3.1 水与水溶液 课件(2课时,23+55张ppt)

文档属性

名称 3.1 水与水溶液 课件(2课时,23+55张ppt)
格式 zip
文件大小 7.3MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2020-11-23 11:44:57

文档简介

(共23张PPT)
水与水溶液(1)
高二年级
化学
联想·质疑
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。你认为实验结果会是怎样的?
纯水能够导电吗?
实验数据证明纯水实际上有微弱的导电性。
H2O
μS/cm
纯水能导电
纯水导电性弱
存在自由
移动的离子
自由移动的离子的浓度很低
极少量H2O
H+
纯水具有微弱的导电性说明了什么?
H+、OH-
电离
水是一种极弱的电解质,纯水中存在着电离平衡。
1.
电离方程式
一、水的电离
H2O
H+
+
OH-
水是一种极弱的电解质,纯水中存在着电离平衡。
H2O

H2O
H3O+

OH-
水分子电离过程示意图
一、水的电离
2.
水的离子积常数
变形为:K·c(H2O)

c平(H+)·c平(OH-)
电离平衡常数:K
=
c平(H+)·c平(OH-)
c(H2O)

KW
H2O
H+
+
OH-
Kw

c平(H+)·c平(OH-)
(1)表达式
一定温度下为定值。
一、水的电离
Kw

c平(H+)·c平(OH-)
(1)表达式
常温下,测得纯水的
pH

7
pH

-lg
c(H+)
2.
水的离子积常数
一、水的电离
Kw

c平(H+)·c平(OH-)
(1)表达式
25℃时,KW

c平(H+)·c平(OH-)

1×10﹣14
mol2·L﹣2
由pH=7可知:
c平(H+)

c平(OH-)

1×10﹣7
mol·L﹣1
1×10﹣7
mol
55.6
mol
1
556
000
000

发生电离的
1
L
H2O
2.
水的离子积常数
水的离子积影响因素
不同温度下水的离子积常数
根据表中所给信息,你能得出什么结论?
1.
温度越高KW越大,温度越低KW
越小。
2.
水的电离是一个吸热过程,升温促进水的电离,降温抑制水的电离。
T
/℃
KW
/
mol2·L-2
25
10
50
100
3.8×10-13
5.5×10-14
1.0×10-14
90
40
2.9×10-15
2.9×10-14
5.5×10-13
水的pH
c(H+)/
mol·L-1
7.26
7.00
6.77
6.63
6.21
6.12
5.40×10-8
1.00×10-7
1.71×10-7
2.34×10-7
6.16×10-7
7.42×10-7
(3)适用范围:Kw
不仅适用于纯水,
也适用于稀的电解质水溶液。
一、水的电离
(2)Kw
只受温度影响:温度越高,Kw越大。
25
℃时,Kw

1×10﹣14
mol2·L﹣2
Kw

c(H+)·c(OH-)
(1)表达式
2.
水的离子积常数
《安全知识》
湿手不能触摸电器开关和带电的家用电器,不能用湿布擦拭使用中的家用电器,以防发生触电事故。
【思考】
水的电离非常弱,为什么生活中水会引发触电事故?
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会增强。
等体积、等浓度的盐酸(HCl)、氨水(NH3·H2O)、
CH3COOH
溶液、NaCl
溶液的导电实验
电解质溶液的导电能力一样吗?
溶质物质的量
溶质电离形成的离子
灯泡
是否亮
灯泡亮度
盐酸(HCl)
氨水(NH3·H2O)
CH3COOH
溶液
NaCl
溶液
等体积、等浓度的盐酸(HCl)、氨水(NH3·H2O)、
CH3COOH
溶液、NaCl
溶液的导电实验
电解质溶液的导电能力一样吗?
1.
四组灯泡都亮说明了什么?
四组溶液均能导电(存在自由移动的离子)。




H+、Cl-
NH4、OH-
CH3COO-、H+
Na+、Cl-

等体积、等浓度的盐酸(HCl)、氨水(NH3·H2O)、
CH3COOH
溶液、NaCl
溶液的导电实验
电解质溶液的导电能力一样吗?
溶质物质的量
溶质电离形成的离子
灯泡
是否亮
灯泡亮度
盐酸(HCl)
氨水(NH3·H2O)
CH3COOH
溶液
NaCl
溶液








