化学选修四-第三章水溶液中的电离平衡第二节水的电离和溶液的酸碱性课件PPT

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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学习目标1、知道水是一种弱电解质，存在电离平衡。理解水的离子积常数。2.学会应用化学平衡移动原理分析影响水的电离平衡的因素。3.学会有关水的离子积的简单计算4.了解溶液的酸碱性，掌握溶液pH的测定方法和相关计算5、掌握酸碱中和滴定实验操作及酸碱滴定曲线教学难点： 1、影响水电离平衡的因素 2、有关溶液酸碱性及pH的计算教学重点： 水的离子积常数，溶液的酸碱性一、水的电离 水是极弱的电解质25°C 1L水只有10-7molH2O分子发生电离多少个水分子才有1个电离？55.6×107其中常数K与常数c(H2O)的积记为Kw,称为水的离子积常数，简称为离子积KW =c（H+）· c（OH-） =1× 10-141.水的离子积常数25℃时（常温） 如果温度变化Kw会如何变化?为什么?实验测得：在25℃，水电离出来的c(H+)=c(OH－)=10—7mol/L1.14×10-15 6.81×10-15 1×10-14 5.47×10-14 1×10-12水的电离吸热（1）升高温度，促进水的电离，Kw增大c(H+)=c(OH-)升高温度：平衡向 移动, c(H＋ ) ,c(OH-) , Kw右增大 增大增大注意：水的离子积只随温度的改变而改变2. 影响水的电离平衡的因素Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液对常温下的纯水进行下列操作：(2)加入酸或碱，抑制水的电离，Kw不变。中性 正反应 增大 增大 c(H+)=c(OH-) 增大 酸性 逆反应 增大 减小 c(H+)>c(OH-) 不变碱性 逆反应 减小 增大 c(H+) 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——混合溶液pH的计算 1.强酸、强酸的混合1、抓住H+进行计算;2、两种pH不同的强酸等体积混合时,△ pH≥2时,pH混= pH小+0.3例;在25℃时, pH=2的盐酸溶液与pH=4的盐酸溶液等体积混合,混合后溶液的pH等于多少?巩固练习解: pH = - lgc(H+) = - lg{(1×10-2 +1×10-4)/2}= - lg (5×10-3) =2.3pH=2的盐酸溶液与pH=5的硫酸溶液等体积混合,混合后溶液的pH=2.3pH值计算2——混合溶液pH的计算2、强碱、强碱的混合1、抓住OH-进行计算,在转换为H+进行计;2、两种pH不同的强碱等体积混合时,△ pH≥2时,pH混= pH大-0.3例;在25℃时, pH=8的氢氧化钠溶液与pH=10的氢氧化钠溶液等体积混合,混合后溶液的pH等于多少?巩固练习解: c(OH-)=(1 ×10-6+1×10-4)/2=5×10-5mol/L c(H+)= KW /c(OH-)=2×10-10mol/LpH = - lgc(H+)= - lg{2×10-10}= 9.7pH=13的氢氧化钡溶液与pH=10的氢氧化钠溶液等体积混合,混合后溶液的pH=12.7pH值计算3——混合溶液pH的计算强酸、强碱的混合取80 mL NaOH溶液加入到120 mL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：巩固练习c(H+) = c(OH-) = 0.05moL/LpH值计算4—— 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 = 5102103pH = 6pH = 8pH 接近于7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＜33盐酸醋酸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5——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.＞1111NaOH氨水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＞NaOHpH值计算5——弱酸、弱碱的稀释4. pH的测定方法 酸碱指示剂的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的。我们把指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围。(1) 酸碱指示剂（定性测量范围）(2) pH试纸(定量粗略测量)(整数位)讨论： pH试纸的使用能否直接把pH试纸伸到待测液中？是否要先湿润pH试纸后，再将待测液滴到pH试纸上？能否用广泛pH试纸测出pH=7.1来？ 标准比色卡中的数据都是整数如用湿润的pH试纸检验待测液，对该溶液pH值的测定：A、一定有影响 B、偏大 C、偏小 D、不确定使用方法：直接把待测液滴在干燥的pH试纸上，跟标准比色卡相对比注意：①不能用水润湿②要放在玻璃片（或表面皿）上③用玻璃棒蘸待测液滴于试纸上(3) pH计(定量精确测量)(小数位)有关溶液pH的计算酸性:求c(H+) →pH碱性:求c(OH-) → c(H+) → pH常温 c（H+）· c（OH-） =1× 10-14pH值计算1—— 单一溶液pH相差a， c(H+)相差10apH值计算2——混合溶液pH的计算 1.强酸、强酸的混合1、抓住H+进行计算;2、两种pH不同的强酸等体积混合时,△ pH≥2时,pH混= pH小+0.3pH值计算2——混合溶液pH的计算2、强碱、强碱的混合1、抓住OH-进行计算,在转换为H+进行计;2、两种pH不同的强碱等体积混合时,△ pH≥2时,pH混= pH大-0.3pH值计算3——混合溶液pH的计算强酸、强碱的混合pH值计算4—— 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＜33pH值计算5——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.