第三章水溶液中的離子平衡 第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性 思考 1 回憶常見的弱電解質(zhì)有 2 寫出水的電離方程式及電離常數(shù)表達(dá)式 弱酸 弱堿 水 H2O H2OH3O OH 3 根據(jù)上式是否可以說水中氫離子濃度與氫氧根離子濃度乘積也是常數(shù) c H c OH K電離 c H2O 實(shí)驗(yàn)測得 在25 水電離出來的c H c OH 10 7mol L Kw c H c OH 10 14 是一個(gè)常數(shù) c H c OH Kw Kw叫做水的離子積常數(shù) 簡稱水的離子積 影響KW的因素 KW只隨溫度而變 與濃度無關(guān) 溫度升高 KW值增大 2 水的電離過程為H2OH OH 在不同溫度下其離子積為KW25 1 10 14 KW35 2 1 10 14 則下列敘述正確的是A H 隨著溫度的升高而降低B 在35 時(shí) 純水中 H OH C 水的電離常數(shù)K25 K35D 水的電離是一個(gè)吸熱過程 D 條件改變對水的電離平衡及Kw的影響 減小 逆向移動(dòng) 正向移動(dòng) 正向移動(dòng) 不移動(dòng) 增大 增大 增大 增大 增大 減小 不變 不變 不變 不變 不變 結(jié)論 加酸或堿抑制水的電離 加弱離子 如CH3COO NH4 促進(jìn)水的電離 思考 1 分別寫出鹽酸溶液中 氫氧化鈉溶液中存在的電離方程式2 P46思考與交流1 2 3 結(jié)論1 無論是酸溶液中還是堿溶液中都同時(shí)存在H 和OH 溶液的酸堿性跟H 和OH 濃度的關(guān)系 中性溶液 酸性溶液 堿性溶液 c H c OH c H c OH c H c OH 結(jié)論2 在任何水溶液中 均存在水的電離平衡 Kw c H c OH 均成立 25 Kw25 10 14 溶液的酸堿性 無論是酸溶液中還是堿溶液中都同時(shí)存在H 和OH 而且在一定溫度下是定值 常溫下 溶液的酸堿性跟H 和OH 濃度的關(guān)系 中性溶液 酸性溶液 堿性溶液 c H c OH 1 10 7mol L c H 1 10 7mol L c OH c H 1 10 7mol L c OH 3 判斷在鹽酸溶液中下列離子濃度間的關(guān)系C H 水C OH 水C H 溶液C OH 溶液C H 酸C H 水在鹽酸溶液中Kw c H c OH 公式中的c H c OH 指的是上述中的哪一個(gè) 4 同理 判斷在氫氧化鈉溶液中下列離子濃度間的關(guān)系C H 水C OH 水C H 溶液C OH 溶液C OH 堿C OH 水在氫氧化鈉溶液中Kw c H c OH 公式中的c H c OH 指的是上述中的哪一個(gè) 由水電離出的H 和OH 總是相等 1 計(jì)算 1 25 時(shí) 1mol L鹽酸中由水電離的氫離子濃度是多少 2 25 時(shí) 1mol L氫氧化鈉溶液中由水電離的氫氧根離子濃度是多少 2 某溶液中由水電離產(chǎn)生的c H H2O 10 12mol L 則該溶液呈酸性還是堿性 并求算該溶液中c H 的可能值 解答 c H 水 c OH 水 10 12mol L若c H 溶液 c H 水 10 12mol L則c OH 溶液 10 2mol L溶液顯堿性若c OH 溶液 c OH 水 10 12mol L則c H 溶液 10 2mol L溶液顯酸性 1 回憶初中所學(xué)常溫下PH大小與溶液酸堿性的關(guān)系2 結(jié)合溶液酸堿性與氫離子濃度的關(guān)系 思考 PH與氫離子濃度有何關(guān)系 中性溶液 酸性溶液 堿性溶液 c H c OH 1 10 