河北省石家莊市高中化學第三章水溶液中的離子平衡3.2水的電離和溶液的酸堿性課件新人教版選修4

1、3.23.2 水的電離和溶液是酸堿性水的電離和溶液是酸堿性水的導電性水的導電性實驗實驗燈燈 泡泡靈敏電靈敏電流計流計現(xiàn)象現(xiàn)象：結(jié)論結(jié)論：水是一種極弱的電解質(zhì)。水是一種極弱的電解質(zhì)。一、一、水的電離水的電離水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離: :H H2 2O + HO + H2 2O HO H3 3O O+ + + OH + OH- -可簡寫為：可簡寫為： H H2 2O HO H+ + + OH + OH- - 任何物質(zhì)的水溶液中，水電離出的任何物質(zhì)的水溶液中，水電離出的H H+ +濃度總濃度總是等于是等于OHOH- -濃度。濃度。外界條件對水的電離

2、的影響外界條件對水的電離的影響條件改變條件改變 平衡移動方向平衡移動方向c c (H (H+ +) )c c(OH(OH- -) )電離程度電離程度加加HClHCl加加NaOHNaOH升升 溫溫加加 水水向左移動向左移動向左移動向左移動增大增大減小減小減小減小增大增大減小減小減小減小向右移動向右移動向右移動向右移動增大增大增大增大增大增大不變不變不變不變不變不變加入酸或堿都會抑制水的電離加入酸或堿都會抑制水的電離水的水的離子積離子積常數(shù)常數(shù)H H2 2O HO H+ + + OH + OH- -K電離電離 c c(H(H+ +) )c c(OH(OH- -) ) c c(H(H2 2O)O)c

3、 c(H(H+ +) )c c(OH(OH- -) ) K電離電離 c c(H(H2 2O)O)Kw 一定溫度下，一定溫度下，K KW W c(Hc(H+ +)c(OH)c(OH- -) )是一個常數(shù)是一個常數(shù)叫做水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積。叫做水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積。定義：定義：表達式：表達式：Kw c c(H(H+ +) )c c(OH(OH- -) )2525時，純水中時，純水中c(Hc(H+ +) ) c(OHc(OH- -) ) 1 11010-7-7mol/Lmol/L KW 10 10-14-14 注意：注意：水的離子積指的是純水或稀水溶液中水的離子積指的是純水或稀水

4、溶液中所有所有c(Hc(H+ +) )與與所有所有c(OHc(OH- -) )的乘積，與溶液的酸堿性無關(guān)。的乘積，與溶液的酸堿性無關(guān)。KW只受溫度影響，只受溫度影響，溫度一定時，溫度一定時， 任何稀水溶任何稀水溶液中液中KW為一常數(shù)，為一常數(shù)，溫度升高，溫度升高，KW增大。增大。100100時，純水中時，純水中c(Hc(H+ +) )c(OHc(OH- -) ) 1 11010-6-6mol/Lmol/L 100100時，時，KW 10 10-12-12 無論無論在純水或任何在純水或任何稀稀水溶液中，均存在水的電水溶液中，均存在水的電離平衡。無論在純水還是酸、堿、鹽的稀溶液中離平衡。無論在純水

5、還是酸、堿、鹽的稀溶液中均存在均存在H H+ +和和OHOH- -，且由水電離產(chǎn)生的，且由水電離產(chǎn)生的c(Hc(H+ +) )c(OHc(OH- -) )。純水純水加少量鹽酸加少量鹽酸加少量加少量氫氧化鈉氫氧化鈉c c(H(H+ +) )c c(OH(OH- -) )c c(H(H+ +) )和和c c(OH(OH- -) )大小比較大小比較1010-7-7mol/Lmol/L1010-7-7mol/Lmol/Lc c(H(H+ +)=)=c c(OH(OH- -) )變大變大 變小變小c c(H(H+ +) )c c(OH(OH- -) )變小變小變大變大c c(H(H+ +) )c c(O

