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第三章 水溶液中的离子平衡

第三章 水溶液中的离子平衡. 第一课时 水的电离. 第二节 水的电离和溶液的酸碱性. 复习巩固. 溶液中自由移动离子浓度和离子所带的电荷两者. 1 、溶液导电性强弱是由 _____________________ 决定的。. 2 、水是不是电解质？. 水是极弱的电解质. 思考与交流. 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 ?. H 2 O H + + OH -. 一、水的电离. 1 、水的电离方程式. （正反应吸热）.

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第三章 水溶液中的离子平衡

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  1. 第三章 水溶液中的离子平衡 第一课时 水的电离 第二节水的电离和溶液的酸碱性

  2. 复习巩固 溶液中自由移动离子浓度和离子所带的电荷两者 1、溶液导电性强弱是由 _____________________决定的。 2、水是不是电解质？ 水是极弱的电解质. 思考与交流 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?

  3. H2O H+ + OH- 一、水的电离 1、水的电离方程式 （正反应吸热） 实验测定：25℃ C(H+)=C(OH-)=1×10-7mol/L 100℃ C(H+) = C(OH-) = 1×10-6mol/L 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？

  4. 2、水的离子积(常数)： 定义：在一定温度下，水（稀溶液）中H+与OH-浓度的乘积，用Kw表示。 Kw = K电离 •c(H2O）= c(H+)·c(OH-) 说明：1.常温（25℃）时，Kw=1×10-14 2.稀溶液 3.当温度升高, Kw变大

  5. 问题与讨论 1、在水中加入强酸(HCl)后，水的离子积是否发生改变？ 2、在水中加入强碱(NaOH)后，水的离子积是否发生改变？升温呢？ 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，水的离子积为10-12，求C(H+)为多少？ 5、在酸溶液中水电离出来的C(H+)和酸电离出来的C(H+)什么关系？

  6. 二、影响水的电离平衡的因素 1、酸 抑制水的电离，Kw保持不变 2、碱 3、温度 升高温度促进水的电离，Kw增大 4、活泼金属：能促进水的电离，使水的电离程度增大。 注意：Kw是一个温度函数，只随温度的升高而增大.

  7. H2O H+ +OH- C(H+) C(OH-) 加入酸： 增大 减少 平衡逆向移动 但Kw保持不变

  8. H2O H+ + OH- C(H+) C(OH-) 加入碱： 减小 增大 平衡逆向移动 但Kw保持不变

  9. H2O H+ + OH- （正反应吸热） 升高温度： 平衡正向移动 C（H+）和C（OH-）都增大 Kw增大

  10. 练习：根据水的电离平衡H2O H++OH-和下列条件的改变，填空： 改变条件 水的电离平衡移动方向 [H+]变化 [OH-]变化 Kw ← ↑ ↓ — ← ↓ ↑ — — — — — → ↑ ↑ ↑ 加入HCl 加入NaOH 加入NaCl 升高30 ℃

  11. 小结 1、kw是一个与温度有关的常数，温度升高，kw增大；如果没指明温度，一般指的是室温（25 ℃)。 2、室温时，kw= c(H+) •c(OH-)不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐等电解质的稀溶液； 3、在不同的溶液中， C(H+)和C(OH-)可能不同，但任何溶液中由水电离的C(H+)、C(OH-)总是相等的； Kw= c(H+) •c(OH-) 式中C(H+)、C(OH-)均指溶液中的H+和OH-的物质的量浓度。

  12. 三、溶液的酸碱性跟C(H+)、C(OH-)的关系 1.重要规律： 经科学实验进一步证明： 在一定温度时,稀电解质溶液里C(H+)与C(OH-)的乘积总是一个常数。 C(稀) ≤1mol/L 例：25℃时，Kw=1×10-14 100℃时，Kw=1×10-12

  13. 2.关系(25℃)： 中性溶液： C(H+)=C(OH-)=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 酸碱性的实质：溶液中H+与OH-的相对大小。 注 意 ①在水溶液中H+与OH-始终共存;水电离的H+和OH－始终相等。 ②酸性溶液：C(H+)>C(OH-) ;C(H+)越大酸性越强 ③碱性溶液：C(H+)<C(OH-) ;C(OH-)越大碱性越强