7mol L c H c OH c H c OH pH 7 pH 7 pH 7 計(jì)算下列溶液的PH 通過計(jì)算結(jié)果思考 表示溶液的酸堿性什么時(shí)候用PH更加方便 25 10 5mol L鹽酸1mol L鹽酸2mol L鹽酸25 10 5mol L氫氧化鈉溶液1mol L氫氧化鈉溶液2mol L氫氧化鈉溶液 溶液的pH值 1 意義 表示溶液酸堿性的強(qiáng)弱 2 表示 用H 物質(zhì)的量濃度的負(fù)對數(shù)來表示 3 計(jì)算公式 pH lgc H 4 用pH值表示c H 或c OH 1mol L的溶液的酸堿性不用PH表示 有關(guān)pH的計(jì)算 1 單一溶液的計(jì)算 強(qiáng)酸溶液 pH lgc H 強(qiáng)堿溶液 先求c H Kw c OH pH lgc H 一元弱酸溶液 設(shè)濃度為cmol L 電離度為 c H c mol L pH lgc H lgc 一元弱堿溶液 設(shè)濃度為cmol L 電離度為 先求c H Kw c OH Kw c pH lgc H 例1 求1 10 3mol LH2SO4溶液的PH 例2 求0 1mol LBa OH 2溶液的PH 例3 求25 時(shí)0 1mol L氨水 1 33 溶液的PH 例1 在10mL10 4mol LHCl溶液中加水至100mL時(shí) 溶液的PH值是 若加水至105mL時(shí) 溶液的PH值 例2 在10mLPH 10的NaOH溶液中加水至1000mL時(shí) 溶液的PH值是 若加水至106mL時(shí) 溶液的PH值 5 PH 7但略小于7 8 PH 7但略大于7 例5 將PH 6的HCl和PH 10的NaOH溶液等體積混合 求該混合溶液的PH值 例3 將PH 1和PH 3的鹽酸溶液等體積混合 求該混合溶液的PH值 例4 將PH 11和PH 13的NaOH溶液等體積混合 求該混合溶液的PH值 有關(guān)pH的計(jì)算 4 一強(qiáng)一弱的酸 堿溶液等體積混合后溶液的pH 溶液的pH之和為14 則 誰弱顯誰性 5 強(qiáng)酸 強(qiáng)堿溶液混合后溶液的計(jì)算 兩強(qiáng)酸混合 兩強(qiáng)堿混合 一者過量 注意 酸性溶液算c H 堿性溶液先算c OH 再算c H pH的測定方法 1 酸堿指示劑 判斷溶液的酸堿性 2 pH試紙 測定溶液的pH 廣泛試紙識(shí)別差值為1 精密pH試紙識(shí)別差值為0 1 試紙的使用方法 用干燥潔凈的玻璃棒蘸取溶液滴在試紙上 在半分鐘內(nèi)將試紙與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對照得pH 3 pH計(jì) 精確測定溶液的pH 0 01 練習(xí)1 pH 1的兩種酸溶液A B各1mL 分別加水稀釋到1000mL 其pH值與溶液體積的關(guān)系如圖 下列說法正確的是 A A B兩種酸溶液的物質(zhì)的量濃度一定相等B 稀釋后 A酸溶液的酸性比B酸溶液強(qiáng) C 若a 4 則A是強(qiáng)酸 B是弱酸 D 若1 a 4 則A B都是弱酸 2 用pH試紙測定某無色溶液的pH時(shí) 規(guī)范的操作是 A 將pH試紙放入溶液中觀察其顏色變化 跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較B 將溶液倒在pH試紙上 跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較C 用干燥的潔凈玻璃棒蘸取溶液 滴在pH試紙上 跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較D 