《水的电离和溶液的酸碱性》学案.docx
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《水的电离和溶液的酸碱性》学案
《水的电离和溶液的酸碱性》学案
一、水的电离
思考与交流
1、研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性,而酸碱性与水的电离有密切的关系。
那么水是如何电离的呢?
2.水是不是电解质?
探究实验
精确的纯水导电性实验
现象:
灵敏电流计灯泡
结论:
水是电解质,能发生电离
水的电离方程式:
水电离出的H+、OH-浓度
想一想?
水是极弱的电解质,那么多少个水分子才有1个电离?
25℃,C水(H+)=C水(OH-)=
100℃,C水(H+)=C水(OH-)=
思考:
既然一定温度下纯水中C(H+)和C(OH-)浓度是定值,那么乘积呢?
K电离=
Kw=
其中常数K电离与常数c(H2O)的积记为Kw,称为水的,简称为离子积
1.Kw在一定温度下是个常数,一般不写单位
2.常温(25℃),Kw=1×10-14
100℃时,Kw=1×10-12
3.温度升高,Kw
影响KW的因素
KW只与有关(与浓度无关):
温度升高,KW值
注意:
对于中性水,尽管温度升高Kw增大,电离程度增大,但仍是
问题与讨论
1.在水中加入强酸(HCl)后,对水的电离平衡有何影响?
水的离子积是否发生改变?
2.在水中加入强碱(NaOH)后,对水的电离平衡有何影响?
水的离子积是否发生改变?
3.升温呢?
2、影响水的电离平衡的因素
改变条件
平衡移动方向
电离程度
c(H+)
c(OH-)
c(H+)和c(OH-)
大小比较
Kw
升高温度
通入少量HCl气体
加入少量NaOH固体
加入少量NaCl固体
加入少量Na
1.酸
2.碱
3.温度
4、盐
在任何水溶液中,均存在水的电离平衡,也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。
任何水溶液中都存在且25℃时Kw
练一练
纯水在10℃和50℃的H+浓度,前者与后者的关系是()
A.前者大
B.后者大
C.相等
D.不能确定
3.在酸碱溶液中,水电离出来的C(H+)和C(OH-)是否相等?
4.100℃时,纯水中水的离子积为10-12,求C(H+)为多少?
此时溶液为酸性、碱性还是中性?
练习
水的电离过程为H2OH++OH-,在不同温度下其离子积为KW25℃=1×10-14,KW35℃=2.1×10-14。
则下列叙述正确的是:
()
A、c(H+)随着温度的升高而降低
B、在35℃时,纯水中c(H+)>c(OH-)
C、水的电离常数K25℃>K35℃
D、水的电离是一个吸热过程
5.在酸溶液中水电离出来的C(H+)和酸电离出来的C(H+)有什么关系?
如:
25℃时,在10mL蒸馏水中c(H+)和c(OH-)各是多少?
向其中加入10mL0.2mol/L盐酸,c(H+)和c(OH-)如何变化?
思考讨论(250C)
1、0.01mol/L盐酸溶液中,c(H+)、c(OH-)分别为多少?
由水电离出的c(H+)H2O、c(OH-)H2O分别是多少?
2、0.01mol/LNaOH溶液中,c(H+)、c(OH-)分别为多少?
由水电离出的c(H+)H2O、c(OH-)H2O分别是多少?
思考:
当水电离出来的c(H+)=1×10-12mol/L时,那该溶液呈酸性还是呈碱性?
