第三章水溶液中的離子平衡人教版選修4·化學(xué)反應(yīng)原理2水的電離和溶液的酸堿性25℃，純水H2O+H2OH3O++OH－

(H2OH＋+OH－)CH=COH-=1×10-7mol/L平衡常數(shù)：K電離＝C(H+)×C(OH-）C(H2O）一、水的電離+++-1、水是一種極弱電解質(zhì)，能微弱電離:w=cHcOH-1表達(dá)式：W叫做水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積。在任何水溶液中，均存在水的電離平衡，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w=cHcOH-水的濃度為常數(shù)，所以CH×COH-）=電離CH2O）=常數(shù)2、水的離子積常數(shù)注：提問：根據(jù)前面所學(xué)知識(shí)，水的離子積會(huì)受什么外界條件影響？分析下表中的數(shù)據(jù)有何規(guī)律，并解釋之討論：溫度0℃20℃25℃50℃100℃Kw1.14×10-156.81×10-151×10-145.47×10-141×10-12結(jié)論：溫度越高，Kw越大，水的電離是一個(gè)吸熱過程w=cHcOH-1表達(dá)式：W叫做水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積。2影響W的因素W只與溫度有關(guān)（與濃度無關(guān)）:溫度升高，W增大如：25℃W=10-14100℃W=10-12注：常數(shù)無單位2、水的離子積常數(shù)討論：對(duì)常溫下的純水進(jìn)行下列操作，完成下表：

酸堿性水的電離平衡移動(dòng)方向C(H+)C(OH-)C(H+)

與C(OH-)大小關(guān)系Kw變化加熱

加HCl

加NaOH

中性→↑↑=↑酸性←↑↓＞不變堿性←↓↑＜不變小結(jié)：加入酸或堿都抑制水的電離（1）加入酸或堿，抑制水的電離，w不變；（2）升高溫度，電離過程是一個(gè)吸熱過程，促進(jìn)水的電離，水的離子積增大，在常溫時(shí)，W=1×10－14；在100℃時(shí)，W=1×10－12。知識(shí)延伸：1、C（H＋）=1×10－7mol/L，溶液一定呈中性嗎？說明：溶液或純水呈中性，是因?yàn)槿芤褐蠧（H＋）=C（OH－）2、純水中溶液CH＋、COH－濃度的計(jì)算方法：C（H＋）=C（OH－）=3、影響水電離平衡的因素①根據(jù)w=CH＋×COH－在特定溫度下為定值,CH＋和COH-可以互求；②任何水溶液中由水電離出來的cHH2O與cOH-H2O相等;4、利用w的定量計(jì)算有關(guān)原則：③純水中溶液CH＋、COH－濃度的計(jì)算方法：C（H＋）=C（OH－）=溶液中，c（OH-）＝？、c（H＋）＝？、由水電離出的c（OH-）水＝？、c（H＋）水＝？、24溶液中，c（H＋）＝？、c（OH-）＝？、由水電離出的c（OH-）水＝？、c（H＋）水＝？、3溶液中，c（OH-）＝？、c（H＋）＝？練習(xí)例題⑴﹑H＋和COH－是多少⑵﹑H＋和COH－是多少水電離出的COH-=1×10-14/01=1×10-13mol/L=CH＋水電離出的CH=1×10-14/01=1×10-13mol/L=COH-3、根據(jù)w=cH×cOH-為定值,cH＋和cOH-可以互求；酸性溶液中水電離出來的cH可以忽略、堿性溶液中水電離出來的OH-離子可以忽略；1、任何水溶液中H和OH－總是同時(shí)存在的,只是相對(duì)含量不同；2、常溫下,任何稀的水溶液中cH×cOH-=1×10－144、w大小只與溫度有關(guān),與是否為酸堿性溶液無關(guān)。25℃時(shí)，w=1×10-14100℃時(shí)，w=1×10-12再次強(qiáng)調(diào):討論1、某溶液中由水電離產(chǎn)生的cHH2O=10-12mol/L，則該溶液呈酸性還是堿性？并求算該溶液中cH的可能值？2、HH2O大小關(guān)系為：①鹽酸②醋酸溶液③硫酸溶液④氫氧化鈉溶液解答：cHH2O=cOH-H2O=10-12mol/L若cHaq=cHH2O=10-12mol/L則cOH-aq=10-2mol/L溶液顯堿性若cOH-aq=cOH-H2O=10-12mol/L則cHaq=10-2mol/L溶液顯酸性②＞①=④＞③一、水的電離1、水的電離2、水的離子積w=cH?cOH-（1）無單位常數(shù)（2）意義（3）w只決定于溫度，溫度升高，w增大25℃w=1×10-14100℃w=1×10-12（4）加入酸或堿，抑制水的電離，但w不變（5）任何溶液中都存在w=cH?cOH-且25℃w=1×10-14H2O+H2OH3O++OH-H2OH++OH-簡(jiǎn)寫：課堂小結(jié)5、水中加入氫氧化鈉固體，cOH-_____；則水的電離平衡向______移動(dòng)，水的電離被___，w__________，cH________。6、已知100℃時(shí)，w=1×10-12,分別求出該溫度下,純水、溶液、H。4、25℃時(shí)，向純水中加入少量氯化氫氣體，仍能保持不變的是（）AcHBcOH-CwDcH/cOH-第二課時(shí)根據(jù)室溫時(shí)水的電離平衡，運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析下列問題。1酸或堿的稀溶液的密度與純水相近，1L酸或堿的稀溶液約為1000g，其中，H2O的物質(zhì)的量近似為1000g/18g/mol=556mol。此時(shí)，發(fā)生電離的水是否仍為純水狀態(tài)時(shí)的1×10-7mol？因酸電離出來的H＋或堿電離出來的OH－對(duì)水的電離有抑制作用，所以發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量小于純水狀態(tài)時(shí)的1×10-7mol。思考與交流2比較下列情況下，cH和cOH-）的值或變化趨勢(shì)（增加或減少）：純水加少量鹽酸加少量氫氧化鈉c(H+)c(OH-)c(H+)和c(OH-)大小比較10-7mol/L10-7mol/LcH=cOH-變大變小cH>cOH-變小變大cH<cOH--存在？堿性溶液中是否有H存在？注意：（1）只要是水溶液，不管是酸性、堿性或中性，一定存在水的電離，也或多或少的存在H和OH-。且水電離出的CH總等于水電離出的COH-。（2）水的電離是吸熱的，升高溫度，促進(jìn)水的電離，此時(shí)水的電離平衡常數(shù)和水的離子積都增大。如1000C時(shí)，W=1×10-12。（3）影響水的電離平衡的因素：①溫度②H或OH-（抑制）③與H或OH-反應(yīng)的離子（促進(jìn)）。c(H+)與c(OH-)關(guān)系25℃，c(H+)/mol·L-1

