中常用的酸，盐酸常用于洁具的清洗和除垢，醋酸的腐蚀性较小，比较安全，为什么不用醋酸代替盐酸？
问题思考
盐酸与醋酸在水中的电离示意图
观察两种溶液中溶质微粒有多少种？
说明: HCl分子在水中完全电离，醋酸分子在水中部分电离
问题思考
在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。
如：强酸、强碱、绝大多数盐类(包括难溶性盐)。
如：弱酸、弱碱、水。
一、 强电解质和弱电解质
在水溶液里全部电离成离子的电解质。
强电解质
1
强电解质
2
常见的强电解质：
(1)强酸：HCl、HBr、HI、H2SO4、HNO3、HClO4等。
(2)强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等。
(3)绝大多数盐：如NaCl、(NH4)2SO4、BaSO4等。
强弱电解质的类别
强电解质、弱电解质与其溶解性无关
一、 强电解质和弱电解质
常见的弱电解质：
①弱酸：HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3 、CH3COOH等。
②弱碱：NH3·H2O、Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2等
③水是极弱的电解质。
强弱电解质的类别
一、 强电解质和弱电解质
完全电离，符号用“＝”。如：
部分电离，符号选用“ ”,如：
CH3COONH4 = CH3COO - + NH4+
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH -
(1)一元弱酸弱碱的电离：
NH3·H2O NH4+ + OH -
二、电离方程式的书写
强电解质
1
弱电解质
2
CH3COOH
H++CH3COO-
多元弱酸溶液的的酸性主要由第一步电离决定
电离特点
部分电离
分步书写
(3)多元弱碱分步电离，但用一步电离表示。
（2）多元弱酸的电离是分步进行的，以第一步电离为主，一级比一级难电离。
电离特点
部分电离
一步到位
如：
次要
二、电离方程式的书写
(4)两性氢氧化物双向电离
（酸式电离）
（碱式电离）
(5)酸式盐的电离
强酸的酸式盐完全电离:
弱酸的酸式盐第一步完全电离:
二、电离方程式的书写
NaHCO3
Na++HCO3-
HCO3-
H++CO32-
三、强电解质与弱电解质的比较
强电解质 弱电解质
相同点 都是电解质，在水溶液中都能电离，与溶解度无关
不同点 化合物类型 离子化合物，共价化合物 共价化合物
物质类别 强酸、强碱、大多数盐 弱酸、弱碱、水
溶质微粒 离子 分子（多）、离子
电离程度 完全电离（不可逆） 部分电离（可逆）
表示方法 电离方程式用“ = ” 电离方程式用“ ”
实例 强酸、强碱、盐 弱酸、弱碱、水
电离方程式 NaCl=Na++Cl- HF H++F-
水的电离
第2课时
精确的纯水导电性实验
灵敏电流计
灯泡
观察现象：
(1)灵敏电流表指针_______，
(2)灯泡_______。
转动
不亮
结论：水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。
纯水
活动与探究
H2O H＋+OH－
2H2O H3O++OH－
H+为裸质子，不稳定，与水结合，形成H3O+，即水合氢离子
【简写】
一、水的电离
1
水的电离平衡
K电离 =
c(H+) · c(OH-)
c(H2O)
c(H+) · c(OH-)
c(H2O) ·
K电离 =
Kw
水的离子积Kw
H2O H＋ ＋OH－
当水达到电离平衡时c(H+)和c(OH-)的浓度的乘积叫做水的电离平衡常数，简称水的离子积。符号：Kw 。
一、水的电离
2
注：c(H2O)可视为常数! 实验测得室温(25℃)时，1L(55.6mol)H2O中有1×10-7mol H2O发生电离，电离程度很小
表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)
室温(25℃)下：Kw =1×10-14
Kw不仅适用于纯水中，也适用于稀的电解质溶液中。
分析表格中的数据，有何规律，得出什么结论？并解释之。
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
温度越高，Kw越大。 Kw在一定温度下是个常数。
Kw只受温度的影响，与溶液的酸碱性无关。
一、水的电离
结论
小结：水的离子积
增大
1.0×10-14
纯水
电解质水溶液
一、水的电离
改变条件 平衡移动方向 c(H＋) c(OH－) 电离程度 Kw
升高温度
加入酸
加入碱
加入活泼 金属(如Na)
加入Na2CO3
加入NH4Cl
分析下列条件的改变对水的电离平衡 H2O H＋＋OH－ΔH＞0的影响，并填写下表：
