高中化学选修四第三章第二节

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由水电离出的c(OH-)水=? c(H+)水=?
2. 0.1mol/L的H2SO4溶液中, c(H+)=? c(OH-)=?
由水电离出的c(OH-)水=? c(H+)水=?
3. 0.1mol/L的NaCl溶液中, c(OH-)=?c(H+)=?
4、25℃时,向纯水中加入少量氯化氢气体,
仍能保持不变的是 ( C )
③不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液,水 电离出的C(H+)=C(OH-)
④根据Kw=C(H+)×C(OH-) 在特定温度下为
定值,C(H+) 和C(OH-) 可以互求.
4、利用Kw的定量计算
有关原则:
①根据Kw=C(H+)×C(OH-) 在特定温度下为 定值,C(H+) 和C(OH-) 可以互求;
pH值有关判断正误
×1、一定条件下 pH值越大,溶液的酸性越强。 ×2、强酸溶液的pH值一定小。 ×3、pH值等于6的溶液,一定是一个弱酸体系。 √ 4、pH值相同的强酸和弱酸中[H+]相同。 ×5、在常温下,pH=0的溶液酸性最强,pH=14的溶液碱性最强 √ 6、pH值有可能等于负值。 ×7、常温下,由水电离出的[H+]=10-12mol/L,则溶液pH定为12 √ 8、相同体积和pH值的盐酸,醋酸、硫酸中H+的物质的量相等
第三章 水溶液中的离子平衡
2 水的电离和溶液的酸碱性
思考:
灵敏电流 计
灯泡
如何用实验证明水是一种极弱的电解质?
1.实验
2.现象 G :指针摆动
× :不亮
3.结论 水是一种极弱的电解质
4.原因
H2O+ H2O H2O
H3O + +OH- H+ +OH-
实验测定(25℃时):C(H+)=C(OH-)=10-7mol/L
C、水的电离常数K25 ℃ >K35 ℃ D、水的电离是一个吸热过程
2、判断正误:
1)任何水溶液中都存在水的电离平衡。√
2)任何水溶液中(不论酸、碱或中性)
都存在Kw=10-14 。×
3)某温度下,某液体c(H+)= 10-7mol/L,则
该溶液一定是纯水。 ×
讨论:
对常温下的纯水进行下列操作,完成下表:
100℃ 时,[H+] = 1×10—7mol/L溶液呈酸性还是碱性? 中性
不能用 [H+] 等于多少来判断溶液酸、碱性, 只能通过两者相对大小比较
2、溶液的酸碱性的表示方法
C(H+) ﹥ 1mol/L或C(OH-) ﹥ 1mol/L时,可直接 用C(H+) 或C(OH-)表示溶液的酸碱性。一定温度下 C(H+)越大,溶液酸性越强。 C(OH-)越大,溶液碱性 越强,酸性越弱。
解答: c(H+) H2O= c(OH-) H2O= 10-12 mol/L
若c(H+) aq= c(H+) H2O= 10-12 mol/L 则 c(OH-) aq= 10-2 mol/L
溶液显碱性
若c(OH-) aq= c(OH-) H2O = 10-12 mol/L 则 c(H+) aq= 10-2 mol/L
A. c(H+)
B. c(OH-)
C. Kw
D. c(H+)/c(OH-)
5.将0 .1mol·L-1的氨水稀释10倍,随
着氨水浓度的降低,下列数据逐渐增
大的是(AC )
A. C(H+)
B. C(OH)-
C. c(OH)- /c(NH3·H2O)
D. C(NH4)+
讨论 1、某溶液中由水电离产生的c(H+) = H2O 10-12 mol/L ,则该 溶液呈酸性还是碱性?并求算该溶液中 c(H+)的可能值 ?
溶液显酸性
2、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的c(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
一、水的电离
1、水的电离
H2O + H2O
H3O+ + OH-
简写:H2O
H+ + OH-
2、水的离子积 Kw= c(H+ ) • c(OH-)
= C(H+ )
⑵﹑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(H+)=1×10-14/0.1=1×10-13mol/L
= C(OH- )
再次强调:
1、任何水溶液中H+和OH-总是同时存在的,只是相对 含量不同;
2、常温下,任何稀的水溶液中c(H+)×c(OH-)=1×10-14
C(H+) ﹤ 1mol/L时,常用PH表示溶液的酸碱性。
溶液的pH
(1)pH的定义: C(H+)的负对数 pH lg c(H )
(2)使用范围: C(H+)<1mol/L
pH=-lg c (H+)
例:c(H+)=0.001 mol /L pH=-lg 10-3 = 3
例:c(OH-) = 0.01mol /L c(H+)=1×10-14 / 10-2 = 1×10-12 mol /L pH=-lg 1×10-12 = 12
0
溶液的pH值 1
2
3
酸 性
4

