資源簡介

(共32張PPT)
水的電離
WATER IONIZATION
一、水的電離
水的電離/WATER IONIZATION
純水的導(dǎo)電實驗
H2O H+ + OH-
H+為裸質(zhì)子，不穩(wěn)定，與水結(jié)合，形成H3O+，即水合氫離子
1. 電離方程式：H2O+H2OH3O++OH-
1.表達(dá)式：
K = c(H+)·c(OH-)
二、水的離子積常數(shù)
2.影響因素：
只受溫度影響
水的電離/WATER IONIZATION
W
H2O H+ + OH-
3.適用范圍：水的離子積不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)水溶液（酸、堿、鹽）
升高溫度，促進(jìn)水的電離，水的離子積增大。
探究：1.分析下表中的數(shù)據(jù)有何規(guī)律，并解釋。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
KW/10-14 0.114 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0
100℃純水中：c(H+) c(OH-) mol/L
25℃純水中： c(H+) c(OH-) mol/L
2.用“=”“>”或“< ”填空：
=
≈
=
≈
水的電離/WATER IONIZATION
1.0×10-7
7.4×10-7
25℃
KW = c(H+)·c(OH-)≈1.0×10-14
100℃
KW = c(H+)·c(OH-)≈1.0×10-12
1.0×10-6
條件 水的電離平衡移動方向 c(H＋) c(OH－) 電離度 c(H＋)與c(OH－)
大小關(guān)系
加熱
通HCl(g)
加NaOH(s)
加NaHSO4(s)
加Na(s)
正向
逆向
逆向
增大
增大
減小
增大
減小
增大
正向
減小
增大
水的電離/WATER IONIZATION
三、水的電離平衡的影響因素
水的電離方程式為：H2O H+ + OH-，其平衡移動的分析，符合勒夏特列原理。
增大
減小
減小
增大
逆向
增大
減小
減小
c(H＋) =c(OH－)
c(H＋) ＞c(OH－)
c(H＋) ＜c(OH－)
c(H＋) ＜c(OH－)
c(H＋) ＞c(OH－)
1
1×10-7
1×10-14
1×10-14
1
1×10-7
25℃下，KW = c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14
通HCl(g)
c(H+)/mol·L-1
c(OH-)/ mol·L-1
水的電離/WATER IONIZATION
c(H+)＞ c(OH-) 溶液顯酸性
c(H+)＝ c(OH-) 溶液顯中性
室溫下，0.1 mol/L的稀鹽酸中， c(H+)與c(OH-)各多少？
H2O H+ + OH-
c(H+) ≈ 0.1 mol/L
HCl === H+ + Cl-
c(OH-) = Kw /c(H+)＝ 1.0×10-13 mol/L
室溫下， Kw = 1.0×10-14
水的電離/WATER IONIZATION
0.1 mol/L
＜1.0×10-7 mol/L
1.0×10-13 mol/L
1.在任何水溶液中，c(H＋)、 c(OH－) 可能不同，但是任何水溶液中水電離的c水(H＋)、 c水(OH－) 總是相等。
2.任何水溶液中都存在Kw＝c(H＋) . c(OH－)， c(H＋)、 c(OH－) 表示溶液中總物質(zhì)的量濃度。
總結(jié)歸納——c(H＋)、 c(OH－)的相關(guān)計算
水的電離/WATER IONIZATION
室溫下，由水電離產(chǎn)生的 c(H+) = 10-13 mol/L，
該溶液是酸性還是堿性？
可能是酸性（如0.1mol/L的稀鹽酸）也可能是堿性（如0.1mol/L的NaOH溶液）
水的電離/WATER IONIZATION
【例1】室溫下，由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=10-11mol/L的溶液中，一定大量共存的離子組（ ）
A．Na+ 、 NH4+ 、Cl- 、SO42- B．S2- 、CH3COO- 、Na+ 、K+
C．K+ 、 Na+ 、 I- 、NO3- D．K+ 、 Na+ 、NO3- 、 SO42-
D
非常好做的題目/THE PROBLEM EASY TO SOLVE
c(H+)/mol·L-1
c(OH-)/ mol·L-1
1×10-7
1×10-7
0
水的電離/WATER IONIZATION
②滴加鹽酸
常溫下，KW = c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14
①滴加NaOH溶液
1×10-6
1×10-6
T1
T2
T1＜T2
水的電離/WATER IONIZATION
五、溶液的酸堿性與pH
【思考2】pH=7的溶液一定呈中性嗎
【思考3】100 ℃時,KW =1.0×10-12,pH=7的溶液酸堿性如何
【思考1】某溶液中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，該溶液一定呈酸性嗎？
水的電離/WATER IONIZATION
五、溶液的酸堿性與pH
①酸堿指示劑法（只能粗略測定溶液的pH范圍，不能準(zhǔn)確測定出pH的具體值）
指示劑 pH變色范圍 酸色 堿色
甲基橙 3.1~4.4 紅（pH<3.1） 黃（pH>4.4）
