人教版高中化学选修四第二节 水的电离和溶液的酸碱性(30张PPT)

(共31张PPT)
第二节
水的电离和溶液的酸碱性
下列化合物中，
①
NaCl②
NaOH
③
NH3·H2O
④
CH3COOH
⑤
H2SO4
⑥
AgCl
⑦
H2O
属于强电解质是
属于弱电解质是
①②⑤⑥
③④⑦
【温故知新】
【思考与交流】
你能设计一个实验方案证明水是电解质吗？
1.实验
2.现象
：指针摆动
：不亮
G
×
3.结论
水是一种极弱的电解质
实验测定(25℃时)：C(H+)=C(OH－)=10-7mol/L
灵敏电流计
灯泡
【思考与交流】
试分析在水中存在怎样的电离平衡，你能写出对应的电离方程式吗?
H2O＋
H2O
H3O
＋
＋OH－
简写：H2O
H＋
＋OH－
（电离过程吸热）
H2O
H+
+
OH-
一、水的电离
1、水的电离
水是一种极弱的电解质，在水中存在电离平衡。
按照醋酸的电离平衡常数表达式，试写出水的电离方程式及电离常数表达式
H2O
+
H2O
H3O+
+
OH-
H2O
H+
+
OH-
简写：
K
电离＝
c(H+)×c(OH-）
c(H2O）
Ka=
c
(
H+)
.c(
Ac-)
c(HAc)
CH3COOH
CH3COO-
+
H+
【举一反三】
因为水的电离其微弱，
c(H2O）可以视为常数，其中常数K电离与常数c(H2O）的积为一个新的常数，这个新的常数叫做水的离子积常数，简称水的离子积KW。
Kw
=C（H+）·C（OH-）
说明：1.常温（25℃
）Kw
=
1×
10-14
2.不仅适应于纯水，也适应于
酸、碱、盐的稀溶液
2、水的离子积(常数)：
定义：在一定温度下，水（稀溶液）中氢离子与氢氧根离子浓度的乘积。
【思考与交流】
1、在水中加入盐酸后，水中的C(H+)和C(OH-)会发生怎样的变化，水的离子积是否发生改变？
2、在水中加入碱(NaOH)后，水中的C(H+)和C(OH-)会发生怎样的变化，水的离子积是否发生改变？
3、升高温度后，水中的C(H+)和C(OH-)会发生怎样的变化，水的离子积是否发生改变？
加入酸：
增大
减少
平衡逆向移动
但Kw保持不变
（电离过程吸热）
H2O
H+
+
OH-
C（H+）
C（OH-）
加入碱：
减少
增大
平衡逆向移动
但Kw保持不变
（电离过程吸热）
H2O
H+
+
OH-
C（H+）
C（OH-）
升高温度：
平衡正向移动
则得：C（H+）和C（OH-）都增大
所以Kw增大
（吸热过程）
H2O
H+
+
OH-
温度
0℃
20℃
25℃
50℃
90℃
100℃
Kw
1.14×10-15
6.81×
10-15
1×
10-14
5.47×10-14
3.8×
10-13
1×
10-12
二、影响水的电离平衡的因素
1、酸
2、碱
3、温度
抑制水的电离，Kw保持不变
升高温度促进水的电离，Kw增大
注意：Kw是一个温度函数，只随温度的升高而增大
对水电离平衡的影响
c（H+）
mol/L
c（OH-）
mol/L
c（H+）与
c（OH－）比较
溶液
酸碱性
纯水
HCl
NaOH
在常温下，在水溶液中酸碱性情况，完成下列表格
无
=10-7
=10-7
c（H+）＝c（OH－）
中性
逆移
>10-7
<10-7
c（H+）>c（OH－）
酸性
逆移
<10-7
>10-7
c（H+）碱性
【分析与探究】
三、1、在常温下溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系
中性溶液：
酸性溶液：
碱性溶液：
注
意
③水溶液中H+与OH-始终共存，在稀溶液中Kw为常数
①酸性溶液：C(H+)>C(OH-)
;C(H+)越大酸性越强
②碱性溶液：C(H+);C(OH-)越大碱性越强
C(H+)=C(OH-)=1×10-7mol/L
C(H+)>C(OH-)
C(H+)>1×10-7mol/L
C(H+)C(H+)<1×10-7mol/L
④在水溶液中，水电离出的C(H+)=C(OH-)
2、溶液中C(H+)、C(OH-)的计算
例：计算下列溶液中C(H+)与C(OH-)
(1)1×10-3mol/LHCl溶液
(2)0.05mol/LBa(OH)2溶液
解：
C(H+)=
由Kw
=
C(H+)·
C(OH-)，得
C(OH-)=
C(HCl)=1×10-3
mol/L
Kw
C(H+)
=
1×10-14
1×10-11
mol/l
=
1×10-3
mol/l
解：
C(0H-)=
由Kw
=
C(H+)·
C(OH-)，得
C(H+)=
2C[Ba(OH)2]=0.1
mol/L
Kw
C(OH-)
=
1×10-14
1×10-13
mol/l
=
0.1mol/l
思考与收获：
在酸性溶液中：
Kw
=
C(H+)酸·
C(OH-)水
在碱性溶液中：
Kw
=
C(H+)水C(OH-)碱·
在溶液中水电离:
C(H+)水=
C(OH-)水
（2）常温下，浓度为1×10-5mol/l的NaOH溶液中，由水电离产生的C(OH-)是多少？
练习1.（1）常温下，浓度为1×10-5mol/l的盐酸溶液中，由水电离产生的C(OH-)
是多少？水电离产生的
C（H+）呢？
(1)解：C水（H+）=C水（OH-）
=
1×10-9
mol/l
1×10-14
1×10-5
=
Kw
C(H+)
=
(2)解：C水（OH-）=
C水（H+）
=
1×10-9
mol/l
1×10-14
1×10-5
=
C(OH-)
=
Kw
【学以致用】
mol/l
mol/l
D、BaCl2
C、NaHSO4
B、NaCl
A、NaOH
2、常温下，某溶液中由水电离产生的C（H+）=10-9
mol/l，则此溶液有可能是（
）
A
C
【课堂总结】
H2O
H+
+
OH-
一、水的电离
1、水的电离
Kw
=C（H+）·C（OH-）
2、水的离子积(常数)：
二、影响水的电离平衡的因素
三、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系
在常温下（25℃）
Kw
=1.0×10-14
c(OH－)
c(H+)
Kw=c(H+)?c(OH-)
pH
pH=-lg{c(H+)}
（碱性溶液）
（酸性溶液）
c(H+)
=
10-
PH
溶液pH的计算
pOH
pH=-lg{c(OH-)}
c(H+)
=
10-
POH
pH
+
pOH
=14
酸或碱浓度C
1.酸或碱溶液的pH
2.酸碱溶液的稀释前后pH的变化
(1)由于强酸或强碱在水中完全电离,加水稀释后不会有溶质进一步电离,故仅仅是体积增大的因素导致酸溶液中的CH+或碱溶液中的COH-减小.
