3.1 水与水溶液(共62张PPT)

(共62张PPT)
水与水溶液
第一课时
水的电离 电解质在水溶液中的存在形态
1.电解质：__________ 或__________能导电的_______ 。
非电解质：__________和_________均不能导电的_____________。
2.如何判断如何判断一种物质是电解质还是非电解质？
电解质：酸、碱、盐、活泼金属氧化物。
非电解质：多数有机物，非金属氧化物、部分氢化物
知识回顾
溶于水
熔融状态
溶于水
熔融状态
化合物
化合物
通过化学必修课程的学习，你已知道电解质溶液（如盐酸、CH3COOH溶液等）能够导电。那么，纯水能导电吗 为了研究这个问题，有人曾经用经过很多次纯化处理所制得的纯水进行导电性实验。你认为实验结果会怎样
经过多次纯化处理的水仍具有导电性的原因是什么？
（1）水是一种极弱的电解质，能微弱电离，存在电离平衡
（2）水的离子积——Kw
Kw=C平(H+)×C平(OH-)
一.水的电离
H2O
H++OH-
一定温度下，水电离出的H+和OH-浓度的乘积为一定值，称为水的离子积常数（Kw），简称水的离子积。
思考：根据化学平衡原理，水的离子积会受什么外界条件影响？
不同温度下水的离子积常数
结论：
温度越高，Kw越大，Kw在一定温度下是个常数。
水的电离是一个吸热过程。
①Kw是温度函数，一定温度下Kw是一个常数。25℃时，Kw=10-14
②Kw只随温度的升高而增大，与C(H+) 、 C(OH-)无关。
③Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液。
④在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。
注意:
对常温下的纯水进行下列操作，完成下表：
交流研讨
水的电离平衡移动方向 C(H+) C(OH-) C(H+) 与C(OH-) 大小关系 Kw变化
加热
加HCl
加NaOH
＞
=
＜
不变
不变
影响水电离平衡的因素
①升高温度，促进水的电离。
②加入酸
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。
归纳总结
③加入碱
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。
判断下列说法是否正确：
①水的离子积常数Kw=10-14
②温度升高，纯水中的c平(H＋)增大，c平(OH－)减小
③水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子
④在纯水中加入少量硫酸铵，可促进水的电离，使水的离子积增大
⑤不管是纯水还是在酸、碱、盐溶液中，水电离产生的C平(H＋)和C平(OH－)始终相等。
由Kw的数值很小可知，水的电离程度很小，其主要存在形态是水分子，因此纯水的导电能力很弱。加入电解质后导电能力增强，不同的电解质其导电能力是否相同？影响溶液导电性因素是什么？
溶液导电性
自由移动离子浓度大小
离子所带电荷
电解质溶液的导电能力一样吗
纯水的导电能力非常弱，但是向其中加入电解质形成溶液后导电能力增强。请通过实验判断下列溶液的导电能力是否相同。
实验：
在四个烧杯中分别盛有等体积、等浓度（0.5mol·L-1）的盐酸、氨水、CH3COOH溶液、NaCI溶液，按图3-1-1所示装置连接仪器，接通电源，注意观察灯泡的亮度。
CH3COOH溶液
盐酸
氨水
NaCl溶液
实验现象：在体积和浓度相同的条件下，盐酸、NaCl 溶液的灯泡亮度比CH3COOH溶液、氨水的亮。
实验结论：在体积和浓度相同的条件下，盐酸、NaCl 溶液的导电能力比CH3COOH溶液、氨水的强。
1.电解质溶液导电的本质是什么？
溶液中存在能够自由移动的离子
2.实验中各水溶液导电能力不同的原因是什么？
溶液中离子浓度不同，离子浓度越高导电能力就越强
3.氯化氢、醋酸等电解质在溶于水的过程中发生了哪些变化？它们最终以何种状态存在？
均发生了电离，氯化氢以离子形式存在，醋酸主要以分子形式存在，少量以离子形式存在
在稀的水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质
书写强电解质的电离方程式时常用符号“==========”
氯化氢和氯化钠的电离方程式分别为:
这种在溶于水时部分电离的电解质称为弱电解质
水是极弱的电解质。弱电解质溶液中存在着电离平衡。
CH3COOH分子、H+、CH3COO-
H+、Cl-
常见强酸：
常见强碱：
常见弱酸：
常见弱碱：
HCl、HNO3、H2SO4、HClO4、HBr、HI
NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2
H2CO3、HClO、H2SO3、CHCOOH、HF、H2S
NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等
1.强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强吗？
电解质的强弱与导电能力没有直接关系；