溶液酸堿性

cH=cOH-=1×10-7中性cH>cOH->1×10-7酸性cH<cOH-<1×10-7堿性二、溶液的酸堿性與pH值-1、溶液的酸、堿性跟CH、COH-的關(guān)系討論：W100℃=10-12在100℃時(shí)，純水中＞1×10—7mol/L是否說明100℃時(shí)純水溶液呈酸性？不能用等于多少來判斷溶液酸、堿性，只能通過兩者相對(duì)大小比較100℃時(shí)，=1×10—7mol/L溶液呈酸性還是堿性？=1×10—6mol/L否堿性CH﹥1mol/L或COH-﹥1mol/L時(shí)，可直接用CH或COH-表示溶液的酸堿性。一定溫度下CH越大,溶液酸性越強(qiáng)。COH-越大，溶液堿性越強(qiáng)，酸性越弱。CH﹤1mol/L時(shí)，常用PH表示溶液的酸堿性。2、溶液的酸堿性的表示方法溶液的pH1pH的定義：CH的負(fù)對(duì)數(shù)2使用范圍：CH<1mol/L例：cH=0001mol/Lol/LpH=-lg1×10-12=12pH=-lgcHlg2=03lg3=0477溶液的酸堿性c(H+)和c(OH-)的關(guān)系常溫下：c(H+)常溫下：pH中性溶液1×10-7mol/L[H+]＞[OH-]＞7酸性溶液堿性溶液＞1×10-7mol/L＜7=7＜1×10-7mol/L3、溶液的酸、堿性跟pH的關(guān)系溶液的pH值0100110—1210—2310—3410—4510—5610—6710—7810—8910—91010—101110—111210—121310—131410—14酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)4、pH值測(cè)定方法測(cè)定方法：酸堿指示劑法、pH試紙法、pH計(jì)法等。酸堿指示劑一般是弱的有機(jī)酸或弱的有機(jī)堿，他們的顏色變化是在一定的pH值范圍內(nèi)發(fā)生的。我們把指示劑發(fā)生顏色變化的pH值范圍叫做指示劑的變色范圍。pH1234567891011121314甲基橙紅色橙色黃色石蕊紅色紫色藍(lán)色酚酞無色淺紅色紅色pH測(cè)定：①pH試紙測(cè)定：不可先潤(rùn)濕。與比色卡對(duì)照②pH計(jì)（酸度計(jì)）。pH值有關(guān)判斷正誤1、一定條件下ol/L，則溶液pH定為127、相同體積和pH值的鹽酸，醋酸、硫酸中H的物質(zhì)的量相等×××√××√5、pH值的簡(jiǎn)單計(jì)算【例1】計(jì)算下列溶液的PH1溶液，求所得溶液的PH。2氣體（標(biāo)況）溶于1L水中，加水稀釋至5L，求所得溶液的PH。3。4OH2溶液中cH及PH。（1）PH＝12（2）PH＝2（3）PH＝1（4）cH＝10－14mol/LPH＝14【例2】（1）計(jì)算PH＝2的H2SO4溶液中H2SO4和OH－的濃度。（2）求PH＝9的NaOH溶液中cOH－及水電離出的cOH－水。（1）cH2SO4=／LcOH-=10－12mol/L（2）cOH-＝10－5mol/LcOH－水=10－9mol/L第三課時(shí)三、pH值的有關(guān)計(jì)算1、溶液pH的計(jì)算原理關(guān)鍵是先求出CH（1）強(qiáng)酸溶液由CH直接求出pH（2）強(qiáng)堿溶液由COH-先求出CH再求pH。2、計(jì)算類型：例題：計(jì)算250C時(shí)001mol/L的鹽酸溶液和001mol/L的NaOH溶液的pH。答案：2；12pH值計(jì)算1——定義型①酸的稀釋例題：在25℃時(shí)，pH值等于3的鹽酸溶液稀釋到原來的100倍，pH值等于多少？解：pH=-lg=-lg10×10-5=5關(guān)鍵：抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！==10×10-5mol/LpH值計(jì)算2——溶液的稀釋例題：在25℃時(shí)，pH值等于12的強(qiáng)堿溶液稀釋到原來的100倍，pH等于多少？解：稀釋前：=pH=-lg關(guān)鍵：抓住氫氧根離子離子進(jìn)行計(jì)算！稀釋后：===10=1×10-2mol/L=1×10-4mol/L==1×10-10mol/L②堿的稀釋1、①在25℃時(shí)，pH等于2的鹽酸溶液稀釋到原來的10倍，pH等于多少？稀釋到1000倍后，pH等于多少？解：pH=-lgcH=-lg10－2/10=-lg10-3=3此時(shí)不能忽視H2O的電離產(chǎn)生的H＋。