归纳总结:
纯水中:
酸溶液中:
碱溶液中:
2、判断正误:
1)任何水溶液中都存在水的电离平衡。
2)任何水溶液中(不论酸、碱或中性)都存在Kw=10-14。
3)某温度下,某液体c(H+)=10-7mol/L,则该溶液一定是纯水。
4)任何水溶液中均有Kw=c(H+)H2O.c(OH-)H2O
3.在25℃,在某无色溶液中由水电离出的C(OH-)=1×10-13,一定能大量共存的离子组是()
A.NH4+K+NO3-Cl-
B.NO3-CO32-K+Na+
C.K+Na+Cl-SO42-
D.Mg2+Cu2+SO42-Cl-
高考链接
(08上海卷改编)常温下,某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-13mol/L,该溶液可能是()
①二氧化硫 ②氯化钾水溶液
③硝酸钠水溶液④氢氧化钠水溶液
A.①④B.①②
C.②③D.③④
三、溶液的酸、碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系
思考?
当C(H+)=10-6mol/L时,此时溶液一定是酸性溶液吗?
1、关系(25℃):
中性溶液:
酸性溶液:
碱性溶液:
注意:
①水溶液中H+与OH-
②酸性溶液:
C(H+)>C(OH-);C(H+)越大酸性
③碱性溶液:
C(H+) ④溶液的酸碱性由溶液中H+、OH-浓度相对大小决定,而不是其浓度的数值,c(H+)与c(OH—) 判断正误: 1.如果c(H+)不等于c(OH-)则溶液一定呈现酸碱性。 2.在水中加酸会抑制水的电离,电离程度减小。 3.如果c(H+)/c(OH-)的值越大则酸性越强。 4.任何水溶液中都有c(H+)=c(OH-)。 5.c(H+)等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性。 6.对水升高温度电离程度增大,酸性增强。 溶液的酸碱性与pH值 1).PH的定义: 采用来表示。 2).表示方法: 练习: (25℃) 1、计算0.05mol/L的硫酸的pH。 2、pH=12的Ba(OH)2溶液中c(H+)、c(OH-)分别为多少? 3)、溶液的酸碱性跟pH的关系 溶液的酸碱性 c(H+)和c(OH-)的关系 常温下: c(H+) 常温下: pH 中性溶液 酸性溶液 碱性溶液 PH的适用范围: pH的测定: 粗略测定: (1) (2) 精确测定: 3、pH的应用 有关溶液pH的计算 1.单一溶液的计算: 2.强酸、强碱的稀释: 例1.0.001mol/L盐酸的pH=____,加水稀释到原来的10倍,pH=___,加水到原来的103倍,pH=___,加水到原来的104倍pH=_____,加水到原来的106倍,pH=______ 例2.pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的10倍,则溶液的pH=_____,pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的102倍,则溶液的pH=_______,pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的103倍,则溶液的pH=___,pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的105倍,则溶液的pH=___ 结论: 强酸(碱)每稀释10倍,pH值向7靠拢一个单位。 对于强酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH增大n个单位,即 对于强碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH减小n个单位,即 注意: pH=6或8时,不可忽略水的电离,只能接近7,酸碱溶液无限稀释,pH只能约等于7或接近7: 酸不能大于7;碱不能小于7。 3.弱酸、弱碱的稀释 例3.pH=3HAc加水稀释到原来100倍,溶液的pH值范围_________; pH=10氨水加水稀释到原来100倍,溶液的pH值范围_________________。 结论: 弱酸(碱)每稀释10倍,pH值向7靠拢不到一个单位; 对于弱酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH的范围是: 对于弱碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH的范围是: 思考与交流 1、将pH为3的硫酸溶液和醋酸溶液同时稀释100倍,稀释后二者的pH分别为多少? 2、现有失去标签,pH相等的两试剂瓶的NaOH溶液和氨水,请你设计实验将其鉴别。 练习 1、有相同pH的三种酸HX、HY、HZ的溶液,稀释相同倍数后,pH的变化值依次增大,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是() A、HX.HY.HZB、HZ.HY.HX C、HX.HZ.HYD、HY.HZ.HX 4、溶液混合的pH计算 (1)强酸与强酸混合 pH=2的盐酸和pH=5的硫酸溶液等体积混合后,所得溶液的pH= 应用公式: (2)强碱与强碱混合 应用公式: 1、是酸就抓住氢离子进行计算! 