5

6
7

8
性 增 强
9 10
11
12
13
14
100 10—1 10—2 10—3 10—4 10—5 10—6 10—7 10—8 10—9 10—10 10—11 10—12 10—13 10—14
4、pH值测定方法
测定方法:酸碱指示剂法、pH试纸法、pH计法等。
(1)无单位常数 (2)意义 (3) Kw只决定于温度,温度升高, Kw增大
25℃ Kw=1× 10-14 100℃ Kw=1× 10-12 (4) 加入酸或碱,抑制水的电离,但Kw不变 (5) 任何溶液中都存在Kw= c(H+ ) • c(OH-)且25℃
Kw=1×10-14
重要规律:
经科学实验进一步证明
因酸电离出来的H+或碱电离出来的OH-对水的电离 有抑制作用,所以发生电离的水的物质的量小于纯 水状态时的1×10-7mol 。
2.比较下列情况下,c (H+)和c (OH-)的值或变化趋 势(增加或减少):
纯水
加少量盐酸
加少量氢氧 化钠
c (H+) c (OH-)
10-7mol/L 10-7mol/L
酸碱性
水的电离平 衡移动方向
加 热
中中性性
→→
加 HCl
酸性

加NaOH 碱性 ←
C(H+)

C(OH-)
C(H+) 与C(OH-) 大小关系

=
↑↓

↓↑

Kw变化
↑ 不变 不变
小结:Βιβλιοθήκη Baidu
加入酸或碱都抑制水的电离
3、影响水电离平衡的因素
(1)加入酸或碱,抑制水的电离,Kw不变; (2)升高温度,电离过程是一个吸热过程,促进 水的电离,水的离子积增大,在常温时, KW=1×10-14;在100℃时,KW=1×10-12。
5、pH值的简单计算
【例1 】计算下列溶液的PH (1)0.4gNaOH固体溶于水配成1000ml溶液,求所得溶液的PH。 (2)1.12LHCl气体(标况)溶于1L水中,加水稀释至5L,求所得溶液的PH。 (3)求0.05mol/LH2SO4溶液的PH。 (4)求0.5mol/LBa(OH)2溶液中c(H+)及PH。
酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱,他们的 颜色变化是在一定的pH值范围内发生的。我们把指示 剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围。
pH 1 2 3 4 5 6 7
甲基橙 红色 橙 色
石蕊
红色
紫色
酚酞
无色
8 9 10 11 12 13 14 黄色
浅红色
蓝色 红色
pH测定:
①pH试纸测定:不可先润湿。与比色卡对照 ② pH 计(酸度计)。
lg2=0.3 lg3=0.477
3、溶液的酸、碱性跟pH的关系
溶液的酸 碱性
中性溶液
c(H+)和c(OH-) 的关系
[H+]=[OH-]
常温下:c(H+)
常温下: pH
1×10-7mol/L
=7
酸性溶液
[H+]>[OH-] [H+] >1×10-7mol/L <7
碱性溶液 [H+]<[OH-] [H+] <1×10-7mol/L >7
知识延伸: 1、C(H+)=1×10-7mol/L,溶液一定呈中性吗? 说明:溶液或纯水呈中性,是因为溶液中 C(H+)=C(OH-) 2、纯水中溶液C(H +)、C(OH-)浓度的计算方法:
C(H +)=C(OH-)= Kw
注意:
① 任何水溶液中H+和OH-总是同时存在的,只 是相对含量不同.
②常温下,任何稀的水溶液中 C(H+)×C(OH-)=1×10-14
2、水的离子积常数
1)表达式: Kw= c(H+) . c(OH-)
KW 叫做水的离子积常数,简称水的离子积。 注: 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。 任何水溶液中都存在Kw=c(H+) . c(OH-) 提问:根据前面所学知识,水的离子积会受什么外界 条件影响?
变大 变小
变小 变大
c(H+)和c(OH-) c(H+)=c(OH-) c(H+)>c(OH-) c(H+)<c(OH-) 大小比较