正向移动 增大 增大 增大 增大
逆向移动 减小 增大 减小 不变
正向移动 减小 增大 增大 不变
逆向移动 增大 减小 减小 不变
一、水的电离
正向移动 减小 增大 增大 不变
正向移动 增大 减小 增大 不变
增大c(H+)，则平衡向左移动，水的电离被抑制，由于水的电离平衡仍然存在，Kw不变，则c(OH-)必然会减小。
(2)加入酸
H2O H＋ ＋OH－
(1)水电离吸热，升温将促进水的电离，故平衡右移。
一、水的电离
影响水的电离平衡的因素
3
(4)其它因素：
(3)加入碱
增大c(OH-)，则平衡向左移动，水的电离被抑制，由于水的电离平衡仍然存在，Kw不变，则c(H+)必然会减小。
一、水的电离
如向水中加入活泼金属，由于与水电离出的H+直接作用因而促进了水的电离。
思考1：酸溶液中是否有OH-存在，从哪里来的？H+呢？
思考2：同理，碱溶液中是否有H+存在，从哪里来的？OH-呢？
一、水的电离
无论任何温度，无论酸性、中性、碱性溶液，都存在水电离出的H＋, OH－,并且由水电离出的这两种离子浓度一定相等。
一、水的电离
点拨：水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算思路
Kw表达式中c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中所有H＋、OH－的总物质的量浓度，但是一般情况下有：
(1)酸溶液中Kw＝c(H＋)酸·c(OH－)水(忽略水电离出的H＋的浓度)。
(2)碱溶液中Kw＝c(H＋)水·c(OH－)碱(忽略水电离出的OH－的浓度)
(3)外界条件改变，水的电离平衡发生移动；但由水电离出的
c水(H＋)与c水(OH－)一定相等。
溶液的酸碱性与pH
二、溶液的酸碱性与pH
c (H+)与c (OH-)关系 25℃， c(H+)/mol·L-1 溶液酸碱性
c (H+) =c (OH-)
=1×10-7
中性
c (H+)>c (OH-)
>1×10-7
酸性
c (H+) <1×10-7
碱性
（2）25℃时，溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
pH表示溶液酸碱性
定义：
pH是c(H+)的负对数。
pH的范围通常是 0~14。
二、溶液的酸碱性与pH
1
pH=-lgc(H+)
c(H+)=0.001 mol /L
pH=-lg 10-3 = 3
二、溶液的酸碱性与pH
c(OH-) = 0.01mol /L
c(H+)=1×10-14 / 10-2 = 1×10-12 mol /L
pH=-lg 1×10-12 = 12
例如
例如
溶液的酸碱性：取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小
溶液的 酸碱性 c(H+)和c(OH-)的关系 常温下：c(H+) 常温下：pH
酸性溶液
碱性溶液
[H+]=[OH-]
[H+] ＞1×10-7mol/L
＜7
=7
[H+]＜[OH-]
[H+] ＜1×10-7mol/L
[H+]＞[OH-]
[H+] =1×10-7mol/L
>7
中性溶液
二、溶液的酸碱性与pH
2
pH
酸性增强
碱性增强
0 100
1 10-1
2 10-2
3 10-3
4 10-4
5 10-5
6 10-6
7 10-7
8 10-8
9 10-9
10 10-10
11 10-11
12 10-12
13 10-13
14 10-14
c(H+)
常温25℃时判据
中性
pH=0 并非无H+
而是c(H+)=1mol/L
pH=1 c(H+)≠1mol/L
而是等于0.1mol/L
pH=7，中性
pH＜7，酸性
pH＞7，碱性
pH越大
溶液的碱性越强
pH越小
溶液的酸性越强
二、溶液的酸碱性与pH
二、溶液的酸碱性与pH
补充
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pH 。
酸碱指示剂法
只能测出pH范围
广泛pH试纸法
粗略测定溶液pH， 读整数；pH试纸不能润湿
pH测量方法
精密pH试纸法
可读到小数点后一位
思考：pH试纸润湿后测得pH一定有误差吗？
试纸的使用方法
不一定，若原溶液呈中性则无影响
二、溶液的酸碱性与pH
3
① pH试纸不能润湿；
② 玻璃棒应干燥洁净；
③ 应在半分钟内观察，时间长，pH试纸所显示的颜色会改变。
(检验气体要润湿)
二、溶液的酸碱性与pH
注意
二、溶液的酸碱性与pH
酸碱指示剂
pH计法
精确测定溶液pH，可读到小数点后两位
二、溶液的酸碱性与pH
pH的相关计算
总的原则
（1）若溶液呈酸性，先求c(H＋)→再求pH＝－lg c(H＋)。
（2）若溶液呈碱性，先求c(OH－)→再求c(H＋)＝KW/c(OH－)→最后求pH。
二、溶液的酸碱性与pH
4