＞1111pH值计算5——弱酸、弱碱的稀释属性：化学分析中的定量分析特点：简便、快捷、准确应用：广泛用于科研和工农业生产定义：用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法叫做酸碱中和滴定。三、pH的应用及酸碱中和滴定1.pH的应用2.酸碱中和滴定对于一元酸和一元碱发生的中和反应：H+ + OH－ = H2O酸碱中和滴定原理 C酸V酸＝ C碱V碱C未知V未知＝ C标准V标准酸碱中和滴定的关键C标准V标准= C待测V待测 （一元酸碱中和）酸碱滴定时一般选用酚酞和甲基橙作为指示剂，确定酸碱恰好完全反应。a.准确测定V标准和V待测溶液的体积—滴定管b.如何判断中和反应是否恰好进行完全(滴定终点的确定)—酸碱指示剂酸碱中和滴定所需的仪器：酸式滴定管 碱式滴定管铁架台 滴定管夹锥形瓶 烧杯操作步骤：洗涤→ 检漏 → 蒸馏水洗 → 溶液润洗 → 装液 → 排气泡→调整液面并记录 → 放出待测液 → 加入指示剂 → 滴定 →记录 → 计算。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碱中和滴定数据处理和计算：中和滴定实验中的误差因素分析：一、仪器润洗不当 ⒈盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗； ⒉盛待测液的滴定管或移液管用蒸馏水洗后未用待测液润洗； ⒊锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗；二、读数方法有误 ⒈滴定前仰视，滴定后俯视； ⒉滴定前俯视，滴定后仰视； ⒊天平或量筒的使用读数方法错误；三、操作出现问题 ⒈盛标准液的滴定管漏液； ⒉盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡，终了无气泡（或前无后有）； ⒊振荡锥形瓶时，不小心有待测液溅出； ⒋滴定过程中，将标准液滴到锥形瓶外； ⒌快速滴定后立即读数；偏大偏小偏大偏大偏小偏大偏小偏小四、指示剂选择欠妥 ⒈用强酸滴定弱碱，指示剂用酚酞；（正确选择：甲基橙） ⒉用强碱滴定弱酸，指示剂选用甲基橙；（正确选择：酚酞） （①强酸滴定弱碱，必选甲基橙；②强碱滴定弱酸，必选酚酞；③两强滴定，原则上甲基橙和酚酞皆可选用；④中和滴定肯定不用石蕊。）五、终点判断不准确 ⒈如滴定管的尖嘴部分有半滴或一滴标准液未滴下；六、样品中含有杂质 ⒈用盐酸滴定含 Na2O 的 NaOH 样品； ⒉用含 Na2CO3 的 NaOH 标准液滴定盐酸；七、指示剂的变色范围偏大滴定管的俯视和仰视正确视线仰视视线正确读数仰视读数读数偏大正确视线俯视视线正确读数俯视读数读数偏小0先偏大后偏小V=V(后)-V(前)，偏小实际读数正确读数先偏小后偏大V=V(后)-V(前)，偏大实际读数正确读数滴定管的俯视和仰视滴定过程中溶液的pH变化：例：用0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L盐酸 1.0 2.3 3.3 4.3 7.0 9.7 10.7 11.7 12.5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?问题1:滴定终点消耗碱多少? pH等于多少?问题3:以NaOH加入量为横坐标,以pH值变化为纵坐标,绘制中和滴定曲线引出pH值突变概念及范围PH1210864210203040突变范围反应终点加入NaOH(ml)中和滴定曲线酸碱指示剂的颜色在此pH值突跃范围发生明显的改变，则就能以极小的误差指示出滴定终点的到达。【小结：本节主要内容点】：一.水的电离： 1.水的离子积常数；2.影响水的电离平衡的因素：二.溶液的酸碱性与pH： (一).溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系： (二).溶液的酸碱性与pH： 1.pH值意义： 2.定义式： 3.表示溶液酸碱性的常用方法、范围(25℃): 4.有关溶液的pH值的几个注意问题： 5.溶液的酸碱性与pH的关系: 6.有关溶液pH的计算: (1)单一溶液的计算： ①.求强酸、强碱溶液的pH、pOH： ②.求弱酸、弱碱溶液的pH、pOH: (2)酸、碱的稀释计算： ①强酸、强碱的稀释及无限稀释的PH计算: ②弱酸、弱碱的稀释与无限： (3)酸或碱溶液混合的pH计算 --强酸或强碱溶液混合计算： (4)强酸与强碱溶液混合： (5)弱酸与强碱或强酸与弱碱混合: (三)pH的测定方法： 1.酸碱指示剂（定性测量范围）: 2.pH试纸(定量粗略测量---整数位) 3.pH计(定量精确测量----小数位):三.酸碱中和滴定:(一).酸碱中和滴定中的几个问题:(二).定义: (三).酸碱中和滴定原理： 1.根据：对于一元酸和一元碱发生的中和反应： 2.酸碱中和滴定的关键： (四).酸碱中和滴定所需仪器： a.酸式滴定管 b.碱式滴定管 c.铁架台 d.滴定管夹 e.锥形瓶 f.烧杯 g.胶头滴管等(五).操作步骤(要点看图！)： 1.洗涤→ 2.检漏→ 3.水洗→ 4.润洗→ 5.装液→ 6.去泡→ 7.调液面记录→ 8.放待测液→9.加指示剂→ 10.滴定→ 11.记录→ 12.计算→ 13.误差分析。(六).酸碱中和滴定数据处理和计算：(七).中和滴定实验中的误差因素分析： 1.仪器润洗不当: 2.读数方法有误; 3.操作出现问题: 4.指示剂选择欠妥: 5.终点判断不准确 6.样品中含有杂质: (八).滴定管的俯视和仰视:(九).滴定过程中溶液的pH变化与滴定曲线图： 中和滴定曲线