6、H(OH- -) ) 1 11010-7-7中中 性性c c(H(H+ +) )c c(OH(OH- -) ) 1 11010-7-7堿堿 性性c c(H(H+ +) )c c(OH(OH- -) )7,7,堿也不能堿也不能7 7溶液的溶液的pHpH稀釋稀釋1010n n后溶液的后溶液的pHpH強酸強酸 a apH pH a a+ +n n弱酸弱酸 a apH pH b b- -n npHpH相同的強酸相同的強酸( (弱酸弱酸) )、強堿、強堿( (弱堿弱堿) )稀釋稀釋溶液的溶液的pHpH相同相同 稀釋若干倍后稀釋若干倍后 溶液的溶液的pHpH相同相同m m和和n n的關(guān)系的關(guān)系強酸強酸 a

7、 a m mpH pH c cm n弱酸弱酸 a a n npH pH c c強堿強堿 b b m mpH pH d dm n弱酸弱酸 n npH pH a a強堿強堿 m mpH pH b bm n弱堿弱堿 n npH pH b b一元強酸（一元強酸（H HClCl）與一元弱酸（）與一元弱酸（C CH H3 3COOHCOOH）的比較：）的比較： 相同物質(zhì)的量濃度、相同體積時相同物質(zhì)的量濃度、相同體積時 比比 較較項項 目目C(HC(H+ +) )P PH H中和堿中和堿的能力的能力與金屬反應與金屬反應產(chǎn)生產(chǎn)生H H2 2的量的量與金屬反應與金屬反應初始速率初始速率稀釋相同稀釋相同倍數(shù)的倍數(shù)

8、的PHPHH HClClC CH H3 3COOHCOOH相同相同P PH H、相同體積時、相同體積時 比比 較較項項 目目C(HC(H+ +) )物質(zhì)物質(zhì)的量的量濃度濃度中和中和堿的堿的能力能力與金屬反應與金屬反應產(chǎn)生產(chǎn)生H H2 2的量的量與金屬反與金屬反應初始速應初始速率率稀釋相同稀釋相同倍數(shù)的倍數(shù)的PHPHH HClClC CH H3 3COOHCOOH定性測定：定性測定：pHpH的測定的測定定量測定：定量測定：注意：注意：試紙不能用水潤濕不能將試紙伸到溶試紙不能用水潤濕不能將試紙伸到溶液中廣泛液中廣泛pHpH試紙只能讀出整數(shù)試紙只能讀出整數(shù) 粗略測定：粗略測定：酸堿指示劑法酸堿指示劑

9、法pHpH試紙法試紙法精確測定：精確測定：pHpH計（酸度計）計（酸度計）三、三、pHpH的應用的應用定義：定義： 用用已知濃度的酸已知濃度的酸（或堿）來（或堿）來測定測定未知濃度的未知濃度的堿堿（或酸）的方法。（或酸）的方法。 標準液標準液待測液待測液酸酸 堿堿 中中 和和 滴滴 定定 總結(jié)總結(jié) 酸堿中和反應的實質(zhì)：酸堿中和反應的實質(zhì)：H H+ + + + OHOH H H2 2O O原理：原理：若為一元酸堿若為一元酸堿, 得得:C C標準標準V V標準標準 C C待測待測V V待測待測 C C待測待測 實驗儀器、試劑實驗儀器、試劑 酸式酸式( (堿式堿式) )滴定管、滴定管夾、鐵架臺、滴定

10、管、滴定管夾、鐵架臺、燒杯、錐形瓶、標準液、待測液、酸堿指示劑。燒杯、錐形瓶、標準液、待測液、酸堿指示劑。精確精確地放出一定體積的溶液地放出一定體積的溶液精確度：精確度：0.01 mL0.01 mL石蕊：石蕊：甲基橙：甲基橙：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14酚酞：酚酞：8.210583.14.4指示劑的變色范圍指示劑的變色范圍4.34.3 突躍范圍突躍范圍 9.79.7中和滴定指示劑的選擇中和滴定指示劑的選擇石蕊因變色不明顯，通常不用作指示劑石蕊因變色不明顯，通常不用作指示劑0.1mol/L