設(shè)水產(chǎn)生的cH＋=cOH-=，則有：10－8＋·=10-14≈095×10-7mol/LcH=W/cOH-pH=-lg10-14/095×10-8=14-8098=698由HCl產(chǎn)生的cH=10-5/1000=10-8mol/L②在25℃時(shí)，pH等于5的鹽酸溶液稀釋到原來的1000倍后，pH等于多少？解：pH=-lgcH=-lg10－2/1000=-lg10-5=5練習(xí)溶液的稀釋稀釋后所得溶液的PHPH=3的稀鹽酸加水稀釋100倍PH=2的稀硫酸加水稀釋100倍PH=11的NaOH溶液加水稀釋100倍PH=12的Ba(OH)2溶液加水稀釋100倍PH=5的稀鹽酸加水稀釋1000倍PH=9的NaOH溶液加水稀釋1000倍54910約為7約為7鞏固練習(xí)結(jié)論2：強(qiáng)酸pH=a，加水稀釋10n，則pH=an。結(jié)論4：弱酸pH=a，加水稀釋10n，則pH＜an，但肯定大于a。結(jié)論5：弱堿pH=b，加水稀釋10n，則pH＞b-n，但肯定小于b。結(jié)論3：強(qiáng)堿pH=b，加水稀釋10n，則pH=b-n。結(jié)論6：酸堿無限稀釋，pH只能接近于7，酸不可能大于7，堿不可能小于7。知識(shí)小結(jié):溶液稀釋的PH計(jì)算有關(guān)規(guī)律結(jié)論1：cH或cOH－相差（改變）10倍，PH相差（改變）一個(gè)單位。①?gòu)?qiáng)酸與強(qiáng)酸混合例題：在25℃時(shí)，pH值等于1的鹽酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等體積混合pH值等于多少？解：pH=-lg=-lg（1×10—11×10—4）/（11）=-lg5×10—2=2-lg5=13關(guān)鍵：抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！pH值計(jì)算３——溶液的混合②強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合解：=-lg211=107例題：在25℃時(shí)，pH值等于9和pH值等于11的兩種氫氧化鈉溶液等體積混合pH值等于多少？=（1×10—51×10—3）/11pH=-lg10-14/10-3/2關(guān)鍵：抓住氫氧根離子離子進(jìn)行計(jì)算?、蹚?qiáng)酸與強(qiáng)堿混合例題：在25℃時(shí)，的氫氧化鈉溶液混合后,溶液的pH值等于多少？解：NaOHHCl=NaClH2O006004pH=-lg=-lg002/（0101）=-lg10—1=1關(guān)鍵：酸過量抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！④強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合例題：在25℃時(shí)，的氫氧化鈉溶液混合后,溶液的pH值等于多少？解：NaOHHCl=NaClH2O004006關(guān)鍵：堿過量抓住氫氧根離子進(jìn)行計(jì)算！=0106-04/02=10-14/01pH=-lg10-13=13小結(jié)（1）酸I酸II=2堿I堿II=（3）酸I堿II完全中和：=1×10－7mol/L酸過量：=小結(jié)第四課時(shí)例題：PH1=8的NaOH溶液與PH2=10的NaOH溶液等體積混合，求混合溶液的PH。解：cH1=10－8∴cOH－1=10－6cH2=10－10∴cOH－2=10－4∴cOH－混=10－610－4/2=505×10－5∴POH=5－lg505=43∴PH=97兩溶液等體積混合稀釋后所得溶液的PH甲溶液乙溶液PH=3的HClPH=5的HClPH=2的HClPH=5的HClPH=9的NaOHPH=11的NaOHPH=9的NaOHPH=12的NaOHPH=4的HClPH=10的NaOHPH=3的HClPH=9的NaOHPH=5的HClPH=11的NaOH3323107117733107鞏固練習(xí)知識(shí)小結(jié):混合溶液PH計(jì)算的有關(guān)規(guī)律1、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液的等體積混合，當(dāng)PH相差兩個(gè)或兩個(gè)以上的單位時(shí)，（酸）=PH小03（堿）=PH大－03PH混