如果是碱则先求c(OH-),再由Kw求c(H+) 2、当酸或碱提供的c(H+)、c(OH-)很小时,不能忽略水电离出的c(H+)、c(OH-) 3)、强酸、强碱溶液的混合 例8.0.1LpH=2盐酸和0.1LpH=11的NaOH溶液相混合,求混合后溶液的pH值 例9.pH=2盐酸和pH=12的Ba(OH)2溶液等体积相混合,求混合后溶液的pH值。 练一练! 把pH=12的NaOH溶液V1和pH=2的HCl溶液V2混合后,溶液呈中性。 则V1: V2=_________; 把pH=11的NaOH溶液V1和pH=2的HCl溶液V2混合后,溶液呈中性。 则V1: V2=_________; 把pH=13的NaOH溶液V1和pH=2的HCl溶液V2混合后,溶液呈中性。 则V1: V2=_________; 变换 盐酸的PH值为X,NaOH溶液的PH为Y混合,则混合液PH: 己知X+Y=14,它们等体积相混合,混合液的PH值____________(填“>7”、“<7”或“=7”)。 己知X+Y<14,它们等体积相混合,混合液的PH值____________。 (同上) 己知X+Y>14,它们等体积相混合,混合液的PH值____________。 (同上) 练习: PH=13的强碱溶液和PH=2的强酸溶液混合,所得混合液的PH=11,则强碱与强酸的体积比是() A11: 1B9: 1 C1: 11D1: 9 3.判断下列说法是否正确: (1)pH=7的溶液是中性溶液。 () (2)H2S溶液中c(H+): c(S2-)=2: 1。 () (3)0.1mol/L的HAc中c(H+)是0.2mol/LHAc中c(H+)的1/2。 () (4)0.1mol/L的HAc中c(H+)c(HAc)大于0.01mol/L的HAc中c(H+)c(HAc)。 () (5)0.1mol/L的HAc中c(OH-)c(HAc)大于0.01mol/L的HAc中c(OH-)c(HAc)。 () (6)中性溶液中c(H+)=c(OH-)。 () 酸碱中和滴定 1.定义: 用已知物质的量的浓度的来测定未知浓度的的方法。 2.原理: 3.公式: 用0.1032mol/L的HCl溶液滴定25.00mL未知浓度的NaOH溶液,滴定完成时,用去HCl溶液27.84mL。 通过中和滴定测得NaOH的物质的量浓度是多少? 酸碱中和滴定所需的仪器和试剂 仪器: 试剂: 注意: 1.酸式滴定管只能用于装。 2.碱式滴定管只能用于装。 想一想: 1、如何判断酸式滴定管和碱式滴定管? 2、滴定管的“0”刻度在哪里? 3、量筒和滴定管哪个更精确一些? 4、滴定管准确读到多少毫升? 可估读到多少毫升? 中和滴定——主要实验仪器分析 量取液体常用仪器: 1.量筒: 粗量仪器,10mL量筒最小分刻度为0.1mL、读数精确到 2.移液管: 精量仪器,读数精确到,准确量取一定量的试液(中和滴定时用来量取待测液)。 3.滴定管 A.标有温度、容积、“0”刻度在最高点 B.常用规格: 25mL、50mL C.最小分刻度: 0.1mL,读数精确到 二、指示剂的选择: 1.原则: 1)酸碱恰好完全中和的时刻叫,选颜色变化明显,变色范围的pH与恰好中和时的pH吻合的指示剂。 2)变色范围越窄越好,对溶液的酸碱性变化较灵敏. 2.酸碱指示剂: 一般是有机弱酸或有机弱碱(定性测定) 种类 对应溶液的颜色 变色范围 甲基橙溶液 酚酞溶液 石蕊溶液 (1)甲基橙和酚酞的变色范围较小: 4.4-3.1=1.310-8.2=1.8对溶液的酸碱性变化较灵敏,故一般不用石蕊作指示剂。 (2) 溶液使指示剂改变颜色,发生的化学变化。 指示剂滴加太多将消耗一部分酸碱溶液,所以不能加的太多(一般为滴)。 3.酸碱中和滴定中指示剂的选择: 1)强酸强碱间的滴定: 2)强酸滴定弱碱: 两者正好完全反应,生成强酸弱碱盐,溶液呈 酸性选用作指示剂。 3)强碱滴定弱酸: 两者正好完全反应,生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性选用作指示剂。 三、实验步骤: (以标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例) 1.: 检查滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活; 2.: 用水洗涤滴定管 3.: 用少量待装液润洗滴定管2-3次; 4.: 用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中,使液面高于“0”刻度2-3cm 5.: 酸式滴定管: 快速放液 碱式滴定管: 橡皮管向上翘起 6.: 调节滴定管中液面高度,并记下读数。 