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资源详情
高中化学
人教版(2019)
选择性必修1
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
人教版 高中化学 选择性必修1 3.2 水的电离和溶液的pH(共42张PPT)
文档属性
名称
人教版 高中化学 选择性必修1 3.2 水的电离和溶液的pH(共42张PPT)
格式
pptx
文件大小
1.7MB
资源类型
试卷
版本资源
人教版(2019)
科目
化学
更新时间
2023-11-20 16:37:39
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文档简介
(共42张PPT)
汇报人:XXX
XX月XX日
第二节 水的电离和溶液的pH
人教版高中化学选择必修一
知 识 回 顾
分析HCl在水中的电离过程,写出电离方程式。
HCl = H+ + Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
HCl是电解质
在水溶液中电离
强
完全
知 识 回 顾
分析CH3COOH在水中的电离过程,写出电离方程式。
CH3COOH是电解质
在水溶液中电离
弱
部分
CH3COOH H++CH3COO-
下列那幅电离示意图可以表示水的电离过程。
以分子形式存在
部分电离
完全电离
如何用实验探究水的电离过程?
OH-
OH-
OH-
OH-
OH-
OH-
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
H2O+ H2O H3O++OH-
H2O H++OH-
能发生电离
微弱
灵敏电流计
灯泡
一、水的电离
H2O H++OH-
K电离=
c(H+) · c(OH-)
c(H2O)
c(H+) · c(OH-)
c(H2O) ·
K电离=
室温下55.6mol H2O中
有1×10-7mol H2O电离,
因此c(H2O)可视为常数。
Kw
水的离子积
Kw =
室温下
1×10-14
△H>0
注:c(H2O)=
1 L
1000 g
18 g·mol-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
Kw/10-14 0.134 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0
结论
温度越高,Kw越大。
Kw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
H2O 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
Kw =
加酸后
1×10-14
不变
=c(H+)水
酸溶液中Kw =
c(H+)酸·c(OH-)水
↓
↑
影响水的电离平衡的因素
H2O 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 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
Kw =
加碱后
1×10-14
不变
=c(OH-)水
碱溶液中Kw =
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,Kw增大
抑制水的电离,Kw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1×10-5 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Kw =
c(H+)酸·c(OH-)水
c(OH-)水=
c(H+)水 =
Kw
c(H+)酸
= 1×10-9 mol/L
=
1×10-14
1×10-5 mol/L
巩固练习
(2)常温下,浓度为1×10-5 mol/L的NaOH溶液中,
由水电离产生的c(OH-)是多少?
解:
碱溶液中Kw =
c(H+)水·c(OH-)碱
c(OH-)水=
c(H+)水 =
Kw
c(OH-)碱
=
1×10-14
1×10-5 mol/L
= 1×10-9 mol/L
在常温下,由水电离产生的c(H+) =1×10-9 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
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+)=1.0×10-13 mol/L,该溶液可能是( )
①二氧化硫 ②氯化铵水溶液
③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液
A.①④ B.①②
C.②③ D.③④
高考链接
√
【07北京】在由水电离产生的H+浓度为
1×10-13mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是
① K+、Cl-、NO3-、S2-
② K+、Fe2+、I-、SO42-
③ Na+、Cl-、NO3-、SO42-
④Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-
⑤ K+、Ba2+、Cl-、NO3-
A.①③ B.③⑤ C.③④ D.②⑤
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
1、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 = - lgc(H+)
例: c(H+) = 1×10-7
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?
答:不一定,只有在常温下才显中性。
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:①不能用水润湿
②要放在玻璃片(或表面皿)上
③不是将试纸伸到溶液中
④广泛pH试纸只能读出整数
粗略测定:
(1)酸碱指示剂
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)
3.1~4.4
5.0~8.0
8.2~10.0
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
( 2007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
四、pH的简单计算
pH值计算1——单一溶液
例1:甲溶液的pH=3,乙溶液的pH=1,则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)之比为 ( )
A.100 B. 1/100 C. 3 D. 1/3
pH相差a, c(H+)相差10a
B
例2:下列溶液在常温下酸性最强的是 ( )
A. pH=4的溶液
B. 1L 溶液里溶有22.4mL(STP)HCl的溶液
C. c(OH-)=10-12mol/L的溶液
D. c(H+)=10-3mol/L的溶液
C
例3:(1)0.1mol/L盐酸、硫酸、醋酸c(H+)、pH大小关系如何?
pH(醋酸) > pH(盐酸 ) > pH(硫酸)
c(醋酸) > c(盐酸 ) > c(硫酸)
(2) pH=1 的盐酸、硫酸、醋酸中的c(H+)及酸的物质的
量浓度关系如何?
c(H+)醋酸 < c(H+)盐酸 < c(H+)硫酸
c(H+)醋酸= c(H+)盐酸= c(H+)硫酸
解:
解:
pH值计算2——强酸的稀释
例:取1mL pH=3的硫酸溶液加水稀释到100mL,溶液的
pH变为多少?