相等
相等
相等
相等
2.
亮度不一样又说明了
什么?
体积和浓度相同的条件下,盐酸、NaCl溶液中可以自由移动的离子比氨水和醋酸的多。
H+、Cl-
NH4、OH-
CH3COO-、H+
Na+、Cl-

HCl
H+
Cl-
3.
氯化氢、醋酸等电解质在溶于水的过程中发生了什么变化?
它们最终以什么形态存在?
H+
CH3COOH
CH3COOH
CH3COO-
HCl
H+
+
Cl-
CH3COOH
CH3COO-
+
H+
完全电离
存在电离平衡
HCl和CH3COOH电离情况的比较
NaCl
Na+
Cl-
NH4
NH3·H2O
NH3·H2O
OH-
NaCl
Na+
+
Cl-
完全电离
存在电离平衡
NaCl和NH3·H2O电离情况的比较
NH3·H2O
OH-
+
NH4


(1)强电解质:在稀的水溶液里能完全电离的电解质。
包括:强酸、强碱、大部分盐
存在形态:离子
(2)弱电解质:在稀的水溶液里部分电离的电解质。
包括:弱酸、弱碱、水
存在形态:分子和离子
二、电解质在水溶液中的存在形态
1.
强、弱电介质
HCl
H+
+
Cl-
NaOH
Na+
+
OH-
NaCl
Na+
+
Cl-
CH3COOH
CH3COO-
+
H+
NH3·H2O
NH4
+
OH-
H2O
H+
+
OH-

二、电解质在水溶液中的存在形态
2.
溶剂化作用
电解质溶液中,不论是离子还是分子,都不是单独存在的,而是与水分子相互吸引、相互结合,以“水合离子”或“水合分子”的形态存在的。这种溶质离子或分子与溶剂分子相互吸引的作用叫作溶剂化作用。
概括·整合
水与水溶液
水的电离
中的存在形态
电解质在水溶液
Kw
适用于纯水和稀的电解质水溶液。
水的电离过程:
水的离子积:
H2O
H+
+
OH-
Kw

c平(H+)·c平(OH-)
吸热
Kw
只受温度影响
常温
Kw

1×10-14
mol2·L-2
升温,Kw
增大
强电解质:完全电离
包括:强酸、强碱和大部分盐。
弱电解质:部分电离
包括:弱酸、弱碱和水等。
HCl
H+
+
Cl-
CH3COOH
CH3COO-
+
H+
应用·实践
水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是
(  )
A.4
℃时,纯水的pH

7.00
B.温度升高,纯水中的c平(H+)增大,c平(OH-)减小
C.水的电离程度很小,纯水中主要存在形态是水分子
D.在纯水中加入少量硫酸,可促进水的电离
C
应用·实践
下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是
(  )
A.因为水的离子积常数KW

c平(H+)·c平(OH-),所以KW随着溶液中H+
浓度或OH-浓度的变化而变化
B.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K是同一个物理量
C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随着温度的变化而变化
D.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K是两个没有任何关系的物理量
C
KW
=
K·c(H2O)
=
c平(H+)·c平(OH-)
应用·实践
下列事实不能证明CH3COOH是弱酸的是
(  )
A.CH3COOH溶液能使石蕊溶液变红
B.0.1
mol·L-1
CH3COOH溶液中H+浓度为0.001
mol·L-1 
C.物质的量浓度相同的CH3COOH溶液的导电能力比盐酸的弱
D.0.01
mol·L-1
CH3COOH溶液中有两种分子存在
A
应用·实践
请分析CH3COOH溶液中都存在哪些微粒?
答案:有H2O、CH3COOH、CH3COO-
、H+和OH-

解析:由于溶质CH3COOH和溶剂H2O都是弱电解质,因此
CH3COOH溶液中同时存在两个电离平衡:
故溶液中既有未电离的CH3COOH和H2O,也有电离产生的
CH3COO-
、H+和OH-