  14. 注意： 在酸、碱性溶液中的c(H+)、c(OH-)与水电离的c(H+)水、c(OH-)水的关系如下： ①在酸、碱性和中性稀溶液中都有： c(H+)水=c(OH-)水；Kw = c(H+)溶液·c(OH-)溶液 ②在酸性溶液中：c(OH-)溶= c(OH-)水= c(H+)水 ③在碱性溶液中：c(H+)溶= c(H+)水= c(OH-)水

  15. 解： C(0H-)= 2C[Ba(OH)2]=0.1mol/L 1×10-14 Kw 由Kw = C(H+)· C(OH-)，得 C(H+)= = C(OH-) 0.1mol/l = 1×10-13 mol/l 3.溶液中C(H+)、C(OH-)的计算 例1：计算下列溶液中C(H+)与C(OH-) (1)1×10-3mol/LHCl溶液 解： C(H+)= C(HCl)=1×10-3 mol/L 1×10-14 Kw 由Kw = C(H+)· C(OH-)，得 C(OH-)= = C(H+) 1×10-3 mol/l (2)0.05mol/LBa(OH)2溶液 = 1×10-11 mol/l

  16. 例2：10mL10-4mol/LHCl,加水至100mL,此时溶液中C(H+)=mol/L；若加水至105mL,此时溶液中C(H+)是 。 10-5 1.05×10-7mol/L 说明 ①酸的溶液中的C(H+)，包括酸电离出的H+和水电离出H+，当前者是后者的100倍以上时，可忽略水的电离。若酸过度稀释，C(H+)接近10-7mol/L,但略大于并不等于10-7mol/L②碱的溶液中C(OH-)，包括碱电离出的OH-和水电离出OH-，当前者是后者的100倍以上时，可忽略水的电离。若碱过度稀释，c(OH-)接近10-7mol/L,但略大于并不等于10-7mol/L

  17. （2）常温下，浓度为1×10-5mol/l的NaOH溶液中，由水电离产生的C(OH-)是多少？（2）常温下，浓度为1×10-5mol/l的NaOH溶液中，由水电离产生的C(OH-)是多少？ 练习1.（1）常温下，浓度为1×10-5mol/l的盐酸溶液中，由水电离产生的C（H+）是多少？ (1)解：C水（H+）=C水（OH-） (2)解：C水（OH-）= C水（H+） Kw Kw = = C(OH-) C(H+) 1×10-14 1×10-14 = = 1×10-5 mol/l 1×10-5 mol/l = 1×10-9 mol/l = 1×10-9 mol/l

  18. 思考题：1、在常温下，由水电离产生的C（H+）=1×10-9 mol/L的溶液，则该溶液的酸碱性如何？ 答：可能是酸性也可能是碱性

  19. 2、常温下，某溶液中由水电离产生的c（H+）=10-9 mol/l，则此溶液有可能是（ ） AC A、NaOH B、NaCl C、NaHSO4 D、NH4Cl

  20. 【课堂练习】 1、纯水在10℃和50℃的H+浓度，前者与后者的关系是（ ） B

  21. 2、下列微粒中不能破坏水的电离平衡的是（ ） A、H+ B、OH- C、S2- D、Na+ D

  22. 3、下列物质溶解于水时，电离出的阴离子能使水的电离平衡向右移动的是（ ） A

  23. 4、某温度下纯水中C(H+) = 2×10-7 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = ___________。 若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+) = 5×10-6 mol/L，则此时溶液中的C(OH-)= ___________。 由水电离产生的C(H+) =mol/L,此时温度 （“高于”，“低于”或”等于”)(25℃) 2×10-7 mol/L 8×10-9 mol/L 8×10-9 高于

  24. 5、在常温下，0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出的C(H＋)和C(OH－)是多少?5、在常温下，0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出的C(H＋)和C(OH－)是多少? 6、在常温下， 0.1mol/L的NaOH溶液中水电离出的C(H＋)和C(OH－)是多少? 水电离出的c(OH-) =1×10-14/0.1=1×10-13mol/L = c(H＋)

  25. 7、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（ ） • NH4+ K+ NO3- Cl- • NO3- CO3 2- K+ Na+ • K+ Na+ Cl- SO42- • Mg2+ Cu2+ SO42- Cl- C

  26. 8、水的电离过程为H2O H+ + 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 [H+] ＞[OH-] C、水的电离常数K25＞K35 D、水的电离是一个吸热过程 D

