3.2.1 水的电离 溶液的酸碱性与pH课件

1、 第第1课时课时 水的电离水的电离 溶液的酸碱性与溶液的酸碱性与pH 学习目标学习目标 1. 了解水的电离平衡及其影响因素，知道水的了解水的电离平衡及其影响因素，知道水的 离子积常数的表达式及其应用。离子积常数的表达式及其应用。 2. 了解溶液的酸碱性与了解溶液的酸碱性与pH的关系。的关系。 知识回顾：知识回顾： 1. 什么什么是是pH？酸性的酸性的pH_;中性的中性的 pH_；碱性碱性的的pH_。 2. 水水的的pH_，水中有没有水中有没有H+、OH- ？ 思考与思考与交流交流 研究研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性，而酸电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性，而酸碱性碱性 与与水的电离有密切的

2、关系。那么水是如何电离的呢？水的电离有密切的关系。那么水是如何电离的呢？ 定性讨论定性讨论 纯水的组成微粒有哪些？纯水的组成微粒有哪些？ 作为弱电解质，水的电离平衡受哪些外界因素影响？作为弱电解质，水的电离平衡受哪些外界因素影响？ 温度、离子浓度（温度、离子浓度（H+、OH）等影响等影响 一一. . 水水的电离的电离 + + H2O + H2O H3O+ + OH H2O H+ + OH 简写：简写： 在水中投入金属钠，对水的电离平衡有无影响？在水中投入金属钠，对水的电离平衡有无影响？ 1.水是一种极弱的电解质，能微弱的电离水是一种极弱的电解质，能微弱的电离: 定量讨论定量讨论阅读教材阅读教材

3、P61-P62 思考思考1：纯水纯水中中c(H+)与与c(OH-)大小有何关系？大小有何关系？ 思考思考2：在在25下，下， c(H+) 、 c(OH-)等于多少等于多少? 说明说明水的电离程度如何水的电离程度如何？ 由由水水电离出的电离出的H+、OH-的物质的量相等的物质的量相等 25时，水电离出来的时，水电离出来的 c(H+) = c(OH-)=10-7mol/L 水是一水是一种种极弱极弱的电解质（的电解质（通常通常的电流表无法检验其的电流表无法检验其 中离子）中离子） 室温室温下下 1L(55.6mol)水中电离的只有水中电离的只有107mol 1000/18:107= n :1 55.

4、6 :107 = n :1 水水的离子积常数的离子积常数 例例. 水是一水是一种极弱的电解质，在室温种极弱的电解质，在室温下，平均下，平均每每n个分个分 子只有子只有1个分子发生电离，则个分子发生电离，则n值是：值是： A.10-14 B.55.6 107 C.107 D.55.6 25 时纯水时纯水KW = c(H+) . c(OH-) =1014 平衡常数：平衡常数：K 电离 电离 c(H+) c(OH-） c(H2O） 分析下表中的数据有何规律，并解释之分析下表中的数据有何规律，并解释之 讨论：讨论： 温温 度度 0 20 25 50 100 Kw 1.34 10-15 6.8110-1

5、5 1.01 10-14 5.4710-14 5.50 10-13 2.水的离子积常数水的离子积常数 Kw= c(H+) . c(OH-) 1)表达式：表达式： 注：常数无单位注：常数无单位 KW 叫做水的离子积常数，简称叫做水的离子积常数，简称水的离子积水的离子积。 思考思考:含含有有H+的溶液一定是酸，含的溶液一定是酸，含OH-的溶液一定是碱吗？的溶液一定是碱吗？ 任何酸中只含任何酸中只含H+ ，任何碱中只含任何碱中只含OH-吗吗? 结论结论: 在在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶 液中都是液中都是H+、OH-共存的。共存的。

6、 任何水溶液中都存在任何水溶液中都存在Kw=c(H+) . c(OH-) （Kw 25 =10-14 ） 2)影响影响KW的因素的因素 KW只与只与温度有关温度有关（与浓度无关）（与浓度无关）:温度升高，温度升高， KW 值值增大增大。 如：如：KW25=10-14 KW100=10- 12 讨论：讨论： 对常温下的纯水进行下列操作，完成下表：对常温下的纯水进行下列操作，完成下表： 酸碱酸碱 性性 水的电离水的电离 平衡移动平衡移动 方向方向 c(H+) c(OH-) c(H+) 与与c(OH-) 大小关系大小关系 Kw变变 化化 加加 热热 加加 HCl 加加 NaOH 中中 性性 = 酸酸