解:
c(H+) =
pH = - lgc(H+) = - lg10-5 = 5
10-3 mol/L×10-3L
=10-5 mol/L
10-1 L
=
n(H+)
V[H2SO4(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105倍,则溶液的pH
变为多少?
102
103
pH = 6
pH = 8
pH 接近于7
7
3
pH
V水
pH值计算3——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-) = 10-3mol/L
10-3mol/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105倍,则溶液的pH
变为多少?
103
pH = 8
pH = 6
pH 接近于7
原来的102
稀释后c(OH-) =
稀释后溶液的pH =9
Kw
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
pH值计算4——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
pH值计算4——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10n倍,则pH=a+n;
弱酸pH=a,加水稀释10n倍,则pH
强碱pH=b,加水稀释10n倍,则pH=b-n;
弱碱pH=b,加水稀释10n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)
pH值计算5——强酸、强碱的混合
(1)酸过量:则c(H+)=
c(H+)V1- c(OH-)V2
V1+V2
(2)碱过量:则c(OH-)=
c(H+)= Kw/ c(OH-)
c(OH-)V2- c(H+)V1
V1+V2
取80 mL NaOH溶液加入到120mL盐酸中,所得溶液的
pH为2。如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相
同,则它们的浓度是多少?
解:
(1)酸过量:则c(H+)=
c(H+)V1- c(OH-)V2
V1+V2
巩固练习
0.12c(H+)– 0.08c(OH-)
0.12+0.08
10-2 =
c(H+)= c(OH-) = 0.05moL/L
(2004年全国) 若1体积硫酸恰好与10体积pH=11的
氢氧化钠溶液完全反应,则二者物质的量浓度之
比应为 ( )
A.10:1 B.5:1
C.1:1 D.1:10
高考链接
B
实 践 活 动
中和滴定
1、定义:
2、原理:
用已知物质的量的浓度的酸(或碱)
来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。
盐酸与NaOH溶液的酸碱中和反应的原理是什么?
两者的定量关系是什么?
c(H+)V(酸)= c(OH-)V(碱)
(一元强酸和一元强碱)
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?
3、实验的关键:
(1)准确测量参加反应的两种溶液的体积。
(2)准确判断中和反应是否恰好完全反应。
4、实验仪器及试剂:
仪器: 酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、
滴定管夹、烧杯、白纸、(pH计画曲线用)。
试剂:标准液、待测液、指示剂。
甲基橙
石 蕊
酚 酞
——— 3.1 ——— 4.4 ———
酸色 中间色 碱色
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
滴定终点应该是恰好反应的点,而常用指示剂没有在PH等于7时变色的
如果选用指示剂去判断滴定终点误差会不会很大
5、指示剂的选择:
思考与交流
加入NaOH (ml) 0.00 10.00 15.00 18.00 19.00 19.96 20.00 20.04
21.00
溶液PH值
1.0 1.2 1.8 2.3 2.6 3.9 7.0 10.0 11.4
问题1:滴定终点消耗碱多少 PH等于多少
向20.00mL 0.100mol/L HCl中滴加0.100mol/L NaOH
溶液过程中,溶液的pH变化如下,你发现了什么
现象与规律,在实际的中和滴定中,我们需要注意
哪些方面?
问题2:滴定终点时多半滴和少半滴溶液性质发生怎样改变
PH发生怎样改变
提示:0.04mL约1滴
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
突变范围
加入NaOH(ml)
中和滴定曲线
如果酸碱指示剂的颜色在此pH突跃范围发生明显的改变,误差很大吗
0 10 20 30 40 V(NaOH)mL
12 10 8 6 4 2
PH
颜色突变范围
中和滴定曲线
7
酚 酞
0 10 20 30 40 V(NaOH)mL
12 10 8 6 4 2
PH
颜色突变范围
中和滴定曲线
7
4.4
甲基橙
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
酸式
碱式
碱式
实 践 活 动
中和滴定的步骤
(1)检漏 (2)洗涤润洗
(3)装液 (4)赶气泡调读数
(5)取液 (6)滴定
(7)记读数 (8)算
(08全国Ⅱ卷)实验室现有3种酸碱指示剂,其pH的变色范围如下:甲基橙:3.1~4.4 石蕊:50~8.0
酚酞:8.2~10.0 用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述
正确的是( )
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D
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂
C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂
提示: CH3COONa显碱性
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同课章节目录
第一章 化学反应的热效应
第一节 反应热
第二节 反应热的计算
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第二节 化学平衡
第三节 化学反应的方向
第四节 化学反应的调控
实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 电离平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第三节 盐类的水解
第四节 沉淀溶解平衡
实验活动2 强酸与强域的中和滴定
实验活动3 盐类水解的应用
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第二节 电解池
第三节 金属的腐蚀与防护
实验活动4 简单的电镀实验
实验活动5 制作简单的燃料电池
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