2、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的等體積混合若PH酸PH堿=14，則PH混=7若PH酸PH堿＜１４，則PH混=PH酸03若PH酸PH堿＞1４，則PH混=PH堿－03第五課時(shí)人體幾種體液和代謝產(chǎn)物的正常pH人體體液和代謝產(chǎn)物都有正常的pH范圍，測(cè)定人體體液和代謝產(chǎn)物的pH，可以幫助了解人的健康狀況。一些體液和代謝產(chǎn)物的正常pH如上圖所示。三、pH值的應(yīng)用作物pH作物pH水稻6~7生菜6~7小麥6.3~7.5薄荷7~8玉米6~7蘋果5~6.5大豆6~7香蕉5.5~7油菜6~7草莓5~7.5棉花6~8水仙花6~6.5馬鈴薯4.8~5.5玫瑰6~7洋蔥6~7煙草5~6一些重要農(nóng)作物最適宜生長(zhǎng)的土壤的pH值酸堿中和滴定一、酸堿中和滴定基本原理：1、化學(xué)分析的分類：鑒定物質(zhì)組成成分，叫做———————；測(cè)定物質(zhì)組成成分的含量，叫做———————；定性分析定量分析酸堿中和滴定就是一種基本定量分析方法2、酸堿中和滴定的定義用已知來測(cè)定————————————————————的定量分析方法叫做酸堿中和滴定；物質(zhì)的量濃度堿（或酸）的酸（或堿）未知物質(zhì)的量濃度的一、酸堿中和滴定基本原理：HOH－=H2O酸堿中和滴定3、原理：中和反應(yīng)當(dāng)n（H=nOH-,完全中和對(duì)于一元酸與一元堿反應(yīng)時(shí)：C酸V酸=C堿V堿4、關(guān)鍵：①準(zhǔn)確測(cè)出參加反應(yīng)的兩種溶液的體積。②準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好進(jìn)行完全。突躍范圍加入NaOH溶液的體積VmL溶液的pH“突躍”的存在為準(zhǔn)確判斷終點(diǎn)提供了方便1酸堿中和滴定所需的儀器酸式滴定管堿式滴定管錐形瓶鐵架臺(tái)滴定管夾移液管洗耳球二、酸堿中和滴定所需的儀器和試劑1、如何判斷酸式滴定管和堿式滴定管？4、滴定管準(zhǔn)確讀到多少毫升？可估讀到多少毫升？2、量筒和滴定管的“0”刻度位置是否一致？3、量筒和滴定管哪個(gè)更精確一些？想一想：中和滴定——主要實(shí)驗(yàn)儀器量取液體常用儀器：量筒、移液管、滴定管量筒：粗量?jī)x，、，無“O”刻度。移液管：精量?jī)x，準(zhǔn)確量取一定量的試液中和滴定時(shí)用來量取待測(cè)液）滴定管標(biāo)有溫度、容積、“0”刻度在最高點(diǎn)思考：“0”刻度在最高點(diǎn)的構(gòu)造有何好處？常用規(guī)格：25mL、50mL思考：25mL量程的滴定管只能盛放25mL的液體嗎？最小分刻度：，（精量?jī)x可估讀一位，粗量?jī)x不能估讀）中和滴定——主要實(shí)驗(yàn)儀器三、酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)操作滴定錐形瓶的準(zhǔn)備滴定管的準(zhǔn)備計(jì)算檢漏—洗滌—潤(rùn)洗—注液—趕氣泡—調(diào)液—讀數(shù)潤(rùn)洗：用標(biāo)準(zhǔn)液或待測(cè)液分別潤(rùn)洗酸式滴定管和堿式滴定管。調(diào)液：調(diào)節(jié)液面至零或零刻度線以下。如果尖嘴部分有氣泡，要排出氣泡。讀數(shù)：視線和凹液面最低點(diǎn)相切（平視）滴定管的準(zhǔn)備洗滌后，用滴定管注入一定體積的待測(cè)溶液到錐形瓶中，滴加2-3滴指示劑?！灰锤蓛艏纯?/p>