在試管內(nèi)放入少量溶液 煮沸 把pH試紙放在管口 觀察顏色 跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較 C C 三 pH的應(yīng)用 pH的測定和控制在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 科學(xué)實(shí)驗(yàn)和醫(yī)療等方面都很重要 酸堿中和滴定 思考幾個(gè)問題 1 中和滴定定義 原理 2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑 3 如何應(yīng)用滴定管 4 實(shí)驗(yàn)步驟 滴定終點(diǎn)的判斷 1 定義 酸堿中和滴定 用已知物質(zhì)的量濃度的酸 或堿 來測定未知濃度的堿 或酸 的方法 即標(biāo)準(zhǔn)液 即待測液 3 實(shí)驗(yàn)儀器 酸式滴定管堿式滴定管鐵架臺(tái)滴定管夾錐形瓶 你知道酸堿滴定管的區(qū)別嗎 常見量器簡介 量筒 滴定管 移液管 1 量筒 粗量儀 50mL量筒最小分刻度為1mL讀數(shù)精確到0 1mL 無 O 刻度 2 滴定管類型 酸式滴定管 盛裝酸性 強(qiáng)氧化性的溶液 堿式滴定管 盛裝堿性溶液 標(biāo)識(shí) 標(biāo)有溫度 規(guī)格 刻度 0 刻度在最高點(diǎn) 常用規(guī)格 25mL 50mL 最小分刻度 0 1mL 讀數(shù)精確到0 01mL思考 25mL量程滴定管只能盛放25mL的液體嗎 0刻度在上 上下部各有一段無刻度 4 滴定管的使用 1 檢查是否漏水2 洗滌 先水洗 再用待裝液潤洗2 3次3 裝 趕 調(diào) 先裝入液體至 0 刻度以上2 3厘米處 排凈氣泡后調(diào)整液面到 0 或 0 以下 記下刻度 注意平視不能仰視或俯視4 滴液 左手握住滴定管活塞 或擠壓玻璃球 右手搖動(dòng)錐形瓶 眼睛注視著錐形瓶顏色的變化 練2 50ml的滴定管盛有溶液 液面恰好在20 00處 若把滴定管中溶液全部排出 則體積 A 等于30B 等于20C 大于30D 小于30 C 練1 量取25 00mL KMnO4溶液可選用儀器 A 50mL量筒 B 100mL量筒C 50mL酸式滴定管 D 50mL堿式滴定管 C 5 實(shí)驗(yàn)步驟 1 查漏 用自來水 滴定管是否漏水 旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活2 洗滌 滴定管 先用自來水沖洗 再用蒸餾水清洗2 3次 然后用待裝液潤洗 錐形瓶 自來水沖洗 蒸餾水清洗2 3次 不能用待盛液潤洗 3 裝液 裝 趕 調(diào) 4 滴液 滴定終點(diǎn)達(dá)到后 半分鐘顏色不變 再讀數(shù) 復(fù)滴2 3次 讀數(shù) 視線和凹液面最低點(diǎn)相切 練習(xí) 以標(biāo)準(zhǔn)的鹽酸溶液滴定未知的NaOH溶液的實(shí)驗(yàn)步驟如下 請?zhí)羁瞻?滴定前的準(zhǔn)備工作依次為 從中準(zhǔn)確量取20 00mL待測的NaOH溶液放入中 滴加幾滴振蕩 此時(shí)溶液為色 滴定 將錐形瓶放在酸式滴定管下 下面墊一張白紙 左手使酸液滴入錐形瓶內(nèi) 同時(shí)右手 滴定過程中一般是先后同時(shí)眼睛要注視 查漏 洗滌 裝液 堿式滴定管 錐形瓶 酚酞 紅 控制活塞 搖動(dòng)錐形瓶 快 慢 錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化 當(dāng)加入最后一滴鹽酸 