11、NaOH0.1mol/LNaOH滴定滴定20.00mL0.1mol/LHCl20.00mL0.1mol/LHCl過程中過程中pHpH變化變化NaOH(ml)NaOH(ml)0.000.0018.0018.0019.6819.6819.9819.9820.0020.0020.0220.0220.2020.2022.0022.0023.0023.00溶液溶液 pHpH1.01.02 2. .3 33 3. .3 34 4. .3 37 7.0.09 9. .7 71 10 0. .7 7 1 11 1. .7 7 1 12 2. .5 5 酸堿指示劑酸堿指示劑的的在此在此pHpH突變范圍突變范圍發(fā)

12、生明發(fā)生明顯的改變顯的改變, ,就能就能以極小以極小的誤差的誤差指示出指示出滴定滴定終點終點的的到達到達。4 4. .3 39 9. .7 7中和滴定曲中和滴定曲線線實驗步驟實驗步驟檢漏檢漏若漏水若漏水, ,在活塞兩端均勻涂凡士林在活塞兩端均勻涂凡士林. .洗滌洗滌 三洗三洗: :自來水沖洗自來水沖洗蒸餾水清洗蒸餾水清洗2-32-3次次待盛待盛液潤洗液潤洗2-32-3次，次，標準：標準：內(nèi)壁不掛水珠內(nèi)壁不掛水珠 錐形瓶錐形瓶自來水沖洗自來水沖洗蒸餾水清洗蒸餾水清洗2 - 32 - 3次（不用待盛液潤洗）次（不用待盛液潤洗）裝液裝液注液注液( (液面位于液面位于“0”“0”刻度以上刻度以上2 2

13、- -3cm3cm處處) )檢查滴定管是否漏水、堵塞和活塞轉(zhuǎn)動是否靈活檢查滴定管是否漏水、堵塞和活塞轉(zhuǎn)動是否靈活趕氣泡趕氣泡調(diào)液面調(diào)液面記錄記錄至至“0”“0”刻度或刻度或“0”“0”刻度以下刻度以下讀數(shù)時要注意：讀數(shù)時要注意：.滴定管要直立滴定管要直立裝液或放液后，需等裝液或放液后，需等1-21-2分鐘才能觀察液面高度分鐘才能觀察液面高度.讀數(shù)時，視線應與凹液面最低處在同一水平線讀數(shù)時，視線應與凹液面最低處在同一水平線上，防止俯視或仰視上，防止俯視或仰視.必須準確到必須準確到0.1mL0.1mL，并估計到，并估計到0.01mL0.01mL。取液取液（待測液（待測液）、滴加指示劑、滴加指示劑（

14、2-32-3滴）滴）v v起始讀數(shù)起始讀數(shù) 邊滴邊旋搖邊滴邊旋搖滴速滴速先快后慢先快后慢，接近終點時，接近終點時一滴一搖一滴一搖注視注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化、滴定管錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化、滴定管下端溶液流速下端溶液流速判定滴定終點判定滴定終點（最后一滴剛好最后一滴剛好使溶液顏色發(fā)生明顯變化且使溶液顏色發(fā)生明顯變化且3030秒內(nèi)不恢復原色秒內(nèi)不恢復原色）記錄記錄（v v終點讀數(shù)）終點讀數(shù)）滴定滴定 反應終定指的是酸和堿恰好完全反應，此時反應終定指的是酸和堿恰好完全反應，此時溶液的溶液的pHpH不一定等于不一定等于7 7重復滴定重復滴定2 2到到3 3次次數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理一次滴定一次滴定二次滴定二次

15、滴定三次滴定三次滴定終點讀數(shù)終點讀數(shù) 起始讀數(shù)起始讀數(shù) 用量用量差值差值V V標標HClHClV V待待NaOHNaOHC C標標HClHClC C待待NaOHNaOH平均平均C C待測待測 左手左手右右手手視線與凹液視線與凹液面水平相切面水平相切滴加速度先快后慢滴加速度先快后慢眼睛注視瓶內(nèi)顏色變化眼睛注視瓶內(nèi)顏色變化半分鐘顏色不復原半分鐘顏色不復原滴滴定定管管保保持持垂垂直直誤差分析誤差分析（標準酸滴定未知堿）（標準酸滴定未知堿）待標標VVCC C待測待測讀數(shù)方法有誤：讀數(shù)方法有誤： 偏小偏小偏大偏大儀器潤洗不當儀器潤洗不當: :盛標準液的滴定管用蒸餾水洗后未用標準液潤盛標準液的滴定管用蒸餾