石蕊 5.0~8.0 紅（pH<5.0） 藍(lán)（pH>8.0）
酚酞 8.2~10.0 無（pH<8.2） 紅（pH>10.0）
1.溶液酸堿性的測定方法
水的電離/WATER IONIZATION
五、溶液的酸堿性與pH
②利用pH試紙測定
1.溶液酸堿性的測定方法
類型：廣泛pH試紙(最常用) 、精密pH試紙、 專用pH試紙。
廣泛pH試紙
精密pH試紙
精度 :讀整數(shù)
精度 :讀至小數(shù)點(diǎn)后1位
水的電離/WATER IONIZATION
五、溶液的酸堿性與pH
②利用pH試紙測定
1.溶液酸堿性的測定方法
使用方法：取一小段pH試紙于干燥潔凈的玻璃片(或表面皿)上， 用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測液點(diǎn)在試紙的中央，當(dāng)試紙顏色變化穩(wěn)定后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照,讀出pH。
· pH試紙不能用水濕潤
·不能把pH試紙插入待測液
·不能測有色溶液、漂白性、強(qiáng)氧化性溶液的pH
注意事項：
氯水、雙氧水、次氯酸鹽溶液
濃硫酸、濃硝酸、高錳酸鉀溶液
水的電離/WATER IONIZATION
五、溶液的酸堿性與pH
③利用pH計
1.溶液酸堿性的測定方法
pH計，又叫 ，可用來精密測量溶液的pH（讀至小數(shù)點(diǎn)后2位)，其量程為 。
酸度計
0～14
【例2】水的電離常數(shù)如圖所示，曲線上的點(diǎn)都符合c(H＋)·c(OH－)＝常數(shù)，下列說法錯誤的是(　　)
A．圖中溫度：T1＞T2
B．圖中五點(diǎn)Kw間的關(guān)系：B＞C＞A＝D＝E
C．A、B點(diǎn)均代表純水的電離情況
D．若處在A點(diǎn)時，將0.01 mol·L－1的鹽酸與由水電離的c(H＋)＝1.0×10－12 mol·L－1的KOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性
D
非常好做的題目/THE PROBLEM EASY TO SOLVE
【例3】水的電離平衡圖像如圖所示。已知pOH=-lgc(OH-)，下列說法正確的是
A．各點(diǎn)對應(yīng)的水的離子積：Kw(f)>Kw(b)= Kw(d)
B．T1>T2
C．向b點(diǎn)溶液中加入少量NaOH，其組成由b點(diǎn)向d點(diǎn)移動
D．在T2溫度下，pH=10的NaOH溶液中由水電離出的
D
非常好做的題目/THE PROBLEM EASY TO SOLVE
水的電離/WATER IONIZATION
六、pH的計算
1.單一溶液的pH計算
按照要求填空：
（1）常溫下，0.05 mol·L－1的硫酸溶液的pH＝____________。
（2）常溫下，0.001 mol·L－1的氫氧化鉀溶液的pH＝_________。
（3）常溫下，pH＝12的Ba(OH)2的濃度是________ mol·L－1。
（4）已知CH3COOH的電離常數(shù)Ka＝2×10－5，0.1 mol/L的CH3COOH溶液，pH＝________。（已知：lg2=0.3）
1
11
0.005
2.85
水的電離/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH計算
例：常溫下，將pH=2的鹽酸與pH=5的鹽酸等體積混合，計算混合溶液的pH。(已知lg2=0.3、lg5=0.7)
鹽酸：c(H+) = 10-2mol/L
硫酸：c(H+) =10-5mol/L
c(H+)混
=
10-2 +10-5
2
2
≈
10-2
注意：當(dāng)離子濃度相差100倍及以上的時候，可忽略離子濃度小的。
pH = -lgc(H+) = 2 + lg2 =2.3
①強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合
先算c(H+)混，再求pH
(忽略稀溶液體積變化，混合溶液總體積求算可直接兩溶液體積相加)
水的電離/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH計算
例2、在25 ℃時，pH＝2的鹽酸溶液與pH＝4的鹽酸等體積混合，混合后溶液的pH= 。（lg2=0.3）
2.3
例1、將200 mL 0.005 mol/L的鹽酸和100 mL 0.02 mol/L的鹽酸混合后，所得溶液的pH為 。
2
水的電離/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH計算
②強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合
例：常溫下，將pH=12和pH=10的兩氫氧化鈉溶液等體積混合，計算混合溶液的pH。(已知lg2=0.3、lg5=0.7)
先算c(OH-)混，再求c(H+)混，最后求pH
pH=12：c(OH-) = 10-2mol/L
pH=10：c(OH-) = 10-4mol/L
c(OH-)混
=
10-2 +10-4
2
2
≈
10-2
c(H+)混
=
Kw
c(OH-)混
pH = -lgc(H+) = -lg2 + 12 =11.7
水的電離/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH計算
