水的电离和溶液的酸碱性.docx
- 文档编号:3772946
- 上传时间:2022-11-25
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:83.09KB
水的电离和溶液的酸碱性.docx
《水的电离和溶液的酸碱性.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水的电离和溶液的酸碱性.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
水的电离和溶液的酸碱性
第二节水的电离和溶液的酸碱性
(第1课时)
【学习目标】⒈了解水的电离平衡及其“离子积”
⒉了解溶液的酸碱性和pH的关系
【学习重点】⒈水的离子积
⒉溶液的酸碱性和pH的关系
【学习难点】水的离子积
【学习过程】
【课前预习】
1、写出下列物质在水溶液中的电离方程式
KHCO3KAl(SO4)2
H2SO4H2S
Ca(OH)2NH3·H2O
2、[思考]
①以上物质的水溶液中有哪些微粒?
酸溶液中是否-有OH-存在?
碱溶液中是否-城有H+存在?
?
盐溶液中是否-有H+,OH-存在?
②水是不是电解质?
它能电离吗?
如能请写出水的电离方程式。
纯水中有哪些微粒?
根据所学的弱电解质的电离平衡,请列举出可能会影响水的电离的因素。
一、水的电离
1.水的电离:
水是电解质,发生电离,电离过程
水的电离平衡常数的表达式为
[思考]实验测得,在室温下1LH2O(即mol)中只有1×10-7molH2O电离,则室温下C(H+)和C(OH-)分别为多少?
纯水中水的电离度α(H2O)=
2.水的离子积
水的离子积表达式:
KW=。
[思考]:
常温下(250C时):
纯水Kw==。
温度升高,水的电离平衡向什么方向移动,C(H+)和C(OH-)分别会怎么变化?
KW会怎么变化?
影响因素:
水的离子积KW只与有关,越高KW越
[针对性练习1]
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、CH+随着温度的升高而降低B、在35℃时,纯水中CH+>COH-
C、水的电离常数Kw25>Kw35D、水的电离是一个吸热过程
某温度时水的离子积Kw=3.8×10-13,则该温度时纯水的C(H+)是 ()
A.等于1×10-7mol/LB.小于1×10-7mol/LC.大于1×10-7mol/LD.无法确定
[思考]:
①酸溶液中是否-有OH-存在?
碱溶液中是否有H+存在?
?
盐溶液中是否-有H+,OH-存在?
②常温下(250C时),纯水,酸溶液,碱溶液,盐溶液中c(H+)·c(OH-)分别为多少?
适用范围:
KW不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
任何水溶液中,由水所电离而生成的c(H+)c(OH-)。
[针对性练习2]常温下(250C时)
①在0.01mol/LHCl溶液中,C(H+)=,C(OH-)=,
由水电离出的H+浓度=,由水电离出的OH-浓度=。
②在0.01mol/LNaOH溶液中,C(OH-)=,C(H+)=,
由水电离出的H+浓度=,由水电离出的OH-浓度=。
③在0.01mol/LNaCl溶液中,C(OH-)=,C(H+)=,
由水电离出的H+浓度=,由水电离出的OH-浓度=。
[小结]根据上面的计算,填写下表(影响水的电离平衡的因素)
条件变化
平衡移
动方向
c(H+)
(mol/L)
c(OH-)
(mol/L)
水的电
离程度
KW
c(H+)与c(OH-)的关系
升高温度
加入NaCl
加入HCl
加入NaOH
3影响水的电离平衡的因素:
(1)升高温度,促进水的电离KW增大
(2)酸、碱抑制水的电离
[思考]:
①上述溶液分别呈什么性?
②决定溶液酸碱性的因素是什么?
二、溶液的酸碱性和pH
1.重要规律:
在一定温度时,稀电解质溶液里C(H+)与C(OH-)的乘积是一个常数。
C(稀)
≤1mol/L
2.溶液的酸碱性常温(25℃)
中性溶液:
C(H+)C(OH-)C(H+)1×10-7mol/L
酸性溶液:
C(H+)C(OH-)C(H+)1×10-7mol/L
碱性溶液:
C(H+)C(OH-)C(H+)1×10-7mol/L
注意:
①水溶液中H+与OH-始终共存
②溶液的酸碱性与C(H+)和C(OH-)的相对大小有关
[思考]:
在稀溶液中,c(H+)和c(OH-)数值很小,表示溶液的酸碱性不方便,还有其它数值可以表示溶液的酸碱性吗?
pH和c(H+)是什么关系呢?
