新人教版高中选修四化学3.2《水的电离和溶液的酸碱性》课件(35张PPT)

(共35张PPT)
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
思考：
1、回忆常见的弱电解质有：
2、写出水的电离方程式及电离常数表达式
弱酸、弱碱、水
3、根据上式是否可以说水中氢离子浓度与氢氧根离子浓度乘积也是常数？
c(H+)
.
c(OH-)
=
K电离.
c(H2O）
实验测得：
在25℃，水电离出来的c(H+)=c(OH－)=10—7mol/L
Kw
=c(H+)c(OH—)=10—14
是一个常数
c(H+)c(OH—)=Kw
Kw叫做水的离子积常数，简称水的离子积。
影响KW的因素
KW只随温度而变（与浓度无关）
温度升高，
KW值增大
D
条件改变对水的电离平衡及Kw的影响
减小
逆向移动
正向移动
正向移动
不移动
增大
增大
增大
增大
增大
减小
不变
不变
不变
不变
不变
结论：加酸或碱抑制水的电离；加弱离子（如CH3COO-、NH4+)促进水的电离。
思考：
1、分别写出盐酸溶液中、氢氧化钠溶液中存在的电离方程式
2、P46思考与交流1、2、3
结论1：无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时存在H+和OH—！
溶液的酸碱性跟H+和OH—浓度的关系：
中性溶液
酸性溶液
碱性溶液
c(H+)=c(OH—)
c(H+)＞c(OH—)
c(H+)＜c(OH—)
结论2：在任何水溶液中，均存在水的电离平衡:
Kw=c(H+)
·
c(OH-)
均成立（25℃
:Kw
25℃
=10-14
）
溶液的酸碱性
无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时存在H+和OH—！而且在一定温度下是定值！
常温下，溶液的酸碱性跟H+和OH—浓度的关系：
中性溶液
酸性溶液
碱性溶液
c(H+)=c(OH—)=1×10—7mol/L
c(H+)＞1×10—7mol/L>
c(OH—)
c(H+)＜1×10—7mol/L<
c(OH—)
3、判断在盐酸溶液中下列离子浓度间的关系
C(H+)
水
C(OH－)水
C(H+)溶液
C(OH－)溶液
C(H+)酸
C(H+)
水
在盐酸溶液中Kw=c（H+）·c（OH-）公式中的
c（H+）、c（OH-）指的是上述中的哪一个？
4、同理，判断在氢氧化钠溶液中下列离子浓度间的关系
C(H+)
水
C(OH－)水
C(H+)溶液
C(OH－)溶液
C(OH
－)碱
C(OH－)水
在氢氧化钠溶液中Kw=c（H+）·c（OH-）公式中的
c（H+）、c（OH-）指的是上述中的哪一个？
=
=
>
>
<
>
由水电离出的H+和OH-总是相等
1、计算
（1）25℃时，
1
mol/L盐酸中由水电离的氢离子浓度是多少？
（2）25℃时，
1
mol/L氢氧化钠溶液中由水电离的氢氧根离子浓度是多少？
2、某溶液中由水电离产生的c(H+)
H2O=
10-12
mol/L
，则该溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中
c(H+)的可能值
？
解答：
c(H+)
水=
c(OH-)水=
10-12
mol/L
若c(H+)溶液=
c(H+)水=
10-12
mol/L
则
c(OH-)溶液=
10-2
mol/L
溶液显碱性
若c(OH-)溶液=
c(OH-)水=
10-12
mol/L
则
c(H+)溶液=
10-2
mol/L
溶液显酸性
计算下列溶液的PH，通过计算结果思考：表示溶液的酸碱性什么时候用PH更加方便？
25℃，
10-5
mol/L盐酸
1
mol/L盐酸
2
mol/L盐酸
25℃，
10-5
mol/L氢氧化钠溶液
1
mol/L氢氧化钠溶液
2
mol/L氢氧化钠溶液
溶液的pH值
1、意义：
表示溶液酸碱性的强弱。
2、表示：
用H+物质的量浓度的负对数来表示。
3、计算公式：
pH=-lgc(H+)
4、
用pH值表示c(H+)或c(OH—)<
1
mol/L的溶液的酸碱性比较方便。
c(H+)或c(OH—)>1
mol/L的溶液的酸碱性不用PH表示
有关pH的计算
1、单一溶液的计算
①强酸溶液：
pH=
－lg
c(H+)
②强碱溶液:
先求
c(H+)=Kw/c(OH-)，
pH=
－lg
c(H+)
③一元弱酸溶液，设浓度为c
mol/L
，电离度为α，c(H+)=
c
α
mol/L
，
pH=
－lg
c(H+)=
－lg
c
α
；
④一元弱碱溶液，设浓度为c
mol/L