③強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合
先計算酸溶液中n(H＋)和堿溶液中n(OH－)，判斷酸堿反應(yīng)后是酸剩余還是堿剩余還是酸堿恰好完全反應(yīng)。
若n(H＋)>n(OH－),則酸剩余，計算混合溶液中剩余的c(H＋)，
再計算pH＝-lg c(H＋)
若n(H＋)的c(OH－)，c(H＋)= ，再計算pH＝-lg c(H＋)
若n(H＋)=n(OH－),則酸堿恰好完全反應(yīng)，溶液顯中性，常溫下溶液的pH=7。
水的電離/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH計算
【例3】常溫時，pH=8的NaOH和pH=4的HCl溶液等體積混合，求混合溶液的pH。
水的電離/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH計算
【例4】常溫下，求算pH=4的鹽酸與pH=12的氫氧化鈉等體積混合后的pH。
水的電離/WATER IONIZATION
1、常溫下將 pH＝2的鹽酸和pH＝11的氫氧化鈉溶液，以體積比1∶9混合后，溶液的pH是(　　)
A．3 B．4 C．9 D．10
B
2、常溫下，pH＝13的強(qiáng)堿溶液與pH＝2的強(qiáng)酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，則強(qiáng)堿溶液與強(qiáng)酸溶液的體積比是 (　　)
A．11∶1 B．9∶1 C．1∶11 D．1∶9
D
水的電離/WATER IONIZATION
例：取1mL pH=3的硫酸溶液加水稀釋到100mL，溶液的pH變?yōu)槎嗌伲?br/>c(H+) =
pH = - lgc(H+) = - lg10-5 = 5
10-3 mol/L×10-3 L
=10-5 mol/L
10-1 L
[思考]
若稀釋到體積為原來的103倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲?br/>若稀釋到體積為原來的105倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲?br/>pH 會無限接近于7
思考：將pH=3的醋酸稀釋100倍后，溶液的pH等于5 嗎？
pH<5
3、溶液的稀釋后的pH計算
水的電離/WATER IONIZATION
[思考]
若稀釋到體積為原來的103倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲?br/>若稀釋到體積為原來的105倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲?br/>pH＝8
pH＝6
例：在25℃時，pH=11的NaOH溶液稀釋到原來的100倍，pH 等于多少？
c(OH-) =
pH = - lgc(H+) = - lg10-9 = 9
10-3 mol/L×10-3 L
=10-5 mol/L
10-1 L
c(H+) =Kw/c(OH-)=10-9 mol/L
pH 會無限接近于7
思考：將pH=11的氨水稀釋100倍后，溶液的pH是否等于9？
pH>9
水的電離/WATER IONIZATION
【總結(jié)】酸、堿稀釋時 pH 變化規(guī)律
（1）pH = a 的強(qiáng)酸溶液，稀釋10m 倍，pH = a + m
pH = a 的弱酸溶液，稀釋10m 倍，a＜pH＜a + m
（2）pH = b 的強(qiáng)堿溶液，稀釋10n 倍，pH = b - n
pH = b 的弱堿溶液，稀釋10n 倍，b - n＜pH＜b
（3）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。
3、溶液的稀釋后的pH計算
水的電離/WATER IONIZATION
1.常溫下，pH=10的X、Y兩種堿溶液各1mL，分別加水稀釋到100mL，其pH與溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．稀釋前，兩種堿溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度
一定相等
B．稀釋后，X溶液的堿性比Y溶液的堿性強(qiáng)
C．完全中和X、Y溶液時，消耗同濃度鹽酸的
體積：VX>VY
D．若8D
水的電離/WATER IONIZATION
2.在25 ℃時,有pH為a的HCl溶液和pH為b的NaOH溶液,取Va L該HCl溶液用該NaOH溶液中和,需Vb L NaOH溶液。請回答下列問題:
(1)若a+b=14,則Va∶Vb=　　　　　　　　。
(2)若a+b=13,則Va∶Vb=　　　　　　　　。
(3)若a+b>14,則Va∶Vb=　　　　　　　　,且Va　　　(填“>”“<”或“=”)Vb。
答案:(1)1∶1　(2)1∶10 (3)10a+b-14　>
總結(jié)歸納
水的電離
1.水的電離與電離方程式
2.水的電離平衡的影響因素
H2O H+ + OH-
溫度
濃度
加酸、堿或強(qiáng)酸的酸式鹽
加與H+或OH-反應(yīng)的物質(zhì)
3.水的離子積常數(shù)
表達(dá)式
影響因素
適用范圍
4. Kw的應(yīng)用

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