CH3COOH
CH3COO-
+
H+
H2O
H+
+
OH-(共55张PPT)
水与水溶液(2)
高二年级
化学
复习·回顾
水是弱电解质
H2O
H+

OH-
室温下,1
L
H2O
中有1×10-7
mol
水电离
水的电离平衡受到哪些因素影响?
电离平衡
H2O
H+

OH-
交流·研讨
1.
温度
电离平衡
水的电离平衡受到哪些因素影响?
交流·研讨
H2O
H+

OH-
1.
温度
电离平衡
水的电离平衡受到哪些因素影响?
温度/℃
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)
/(mol·L-1)
25
1.00×10-7
1.00×10-7
50
2.34×10-7
2.34×10-7
100
7.42×10-7
7.42×10-7
ΔH
>0
交流·研讨
H2O
H+

OH-
水的离子积常数
Kw

c平(H+)·c平(OH-)
Kw
只受温度影响
室温下
KW

1.0×10-14
mol2·L-2
升高温度,Kw
增大
1.
温度
电离平衡
水的电离平衡受到哪些因素影响?
交流·研讨
H2O
H+

OH-
ΔH
>0
2.
溶质
电离平衡
水的电离平衡受到哪些因素影响?
交流·研讨
H2O
H+

OH-
ΔH
>0
2.
溶质
电离平衡
水的电离平衡受到哪些因素影响?
H2O
H+

OH-
ΔH
>0
改变条件
c平(H+)
c平(OH-)
对水的电离平衡的影响
加入氯化氢
加入
NaOH
交流·研讨
改变条件
c平(H+)
c平(OH-)
对水的电离平衡的影响
加入氯化氢
加入
NaOH
2.
溶质
电离平衡
水的电离平衡受到哪些因素影响?
H2O
H+

OH-
ΔH
>0
增大
减小
抑制水的电离
交流·研讨
HCl
H+
+
Cl-
改变条件
c平(H+)
c平(OH-)
对水的电离平衡的影响
加入氯化氢
加入
NaOH
减小
增大
抑制水的电离
2.
溶质
电离平衡
水的电离平衡受到哪些因素影响?
增大
减小
抑制水的电离
H2O
H+

OH-
ΔH
>0
交流·研讨
NaOH
Na+
+
OH

2.
溶质
电离平衡
水的电离平衡受到哪些因素影响?
H2O
H+

OH-
ΔH
>0
交流·研讨
改变条件
c平(H+)
c平(OH-)
对水的电离平衡的影响
加入氯化氢
加入
NaOH
减小
增大
抑制水的电离
增大
减小
抑制水的电离
水的电离及影响因素
H2O
H++
OH-
影响因素:温度、溶质(酸、碱……)
Kw=c平(H+)·c平(OH-)
Kw
只受温度影响
常温
Kw
=1×10-14
mol2·L-2
升温
Kw
增大
Kw
不仅适用于纯水,也适用于
稀的电解质水溶液
交流·研讨
室温下,某稀盐酸的
c平(H+)

1.0×10-5
mol·L-1
,该溶液中c平(OH-)
是多少?
室温下,某稀盐酸的
c平(H+)

1.0×10-5
mol·L-1
,该溶液中c平(OH-)
是多少?
H2O
H+

OH-
HCl
H+
+
Cl-
Kw

c平(H+)·c平(OH-)

1.0×
10-14
mol2·L-2
交流·研讨
H2O
H+

OH-
HCl
H+
+
Cl-
c平(OH-)=

=1.0×10-9
mol·L-1
Kw
c平(H+)
1.0×10-14
mol2·L-2
1.0×10-5
mol·L-1
交流·研讨
室温下,某稀盐酸的
c平(H+)

1.0×10-5
mol·L-1
,该溶液中c平(OH-)
是多少?
Kw

c平(H+)·c平(OH-)

