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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. 第二节 水的电离和溶液的酸碱性. 第一课时 水的电离. 复习巩固. 溶液中自由移动离子浓度和离子所带的电荷. 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 第二节水的电离和溶液的酸碱性 第一课时 水的电离

  2. 复习巩固 溶液中自由移动离子浓度和离子所带的电荷 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1×10-12，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、易水解的盐或活泼金属：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NaAc 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-的现对大小。 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. 第二课时 溶液的酸碱性和pH的计算

  20. H2O+H2O H3O++OH- 一、水的电离 1、水的电离方程式 结论（1）水是极弱的电解质，它能微弱“自身”电离生成H+与OH- （2）水的电离是可逆的，存在电离平衡，它的逆反应为中和反应

  21. 2、水的离子积常数Kw (1)定义：在一定温度下，水中c（H+）和c（OH-）的乘积是一个常数，用Kw表示 ，叫做水的离子积常数。 Kw=c（H+）·c（OH-） (2) 注意点： A、水的电离过程是吸热，升高温度， Kw将增大 25℃时，Kw=c（H+）·c（OH-） =1×10-14 B、水的离子积不仅适用纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液

  22. (3 )影响因素： A、酸、碱：温度不变，在纯水中加入酸或碱，均使水的电离左移 ， Kw不变 ,α(H2O) 变小 B、温度:升高温度，可促进水的电离。 C、易水解的盐： 在纯水中加入能水解的盐，不管水解后显什么性，均促进水的电离，但只要温度不变， Kw不变。 如向水中加入活泼金属 D、其他因素：

  23. 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 25℃时 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

  24. 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

  25. 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 ③一元弱酸溶液 : c(H+)=√Ka·c ④一元弱碱溶液: c(OH-)=√Kb·c

  26. 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-lg1.005 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+lg1.005

  27. 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.

  28. 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.

  29. 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

  30. 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。

  31. 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

  32. 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

  33. 五、弱酸强碱或强酸弱碱混合 例10、 （1）pH为12的NaOH溶液和pH为2的醋酸溶液等体积相混合，则混合液呈_____性 （2）pH为12的氨水和pH为2的盐酸等体积相混合，则混合液呈____性 （3）pH为2的盐酸和pH为12的某碱等体积相混合，则混合液PH_____7 （4）pH为12的NaOH溶液和pH为2的某酸溶液等体积相混合，则混合液PH ___7 酸 碱 ≥ ≤

  34. 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

  35. 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-) 。( ) × × × √ × √

  36. 第三课时 酸碱中和滴定

  37. 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

  38. 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

  39. 量取液体常用仪器：量筒、移液管、滴定管 • 量筒：粗量仪，10mL量筒最小分刻度为0.1mL 读数精确到0.1mL，无“O”刻度 • 移液管：精量仪，读数精确到0.01mL • 准确量取一定量的试液(中和滴定时用来量取待测液）

  40. 滴定管的构造及使用

  41. 种类 甲基橙溶液 橙色 无色 无8浅红10红 石蕊溶液 紫色 二、指示剂的选择： 1、原则： （1）终点时，指示剂的颜色变化明显 （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） 对应溶液 的 颜 色 变色范围 红3.1橙4.4黄 酚酞溶液 红5 紫 8蓝

  42. 3、pH试纸（定量测定） （1）成分：含有多种指示剂 （2）本身颜色：淡黄色 （3）操作：用镊子取一小块pH试纸放在洁净的表面皿或玻璃片上，然后用玻璃棒沾取少量待测液点在试纸中央，试纸显色后再与标准比色卡比较，即知溶液的pH值。 注意：试纸事先不能润湿。

  43. 广泛pH试纸 精密pH 试纸

  44. pH计测量溶液的pH

  45. 4、酸碱中和滴定中指示剂的选择： （1）强酸强碱间的滴定： 酚酞溶液、甲基橙 （2）强酸滴定弱碱 两者正好完全反应，选用甲基橙作指示剂 （3）强碱滴定弱酸 两者正好完全反应，选用酚酞作指示剂

  46. 三、实验步骤： 1、查漏：检查两滴定管是否漏水和活塞转动是否灵活； 2、洗涤：用水洗净后，各用少量溶液润洗滴定管2－3次； 3、装液：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 4、赶气泡： 酸式滴定管：快速放液 碱式滴定管：橡皮管向上翘起 5、调液： 调节滴定管中液面高度，并记下读数，记作起始体积。

  47. 6、取液： （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。 控制酸式滴定管的活塞 7、滴定：左手_____________________________，右手 ________________________________________________ 眼睛_______________________________________ 边滴入盐酸，边不断摇动锥形瓶， 拿住锥形瓶瓶颈， 要始终注视锥形瓶中溶液的颜色变化。 8、记录：当看到加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变无色且半分钟内不变化时，停止滴定，准确记下盐酸读数，并准确求得滴定用去的盐酸体积。 9、计算：整理数据,重复3次，求平均值。

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