2.易溶的电解质都是强电解质，难溶的电解质都是弱电解质，对吗？
电解质的强弱与物质的溶解性也没有关系。
　　　　　　　　　　　　　
下列物质中：①CO2 ②HCl ③NH3 ④HClO
⑤Cu ⑥NaOH ⑦NH3·H2O
⑧NaHCO3 ⑨Cu(OH)2 ⑩BaSO4
属于强电解质的是 ；
属于弱电解质的是 。
②⑥⑧⑩
④⑦⑨
强电解质：完全电离 用“==”
弱电解质：不完全电离用“ ”
2.电离方程式的书写
HCl=H+＋Cl-
NaCI=Na+＋CI-
CH3COOH H+＋CH3COO-
NH3 H2O NH4+＋OH-
写出下列物质在水中的电离方程式
①Cu(OH)2 ____________________________
②Ca(OH)2 _____________________________
③HClO______________________________
④H2SO4 _______________________________
Cu(OH)2 Cu2++2OH-
Ca(OH)2 =Ca2++2OH-
HClO H++ClO-
H2SO4 =2H++SO42-
⑤NaHSO4 ____________________________
⑥NaHCO3 ____________________________
特别提醒：
在写电离方程式时强酸的酸式盐能电离出氢离子，弱酸的酸式盐不能电离出氢离子。
NaHSO4 =Na+ +H++SO42-
NaHCO3 = Na+ + HCO3-
溶剂化作用
电解质溶于水后形成的离子或分子并不是单独存在的，而是与水分子相互吸引、相互结合，以“水合分子”或“水合离子”的形态存在。这种溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用叫作溶剂化作用。
视野拓展
1.水的电离
H2O
H++OH-
Kw=C平(H+)×C平(OH-)
温度、加酸、加碱
课堂小结
2.电解质在水溶液中存在形态
完全电离
强酸、强碱、绝大多数盐
部分电离
弱酸、弱碱、水

=
水溶液的酸碱性与PH
知识回顾
1.水的电离方程式______________________________________。
2.水的离子积Kw= 。25℃Kw= 。
1.0×10-14mol2·L-2
C平(H+) C平(OH-)
H2O
H++OH-
3.纯水升高温度，
C(H+) ,C(OH-) ,Kw= 。
加酸C(H+) ,C(OH-) ,Kw= 。
加碱C(H+) ,C(OH-) ,Kw= 。
增大
增大
增大
不变
不变
增大
减小
减小
增大
由于水的电离，在水溶液中始终存在着H+和OH-，而且稀水溶液中C平(H+)和C平(OH-)的乘积也等于水的离子积。那么，水溶液中H+、OH-的浓度与溶液的酸碱性有什么关系呢 水溶液的酸碱度又如何量度呢
利用水的离子积可以计算溶液中H+或OH-的浓度的浓度。例如，室温下测得某酸溶液中的C平(H+)为1.0×10-5mol·L-1，根据
Kw=C平(H+) C平(OH-)=1.0×10-14mol2·L-2
可得该酸溶液中的C平(OH-)为∶
C平(OH-)=
Kw
C平(H+)
=
1.0×10-14mol2·L-2
1.0×10-5mol·L-1
=
1.0×10-9mol·L-1
1.下表列出了室温下一些溶液的C平(H+)或C平(OH-)，请填上空缺的数据。
化合物 C/(mol/L) C平(H+)/(mol/L) C平(OH-)/(mol/L)
HCl 1.0×10-2 1.0×10-2
HNO3 1.0×10-3 1.0×10-3
NaOH 1.0×10-2 1.0×10-2
KOH 1.0×10-3 1.0×10-3
1.0×10-12
1.0×10-11
1.0×10-12
1.0×10-11
2.由表中的数据能找出什么规律
在酸性溶液中也存在着OH-，只是H+的浓度比OH-的浓度大;在碱性溶液中也存在着H+，只是OH-的浓度比H+的浓度大。
水溶液的酸碱性与C平(H+)和C平(OH-)的相对大小的关系为∶
C平(H+)>C平(OH-)
C平(H+)=C平(OH-)
C平(H+)1.水溶液的酸碱性
溶液呈碱性，且C平(OH-)越大碱性越强
溶液呈酸性，且C平(H+)越大酸性越强
溶液呈中性
1、在25℃ 0.01mol/L盐酸溶液中：
c(H+) = ， c(OH-) = ；
c(H+)水= ， c(OH-)水= 。
2、在25℃ 0.01mol/L NaOH溶液中：
c(H+)= ， c(OH-)= ；
c(H+)水= ， c(OH-)水= 。
0.01mol/L
10-12mol/L
10-12mol/L
10-12mol/L
10-12mol/L
10-12mol/L
10-12mol/L
0.01mol/L
■加酸后Kw =1×10-14
酸溶液中Kw =c(H+)酸 · c(OH-)水
■加碱后Kw =1×10-14
碱溶液中Kw =c(OH-)碱·c(H+)水
迁移应用
=c(H+)水
=c(OH-)水
① 任何水溶液中H+和OH－总是同时存在的,只是相对含量不同.
②Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液。常温下,任何稀的水溶液中，Kw=C平(H+)×C平(OH－)=1×10－14
归纳总结
③不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液，水电离出的C(H+)＝C(OH－)
酸性溶液一般可忽略水电离出的C(H+)，碱性溶液可忽略水电离出的C(OH－)。
④根据Kw=C平(H＋)×C平(OH－) 在特定温度下为定值,C平(H＋) 和C平(OH－) 可以互求.
（1）可以用C平(H+)或C平(OH-)的大小表示溶液的酸碱度
2.溶液酸碱度的表示方法
C平(H+)越大酸性越强
C平(OH-)越大碱性越强
（2）可以用pH大小表示溶液的酸碱度
pH与溶液中H+浓度的关系？
pH=-lgC平(H+)
pH越大，C平(H+)越小，碱性越强
已知：KW100℃=10-12
1.在100 ℃ 时，纯水中c(H+)为多少？
2.c(H+) ＞1×10—7mol/L是否说明100 ℃ 时纯水溶液呈酸性？
3.100℃纯水的PH为多少？
4.PH=7的溶液是否一定是中性溶液？
交流研讨
10-6
不能，纯水呈中性
6
不一定，100℃纯水PH6为中性，PH等7为碱性。
溶液酸碱性本质上取决于C平(H+)和C平(OH-)相对大小，因此不能用 c(H+)等于多少来判断溶液酸、碱性，也不能根据pH大小来判断溶液的酸碱性。
特别说明：
25 ℃ 时，中性溶液的C平(H+)=10-7，PH=7。
室温下，溶液酸碱性与C平(H+)和PH关系
归纳总结
c(H＋)与c(OH－)的相对大小 c(H＋)的范围(25 ℃ ) pH的范围（25 ℃）
中性溶液 c(OH－)c(H＋) c(H＋) =1.0×10－7 mol·L－1 PH=7
酸性溶液 c(OH－)c(H＋) c(H＋) >1.0×10－7 mol·L－1 PH<7
碱性溶液 c(OH－)c(H＋) c(H＋) <1.0×10－7 mol·L－1 PH>7
【例】室温条件下，测得强碱NaOH溶液的浓度为1.0×10-3mol·L-1,计算该溶液的PH。
解：NaOH=== Na+ + OH-
C/mol·L-1 1.0×10-3 1.0×10-3
因为 KW=C平(H+) C平(OH-)
所以 C平(H+)=
PH=-lgC平(H+)=
KW
C平(OH-)
1.0×10-14
1.0×10-3
=
=11.0
KW
C平(OH-)
答：该溶液的PH为11.0 。
某温度下纯水的pH＝6。请据此回答下列问题：
(1)pH＝7的溶液呈_________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(2)该温度下0.1 mol·L－1的盐酸的pH＝________。
(3)0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液的pH＝________。
碱性
1
11
3.溶液酸碱度的测定方法
（1）酸碱指示剂:估计溶液的pH范围
（2）广泛pH试纸:测量出溶液的整数pH
（3）pH计(酸度计):精确测定溶液pH
思考交流
变色范围(pH)
3.1~4.4
5.0~8.0
8.2~10.0
（1）酸碱指示剂:估计溶液的pH范围
pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
甲基橙 红色 橙色 黄色
石蕊 红色 紫色 蓝色
酚酞 无色 浅红色 红色
使用方法：
用镊子撕取一小片pH试纸放于洁净干燥的表面皿（或玻璃片）上，用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点在试纸中部，待试纸显色稳定后与标准比色卡对比，读出pH。
（2）广泛pH试纸:测量出溶液的整数pH
注意：
①试纸不能用水润湿
②不能将试纸伸到溶液中
③广泛pH试纸只能读出整数
（3） pH计(酸度计):精确测定溶液pH
溶液的
酸碱性
根本依据
常用依据
测定方法
酸性
中性
碱性
C平(H+)>C平(OH-)
C平(H+)=C平(OH-)
C平(H+)25 ℃
C平(H+)
>10-7 酸性
=10-7 中性
<10-7 碱性
pH
>7 碱性
=7 中性
<7 酸性
酸碱指示剂
pH试纸
pH计
课堂小结