3.酸性溶液中是否有OH-存在?碱性溶液中是否有H+存 在?
注意:
(1)只要是水溶液,不管是酸性、碱性或中性,一定 存在水的电离,也或多或少的存在H+和OH- 。且水电 离出的C(H+) 总等于水电离出的C(OH-) 。
(2)水的电离是吸热的,升高温度,促进水的电离, 此时水的电离平衡常数和水的离子积都增大。如1000C 时,KW =1 ×10-12。
(3)影响水的电离平衡的因素:①温度 ② H+或OH(抑制)③与H+或OH-反应的离子(促进)。
二、溶液的酸碱性与pH值
1、溶液的酸、碱性跟C(H++)、C(OH-)的-关系
电解质在一定温度时的稀溶液里,C(H+)与C(OH-)的乘 积仍是一个常数。
C(稀) ≤1mol/L
例:25℃时,Kw=1×10-14
思考与交流P46 1、2、3
思考与交流
根据室温时水的电离平衡,运用平衡移动原理分析 下列问题。 1.酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近,1L酸或碱的稀 溶液约为1000 g,其中,H2O的物质的量近似为1000 g / 18 g /mol =55.6 mol。此时,发生电离的水是否仍为 纯水状态时的1×10-7mol ?
如: 25℃ KW=10-14 注:常数无单位
100℃ KW=10-12
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( D )
A、[H+] 随着温度的升高而降低
B、在35℃时,纯水中 [H+] >[OH-]
②任何水溶液中由水电离出来的 c(H+) H2O与
c(OH-) H2O相等 ; ③纯水中溶液C(H +)、C(OH-)浓度的计算方法:
C(H +)=C(OH-)= Kw
例题
⑴﹑0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出 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
一、水的电离 1、水是一种极弱电解质,能微弱电离:
25℃,纯水
+
+
+
-
H2O+H2O
H3O+ + OH-
( H2O
H++OH-)
C(H+)=C(OH-)=1×10-7mol/L
平衡常数:K 电离=
C(H+)×C(OH-)
C(H2O)
水的浓度为常数,所以 C(H+)×C(OH-)= K 电离. C(H2O)=常数
c (H+)与c (OH-)关系
25℃, c(H+)/mol·L-1
溶液酸碱性
c (H+) =c (OH-)
=1×10-7
中性
c (H+)>c (OH-)
> 1×10-7
酸性
c (H+) <c (OH-)
<1×10-7
碱性
讨论:KW100℃=10-12 在100 ℃ 时,纯水中[H+] 为多少? [H+] =1×10—6mol/L [H+] >1×10—7mol/L是否说明100 ℃ 时纯水溶液呈 酸性? 否
讨论:
分析下表中的数据有何规律,并解释之
温 度
0℃
20℃
25℃
50℃
100℃
Kw 1.14×10-15 6.81×10-15 1×10-14 5.47×10-14 1×10-12
结论:
温度越高,Kw越大,水的电离是一个吸热过程
2、水的离子积常数
1)表达式: Kw= c(H+) . c(OH-)
KW 叫做水的离子积常数,简称水的离子积。 2)影响KW的因素 KW只与温度有关(与浓度无关):温度升高,KW增大
3、根据Kw=c(H+)×c(OH-) 为定值,c(H+) 和 c(OH-) 可 以互求;酸性溶液中水电离出来的c(H+)可以忽略、碱 性溶液中水电离出来的OH-离子可以忽略;
4、Kw大小只与温度有关,与是否为酸碱性溶液无关。
25℃时, Kw =1×10-14 100℃时,Kw =1×10-12
1. 0.1mol/L的NaOH溶液中, c(OH-)=?c(H+)=?
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