680 likes | 911 Views
复习: 1 、电解质和非电解质 2 、强电解质和弱电解质. 电解质:在水溶液或熔融状态下能导电的化合物 非电解质:在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物. 强电解质:在水溶液中完全电离的电解质 弱电解质:在水溶液中只有部分电离的电解质. 复习. 溶液中自由移动离子浓度和离子所带的电荷两者. 3 、溶液导电性强弱是由 _____________________ 决定的。. 4 、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 ?.
E N D
复习:1、电解质和非电解质 2、强电解质和弱电解质 电解质:在水溶液或熔融状态下能导电的化合物 非电解质:在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物 强电解质:在水溶液中完全电离的电解质 弱电解质:在水溶液中只有部分电离的电解质
复习 溶液中自由移动离子浓度和离子所带的电荷两者 3、溶液导电性强弱是由 _____________________决定的。 4、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?
一、水的电离 1、水的电离 精确实验证明水是一种极弱的电解质,它能微弱电离出H3O+和OH-: H2O + H2O H3O+ + OH- 简写为:H2O H++ OH- 水合氢离子
定量讨论:纯水中[H+]与[OH-]大小有何关系? 由水电离出的H+、OH-的物质的量相等 思考:请大家根据水的密度求出纯水的浓度? 1000g/L÷18g/mol=55. 6mol 定量讨论: • 在25℃下,55.6mol水只有1×10-7mol电离, [H+]、[OH-]等于多少,说明水的电离程度如何? 1L水中只有10-7molH2O分子发生电离 • 25℃时,水电离出来的[H+]=[OH-]=10-7mol/L • 水是一种极弱的电解质(通常的电流表无法检验其中离子)因此c(H2O)变化很小,可看成是一个常数
H20 H++OH- c(H+)×c(OH-) K电离= c(H2O) 只要在水溶液中,总存在上述平衡, 且水电离的c(H+)=c(OH-)。 25℃时,1L水中只有10-7molH2O分子发生电离 水是极弱的电解质 平衡常数:
2、水的离子积常数 H2O H++ OH- c ( H+) .c( OH-) K .= c(H2O) c ( H+) .c( OH-) Kw = c(H+)×c(OH-) K电离= c(H2O) (1)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。叫做水的离子积常数,简称水的离子积。 其中常数K与常数c(H2O)的积记为Kw,称为水的离子积常数,简称为水的离子积
问题讨论: • 1、 含有H+的溶液一定是酸,含OH-的溶液一定是碱吗? • 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。 结论:水的离子积是水电离平衡时的性质,它不仅适用于纯水也适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。 任何水溶液中都存在Kw=c(H+).c(OH-)
问题讨论:2、常温下(25℃)时, 水电离出来的c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,则Kw为多少? 结论:KW =c(H+)· c(OH-) =1× 10-14 水的离子积在一定温度下是一个常数
温度 0℃ 20℃ 25℃ 50℃ 100℃ Kw 问题讨论: 3、如果温度变化,Kw会如何变化?为什么? 1.14×10-15 6.81×10-15 1×10-14 5.47×10-14 1×10-12 结论: KW只是温度的函数(与浓度无关)温度升高, KW值增大如:KW25℃=10-14 KW100℃=10-12
(2)注意: ①室温下, KW = ②影响因素: ③适用范围: ④在不同水溶液中,C(H+)和C(OH-)可能不相等,但任何溶液中由水电离出的C(H+)和C(OH-)总是相等的。只要温度不变,KW不变。 1×10-14 只与温度有关,T升高, KW增大。 纯水和稀的电解质溶液。
3、影响水的电离的因素 ⑴温度:因为水的电离也是一种电离,是一种吸热过程,所以温度升高时,有利于水的电离,电离程度越大。水的离子积增大。 例如:25 ℃时Kw为10-14,100℃时, Kw约为10-12,两者相差约100倍。
例1、100℃时,水的离子积为10-12,求c(H+)为多少?例1、100℃时,水的离子积为10-12,求c(H+)为多少? c(H+)= 1×10-6mol/L
⑵溶液的酸碱性 问题探索: 纯水中加入盐酸、氢氧化钠溶液,水的电离平衡如何变化?c(H+)、c(OH-)将如何变化? Kw将如何变化?
