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第二节 水的电离和溶液的酸碱性

H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH -. H 2 O H + + OH -. 第二节 水的电离和溶液的酸碱性. 一、水的电离. （一）水是一种极弱的电解质. 可简写为：. 注意：. 1 、无需外界条件水就电离出 H + 和 OH -. 2 、室温下， 5.56×10 8 个水分子中只有一个电离。. （二）外界条件对水的电离的影响. ←. ↑. ↓. ↓. ←. ↑. ↓. ↓. ↑. ↑. ↑. →. 不 变. 不 变. 不 变. 不 变.

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第二节 水的电离和溶液的酸碱性

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Presentation Transcript

  1. H2O + H2O H3O+ + OH - H2O H+ + OH - 第二节 水的电离和溶液的酸碱性 一、水的电离 （一）水是一种极弱的电解质 可简写为： 注意： 1、无需外界条件水就电离出H+和OH- 2、室温下，5.56×108个水分子中只有一个电离。 （二）外界条件对水的电离的影响 ← ↑ ↓ ↓ ← ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ → 不 变 不 变 不 变 不 变 注意：加酸、加碱对水的电离都是抑制作用。

  2. c(H+) · c(OH-) c(H2O) c(H+) · c(OH-) c(H2O) · K电离= Kw H2O H＋＋OH－ （三）水的离子积常数 K电离= 水的离子积常数 KW = c (H+) • c(OH-) 25℃ 纯水中 c (H+) =c(OH-) = 1×10- 7 mol/L KW = 10-14 100℃ KW = 10-12 纯水中 c (H+) =c(OH-) = 1×10- 6 mol/L 注意： （1）KW只受温度影响，温度升高，KW增大。和溶液浓度无关。 （2）水的离子积是指纯水或稀水溶液中所有c(H+)与所有c(OH-)的乘积，与溶液的酸性、中性或碱性无关。即温度一定时， 任何 稀水溶液中KW为一常数。

  3. 讨论1：25℃ 0.01mol/L的HCl中，c(H+) =？ c(OH-) =？ 水电离出的c(H+) =？ c(OH-) =？ 讨论2：25℃ 1×10- 10 mol/L的HCl中，c(H+) =？ c(OH-) =？ 水电离出的c(H+) =？ c(OH-) =？ 注意： （3）不同水溶液中，c (H+)与c(OH-) 不一定相等，但任何水溶液中由水电离出的c (H+)与c(OH-)一定相等。 （4）极稀溶液中，水的电离不能忽略。 酸溶液： KW = [c (H+)酸+c (H+)水] c(OH-)水 碱溶液： KW = [c (OH-)碱+c (OH-)水] c(H+)水

  4. 1、判断下列说法是否正确（ ） A、 25℃ ，某稀溶液中水电离出的c (H+) = 10 -12mol/L，则 该溶液是碱性溶液。 B、某温度下，纯水中 c (H+) = 2×10 -7 mol/L 。滴入盐酸， c (H+) = 5×10 -6 mol/L ，则 c(OH-) = 8×10 -9 mol/L 。 C、某温度下，向盐酸中加水， c(OH-)增大 。 D、某温度下，纯水中 c (H+) = 10 -5 mol/L ，某酸中 c (H+) = 10 -2 mol/L ，则水电离出的c (H+) = 10 -2 mol/L 。 B C

  5. 3、 2、某温度时，测得纯水中的 A B

  6. 比较下列情况下，c (H+)和c (OH-）的值或 变化趋势（变大或变小）： 二、溶液的酸碱性和pH （一）溶液的酸碱性 变小 变大 10-7mol/L 10-7mol/L 变大 变小 c(H+)=c(OH-) c(H+)<c(OH-) c(H+)>c(OH-)

  7. 【结论】 溶液的酸、碱性跟 c(H+)、c(OH-)的关系 溶液酸碱性是指溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。 中性 c (H+) = c (OH-) = 1×10-7 c (H+) > c (OH-) > 1×10-7 酸性 < 1×10-7 碱性 c (H+) < c (OH-) 思考：若为100℃呢？ 注意：c(H+)越大，溶液酸性越强；c(OH-)越大，溶液碱性越强。 对比：酸的强弱、溶液酸性强弱