7、 性性 不不 变变 碱碱 性性 不不 变变 小结小结： 加入酸或碱都抑制水的电离加入酸或碱都抑制水的电离 1) 升高温度，升高温度，Kw增大。增大。 2) 温度温度不变，加入不变，加入溶质对水的电离平衡及溶质对水的电离平衡及KW的影响的影响。 加入加入酸或碱对水的电离有什么影响？酸或碱对水的电离有什么影响？(促进促进还是抑制还是抑制？)Kw呢？呢？ 加入加入NaAc或或NH4Cl对水的电离平衡又有什么影响？对水的电离平衡又有什么影响？ 加入加入NaCl呢？呢？ 3.条件改变对水的电离平衡及条件改变对水的电离平衡及Kw的影响的影响 无影响无影响 酸酸碱由于电离产生碱由于电离产生H+或或OH-，能

8、抑制水的电离，使水的，能抑制水的电离，使水的 电离程度减小电离程度减小，但，但KW不变不变 Ac-、NH4+等“弱离子”因结合水电离出的等“弱离子”因结合水电离出的H+或或OH-能促进能促进 水的电离平衡，使水的水的电离平衡，使水的电离程度增大电离程度增大，但，但KW不变不变 练习练习： 升高升高30 加入加入NaCl 加入加入NaAc 加入加入HAc Kw c(OH-)变化变化 c(H+)变化变化 水的电离平衡移动方向水的电离平衡移动方向 改变条件改变条件 1.根据水的电离平衡根据水的电离平衡H2O H+OH- 和下列条件的和下列条件的 改变，填空：改变，填空： 2.水的电离过程为水的电离过

9、程为H2O H+ + OH-，在不同温度，在不同温度 下其离子积为下其离子积为KW25=1 10-14， KW35 =2.1 10-14。 则下列叙述正确的则下列叙述正确的是（是（ ） A. c(H+)随着温度的升高而降低随着温度的升高而降低 B. 在在35时，纯水中时，纯水中 c(H+) c(OH-) C. 水水的电离常数的电离常数K25 K35 D. 水水的电离是一个吸热过程的电离是一个吸热过程 D 2)0.01 mol/L盐酸溶液中。盐酸溶液中。 c(H+)、 c(OH-)分别为多少？分别为多少？ 1)判断正误：判断正误： 任何任何水溶液中都存在水的电离平衡。水溶液中都存在水的电离平衡。

10、 任何任何水溶液中（不论酸、碱或中性）水溶液中（不论酸、碱或中性） 都存在都存在Kw=10-14 。 某某温度下，某液体温度下，某液体c(H+)= 10-7mol/L，则该溶液一定是纯水。，则该溶液一定是纯水。 4.利用利用Kw的定量计算的定量计算求求溶液中的溶液中的c(H+)或或c(OH-) c(H+) = 0.01mol/L c(OH-) = KW / c(H+) = 10-12 mol/L c(OH-) = 0.01mol/L c(H+) = KW / c(OH-) = 10-12 mol/L 3)0.01 mol/L NaOH溶液中溶液中. c(H+) 、 c(OH-)分别为多少？分别

11、为多少？ 3)25：A、B、C 三种溶液，其中三种溶液，其中A中中c(H+) = 103 mol/L ，B 中中 c(OH-) = 5107 mol/L，C中中c(H+)/c(OH-) = 106,则三种溶液则三种溶液 的酸性强弱顺序如何？的酸性强弱顺序如何？ 4) 25、浓度均为、浓度均为0.1 mol/L的下列溶液中的下列溶液中c(H+)由大到小的排列由大到小的排列 顺序：氨水顺序：氨水 NaOH 盐酸盐酸 醋酸醋酸 A C B B中中c(H+) = KW / c(OH-) =2 108 mol/L C中中c(H+) = 104 mol/L 思考讨论思考讨论 1)0.01mol/L盐酸溶液

12、中。由水电离出的盐酸溶液中。由水电离出的c(H+)水 水、 、 c(OH-)水 水分 分别别 是多少？为什么？是多少？为什么？ 2)0.01mol/L NaOH溶液中。由水电离出的溶液中。由水电离出的c(H+)水 水、 、 c(OH-)水 水分 分 别是多少？为什么？别是多少？为什么？ 4.利用利用Kw的定量计算的定量计算求求c(H+) 水 水或 或c(OH-)水 水 任何水溶液中由水电离出来任何水溶液中由水电离出来的的c(H+)水 水与 与 c(OH-)水 水相 相等等 c(H+)水 水= c(OH-)水水= KW / c(H+) = 10-12 mol/L c(H+)水 水= c(OH-)