要点: 在一定温度下,由于水的电离平衡的存在,无论是纯水,还是酸性或碱性或中性的稀溶液中,H+ 浓度和OH-浓度的乘积总是一个常数。 在25 ℃时(即常温下), c(H+) 与c(OH-)的乘积为1×10-14 特别注意:水的离子积只随温度的改变而改变。
结论: 一定温度下,在水中不论加入酸或碱,都会抑制水的电离平衡但不会改变水的离子积常数。只有改变温度才会改变水的离子积。
(3)水解的盐: (正反应吸热) H2O H+ + OH- H2O H+ OH- NH4Cl = Cl- + NH4+ 促进水的电离,KW保持不变 加入NH4Cl: + NH3.H2O
影响水电离的因素 ①温度: ②加入酸、碱: ③加入能水解的盐: 温度升高,促进水的电离,Kw变,pH变; 抑制水的电离,Kw不变,pH变; 促进水的电离,Kw不变,pH变。 ④其他因素: 向水中加入活泼金属,促进水的电离,Kw不变,pH变
讨论:根据外界条件对水的电离的影响填写下表:讨论:根据外界条件对水的电离的影响填写下表: ← ↑ ↓ ↓ 不 变 ← ↓ ↑ ↓ 不 变 ↑ → ↑ ↑ ↑ 不 变 不 变 不 变 不 变 不 变 → ↓ ↑ ↑ 不 变
4、利用Kw的定量计算——求溶液中的[H+]或[OH-] 1、在温度为25度,(1)0.01mol/L盐酸溶液中。 [H+]、[OH-]分别为多少? (2)0.01mol/L NaOH溶液中, [H+]、[OH-]分别为多少? c(H+)=1×10-2、 c(OH-)=1×10-12 c(H+)=1×10-12、c(OH-)=1×10-2
任何水溶液中由水电离出来的[H+] H2O与[OH-]H2O相等 若溶液为酸,c(H+)水=c(OH-)水= c(OH-)溶液=10-12 mol/L 若溶液为碱, c(H+)水=c(OH-)水= c(H+)溶液=10-12mol/L
3、在常温下,由水电离产生的C(H+)=1×10-12 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 c(H+)水=c(OH-)水= c(OH-)溶液=10-12 mol/L , 则 c(H+)溶液= Kw/c(OH-)=10-14/10-12=10-2mol/L 溶液为酸; c(H+)溶液=c(H+)水=10-12mol/L 溶液为碱
D AC
解题思路: (1)以KW =C(H+)·C(OH-)=1× 10-14 为中心 (2)找准条件对水的电离平衡的影响及H+和OH-的来源 (3)以水的电离生成的 C(H+)=C(OH-)为辅
升温促进水的电离, KW增大 温度: 酸、碱: 抑制水的电离, KW不变 活泼金属: 促进水的电离, KW不变 水解的盐: 促进水的电离, KW不变 课堂小结 KW = c(OH -)· c(H+) ( 25℃时,KW = 1.0 ×10 -14 ) 水的离子积: 水的电离 影响因素
即时检测 1.0.1mol/L的盐酸溶液中, c(H+)=, c(OH-)=。 由水电离出的c(OH-)水=, c(H+)水=。 10-13mol/L 0.1mol/L 10-13mol/L 10-13mol/L 2. 0.1mol/L的NaOH溶液中, c(OH-)=, c(H+)=。 由水电离出的c(OH-)水=, c(H+)水=。 10-13mol/L 0.1mol/L 10-13mol/L 10-13mol/L 3. 0.1mol/L的NaCl溶液中, c(OH-)=,c(H+)=。 10-7mol/L 10-7mol/L
课堂练习 1、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、[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
2、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 3、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的[H+ ]H2O大小关系为:①盐酸 ②醋酸溶液 ③硫酸溶液 ④氢氧化钠溶液 ②> ①= ④> ③
练习: 4、常温的某无色溶液中,由水的电离产生的C(H+)=1×10-12 mol/l,则下列各组离子肯定能共存的是( ) A、Cu2+ NO3- SO42- Fe3+ B、Cl- S2- Na+ K+ C、SO32- NH4+ K+ Mg2+ D、Cl- Na+ NO3- SO42- D
5、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
【问题】 1.酸性溶液中是否存在OH-? 碱性溶液中是否存在H+?为什么? 2.溶液的酸碱性是由什么决定的? 3.溶液中的c(H+)与c(OH-)怎样换算?
二、溶液的酸碱性与溶液的pH 1、溶液的酸碱性 溶液的酸碱性与H+、OH-浓度的关系
溶液中H+和OH-浓度的相对大小 溶液的酸碱性是由________________________决定的。 c(H+) > c(OH-) ①酸性溶液: ②中性溶液: ③碱性溶液: c(H+) = c(OH-) c(H+) < c(OH-)
即时检测 判断正误: 1、如果c(H+)不等于c(OH-)则溶液一定呈现酸碱性。 正确 2、在水中加酸会抑制水的电离,电离程度减小。 正确 3、如果c(H+)/c(OH-)的值越大则酸性越强。 正确 4、任何水溶液中都有c(H+)和c(OH-)。 正确 5、c(H+)等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性。 错误 6、对水升高温度电离程度增大,酸性增强。 错误
溶液的酸碱性还有哪种表示方法? 阅读教材P46-47,思考下列问题: 为何引入pH?pH选用范围怎样?溶液pH与酸碱性的关系如何?