，电离度为α，先求
c(H+)=Kw/c(OH-)=Kw/c
α，
pH=
－lg
c(H+)
例1：求1×10-3mol/LH2SO4溶液的PH
例2：求0.1mol/LBa(OH)2溶液的PH
例3：求25℃时0.1mol/L氨水(α=1.33%)溶液的PH
例1.在10mL10-4mol/LHCl溶液中加水至100mL时，溶液的PH值是___________；若加水至105mL时，溶液的PH值____________________。
例2.在10mLPH=10的NaOH溶液中加水至1000mL时，溶液的PH值是___________；若加水至106mL时，溶液的PH值____________________。
5
PH→7
但略小于7
8
PH→7
但略大于7
例5：将PH=6的HCl和PH=10的NaOH溶液等体积混合，求该混合溶液的PH值。
例3：将PH=1和PH=3的盐酸溶液等体积混合，求该混合溶液的PH值。
例4：将PH=11和PH=13的NaOH溶液等体积混合，求该混合溶液的PH值。
有关pH的计算
4、一强一弱的酸、碱溶液等体积混合后溶液的pH
溶液的pH之和为14，则：谁弱显谁性。
5、强酸、强碱溶液混合后溶液的计算
①两强酸混合
②两强碱混合
③一者过量
注意:酸性溶液算c(H+),碱性溶液先算c(OH-),再算c(H+)。
pH的测定方法
1、酸碱指示剂：判断溶液的酸碱性
2、
pH试纸：测定溶液的pH
广泛试纸识别差值为1；精密pH试纸识别差值为0.1。
试纸的使用方法：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
。
3、
pH计：精确测定溶液的pH
（0.01）
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5　红色
5~8　紫色
>8　蓝色
甲基橙
3.1<　红色
3.1~4.4　橙色
>
4.4　黄色
酚酞
<8　无色
8~10　浅红色
>
10　红色
练习
1、pH=1的两种酸溶液A、B各1
mL，分别加水稀释到1000mL，其pH值与溶液体积的关系如图，下列说法正确的是（
）
A、A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B、稀释后，A酸溶液的酸性比B酸溶液强；
C、若a
=
4，则A是强酸，B是弱酸；
D、若1<
a
<
4，则A、B都是弱酸。
2、用pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是（
）
A.
将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化，跟标准比色卡比较
B.
将溶液倒在pH试纸上，跟标准比色卡比较
C.
用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，跟标准比色卡比较
D.
在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较
C
C
三、pH的应用
pH的测定和控制在工农业生产、科学实验和医疗等方面都很重要。
酸碱中和滴定
思考几个问题:
1．中和滴定定义、原理？
2．实验仪器及试剂?
3.
如何应用滴定管?
4．实验步骤?滴定终点的判断?
1、定义：
酸碱中和滴定
用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法.
即标准液
即待测液
3、实验仪器
酸式滴定管
碱式滴定管
铁架台
滴定管夹
锥形瓶
你知道酸碱滴定管的区别吗？
常见量器简介
量筒、滴定管、移液管
（1）量筒：粗量仪，50mL量筒最小分刻度为1mL
读数精确到0.1mL，无“O”刻度
（2）滴定管
类型:酸式滴定管（盛装酸性、强氧化性的溶液）
　
碱式滴定管（盛装碱性溶液）
标识:标有温度、规格、刻度
（“0”刻度在最高点）(常用规格：25mL、50mL)
最小分刻度：0.1mL，读数精确到0.01mL
思考：25mL量程滴定管只能盛放25mL的液体吗？
0刻度在上，上下部各有一段无刻度
4、滴定管的使用
1.检查是否漏水
2.洗涤：先水洗，再用待装液润洗2-3次
3.装、赶、调：先装入液体至“0”刻度以上
2-3厘米处，排净气泡后调整液面到“0”或“0”
以下，记下刻度，注意平视不能仰视或俯视
4.滴液：左手握住滴定管活塞（或挤压玻璃球）右手摇动锥形瓶，眼睛注视着锥形瓶颜色的变化
练2：50ml的滴定管盛有溶液，液面恰好在20.00处，若把滴定管中溶液全部排出，则体积（
）
A、?
