3.3 水的离子积和溶液的pH（课件）-【中职专用】高中化学同步精品课堂（高教版2023·通用类）

化 学 通用类 高等教育出版社 主题三 溶液与水溶液中的离子反应 3.3 水的离子积和溶液的pH 主题三 溶液与水溶液中的离子反应 3.3 水的离子积和溶液的pH 学习目标 1.通过水的导电实验认识水的解离，了解水的离子积常数，发展宏观辨识与微观探析等化学学科核心素养。 2.通过比较溶液中[H+]和[OH-]的相对大小，判断溶液的酸碱性，认识溶液的酸碱性与 pH 的关系，掌握用试纸测定溶液 pH 的方法；发展现象观察与规律认知等化学学科核心素养。 3. 通过实践活动了解国家标准对生产、生活用水及污水、工业废水等关于pH的规定，讨论溶液酸碱性对生产、环境和生活的影响，知道溶液 pH 的调控在工农业生产和科学研究中的应用，发展科学态度与社会责任等化学学科核心素养。 情境与问题 洁厕灵和食醋常被视为生活中的除垢利器，但两者的除垢能力有很大差别。想一想，其中的原因是什么？ （a）洁厕灵 （b）食醋 洁厕灵和食用醋都能去除污垢，区别是洁厕灵的主要成分是 盐酸，属于强酸， 食用醋的主要成分是醋酸， 是弱酸。 安全用电常识中指出，不能用湿手触摸带电的家用电器， 否则可能导致触电事故。 水为什么会导电？其中是否含有自由移动的离子？ 水能导电，说明水中存在自由移动的离子， 即水可以发生解离。而纯水的导电性很差，说明水中离子的量很少，解离程度很微弱。 情境与问题 一.水的离子积 精确的实验证明：水是一种极弱的电解质，能微弱的解离。 H2O H++OH- 实验测得，在25 ℃时，1 L纯水中解离出的H+和OH-都是1×10-7 mol， 根据弱电解质的解离平衡的相关知识，计算水的解离常数。 简写为 根据弱电解质的解离平衡理论， 水的解离常数表达式为： 由于水的解离程度极小，相对1 L的水来说，已解离部分可以忽略不计，因此， 表达式中[H2O]几乎不变， 可以视为常数 一.水的离子积 1.水的离子积常数 水的解离平衡常数表达式可以改写成： Kw是水中[H+]和[OH–]的乘积，叫作水的离子积常数，简称水的离子积。 一.水的离子积 在25 ℃时，每升水中有1×10–7 mol的水分子解离。则在纯水中： [H+] = [OH–] = 1×10–7 mol/L = 1×10–7×1×10–7 = 1 ×10–14 所以 在稀溶液中，溶质的浓度很小。[H2O]同样可以看成是个常数，因此不管是在纯水还是稀溶液中，[H+]和[OH–]的乘积都是一个常数。 Kw不仅适用于纯水中，还适用于任何以水作溶剂的稀溶液。 一.水的离子积 观察表3-3-1中的水的离子积常数，说说你的发现？ 温度/℃ 0 10 20 25 50 100 Kw/×10-14 0.134 0.292 0.681 1.01 5.47 55.0 表3-3-1不同温度下水的离子积常数 Kw = 1×10–14 点拨 Kw是温度的函数，温度升高，Kw增大。在温度变化不大时，可近似看成常数。常温下该数值一般可以认为是1×10–14。 2.水的离子积常数的影响因素 一.水的离子积 依据弱电解质解离平衡的影响因素和水的离子积，小组合作讨论影响水的解离的因素，并填写表3-3-2。 表3-3-2 影响水解离平衡的因素(25℃） [H+] [OH-] [H+]与[OH-]大小比较 Kw 酸碱性 水的解离平衡 水 / / 相等 1×10-14 中性 / 加酸 1×10-14 加碱 1×10-14 增大 减小 [H+]>[OH-] 酸性 逆向移动 减小 增大 [H+] <[OH-] 碱性 逆向移动 加酸或加碱 都对水的解离有抑制作用 二.溶液的酸碱性和pH 即[H+]和 [OH–]的关系是此消彼长的关系。 在纯水和任何稀溶液中， [H+]和 [OH–] 之间存在下列关系： 二.溶液的酸碱性和pH 由于Kw在一定温度下是一个常数，而溶液中的[H+]和 [OH–]又是此消彼长的关系。那么，溶液的酸碱性与溶液中的H+和OH-浓度有何关系？小组交流看法。 中性溶液，是指[H+]和 [OH–]相等的溶液，酸性溶液是指[H+] 大于 [OH–]的溶液，碱性溶液是指[OH–]大于 [H+]的溶液。所以，常温下，溶液的酸碱性与[H+]、[OH-] 的关系可以表示为： 中性溶液 [H+] = 1×10-7 mol/L= [OH-] 酸性溶液 [H+] >1×10-7 mol/L> [OH-] 碱性溶液 [H+] <1×10-7 mol/L< [OH-] 溶液中[H+]越大，酸性越强，碱性越弱； 溶液中[H+]越小，酸性越弱，碱性越强。 1.溶液的酸碱性 二.溶液的酸碱性和pH