计算下列溶液的pH,通过计算结果思考: 表示溶液的酸碱性什么时候用pH更加方便? 25℃ 10-5 mol/L盐酸 1 mol/L盐酸 2 mol/L盐酸 25℃10-5 mol/LNaOH溶液 1 mol/LNaOH溶液 用pH值表示c(H+)或c(OH-)<1 mol/L的溶液酸碱性比较方便。 c(H+)或c(OH-)>1 mol/L的溶液的酸碱性不用pH表示。
2、溶液的pH 表示溶液酸碱性的强弱。 (1)、意义: 用H+物质的量浓度即c(H+)的负对数来表示。 (2)、表示: (3)、式子: pH=-lgc(H+) 如c(H+)=1×10-7mol/L的溶液 pH=7
溶液的pH——与酸碱性 常温下,溶液的酸碱性跟pH的关系: c(H+)>c(OH-) PH<7 c(H+) 越大PH越小,酸性越强 c(H+) = c(OH-) PH = 7 c(H+)<c(OH-) PH>7 c(OH-) 越大PH越大,碱性越强
0 100 1 10—1 2 10—2 3 10—3 4 10—4 5 10—5 6 10—6 7 10—7 8 10—8 9 10—9 10 10—10 11 10—11 12 10—12 13 10—13 14 10—14 • 溶液的pH值 酸性增强 碱性增强
pH=7的溶液一定是中性溶液吗? 答:不一定,只有在常温下才显中性。 pH=6的溶液一定是酸性溶液吗? 答:不一定,只有在常温下才显酸性。
例:纯水中, c(H+)= 1×10-7mol/L , pH=-lg{c(H+)}=-lg 1×10-7=7; 1×10-2mol/LHCl溶液, pH=-lg{c(H+)}=-lg1×10-2=2; 1×10-2mol/LNaOH溶液, c(H+)=1×10-12mol/L, pH=-lg{c(H+)}=12; 3×10-5mol/LHCl溶液, pH=-lg{c(H+)}=5-lg3。
了解 变色范围(pH) 3.1~4.4 5.0~8.0 8.2~10.0 3、pH的测定: 酸色 碱色 红黄 红蓝 无 红 甲基橙 石蕊 酚酞 粗略测定: (1)酸碱指示剂 (2)pH试纸 注意:①不能用水润湿 ②要放在玻璃片(或表面皿)上 ③不是将试纸伸到溶液中 ④广泛pH试纸只能读出整数 用法:用玻璃棒蘸取待测溶液,点在pH试纸中央,与标准比色卡比较 精确测定: pH计(酸度计)
4、有关溶液pH的计算 类型一:简单计算(单一溶液) 求溶液中的H+浓度 酸性:求c(H+) →pH 碱性:求c(OH-) → c(H+) → pH 常温 c(H+)· c(OH-) =1× 10-14 pH+pOH=14
练习 练习 例1:甲溶液的pH=3,乙溶液的pH=1,则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)之比为( ) A.100 B. 1/100 C. 3 D. 1/3 B pH相差a, c(H+)相差10a
例2:下列溶液在常温下酸性最强的是 ( ) A. pH=4的溶液 B. 1L 溶液里溶有22.4mL(STP)HCl的溶液 C. c(OH-)=10-12mol/L的溶液 D. c(H+)=10-3mol/L的溶液 C
例3:(1)0.1mol/L盐酸、硫酸、醋酸c(H+)、pH大小关系如何? c(H+)醋酸 < c(H+)盐酸 < c(H+)硫酸 解: pH(醋酸) > pH(盐酸 ) > pH(硫酸) (2) pH=1 的盐酸、硫酸、醋酸中的c(H+)及酸的物质的量浓度关系如何? c(H+)醋酸= c(H+)盐酸= c(H+)硫酸 解: c(醋酸) > c(盐酸 ) > c(硫酸)
n(H+) 10-3 mol/L×10-3L =10-5 mol/L V[H2SO4(aq)] 10-1 L = 类型二:溶液的稀释 (1)、 强酸的稀释 例:取1mL pH=3的硫酸溶液加水稀释到100mL,溶液的pH变为多少? 102 解: c(H+) = pH = - lgc(H+) = - lg10-5 = 5 关键:抓住氢离子进行计算!
pH 7 3 V水 103 若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍,则溶液的pH变为多少? 若稀释到体积为原来的105倍,则溶液的pH变为多少? pH = 6 pH = 8 pH 接近于7