1.0×
10-14
mol2·L-2
三、水溶液的酸碱性与pH
水溶液中的
H+、OH-
的浓度与溶液的酸碱性关系如何?
交流·研讨
交流·研讨
下表列出了室温下一些溶液的
c平(H+)

c平(OH-),请填上空缺的数据。
化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?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
交流·研讨
下表列出了室温下一些溶液的
c平(H+)

c平(OH-),请填上空缺的数据。
化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
交流·研讨
化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
由表中的数据你能发现什么规律?
交流·研讨

溶液呈酸性
化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
由表中的数据你能发现什么规律?
交流·研讨

溶液呈酸性
化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
由表中的数据你能发现什么规律?
交流·研讨

溶液呈碱性
化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
由表中的数据你能发现什么规律?
交流·研讨

溶液呈碱性
化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
由表中的数据你能发现什么规律?
交流·研讨


化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
由表中的数据你能发现什么规律?
交流·研讨


化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
由表中的数据你能发现什么规律?
c平(H+)>c平(OH-),溶液呈酸性
c平(H+)<
c平(OH-),溶液呈碱性
交流·研讨
由表中的数据你能发现什么规律?
交流·研讨


由表中的数据你能发现什么规律?
化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
交流·研讨


由表中的数据你能发现什么规律?
化合物
?
c/(mol·L-1)
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
?HCl
1.0×10-2
1.0×10-2
1.0×10-12?
?HNO3
1.0×10-3
1.0×10-3
1.0×10-11
?NaOH
1.0×10-2
1.0×10-12?
1.0×10-2
?KOH
1.0×10-3
1.0×10-11
1.0×10-3
温度/℃
c平(H+)/(mol·L-1)
c平(OH-)/(mol·L-1)
25
1.00×10-7
1.00×10-7
50
2.34×10-7
2.34×10-7
100
7.42×10-7
7.42×10-7
交流·研讨
溶液呈中性
由表中的数据你能发现什么规律?
酸性:c平(H+)>c平(OH-)

c平(H+)
越大,酸性越强
中性:c平(H+)=c平(OH-)
碱性:c平(H+)<c平(OH-)

c平(OH-)
越大,碱性越强
(1)一般情况下
三、水溶液的酸碱性与
pH
1.
水溶液的酸碱性与
c平(H+)、
c平(OH-)
的关系
交流·研讨
室温下,水溶液酸碱度如何衡量?
交流·研讨
室温下,水溶液酸碱度如何衡量?
酸性
中性
碱性
交流·研讨
室温下,水溶液酸碱度如何衡量?
酸性
中性
碱性
交流·研讨
室温下,水溶液酸碱度如何衡量?
酸性
中性
碱性
(2)室温下
(1)一般情况下
三、水溶液的酸碱性与
pH
1.
水溶液的酸碱性与
c平(H+)、
c平(OH-)
的关系
中性:c平(H+)=1×10-7
mol·L-1
酸性:c平(H+)>1×10-7
mol·L-1
碱性:c平(H+)<1×10-7
mol·L-1
酸性:c平(H+)>c平(OH-)

c平(H+)
越大,酸性越强
中性:c平(H+)=c平(OH-)
碱性:c平(H+)<c平(OH-)

c平(OH-)
越大,碱性越强
pH
=
-lgc平(H+)
例如:室温下,某溶液的
c平(H+)

1.0×10-5
mol·L-1
pH

-lgc平(H+)

-lg1.0×10-5

5
水溶液的酸碱度与
pH
的关系如何?
交流·研讨
水溶液的酸碱度与
pH
的关系如何?
交流·研讨
0
1
2
3
4
5
6
8
9
10
11
12
13
14
水溶液的酸碱度与
pH
的关系如何?
交流·研讨
0
1
2
3
4
5
6
8
9
10
11
12
13
14
水溶液的酸碱度与
pH
的关系如何?
交流·研讨
常温下:
中性:
pH=7
酸性:
pH<7