13、水水= KW / c(OH-) = 10-12 mol/L 二二. . c c(H(H+ +) ) 和和 c c(OH(OH- -) ) 与溶液酸碱性、与溶液酸碱性、pHpH的关系的关系 1. 溶液溶液酸碱性的表示法酸碱性的表示法 （1）c(H+) 和和 c(OH-) （2）c(H+) 和和 c(OH-)都较小的稀溶液（都较小的稀溶液（1mol/L） 用用pH表示。表示。 公式：公式：pH = - lgc(H+) 2. c(H+) 和和 c(OH-) 与溶液酸碱性、与溶液酸碱性、pH的关系的关系 溶液的酸碱性溶液的酸碱性 c(H+) 和和 c(OH-) 的关系的关系 pH 酸性酸性 中性中性

14、碱性碱性 常温下常温下 c(H+) c(OH-) c(H+) = c(OH-) c(H+) c(OH-) 7 = 7 7 pH=7的溶液一定是中性溶液吗？的溶液一定是中性溶液吗？(以以100 为例）为例） 答：不一定，只有在常温下才显中性。答：不一定，只有在常温下才显中性。 100时显碱性时显碱性 常温下常温下 c(H+)与与pH、溶液酸碱性的关系：、溶液酸碱性的关系： 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 10-6 5 4 3 2 1 7 8 9 10 11 12 13 14 6 c(H+)

15、 pH c(H+)增大，增大，pH减小减小 酸性增强酸性增强 c(H+)减小，减小，pH增大增大 碱性增强碱性增强 c(OH-)减小减小 c(OH-)增大增大 pH的测定：的测定： 粗略测定：粗略测定： （1）酸碱指示剂）酸碱指示剂 只能判断溶液的酸碱性只能判断溶液的酸碱性 酸碱指示剂酸碱指示剂一般一般是是弱的有机酸弱的有机酸或或弱的有机碱弱的有机碱他们他们的颜的颜 色变化是在一定的色变化是在一定的pH值范围内发生的。我们把值范围内发生的。我们把指示指示 剂发生颜色变化的剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围值范围叫做指示剂的变色范围。 酸碱指示剂法酸碱指示剂法 甲基橙甲基橙 (3.1

16、4.4) pH 3.1 4.4 红色红色 橙色橙色 黄色黄色 pH 5.0 8.0 红色红色 紫色紫色 蓝色蓝色 石蕊石蕊 (5.08.0) 酚酞酚酞(8.210.0) pH 8.2 10.0 无色无色 浅红色浅红色 红色红色 （2）pH试纸试纸 注意：不能用水润湿注意：不能用水润湿 要放在玻璃片（或表面皿）上要放在玻璃片（或表面皿）上 不是将试纸伸到溶液中不是将试纸伸到溶液中 广泛广泛pH试纸只能读出整数试纸只能读出整数 用法：用法：用玻璃棒蘸溶液，点在用玻璃棒蘸溶液，点在pH试纸中央，试纸中央， 半分钟后与比色卡比半分钟后与比色卡比色。色。 标准比色卡标准比色卡 pH计（酸度计）计（酸度计

17、） 精确测定：精确测定： 1. pH试纸使用操作中正确的是试纸使用操作中正确的是 （ ） A.将将pH试纸的一端浸入溶液试纸的一端浸入溶液，观察颜色的变化观察颜色的变化 B.将将pH试纸浸入溶液一会儿试纸浸入溶液一会儿，再取出跟标准比色卡相比较再取出跟标准比色卡相比较 C.用洁净的玻璃棒沾取被测溶液用洁净的玻璃棒沾取被测溶液，滴在滴在pH试纸上试纸上，颜色变颜色变 化后与比色卡对照化后与比色卡对照 D.先将先将pH试纸用蒸馏水润湿试纸用蒸馏水润湿，再用洁净的玻璃棒沾取被测再用洁净的玻璃棒沾取被测 溶液溶液，滴在滴在pH试纸上试纸上，颜色变化后与比色卡对照颜色变化后与比色卡对照 C 练习练习：

18、酸过量酸过量 c(H+)= 0.01 0.21-0.01 0.1 2 1L = 10-4 mol/L pH=4 2. 将将10 mL 0.21 mol/L 的盐酸和的盐酸和10 mL 0.1 mol/L的的 Ba(OH)2 溶液溶液混合，再混合，再加入水稀释至加入水稀释至1L 。取出取出10 mL滴入滴入 酚酞、酚酞、甲基橙、石蕊试液分别呈现什么颜甲基橙、石蕊试液分别呈现什么颜 色色？ 酚酞：无色酚酞：无色 甲基橙：橙色甲基橙：橙色 石蕊：红色石蕊：红色 三三. pH. pH的应用的应用 1. 工农业工农业生产生产 2. 科学科学实验实验 3. 人类人类的生活和健康的生活和健康 思考与交流思考与交流 4. 环境保护环境保护