  8. （二）溶液pH pH = -lgc(H+) c(H+) =10-pH 若某溶液c(H+)＝m×10-n mol·L-1，该溶液pH为：pH＝n-lgm 例如：25℃时，纯水或中性溶液， c(H+) ＝ 1×10-7 mol/L， 溶液pH为： pH = -lg{c(H+)} = -lg(1×10 -7) = 7

  9. 1、c(OH-) = 1×10-2mol/L的碱性溶液中，pH为多少？ 2、c(H+)=10-6mol/L的溶液在25℃ 、100℃的pH=？ c(OH-)=？ 3、常温下， 0.1mol/L的Ba(OH)2溶液中，c(OH-)=？ pH=13 的Ba(OH)2溶液中，c(OH-)=？ 4、常温下，溶液中水电离出的c(H+)＝1×10-13mol/L， 溶液的pH=？

  10. 讨论1：水的电离过程为：H2O H++OH-，在不同温度下其离子积常数为： 则下列叙述中正确的是 ( ) 讨论2：若溶液中由水电离产生的c(OH-)＝10-12 mol·L-1，满足 此条件的溶液中一定可以大量共存的是（ ） A．Al3+、Na+、NO3-、CO32- B．K+、Na+、Cl-、NO3- C．K+、Na+、Cl-、S2- D．K+、NH4+、SO42-、NO3-

  11. 知识拓展： c(H+) · c(OH-)＝KW 等式两边取负对数值，即得：-lg{c(H+) ·c(OH-)} ＝ -lgKW -lg{c(H+)} - lg{c(OH-)} ＝ -lgKW 若定：-lg{c(OH-)} ＝ pOH 25℃时，-lgKW＝14 得：pH + pOH = 14 故25℃时，纯水或中性溶液中，pH = pOH = 7

  12. （三）溶液的酸碱性和pH的关系 酸性溶液中，pH<7，pH值越小，溶液酸性越强， 碱性溶液中，pH>7，pH值越大，溶液碱性越强。 25℃时 溶液酸碱性、c(H+)和pH的关系如下图所示： 注意： 1、通常，当c(H+)或c(OH-)≥1mol/L的溶液，其酸碱性不用 pH表示，而是直接用H+浓度或OH-浓度来表示。 2、 pH 相差1， c(H+)或c(OH-)相差10倍。 pH 相差n， c(H+)或c(OH-)相差10n倍。 讨论：当温度为100℃时，溶液的酸碱性和pH的关系？

  13. 练习：下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度（①：②：③：④）之比是 （ ） A ① ② ③ ④

  14. pH值测定方法 • 定性测定：酸碱指示剂法（教材P47） • 定量测定：pH试纸法 • pH计法 广 泛 pH 试 纸 精 密 pH 试 纸 使用方法：直接把待测液滴在干燥的pH试纸上，试纸上显出颜色后马上跟标准比色卡相对比

  15. 三 、 关于溶液pH的简单计算和应用 （一）酸、碱溶液稀释 1、强酸、强碱溶液稀释 例：25℃时， pH = 3的盐酸稀释100倍， pH变为多少？ 例：25℃时， pH = 12的Ba(OH)2溶液稀释100倍， pH变为多少？ ①强酸溶液稀释,先求出稀释后的c(H+)，再求pH ②强碱溶液稀释，先求出稀释后的c(OH-)，再求 pOH或pH 总结：抓住量多的离子的变化。

  16. 例：常温下， pH = 5的硫酸稀释500倍，求溶液的pH约为多少？ ③ 无限稀释的溶液应考虑水的电离，25℃，溶液pH≈7。 即酸溶液无论怎样稀释pH不可能大于7成为碱溶液，碱溶液无论怎样稀释pH不可能小于7成为酸溶液

  17. 2、弱酸、弱碱溶液稀释 例：常温下， pH = 3的醋酸稀释100倍，pH变为多少？ 例：常温下， pH = 10的氨水稀释100倍，pH变为多少？

  18. c(H+) PH 加水稀释倍数 加水稀释倍数 讨论： （1）等物质的量浓度的强酸（强碱）和弱酸（弱碱）的比较： 例如：物质的量浓度均为0.01 mol·L-1的HCl和CH3COOH的溶液 0.01 mol·L-1 ＝2 ＝4 HCl和CH3COOH相等 < 0.01 mol·L-1 > 2 > 4