pH
越小,酸性越强)
碱性:
pH>7

pH
越大,碱性越强)
三、水溶液的酸碱性与
pH
2.
水溶液的酸碱度与
pH
的关系
三、水溶液的酸碱性与
pH
溶液
一般情况下
室温下
酸性溶液
c平(H+)>c平(OH-)
c平(H+)>1×10-7
mol·L-1
pH<7
碱性溶液
c平(H+)<c平(OH-)
c平(H+)<1×10-7
mol·L-1
pH>7
中性溶液
c平(H+)=c(OH-)
c平(H+)=1×10-7
mol·L-1
pH=7
如何测定溶液的酸碱度?
酸碱指示剂,可检验溶液的酸碱性
交流·研讨
酸度计(pH
计)
广泛pH
试纸
精密pH
试纸
三、水溶液的酸碱性与
pH
3.
水溶液
pH
的测定
室温下,测得NaOH
溶液的浓度为
1.0×10-3
mol·L-1,计算该溶液的pH。
思路分析:
c平(H+)
pH
4.
水溶液
pH
的计算
室温下,测得NaOH
溶液的浓度为
1.0×10-3
mol·L-1,计算该溶液的pH。
思路分析:
NaOH
Na+
+
OH-
c/(mol·L-1)
1.0×10-3
1.0×10-3
c平(OH-)
c平(H+)
pH
KW
4.
水溶液
pH
的计算
室温下,测得NaOH
溶液的浓度为
1.0×10-3
mol·L-1,计算该溶液的pH。
思路分析:
NaOH
Na+
+
OH-
c/(mol·L-1)
1.0×10-3
1.0×10-3
H2O
H+

OH-
忽略
c平(OH-)
c平(H+)
pH
KW
4.
水溶液
pH
的计算
溶质
c平(OH-)
c平(H+)
pH
KW

室温下,测得NaOH
溶液的浓度为
1.0×10-3
mol·L-1,计算该溶液的pH。
思路分析:
NaOH
Na+
+
OH-
c/(mol·L-1)
1.0×10-3
1.0×10-3
H2O
H+

OH-
忽略
4.
水溶液
pH
的计算
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+)

-lg

-lg

11.0
溶质
c平(OH-)
c平(H+)
pH
KW

c平(OH-)
1.0×10-14
1.0×10-3
c平(OH-)
KW
KW
溶质
c平(OH-)
c平(H+)
pH
KW


4.
水溶液
pH
的计算
溶液
酸碱性
c平(H+)、c平(OH-)
相对大小
任意温度
c平(H+)或者pH
室温下
pH测定
pH=
-lgc平(H+)
溶液的酸碱性和
pH
判断
c平(H+)


c平(OH-)
KW
度量
pH计算
应用·实践
下列说法中,能够解释
CH3COOH
溶液呈酸性的是(
)。
A.
CH3COOH
中含氢元素
B.
CH3COOH
电离使溶液中
c平(H+)
>
c平(OH-)
C.
CH3COOH
能电离出H+
D.
CH3COOH
能促使水电离出更多的H+
B
室温下,测得某溶液中
c平(H+)

2.4×10-7
mol·L-1,

OH-
的物质的量浓度为
,该溶液呈
(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
4.2×10-8
mol·L-1
酸性
室温下
Kw=
c平(H+)
·
c平(OH-)=1.0×10-14
mol2·L-2
c平(OH-)=

=4.2×10-8
mol·L-1
所以
c平(H+)

c平(OH-)
溶液呈酸性
c平(H+)
1.0×10-14
mol2·L-2
2.4×10-7
mol·L-1
KW
应用·实践
实验测得
1
mol·L-1
CH3COOH溶液的
pH=2,由此确定CH3COOH
是弱电解质,理由是

应用·实践
c平(H+)
pH
CH3COOH
H+
+
CH3COO-
物质浓度
对比
因为
pH

-lgc平
(H+)
pH

2
所以
c平(H+)
=1.0×10-2
mol·L-1
1.0×10-2
mol·L-1
1
mol·L-1
实验测得
1
mol·L-1
CH3COOH溶液的
pH=2,由此确定CH3COOH
是弱电解质,理由是

应用·实践
答:根据pH=2可知,该温度下醋酸溶液中氢离子的浓度为1.0×10-2
mol·L-1,而醋酸溶液的浓度为1
mol·L-1
,说明醋酸溶液中仅有部分醋酸分子发生电离,因此证明醋酸是弱电解质。