  27. 9、判断正误： 任何水溶液中都存在水的电离平衡。 任何水溶液中（不论酸、碱或中性） ，都存在Kw=10-14 。 某温度下，某液体[H+]= 10-7mol/L，则该溶液一定是纯水。 √ × × 10、 25℃、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中[H+]由大到小的排列顺序：①氨水 ②NaOH ③盐酸 ④醋酸 ③〉④〉①〉②

  28. 第二课时

  29. 二、溶液的酸碱性与pH值 1、定义：化学上常采用H+的物质的量浓度的负对数来表示溶液的酸碱性。 2、表示方法：pH= -lg c(H+) 3、溶液的酸碱性与pH值的关系 酸性溶液： c（H+）> c（OH-） pH<7 中性溶液： c（H+）= c（OH-） pH=7 碱性溶液： c（H+）< c（OH-） pH>7

  30. 注意:pH=0 并非无H+，而是c（H+）=1mol/L， pH=14 并非无OH-，而是c（OH-）=1mol/L 注意：pOH ---采用OH -的物质的量浓度的负对数来表示溶液的酸碱性: pOH = —lg c(OH-) pOH + pH ==14

  31. 三、有关溶液pH的计算： 1、单一溶液的计算： ①强酸溶液，如HnA的浓度为c mol／L,则有 C(H+)=nc mol／L, pH=-lgc(H+)= -lgnc ②强碱溶液，如B(OH)n的浓度为 c mol／L，则有C(H+)= 10-14／nc, pH= -lgc(H+) =14+lgnc

  32. 三、有关溶液pH的计算： 2、强酸、强碱的稀释： 3 例1、0.001 mol/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106倍，pH≈______ 4 6 7 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=_______ 9 8 pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的105倍，则溶液的pH≈___ 7

  33. 结论：强酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。结论：强酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。 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 强酸pH=a,加水稀释10n倍后，pH=a+n; 强碱pH=b,加水稀释10n倍后，pH=b-n.

  34. 三、有关溶液pH的计算： 3、弱酸、弱碱的稀释 例3、pH=3的HAc加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围是_________； pH=12氨水加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围是___________。 3＜pH＜4 11＜pH＜12 结论：弱酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位； 弱酸pH=a,加水稀释10n倍后，pH＜a+n; 弱碱pH=b,加水稀释10n倍后，pH＞b-n.

  35. 三、有关溶液pH的计算： 4、两种pH值不同的强酸（碱）溶液等体积混合 例4、pH=4和pH=6的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH值 pH=4.3 例5、pH=10和pH=8的两种NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的pH值。 pH=9.7

  36. 结论： 1、两种强酸溶液的pH相差≥2时，等体积混合，溶液的pH值等于浓溶液的pH+0.3。 2、两种强碱溶液的pH相差≥2时，等体积混合，溶液的pH值等于浓溶液的pH_0.3。 总结论： 两种强酸（碱）溶液等体积混合，溶液的pH值以原浓溶液的pH向7靠拢0.3个单位。

  37. 三、有关溶液pH的计算： 5、强酸、强碱溶液的混合 例8、0.1L pH=2硫酸和0.1L pH=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。 pH=3-lg4.5 pH=7

  38. 方法： 1、先要判断酸碱谁过量。 2、再按过量的计算 ①若酸过量,求c(H+),再算pH值。 ②若碱过量，先求c(OH-),再求c(H+),最后算pH值；或者求出c(OH-)后，接着求pOH，再根据pH=14-pOH得出。 做一做：取物质的量浓度相同的NaOH和HCl溶液，以2:3体积比混合，所得溶液的pH=2,则原溶液的物质的量浓度为（ ） 0.05mol／L

  39. 有关溶液pH的计算口诀： 碱按碱，酸按酸，同强混合在中间； 异强混合看过量，无限稀释7为限。 再练一下：把pH=3的H2SO4溶液和pH=10的NaOH溶液混合，两者恰好中和，则酸和碱的体积比是（ ） 1:10

  40. 练习：盐酸的pH值为X，NaOH溶液的pH为Y，当两溶液相混合时，则混合后的pH与7相比较：练习：盐酸的pH值为X，NaOH溶液的pH为Y，当两溶液相混合时，则混合后的pH与7相比较： 当X+Y=14，它们等体积相混合时，混合液的PH值。 当X+Y<14，它们等体积相混合时，混合液的PH值____________。 当X+Y>14，它们等体积相混合后，混合液的PH值____________。 pH=7 pH＜7 pH＞7