  19. c(H+) PH 加水稀释倍数 加水稀释倍数 （2）等pH的强酸（强碱）和弱酸（弱碱）的比较： 例如：pH均为2的HCl和CH3COOH的溶液 0.01 mol·L-1 0.01 mol·L-1 ＝4 HCl<CH3COOH 0.01 mol·L-1 >0.01 mol·L-1 < 4

  20. （二）两溶液相混合 前提：稀溶液密度近似为1g·cm-3，故稀溶液总体积等于 分体积之和（体积差忽略不计）。 1、酸 - 酸混合 例：pH = 2和pH = 4的强酸等体积混合，求混合溶液的pH 。 先求混合后溶液的c(H+)，再求pH。 思路：H+的物质的量守恒, 注意：若两强酸等体积混合，当两溶液中c(H+) 相差102及其 以上时，可忽略离子浓度小的溶液中溶质， 混合后溶液pH=pH小+0.3

  21. 2、碱 - 碱混合 例：常温pH = 8和pH = 10的强碱等体积混合，求混合溶液的pH 。 × 先求出混合后 溶液的c(OH-)，再求pH 。 思路：OH-的物质的量守恒， 注意：若两强碱等体积混合，当两溶液中c(H+) 相差102及其以上 时，混合后溶液pH=pH大 — 0.3

  22. 3、强酸、强碱溶液混合(以下均为常温) 例：pH = 3和pH = 11的强酸强碱等体积混合，求混合溶液的pH 。 例：pH = 3和pH = 12的强酸强碱等体积混合，求混合溶液的pH 。 例：pH = 2和pH = 11的强酸强碱等体积混合，求混合溶液的pH 。

  23. 思路：抓住量多的离子 若 n(H+) = n(OH-) 溶液为中性， pH = 7 若 n(H+) > n(OH-) 溶液为酸性， pH < 7 若 n(H+) < n(OH-) 溶液为碱性， pH > 7 若是酸过量则应先求出反应后溶液中剩酸的c(H+)，再求pH 。 若是碱过量，则先求出反应后溶液中剩碱的C(OH-)，再求pH 。 注意：若V1=V2或是V酸=V碱，当两溶液中C(H+)或C(OH-)相差102以上时，可忽略离子浓度很小溶液中溶质，看作是将离子浓度大的溶液加水稀释，使体积增大1倍。

  24. 练习： 1、常温下,将pH为8的溶液与pH为10的NaOH溶液等体积混合后，溶液中的氢离子浓度最接近于 （ ）

  25. 2、25 ℃ pH=13的强碱溶液与pH =2的强酸溶液混合，所 得溶液的pH=11，则强碱与强酸的体积比是 ( ) A. 11：1 B. 9 : 1 C. 1 : 11 D. 1 : 9 3、用0.01mol/L 的NaOH溶液完全中和pH=3的下列溶 液各100mL，需NaOH溶液体积最大的是 （ ） A. 盐酸 B. 硫酸 C. 高氯酸 D. 醋酸 4、 常温下,下列各组溶液充分混合后，混合溶液的pH值一定 大于7的是（ ） A、pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合 B、pH=2的盐酸与pH=12的Ba(OH)2溶液等体积混合 C、0.1mol·L-1的酸性溶液与0.1mol·L-1的碱性溶液等体积混合 D、pH=9的某溶液稀释100倍

  26. 5、25℃时， pH=a的盐酸 VaL 与pH=b的NaOH VbL 恰好完全中和。 （1）a+b=14 Va﹕Vb= （2）a+b=13 Va﹕Vb= （3）a+b ＞14 Va﹕Vb 1（填＞、＜、= ） （4）a+b= n Va﹕Vb= （5）Va=Vb a+b= （6） Va=10 Vb a+b= （7） 10 Va= Vb a+b = （8）Va﹕Vb= 10n a+b=

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