人教版高中化学选修四课件水的电离和溶液的酸碱性

酸性 中性 碱性
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？ 答：不一定，只有在常温下才显中性。
c(H+)与pH、溶液酸碱性的关系： 常温下
c(H+) 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 pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
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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
北京市呼家楼中学 余红涛
知识回顾
分析HCl在水中的电离过程，写出电离方程式。
Cl- Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
HCl = H+ + ClHCl是电强解质 在水溶液中电完离全
知识回顾
分析CH3COOH在水中的电离过程，写出电离方程式。
试剂：标准液、待测液、指示剂。
5、指示剂的选择：
思考与交流
甲基橙 石蕊 酚酞
酸色 中间色 碱色
—红—色—橙3色.1 ——— 4.4 —黄—色— —红—色—紫5色.0 ———蓝8色.0 ——— —无—色— 8.2 粉—红—色— 10.0 —红—色—
c(H+)= Kw/ c(OH-)
巩固练习
取80 mL NaOH溶液加入到120mL盐酸中，所得溶液的 pH为2。如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相 同，则它们的浓度是多少？
解：(1)酸过量：则c(H+)=
c(H+)V1- c(OH-)V2 V1+V2
10-2 =
0.12c(H+)– 0.08c(OH-) 0.12+0.08
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？ 解： c(H+)醋酸 ＜ c(H+)盐酸 ＜ c(H+)硫酸 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
CH3COOH H++CH3COO-
CH3COOH是电弱解质 在水溶液中电部离分
下列那幅电离示意图可以表示水的电离过程。
OHOH-
OH-
OH-
OH-
OH-
以分子形式存在 部分电离
完全电离
如何用实验探究水的电离过程？
探究实验 精确的纯水导电实验
灵敏电流计
灯泡
G
现象： G 指针摆动
不亮
H2O＋ H2O
蒸馏水 加碱后
c(H+) c(OH-)
10-7 10-7
↓ 10-13 10-1 ↑
c(H+) 和 c(OH-) 大小比较
c(H+) = c(OH-)
c(H+) ＜c(OH-)
酸碱性
中性 碱性
平衡移动
加碱后 Kw = 1×10-14 不变
碱溶液中Kw = c(H+)水·c(OH-)碱
=c(OH-)水
影响水的电离平衡的因素 分析表格中的数据，有何规律，并解释之。
t/℃
0
10
20
25
40
50
90 100
Kw/10-14 0.134 0.292 0.681 1.01 2.92 Biblioteka .47 38.0 55.0结论
温度越高，Kw越大。 Kw在一定温度下是个常数。
水的电离是一个吸热过程。 升高温度，促进水的电离。
小结 影响水的电离平衡的因素
1、温度 升高温度促进水的电离，Kw增大
2、酸 3、碱
抑制水的电离，Kw保持不变
c(H+)水=c(OH-)水＜1×10-7 mol/L
4、盐（第三节详细介绍）
巩固练习
（1）常温下，浓度为1×10-5 mol/L的盐酸溶液中， 由水电离产生的c(H+)是多少？
解： 酸溶液中Kw = c(H+)酸·c(OH-)水
3．10mL0.100mol/L HCl溶液与10mL0.200mol/L NaOH溶液混合后，溶液的pH是多少？
3、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。
4、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、（pH计画曲线用）。
Kw c(OH-)碱
=
1×10-14 1×10-5 mol/L
= 1×10-9 mol/L
学与问
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
高考链接
（08上海卷）常温下，某溶液中由水电离出来的
c(H＋)＝1.0×10-13 mol/L，该溶液可能是( A )
c(H+)增大，pH减小 酸性增强
c(OH-)减小
c(H+)减小，pH增大 碱性增强
c(OH-)增大
了解
pH的测定：
变色范围(pH) 酸色 碱色
甲基橙 3.1~4.4 红黄
粗略测定：（1）酸碱指示剂 石蕊 5.0~8.0 红蓝
酚酞 8.2~10.0 无 红
（2）pH试纸
用法：用玻璃棒蘸 溶液，点在pH试纸 中央，半分钟后与 比色卡比色
c(H+)= c(OH-) = 0.05moL/L
高考链接
(2004年全国) 若1体积硫酸恰好与10体积pH=11的 氢氧化钠溶液完全反应，则二者物质的量浓度之 比应为 ( B ) A．10:1 B．5:1 C．1:1 D．1:10
中和滴定
实践活动
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。
影响水的电离平衡的因素
H2O
H＋＋OH－
25℃时，在10 mL蒸馏水中c(H+) 和 c(OH-) 各是多少？ 向其中加入10 mL0.2 mol/L 盐酸，c(H+) 和 c(OH-) 如 何变化？对水的电离平衡有何影响？
蒸馏水 加酸后
c(H+) c(OH-) c(H+) 和 c(OH-) 大小比较
10-7 10-7
↓ 10-1↑
10-13
c(H+) = c(OH-) c(H+) ＞c(OH-)
酸碱性
中性 酸性
平衡移动
加酸后 Kw = 1×10-14 不变
酸溶液中Kw = c(H+)酸·c(OH-)水
=c(H+)水
影响水的电离平衡的因素
H2O
H＋＋OH－
25℃时，在10 mL蒸馏水中c(H+) 和 c(OH-) 各是多少？ 向其中加入10 mL0.2 mol/L 氢氧化钠，c(H+) 和 c(OH-) 如何变化？对水的电离平衡有何影响？
不能大于7，碱不能小于7； 对于浓度（或pH）相同的强酸和弱酸，稀释
相同倍数，强酸的pH变化幅度大。 （强碱、弱碱相似）