  41. 练一练（全国高考题） 25℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的一元强碱混合，恰好中和，且已知Va＜Vb和a=0.5b.请回答下列问题： （1）a值可否等于3？为什么？ （2) a值可否等于5？为什么？ (3) a的取值范围是多少？ 答案：（1）不可。因为当a=3时,b=6,与pH=b为一元 强碱相矛盾。 （2）不可。因为当a=5时b=10, 此时Va＞Vb,不能满足 Va＜Vb。 （3）7／2＜a＜14／3

  42. 练习： 1、某酸溶液的PH为2 ，某碱溶液的PH为12 ，两者等体积相混合后，有关PH值的变化正确的是（ ） A、大于7 B、小于7 C、等于7 D、三种都有可能 D 2、常温下一种PH为2 的酸溶液与一种PH为12 的碱溶液等体积相混合，对溶液的酸碱性的说法正确的是（ ） A、若是二元强酸和一元强碱，混合液为酸性 B、若是浓的强酸和稀的强碱，混合液中呈酸性 C、若是浓的弱酸和稀的强碱，混合液呈碱性 D、若是强酸和强碱相混合，溶液反应后呈中性 D

  43. 3、同体积的PH为3 的盐酸、硫酸、醋酸和硝酸四种溶液，分别加入足量的锌粉，叙述正确的是（ ） A、硫酸溶液中放出的氢气的量最多 B、醋酸溶液中放出的氢气的量最多 C、盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等 D、盐酸比硝酸放出的氢气的量多 BD

  44. 4、向体积均是1L，PH值也相等的盐酸和醋酸两溶液中加入表面积质量均相等的锌块，下列叙述可能正确的是（ ） A、反应开始时，盐酸的速率比醋酸快 B、反应过程中，醋酸的速率比盐酸快 C、充分反应后，两者产生的氢气的体积可能相等 D、充分反应后，若有一种溶液中的锌有多余，则一定是盐酸的锌有余 BCD

  45. PH HB HA 加水体积 5、酸HA、HB两溶液的PH值为3，且体积相同，加水稀释两溶液，PH值与加入水的体积关系如图所示，则两者酸性较强的是（ ） HB

  46. 6、酸HA、HB、HC三溶液的物质的量浓度相同，体积也相同，测得它们的PH值分别为2、2.7、3，分别与足量的锌反应，产生的氢气的物质的量；初始时，三者的反应速率；6、酸HA、HB、HC三溶液的物质的量浓度相同，体积也相同，测得它们的PH值分别为2、2.7、3，分别与足量的锌反应，产生的氢气的物质的量；初始时，三者的反应速率； 若三种酸的体积与PH值均相等时，分别加入足量的表面积和质量均相等的锌，初始时，三者的反应速率；反应过程中的平均速率_________；充分反应后，产生的氢气的物质的量的大小关系 。 相同 A＞B＞C 相同 A＜B＜C A＜B＜C

  47. 7、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）0.1 mol/L的HAc溶液中c(H+)是0.2 mol/LHAc溶液中c(H+)的1/2。 ( ) （4）0.1 mol/L的HAc中c(H+)大于0.01 mol/L 的HAc中 c(H+) 。( ) （5）0.1 mol/L的HAc中c(OH-) 大于0.01 mol/L的HAc中c(OH-) 。 ( ) （6）中性溶液中c(H+)=c(OH-) 。( ) × × × √ × √

  48. 第三课时 酸碱中和滴定

  49. 一、酸碱中和滴定 1、定义：用已知物质的量的浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的方法 2、原理：在酸碱中和反应中，使用一种已知物质的量浓度的酸或碱溶液跟未知浓度的碱或酸溶液完全中和，测出二者的体积，根据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值，就可以计算出碱或酸的溶液浓度。 c酸v酸=c碱v碱(一元酸和一元碱) 3、公式： 4、实验的关键: (1)准确测量参加反应的两种溶液的体积 (2)准确判断中和反应是否恰好完全反应

  50. 5、实验仪器及试剂: 仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、 铁架台、滴定管夹、烧杯、白纸，有时还需要移液管 试剂：标准液、待测液、指示剂

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