16、水洗后未用標準液潤洗；洗；盛待測液滴定盛待測液滴定( (移液移液) )管用蒸餾水洗后未用待測管用蒸餾水洗后未用待測液潤洗；液潤洗；錐形瓶用蒸餾水洗后再用待測液潤洗；錐形瓶用蒸餾水洗后再用待測液潤洗；( (偏大偏大；偏小偏?。黄?；偏大) )滴定前仰視滴定前仰視,滴定后俯視；滴定后俯視； 滴定前俯視滴定前俯視,滴定后仰視；滴定后仰視；已知已知已知已知讀數(shù)讀數(shù)直接或者間接引起直接或者間接引起“讀數(shù)讀數(shù)”的變化的變化俯視圖俯視圖仰視圖仰視圖滴定管的俯視和仰視滴定管的俯視和仰視: :正確正確視線視線仰視仰視視線視線正確正確讀數(shù)讀數(shù)仰視仰視讀數(shù)讀數(shù)讀數(shù)偏大讀數(shù)偏大正確正確視線視線俯視俯視視線視線正確正確

17、讀數(shù)讀數(shù)俯視俯視讀數(shù)讀數(shù)讀數(shù)偏小讀數(shù)偏小0 0刻度在上刻度在上 0 00 0刻度在上刻度在上 0 0先先偏偏大大后后偏偏小小先仰后俯先仰后俯V=V(V=V(后后)-V()-V(前前) )，偏小偏小實實際際讀讀數(shù)數(shù)正正確確讀讀數(shù)數(shù)先俯后仰先俯后仰先先偏偏小小后后偏偏大大V=V(V=V(后后)-V()-V(前前) )，偏大偏大實實際際讀讀數(shù)數(shù)正正確確讀讀數(shù)數(shù)滴定管的俯視和仰視滴定管的俯視和仰視天平或量筒的使用讀數(shù)方法錯誤；天平或量筒的使用讀數(shù)方法錯誤； 偏大偏大操作出現(xiàn)問題操作出現(xiàn)問題: :盛標準液的滴定管漏液；盛標準液的滴定管漏液；盛待測液的滴定管滴前尖嘴部分有氣泡盛待測液的滴定管滴前尖嘴部分有

18、氣泡, ,終了無終了無氣泡氣泡 ( (或前無后有或前無后有) )；振蕩錐形瓶時振蕩錐形瓶時, ,不小心有待測液濺出；不小心有待測液濺出； 滴定過程中滴定過程中, ,將標準液滴到錐形瓶外；將標準液滴到錐形瓶外；滴定完畢后，后立即讀數(shù)。滴定完畢后，后立即讀數(shù)。偏大偏大偏大偏大偏大偏大偏小偏小偏大偏大指示劑選擇欠妥指示劑選擇欠妥: :用強酸滴定弱堿用強酸滴定弱堿,指示劑用酚酞；指示劑用酚酞；偏小偏小: : 堿有余堿有余, ,酸不足酸不足用強堿滴定弱酸用強堿滴定弱酸,指示劑選用甲基橙指示劑選用甲基橙;( (正確選擇正確選擇: :酚酚酞酞) )管內(nèi)壁上有液體未流下管內(nèi)壁上有液體未流下VHCl(aq) VHCl(aq) 如滴定管的尖嘴部分有半滴或一滴標準液未滴下。如滴定管的尖嘴部分有半滴或一滴標準液未滴下。樣品中含有雜質(zhì)樣品中含有雜質(zhì): : a. a.用鹽酸滴定含用鹽酸滴定含 Na Na2 2O O 的的 NaOH NaOH 樣品；樣品； b. b.用含用含 Na Na2 2COCO3 3 的的 NaOH NaOH 標