錐形瓶的準(zhǔn)備1、取標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液：用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗酸式滴定管1~2次；注入標(biāo)準(zhǔn)液至“0”刻度線以上；固定在滴定管夾上；迅速轉(zhuǎn)動(dòng)活塞將尖嘴氣泡排除并調(diào)整液面在“0”刻度以下。記下準(zhǔn)確讀數(shù)。操作步驟：2、取待測(cè)NaOH溶液：用待測(cè)液潤(rùn)洗堿式滴定管1~2次；注入待測(cè)液至“0”刻度線以下；固定在滴定夾上；迅速擠壓玻璃球，將尖嘴氣泡排出；調(diào)整液面在“0”或“0”刻度線以下，準(zhǔn)確記下讀數(shù)。往潔凈的錐形瓶?jī)?nèi)準(zhǔn)確放入2500毫升的堿液。操作步驟：3、滴定滴定至終點(diǎn)—記錄讀數(shù)—重復(fù)2-3次滴定過程中注意：左手：控制活塞活塞朝右，滴液先快后慢）右手：持錐形瓶，不斷旋轉(zhuǎn)。眼睛：錐形瓶中的顏色變化滴定的速度滴定終點(diǎn)判斷：溶液顏色發(fā)生變化且在半分鐘內(nèi)不恢復(fù)滴定—根據(jù)cHClVHCl=cNaOHVNaOH例：標(biāo)準(zhǔn)液滴定某濃度的NaOH溶液。這位同學(xué)做了三次平行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如下表，根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算此鹽酸溶液的濃度。計(jì)算實(shí)驗(yàn)編號(hào)待測(cè)NaOH溶液的體積（mL）滴定前酸的讀數(shù)（mL）滴定終點(diǎn)酸的讀數(shù)（mL）125.000.0022.30225.001.0023.34325.002.0024.32酸堿