3.溶液的pH
(1)定义:
PH=,
【轻松做答】:
(1)C(H+)=1×10-6mol/LpH=______;C(H+)=1×10-3mol/LpH=_____
C(H+)=1×10-mmol/LpH=______;C(OH-)=1×10-6mol/LpH=______
C(OH-)=1×10-10mol/LpH=______;C(OH-)=1×10-nmol/LpH=______
(2)pH=2C(H+)=________;pH=8c(H+)=________
(3)c(H+)=1mol/LpH=______;c(H+)=10mol/LpH=______
注意:
①当溶液中[H+]或[OH-]大于1mol/L时,不用pH表示溶液的酸碱性。
②广泛pH的范围为0~14。
③C(H+)越大pH越小酸性越强,C(OH-)pH越大越大碱性越强
(2)pH与溶液酸碱性的关系(25℃时)
pH
溶液的酸碱性
pH<7
溶液呈性,pH越小,溶液的酸性
pH=7
溶液呈性
pH>7
溶液呈性,pH越大,溶液的碱性
(3)溶液PH的测定方法
①酸碱指示剂法
说明:
常用的酸碱指示剂有石蕊、甲基橙、酚酞试液。
常用酸碱指示剂的pH变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5红色
5-8紫色
>8蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1-4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8无色
8-10浅红色
>10红色
②pH试纸法
使用方法:
③PH计法
小结:
与温度有关的物理量
水的离子积KW.常温(25℃)Kw=1×10-14
中性溶液中C(H+)或C(OH-)常温(25℃)C(H+)=1×10-7mol/L
或C(OH-)=1×10-7mol/L
中性溶液中的pH常温(25℃)pH=7
【反馈练习】
1.纯水在10℃和50℃的C(H+),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
2.下列措施能使水的电离程度增大的是()
A.加热B.加入硫酸溶液C.加入氢氧化钠溶液D.降温
3.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是( )
A.水的离子积变大、C(H+)变小、呈酸性B.水的离子积不变、C(H+)不变、呈中性
C.水的离子积变小、C(H+)变大、呈碱性D.水的离子积变大、C(H+)变大、呈中性
4.100℃时,Kw=1.0×10-12,若100℃某溶液中的c(H+)=1.0×10-7mol/L,则该溶液
A.呈中性 B.呈碱性 C.呈酸性 D.c(OH-)/c(H+)=100
5.室温下,在pH=12的强碱溶液中,由水电离出的c(OH-)为()
A.1.0×10-7mol•L-1B.1.0×10-6mol•L-1C.1.0×10-2mol•L-1D.1.0×10-12mol•L-1
6.常温下,某溶液中,由水电离出的c(H+)=1.0×10-11mol/L,该溶液pH可能为
A.11 B.3 C.8 D.7
7.在由水电离产生的H+浓度为1×10-13mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是
①K+、Cl-、NO3-、S2-②K+、Fe2+、I-、SO42-③Na+、Cl-、NO3-、SO42-
④Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-⑤K+、Ba2+、Cl-、NO3-
A.①③B.③⑤C.③④D.②⑤
8.能说明溶液呈中性的可靠依据是()
A.pH=7B.c(H+)=c(OH-)C.pH试纸不变色D.石蕊试液不变色
9.下列溶液肯定显酸性的是()
A.含H+的溶液B.能使酚酞呈无色的溶液
C.pH<7的溶液D.c(OH-) 10.下列说法中正确的是 A.在25℃的纯水中,c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,呈中性 B.溶液中若c(H+)>10-7mol/L,则c(H+)>c(OH-),溶液显酸性 C.c(H+)越大,则pH值越大,溶液的碱性越强 D.pH值为0的溶液中c(H+)=0mol/L 11.体积相同、浓度相同的盐酸和醋酸,与碱中和时消耗的量() A.相同 B.盐酸多 C.醋酸多 D.无法比较 12.体积相同、pH相同的盐酸和醋酸,与碱中和时消耗的量() A.相同 B.盐酸多 C.醋酸多 D.无法比较 13.25℃、 浓度均为0.1mol/L的下列溶液中CH+由大到小的排列顺序: ①氨水②NaOH③盐酸④醋酸 14.