7.: (1)从碱式滴定管中放出25.00ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中; (2)滴入2滴酚酞试液,将锥形瓶置于酸式滴定管下方,并在瓶底衬一张白纸。 8.: 左手右手 眼睛 9. : 当看到加最一滴盐酸时,锥形瓶中溶液由红色突变无色时,停止滴定,且半分钟内不恢复为红色,准确记下盐酸读数,准确求得滴定用去的盐酸体积。 重复2~3次。 10. : 整理数据进行计算。 例题: 用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液(氢氧化钠放于锥形瓶中)下列操作(其它操作均正确),对氢氧化钠溶液浓度有什么影响? 一、酸式滴定管 1.未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管() 2.滴定管内壁不干净,滴定后,酸式滴定管内壁挂水珠() 3.滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失() 4.滴定操作时,有少量盐酸滴于锥形瓶外() 5.滴定前仰视刻度,滴定后俯视刻度() 二、锥形瓶 6.锥形瓶内用蒸馏水洗涤后,再用待测氢氧化钠润洗2-3次,将润洗液倒掉,再装NaOH溶液() 7.锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液() 8.滴定过程中摇动锥形瓶,不慎将瓶内的溶液溅出一部() 9.指示剂滴加过多() 三、碱式滴定管 10.碱式滴定管用水洗后,未用待测液润洗() 11.取待测液时,未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除。 取液后滴定管尖嘴充满溶液() 四、含杂质 12.在配制待测氢氧化钠溶液过程中,称取一定质量的氢氧化钠时,内含少量的氢氧化钾,用标准盐酸溶液进行滴定。 () 13.同上情况,若氢氧化钠中含有少量的碳酸钠,结果如何() 1. 下列实验操作不会引起误差的是() A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶 B.酸碱中和滴定时,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液 C.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸时,选用酚酞作指示剂,实验时不小心多加了几滴 D.用标准盐酸测定未知浓度的NaOH溶液,实验结束时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,开始实验时无气泡 2.当用酸滴定碱时,下列操作中会使测定结果(碱的浓度)偏低的是() A.酸式滴定管滴至终点后,俯视读数 B.碱液移入锥形瓶后,加了10mL蒸馏水再滴定 C.酸式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗 D.酸式滴定管注入酸液后,尖嘴留有气泡即开始滴定,滴定终点时气泡消失 3.滴定实验时,必须要按以下要求做的是() A.锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干 B.酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应溶液润洗 C.待测液一定要放在锥形瓶中,标准液一定要放在滴定管中 D.滴定前读数要求精确,凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度上 4.准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000mol/LNaOH溶液滴定,下列说法正确的是() A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定 B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大 C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定 D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小 5.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,用酚酞为指示剂,造成测定结果偏高的原因可能是() A.配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质 B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,没有用待测液洗 C.滴定到终点读数时,俯视刻度线 D.滴定到终点读数时,滴定管尖嘴处有气泡
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- 关 键 词:
- 水的电离和溶液的酸碱性 电离 溶液 酸碱