錐形瓶內(nèi)溶液顏色由色剛好變?yōu)樯珪r(shí) 且即達(dá)滴定終點(diǎn) 讀數(shù)時(shí)眼睛要精確到mL 滴定終點(diǎn)的判斷 紅 無 半分鐘內(nèi)不變色 0 01 記錄終點(diǎn)讀數(shù) 與凹液面最低點(diǎn)及刻線水平 2001全國 用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度 參考右圖 從下表中選出正確選項(xiàng) CD 6 指示劑的選擇及滴定終點(diǎn)的判斷 1 指示劑 甲基橙3 1 4 4紅 橙 黃酚酞8 10無 淺紅 紅 不用石蕊作指示劑原因 顏色變化不明顯變色范圍太大 2 指示劑的選擇原則 變色要明顯變色靈敏 即變色范圍越窄越好 變色范圍盡可能與所生成鹽的酸 堿性范圍一致 強(qiáng)酸 強(qiáng)堿滴定 呈中性酚酞或甲基橙強(qiáng)酸滴定弱堿 呈酸性甲基橙強(qiáng)堿滴定弱酸 呈堿性酚酞 3 滴定終點(diǎn)的判斷 指示劑的顏色發(fā)生突變并且半分鐘不變色即達(dá)到滴定終點(diǎn) 終點(diǎn)的判斷是滴定實(shí)驗(yàn)是否成功的關(guān)鍵 決定誤差原因 其中 C 標(biāo) V 測 是已知的數(shù)據(jù) 因此C 測 的大小只由V 標(biāo) 讀數(shù) 決定 只要直接或者間接的能引起 讀數(shù) 的變化 則C 測 也隨著變化 且二者的變化是成正比例變化 已知 已知 讀數(shù) 誤差分析 誤差分析 偏大 偏小或無影響 1 洗滌儀器 滴定管 錐形瓶 A 滴定前 在用蒸餾水洗滌滴定管后 未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗 B 滴定前盛放氫氧化鈉溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥C 滴定前 用待測液潤洗錐形瓶2 氣泡 滴定前 滴定管尖端有氣泡 滴定后氣泡消失 3 讀數(shù) 仰視 俯視 讀取標(biāo)準(zhǔn)液的刻度時(shí) 滴定前平視 滴定后俯視 偏大 無影響 偏大 偏大 偏小 俯視圖 仰視圖 仰視視線 讀數(shù)偏大 俯視視線 讀數(shù)偏小 滴定管讀數(shù)誤差 先仰后俯 V V 后 V 前 偏小 先俯后仰 V V 后 V 前 偏大 滴定管讀數(shù)誤差 以鹽酸做標(biāo)準(zhǔn)液滴定氨水時(shí) 用酚酞做指示劑 測定的氨水的濃度將 4 指示劑選擇不當(dāng)會(huì)有誤差 偏低 因?yàn)榍『猛耆磻?yīng)時(shí) 生成的NH4Cl溶液的pH值小于7 而酚酞的變色范圍是8 10 滴入鹽酸到pH為8就終止實(shí)驗(yàn)了 用去的鹽酸偏少 所以應(yīng)選用甲基橙為好 5 雜質(zhì)的影響 看雜質(zhì)是否消耗標(biāo)準(zhǔn)液 如果消耗標(biāo)準(zhǔn)液且多于待測液則 6 操作誤差 A 滴定過程中 錐形瓶振蕩太劇烈 有少量溶液濺出 B 滴定后 滴定管尖端掛有液滴未滴入錐形瓶中 偏大 偏低 偏大 1 圖中圖I表示10mL量筒中液面的位置 A與B B與C刻度相差1mL 如果刻度A為6 量筒中液面的體積是mL 2 圖II表示50mL滴定管中液面的位置 如果液面處的讀數(shù)是a 則滴定管中液體的體積 填代號(hào) A 是amLB 是 50 a mLC 一定大于amLD 一定大于 50 a mL3 若圖I表示50mL滴定管中液面位置 A與C刻度間相差1mL 如果刻度A為6 則液面讀數(shù)為mL 5 8 D 6 10 010203040V NaOH mL 12108642 PH 顏色突變范圍 中和滴定曲線 酚酞 甲基橙