某温度下纯水中C(H+)=2×10-7mol/L,则此时溶液中的C(OH-)=___________。 若温度不变,滴入稀盐酸使C(H+)=5×10-6mol/L,则此时溶液中的C(OH-)=___________。 【第二节】水的电离和溶液的酸碱性 第2课时 【课标要求】⒈了解溶液的酸碱性和pH的关系 ⒉掌握有关混合溶液pH值的简单计算 3、了解溶液稀释时pH的变化规律 【学习重点】⒈水的离子积,H+浓度、OH-浓度、pH值与溶液酸碱性的关系 ⒉有关溶液pH值的计算 【学习难点】pH值的计算 【旧知回顾】 溶液的酸碱性和pH ⒈定义: PH=,广泛pH的范围为0~14。 ⒉意义: 溶液的酸碱性常温(25℃) 中性溶液: C(H+)C(OH-)C(H+)1×10-7mol/LpH7 酸性溶液: C(H+)C(OH-)C(H+)1×10-7mol/LpH7 碱性溶液: C(H+)C(OH-)C(H+)1×10-7mol/LpH7 【练习】 1.用pH试纸测定溶液pH的正确操作是( ) A.将一小块试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与标准比色卡对照 B.将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测点在试纸上,再与标准比色卡对照 C.将一小条试纸在待测液中蘸一下,取出后放在表面皿上,与标准比色卡对照 D.将一小条试纸先用蒸馏水润湿后,在待测液中蘸一下,取出后与标准比色卡对照 三、有关pH的计算 (一)单一溶液的PH计算 [例1]分别求0.05mol/LH2SO4溶液和0.05mol/LBa(OH)2溶液的PH值。 (二)酸碱混合溶液的PH计算 [例2]将PH=2的H2SO4溶液与PH=4的H2SO4溶液等体积混合后,求溶液的PH值。 [例3]将PH=8的NaOH溶液与PH=10的NaOH溶液等体积混合后,求溶液的PH值。 [例4]常温下PH=4的HCl和PH=10的NaOH分别按体积比为1: 1、11: 9、9: 11混合,分别求三种情况下溶液的PH值。 [小结]有关pH计算的解题规律 (1)单一溶液的pH计算 强酸溶液,如HnA,设浓度为cmol·L-1,则 c(H+)=ncmol·L-1,pH=—lg{c(H+)}=—lgnc 强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为cmol·L-1,则 c(H+)=10—14/ncmol·L-1,pH=—lg{c(H+)}=14+lgnc (2)酸碱混合pH计算 适用于两种强酸混合c(H+)混=[c(H+)1V1+c(H+)2V2]/(V1+V2)。 适用于两种强碱混合c(OH—)混=[c(OH—)1V1+c(OH—)2V2]/(V1+V2) 适用于酸碱混合,一者过量时: c(OH—)混|c(H+)酸V酸—c(OH—)碱V碱| c(H+)混V酸+V碱 恰好完全反应,则c(H+)酸V酸=c(OH—)碱V碱 说明: 若两种强酸(pH之差大于2)等体积混合,混合液pH=pH小+0.3 若两种强碱(pH之差大于2)等体积混合,混合液pH=pH大—0.3 (三)酸、碱加水稀释后溶液的PH值 [例5]常温下,将PH=4的H2SO4溶液和PH=10的NaOH溶液分别稀释10,100,1000,10n倍,无限稀释,求所得溶液的PH值。 [例6]若在常温下,将PH=4的CH3COOH溶液和PH=10的NH3·H2O溶液分别稀释10,100,1000,10n倍,无限稀释,则所得溶液的PH值在什么范围之内。 [例7]画出酸溶液在稀释过程中pH的变化图,画出碱溶液在稀释过程中pH的变化图 [小结]稀释后溶液pH的变化规律 酸 碱 弱酸 强酸 弱减 强碱 稀释10n倍 <pH+n pH+n >pH-n pH-n 无限稀释 pH趋向于7 说明: (1)对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,强酸pH变化程度比弱酸的大(强碱和弱碱也类似) (2)弱酸、弱碱在稀释过程中有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体的数值,只能确定其pH范围。 (四)酸,碱等体积混合 [例8]室温下,下列混和溶液的pH一定小于7的是() A.pH=3的盐酸溶液,与pH=11的氨水等体积混合 B.pH=3的盐酸溶液,与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合 C.pH=3的硫酸溶液,与pH=11的氨水等体积混合 D.pH=3的醋酸溶液,与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合 小结: 酸,碱等体积混合时,若酸和碱的pH之和为14 (1)若为强酸与强碱,则pH=7 (2)若为强酸与弱碱,则pH>7 (3)若为弱酸与强碱,则pH<7 规律: 谁弱谁过量,谁弱显谁性 (五)强酸,强碱恰好反应时的体积比的关系 [例9]25℃时,水的离子积为10-14,将pH=11的NaOH溶液aL与pH=2的H2SO4溶液bL混合,所得溶液为中性,则a∶b=_______; 小结: 因为H+)酸V酸=c(OH—)碱V碱 所以 = = [例10]100℃时,水的离子积为10-12,将pH=11的NaOH溶液aL与pH=2的H2SO4溶液bL混合,所得溶液为中性,则a∶b=_______; 【反馈练习】 1.求下列溶液混合后的pH: (1)把pH=2和pH=4的两种强酸溶液等体积混合,其pH=。 (2)把pH=12和pH=14的两种强碱溶液等体积混合,其pH=。 (3)把pH=5的H2SO4溶液和pH=8的NaOH溶液等体积混合,其pH=。 2.室温时,将PH=5的H2SO4溶液稀释10倍,则C(H+): C(SO42-)=; 若再将稀释后的溶液再稀释100倍,则C(H+): C(SO42-)=。 3.20mL0.01mol/LKOH溶液的pH为;30mL0.005mol/LH2SO4溶液的pH为;两溶液混合后,溶液的pH为。 4.设水的电离平衡线如右图所示。 (1)若以A点表示25°时水在电离平衡时的粒子浓度,当温 度升高到100°时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子10-6 积从_________增加到____________;10-7 (2)将PH=8的Ba(OH)2溶液与PH=5的稀盐酸混合,并保持 在100°的恒温,欲使混合溶液的PH=7,则Ba(OH)2溶液和盐 酸的体积比为__________。 5.下列叙述正确的是() A.95℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性 B.pH=3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH=4 C.0.2mol•L-1的盐酸,与等体积水混合后pH=1 D.pH=3的醋酸溶液,与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7 625℃时,向VmlPH=a的盐酸中滴加PH=b的NaOH溶液10Vml,反应后的溶液中 (Cl-)=nc(Na+),则此时a+b的值为 A.12B.13C.14D.15 第3课时: 酸碱中和滴定 【学习目标】 1、理解酸碱中和滴定的基本原理。 2、初步学会中和滴定的基本操作方法。 3、掌握酸碱中和的有关计算和简单误差分析。 【学法指导与知识提要】 中和滴定是化学分析中的一种重要方法,滴定操作技术要求比较严格。 本节重点是掌握中和滴定的方法,难点是中和滴定的操作技术和实验误差分析。 【旧知回顾】 测定溶液酸碱性的方法有哪些? 定性测定: 定量测定: 【新知讲解】 一、酸碱中和滴定的原理 1、实质: H++OH-=H2O 酸、碱有强弱之分,但酸、碱中和反应的实质不变。 例: HCl+NaOH=NaCl+H2OCH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O H2SO4+2NH3·H2O=(NH4)2SO4+2H2O 反应中,起反应的酸、碱物质的量之比等于它们的化学计量数之比。 例如: 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 由H2SO4---------NaOH 1mol2mol C酸·V酸C碱·V碱 则C碱= 2、概念: ________________________________________________________________________叫“中和滴定”。 二、中和滴定操作 1、仪器: 酸式滴定管、碱式滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶、铁架台。 酸式滴定管可盛装________________ 碱式滴定管不能盛装__________________ 2、试剂: 标准浓度的溶液,待测浓度的溶液,指示剂。 3、滴定前准备 (1)检查滴定管是否漏液 (2)玻璃仪器洗涤: ①水洗②用标准液润洗装标准液的滴定管 ③用待测液润洗装待测液的滴定管 (3)向用标准液润洗过的滴定管中装入标准液。 调整液面到0刻度或0刻度以下(注意O刻度在上方),排除滴定管尖嘴部分气泡,记下刻度读数。 (4)往锥形瓶中加入一定体积(一般为20.00mL)的待测液 注意: 锥形瓶只能用蒸馏水洗,一定不能用待测液润洗,否则结果会偏高,锥形瓶取液时要用滴定管(或用相应体积规格的移液管),不能用量筒。 (5)向锥形瓶中加入2-3滴指示剂。 [指示剂的选择] 指示剂的颜色变化要灵敏,变色范围最好接近等当点,且在滴定终点由浅色变深色,即: 碱滴定酸宜用酚酞作指示剂,酸滴定碱宜用甲基橙作指示剂(滴定过程中一般不能用石蕊作指示剂)。 注意: 指示剂用量不能过多,因指示剂本身也具有弱酸性或弱碱性,会使滴定中耗标准液量增大或减小,造成滴定误差。 4、滴定操作 左手操作滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注意观察锥形瓶中溶液颜色变化,到最后一滴刚好使指示剂颜色发生改变,且半分钟不再变化为止,记下刻度读数。 再重复上述操作一次或两次。 (定量分析的基本要求) 终点的判断方法: 最后一滴刚好使指示剂颜色发生改变,半分钟不再变化。 滴定终点不是酸碱恰好完全反应,但是由于在酸碱恰好完全反应前后,少加一点标准液或多加一滴标准液,会使pH发生很大的变化,可以使酸碱指示剂变色,对于结果影响不大。 5、数据的处理 取两次操作或叁次操作所耗实际试液体积的平均值进行计算。 (如果有偏差太大的要舍去) 注意: 用滴定管的精确度为0.01mL,故无论用滴定管取待测液或用标准液滴定达终点计数时,待测液和标准液体积都必须精确到小数点后第二位数。 三、中和滴定误差分析 造成滴定误差的关键因素是: ①标准液浓度是否准确②待测液体积 ③滴定时耗标准液的体积。 因此,滴定时引起误差的错误操作常有以下几点: 1、锥形瓶水洗后,又用待测液润洗,再取液,待测液实际用量增大造成测定结果是浓度偏高。 2、不能用量筒取待测液,因量筒为粗略量具,分度值为最大量度的1/50,精度低,要用移液管取液。 3、滴定管水洗后未用标准液润洗就直接装入标准液,造成标准液稀释,滴定中耗体积增大,测定结果是使待测液浓度偏高。 4、滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,气泡作标准液体积计算,造成测定结果浓度偏高。 5、滴定过程中,标准液滴到锥形瓶外,或盛标准液滴定管漏液,读数时,V标偏大,造成测定结果是待测液浓度偏大。 6、盛待测液滴定管水洗后,未用待测液润就取液入锥形瓶,造成待测液被稀释,测定结果浓度偏低。 7、读数不准确,例如,盛标准液的滴定管,滴定前仰视,读数偏大,滴定后俯视,读数偏小。 造成计算标准液体积差偏小,待测液测定结果浓度偏低。 8、待测液溅到锥形瓶外或在瓶壁内上方附着未被标准液中和,测定结果待测液浓度偏低。 9、标准液滴入锥形瓶后未摇匀,出现局部变色或刚变色未等待半分钟观察变色是否稳定就停止滴定,造成滴定未达终点,测定结果待测液浓度偏低。 注意: (1)酸式滴定管可以盛装酸性或强氧化性等液体,但一定不能盛装碱液, 碱式滴定管只能盛装碱性或对橡胶无腐蚀性液体,一定不能盛装酸性或强氧化性液体。 (2)滴定管使用时,下端没有刻度部分液体不能用于滴定。 (3)滴定管规格常有25.00mL和50.00mL两种。 (4)滴定完成后,应即时排除滴定管中废液,用水洗净,倒夹在滴定管架上。 (5)中和滴定的终点是指示剂变色点,故溶液一定不是中性。 而酸、碱恰刚巧完全中和时,溶液不一定呈中性。 【反馈练习】 1下列仪器中,没有“0”刻度线的是() A、温度计B、量筒C、滴定管D、容量瓶 2一支25mL滴定管,内盛溶液液面在15.00mL刻度处,当将滴定管内液体全部排出时,所得液体的体积是() A、10.00mLB、15.00mLC、小于10.00mLD、大于10.00mL 3准确量取25.00mLKMnO4溶液可以选用的仪器是() A、50mL量筒 B、10mL量筒C、50mL酸式滴定管D、50mL碱式滴定管 4如图 (1)图I表示10mL量筒中液面的位置,A与B、B与C刻度相差1mL,如果刻度A为4,量筒中液体体积是mL。 (2)图II表示50mL滴定管中液面的位置,如果液面处 的读数是a,则滴定管中液体的体积(填代 号)。 A.是amLB.是(50-a)mL C.一定大于amLD.一定大于(50-a)mL 5室温下0.lmol·L-1NaOH溶液滴定amL某浓度的HCl溶液,达到终点时消耗NaOH溶液bmL,此时溶液中氢离子的浓度c(H+)/mol·L-1是 A.0.la/(a+b)B.0.1b/(a+b)C.1×107D.1×10-7 6在一支25mL的酸式滴定管中盛入0.1mol/LHCl溶液,其液面恰好在5mL刻度处。 若把滴定管内溶液全部
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电离 溶液 酸碱
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)