高教版（2021）医药卫生类第三节 水的离子积和溶液的pH优质课件ppt

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主题三 溶液与水溶液中的离子反应 3.3 水的离子积和溶液的pH
1.通过水的导电实验认识水的解离，了解水的离子积常数，发展宏观辨识与微观探析等化学学科核心素养。2.通过比较溶液中[H+]和[OH-]的相对大小，判断溶液的酸碱性，认识溶液的酸碱性与 pH 的关系，掌握用试纸测定溶液 pH 的方法；发展现象观察与规律认知等化学学科核心素养。3. 通过实践活动了解国家标准对生产、生活用水及污水、工业废水等关于pH的规定，讨论溶液酸碱性对生产、环境和生活的影响，知道溶液 pH 的调控在工农业生产和科学研究中的应用，发展科学态度与社会责任等化学学科核心素养。
我们知道，盐酸和氢氧化钠都是强电解质。盐酸的pH小于7，是酸性溶液；向盐酸中逐滴加入氢氧化钠溶液，直至正好中和，溶液的pH等于7，是中性溶液；再逐滴加入氢氧化钠溶液，直至溶液pH大于7,呈明显碱性。图3-3-1记录了向1 ml/L HCI溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，溶液中某酸碱指示剂的颜色变化过程。是溶液中的什么离子决定了溶液的酸碱性？
安全用电常识中指出，不能用湿手触摸带电的家用电器，否则可能导致触电事故。
水为什么会导电？其中是否含有自由移动的离子？
水能导电，说明水中存在自由移动的离子，即水可以发生解离。而纯水的导电性很差，说明水中离子的量很少，解离程度很微弱。
一.水的解离与水的离子积
精确的实验证明：水是一种极弱的电解质，能微弱的解离。
H2O H++OH-
实验测得，在25 ℃时，1 L纯水中解离出的H+和OH-都是1×10-7 ml，根据弱电解质的解离平衡的相关知识，计算水的解离常数。
根据弱电解质的解离平衡理论，水的解离常数表达式为：
由于水的解离程度极小，相对1 L的水来说，已解离部分可以忽略不计，因此，表达式中[H2O]几乎不变，可以视为常数
水的解离平衡常数表达式可以改写成：
Kw是水中[H+]和[OH–]的乘积，叫作水的离子积常数，简称水的离子积。
在25 ℃时，每升水中有1×10–7 ml的水分子解离。则在纯水中：
[H+] = [OH–] = 1×10–7 ml/L
= 1×10–7×1×10–7 = 1 ×10–14
在稀溶液中，溶质的浓度很小。[H2O]同样可以看成是个常数，因此不管是在纯水还是稀溶液中，[H+]和[OH–]的乘积都是一个常数。Kw不仅适用于纯水中，还适用于任何以水作溶剂的稀溶液。
依据弱电解质解离平衡的影响因素和水的离子积，小组合作讨论影响水的解离的因素，并填写表3-3-2。
表3-3-2 影响水解离平衡的因素(25℃）
加酸或加碱都对水的解离有抑制作用
二.溶液的酸碱性和pH
即[H+]和 [OH–]的关系是此消彼长的关系。
在纯水和任何稀溶液中， [H+]和 [OH–] 之间存在下列关系：
由于Kw在一定温度下是一个常数，而溶液中的[H+]和 [OH–]又是此消彼长的关系。那么，溶液的酸碱性与溶液中的H+和OH-浓度有何关系？小组交流看法。
中性溶液，是指[H+]和 [OH–]相等的溶液，酸性溶液是指[H+] 大于 [OH–]的溶液，碱性溶液是指[OH–]大于 [H+]的溶液。所以，常温下，溶液的酸碱性与[H+]、[OH-] 的关系可以表示为： 中性溶液 [H+] = 1×10-7 ml/L= [OH-] 酸性溶液 [H+] >1×10-7 ml/L> [OH-] 碱性溶液 [H+]