规律：pH=a的強酸稀释10n倍，pH值增大n个单位，pH=
a+n
规律：pH=b的強碱稀释10n倍，pH值减小n个单位，pH=
b-
n
(2)弱酸或弱碱由于在水中不完全电离,加水稀释同时,能促使其分子进一步电离,故导致相应CH+或COH-减小的幅度降低.
pH值的变化比强酸或强碱小。
规律：pH=a弱酸稀释10n倍，pH值增大小于n个单位，pH<
a+n
规律：pH=b弱碱稀释10n倍，pH值减小小于n个单位，pH>
b-
n
思考
：pH＝5的盐酸稀释1000倍,为何pH≠8?如何计算?
例．pH=2的A、B两种酸溶液各1mL，分别加水稀释到1L（其pH与溶液体积V的关系如图所示），下列说法正确的是
①????
a=5时，A是强酸，B是弱酸；
②若A、B都是弱酸，则5＞a＞2；
③稀释后，A酸溶液的酸性比B酸溶液强；
④A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等。
A．①②
B．③④
C．①③
D．②④
A
3.溶液简单混合
(不发生反应，忽略混合时体积变化)
(1)若不等体积混合
：
①強酸与強酸混合
：先求
c(H+)总=
，再求pH.
c1V1+c2V2
V1+V2
②強碱与強碱混合
：先求
c(OH-)总=
，后求pOH，
再求pH.
c1V1+c2V2
V1+V2
(2)若等体积混合，且△pH≧2
：
①強酸与強酸混合
：
pH混
=
pH小
+
0.3
②強碱与強碱混合
：
pH混
=
pH大
_
0.3
4.强酸和强碱混合(发生中和反应,忽略体积变化)
可能情况有三种:
①若酸和碱恰好中和.即n(H＋)＝
n(OH-),
pH＝7
②若酸过量,求出过量的c(H＋),再求pH值
③若碱过量,求出过量的c(OH-),再求出c(H＋)后求pH值
特例:若强酸与强碱等体积混合
:
①若pH酸＋pH碱＝14，则完全中和
pH＝7.
②若pH酸＋pH碱＞14,
则碱过量
pH
>
7
③若pH酸＋pH碱＜14,
则酸过量
pH
<
7
5.酸与碱的pH之和为14，等体积混合
①若为强酸与强碱，则pH=7
②若为强酸与弱碱，则pH>7
③若为弱酸与强碱，则pH<7
例.在25℃时，若10体积某强酸溶液与1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前该强酸溶液的pH与该强碱溶液的pH之间应满足的关系是
。
酸与碱溶液的pH之和为15
范例：甲溶液pH=2,
乙溶液pH=12.
当两者等体积混和后,有关pH值变化的叙述正确的是
(
)
A.pH＞7
B.pH=7
C.pH＜7
D.前面三种情况都有可能
D
【例】
1体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH等于
A.9.0
B.9.5
C.10.5
D.11.0
C
例：pH=8和pH=10的两种NaOH溶液等体积混合，该混合溶液的pH值是多少？
例：将0.1mol/L的盐酸和0.04
mol/L氢氧化钡
溶液以等体积混合后，该溶液的pH是多少？
例：若pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液等体积混合后溶液呈酸性，其原因可能是
（
）
A．生成了一种强酸弱碱盐
B．弱酸溶液和强碱溶液反应
C．强酸溶液和弱碱溶液反应
D．一元强酸溶液和一元强碱溶液反应
B
练习.
25℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va
<
Vb和a=0.5b。请填写下列空白：
(1)a值可否等于3(填“可”或“否”)
，其理由是
；
(2)
a值可否等于5(填“可”或“否”)
，其理由是
；
(3)a的取值范围是
。
否
若a=3，则b=6<7,溶液显酸性，与题意不符。故a≠3
否
若a=5,则b=10,恰好中和时:10-5×Va=
10-(14-10)×Vb,
Va/Vb=10>1,与题给条件Va
<
Vb矛盾，故
a≠5
3.5<
a
<14/3