pH值计算5——强酸、强碱的混合
(1)酸过量：则c(H+)=
c(H+)V1- c(OH-)V2 V1+V2
(2)碱过量：则c(OH-)=
c(OH-)V2- c(H+)V1 V1+V2
2、原理：
盐酸与NaOH溶液的酸碱中和反应的原理是什么？ 两者的定量关系是什么？
c（H+）V（酸）= c（OH-）V（碱） (一元强酸和一元强碱)
巩固练习
1．10mL0.100mol/L HCl溶液与10mL0.100mol/L NaOH溶液混合后，溶液的pH是多少？
2．20mL0.100mol/L HCl溶液与10mL0.100mol/L NaOH溶液混合后，溶液的pH是多少？
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
精确测定： pH计（酸度计）
高考链接
（ 2007年高考广东卷）下列可用于测定溶液pH且精 确度最高的是( B )
(A)酸碱指示剂 (B)pH计 (C)精密pH试纸 (D)广泛pH试纸
三、pH的应用 1、工农业生产 2、科学实验 3、人类的生活和健康 4、环境保护 举例说明
①二氧化硫
②氯化铵水溶液
③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液
A．①④
B．①②
C．②③
D．③④
高考链接
【07北京】在由水电离产生的H＋浓度为
1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的
离子组是
① K＋、Cl－、NO3－、S2－
酸性条件不能共存
② K＋、Fe2＋、I－、SO42－
碱性条件不能共存
思考与交流
四、pH的简单计算
pH值计算1——单一溶液
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
（ B）
A．100
B． 1/100 C． 3
D． 1/3
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
=10-5 mol/L
pH = - lgc(H+) = - lg10-5 = 5
103
若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍， pH
则溶液的pH变为多少？
pH = 6
7
若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH 3
变为多少？
pH = 8 pH 接近于7
V水
pH值计算3——强碱的稀释
例：取 pH=11的NaOH溶液与水按1:99的体积比混合后，
溶液的pH变为多少？
原来的102
解： 稀释前c(OH-) = 10-3mol/L
稀释后c(OH-) = 10-3mol/L =10-5 mol/L
1+99
c(H+)=
Kw c(OH-)
=1×10-9 mol/L
稀释后溶液的pH =9
103
若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍， ppHH
则溶液的pH变为多少？
氨水 11 NaOH
10倍 V水
稀释到相同pH时 稀释的倍数： 氨水＞NaOH
小 结 酸或碱的稀释与pH的关系
强酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH=a+n； 弱酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH<a+n； 强碱pH=b，加水稀释10n倍，则pH=b-n； 弱碱pH=b，加水稀释10n倍，则pH>b-n； 酸、碱溶液无限稀释时，pH只能接近7，但酸
（2）c(H+) 和 c(OH-)都较小的稀溶液（＜1mol/L） 用pH表示。 pH = - lgc(H+) 例： c(H+) = 1×10-7 pH = - lg10-7 = 7
2、c(H+) 和 c(OH-) 与溶液酸碱性、pH的关系
常温下
溶液的酸碱性 c(H+) 和 c(OH-) 的关系
pH
H3O＋＋OH－
H2O
H＋＋OH－
结论：水是电极解弱质 能发生电微离弱
一、水的电离 H2O
H＋＋OH－
△H＞0
K电离=
c(H+) ·c(OH-) c(H2O)
c(H2O) ·K电离= c(H+) ·c(OH-) 室有因温此1×下c1(H5052-7O.m6)m可olo视Hl H2K为O2w常O电中数水离。的，离子积注：c(HK2Ow)==室11温×1810g下01L·0m0g-o1l4-1
pH = 8
1111
若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH 7
变为多少？
7
pH = 6 pH 接近于7
3
V水 V水
pH值计算4——弱酸、弱碱的稀释
弱酸稀释 例：pH=2的盐酸稀释10倍后pH=？3 pH=2的醋酸稀释10倍后pH=？ ＜3 结论：稀释10倍pH变化（增大）＜1
稀释相同倍数时 pH： 盐酸＞醋酸
c(H+)水 = c(OH-)水=
=
Kw c(H+)酸
1×10-14 1×10-5 mol/L
= 1×10-9 mol/L
巩固练习
（2）常温下，浓度为1×10-5 mol/L的NaOH溶液中， 由水电离产生的c(OH-)是多少？
解：
碱溶液中Kw = c(H+)水·c(OH-)碱
c(OH-)水= c(H+)水 =
pH 盐酸 醋酸 3
2
10倍 V水
稀释到相同pH时 稀释的倍数： 醋酸＞盐酸
pH值计算4——弱酸、弱碱的稀释
弱碱稀释 例：pH=12的NaOH溶液稀释10倍后pH=？11 pH=12的氨水稀释10倍后pH=？ ＞11 结论：稀释10倍pH变化（减小）＜1.
稀释相同倍数时 pH： 氨水＞NaOH
pH 12
量浓度关系如何？
解： c(H+)醋酸= c(H+)盐酸= c(H+)硫酸 c(醋酸) > c(盐酸 ) > c(硫酸)
pH值计算2——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：
n(H+)
c(H+) =
V[H2SO4(aq)]
= 10-3 mol/L×10-3L 10-1 L
③ Na＋、Cl－、NO3－、SO42－
能共存
④Na＋、Ca2＋、Cl－、HCO3－ 酸、碱性条件都不能共存
⑤ K＋、Ba2＋、Cl－、NO3－
能共存
√ A．①③ B．③⑤ C．③④ D．②⑤
二、c(H+) 和 c(OH-) 与溶液酸碱性、pH的关系
１、溶液酸碱性的表示法 （1）c(H+) 和 c(OH-)