等于30
B、等于20
C、大于30
D、小于30
C
练1：量取25.00mL，KMnO4溶液可选用仪器（
）
A．50mL量筒，
B．100mL量筒
C．50mL酸式滴定管
，
D．50mL碱式滴定管
C
5、实验步骤
1)查漏（用自来水）：滴定管是否漏水、旋塞转动是否灵活
2)洗涤：滴定管：先用自来水冲洗→再用蒸馏水清洗2~3次→然后用待装液润洗；锥形瓶：自来水冲洗→蒸馏水清洗2~3次（不能用待盛液润洗）
3)装液[装、赶、调：]
4)滴液：滴定终点达到后，半分钟颜色不变，再读数；复滴2-3次；
读数：视线和凹液面最低点相切
练习：以标准的盐酸溶液滴定未知的NaOH溶液的实验步骤如下，请填空白：
⑴滴定前的准备工作依次为：
、
、
。
从
中准确量取20.00mL待测的NaOH溶液放入
中，滴加几滴
振荡。此时溶液为
色。　　
⑵滴定：
①将锥形瓶放在酸式滴定管下（下面垫一张白纸），左手
使酸液滴入锥形瓶内；同时右手
；滴定过程中一般是先
后
同时眼睛要注视
。
　
查漏
洗涤
装液
碱式滴定管
锥形瓶
酚酞
红
控制活塞
摇动锥形瓶
快
慢
锥形瓶内溶液颜色变化
当加入最后一滴盐酸，锥形瓶内溶液颜色由
色刚好变为
色时，且
即达滴定终点。
读数时眼睛要
精确到
mL
②滴定终点的判断：
红
无
半分钟内不变色
0.01
③记录终点读数：
与凹液面最低点及刻线水平
用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考右图，从下表中选出正确选项
CD
锥形瓶中的溶液
滴定管中的溶液
选用指示剂
选用滴定管
A
碱
酸
石蕊
（乙）
B
酸
碱
酚酞
（甲）
C
碱
酸
甲基橙
（甲）
D
酸
碱
酚酞
（乙）
6、指示剂的选择及滴定终点的判断
（1）指示剂
甲基橙
3.1-4.4
红－橙－黄
酚酞
8-10
无－浅红－红
?不用石蕊作指示剂原因：
颜色变化不明显
变色范围太大
(2)指示剂的选择原则
变色要明显
变色灵敏(即变色范围越窄越好）
变色范围尽可能与所生成盐的酸、碱性范围一致
强酸/强碱滴定：
呈中性
酚酞或甲基橙
强酸滴定弱碱：
呈酸性
甲基橙
强碱滴定弱酸：
呈碱性
酚酞
（3）滴定终点的判断
指示剂的颜色发生突变并且半分钟不变色即达到滴定终点，终点的判断是滴定实验是否成功的关键。
决定误差原因：
其中:
C(标)、
V(测)是已知的数据。因此C(测)的大小只由V(标)
—“读数”决定，只要直接或者间接的能引起“读数”的变化，则C(测)也随着变化，且二者的变化是成正比例变化。
已知
已知
读数
误差分析
误差分析（偏大、偏小或无影响）
1、洗涤仪器(滴定管、锥形瓶)：
A、滴定前，在用蒸馏水洗涤滴定管后，未用标准液润洗。
B、滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C、滴定前，用待测液润洗锥形瓶
2、气泡：
滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失。
3、读数(仰视、俯视)
读取标准液的刻度时，滴定前平视，滴定后俯视。
偏大
无影响
偏大
偏大
偏小
仰视视线
读数偏大
俯视视线
读数偏小
滴定管读数误差
V=V(后)-V(前)，偏小
V=V(后)-V(前)，偏大
滴定管读数误差
以盐酸做标准液滴定氨水时，用酚酞做指示剂，测定的氨水的浓度将
，?
4、指示剂选择不当会有误差：
偏低
因为恰好完全反应时，生成的NH4Cl溶液的pH值小于7，而酚酞的变色范围是8-10，滴入盐酸到pH为8就终止实验了，用去的盐酸偏少。所以应选用甲基橙为好
5、杂质的影响：
看杂质是否消耗标准液,如果消耗标准液且多于待测液则
.
6、操作误差：
A、滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量溶液溅出。
B、滴定后，滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形瓶中
偏大
偏低
偏大
1、图中图I表示10mL量筒中液面的位置，A与B，B与C刻度相差1
mL，如果刻度A为6，量筒中液面的体积是
mL。
2、图II表示50mL滴定管中液面的位置，如果液面处的读数是a，则滴定管中液体的体积(填代号)
。
A．是amL
B．是(50—a)mL
C．一定大于amL
D．一定大于(50—a)mL
3、若图I表示50
mL滴定管中
液面位置，A与C刻度间相差
1
mL，如果刻度A为6，则液
面读数为
mL。
5.8
D
6.10
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
酚酞
甲基橙