3.2.1水的电离 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

课题引入 生命之源 水的电离 Self-ionization of water 基于数字化“手持技术“探究水的电离 课前预习 01 课前预习 1×10－14 mol·L－1＜c(H＋)＜1 mol·L－1，用pH表示溶液酸碱性 规定：pH=-lg c(H+) pH的概念 溶液的 c(H+) = 1×10-5 mol·L-1， pH=-lg c(H+) =-lg 10-5 = 5 pH越小 c(H+)越大 溶液pH的测量方式 用pH试纸测量 将一小块pH试纸放在洁净、干燥的玻璃片(或表面皿)上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸上，试纸变色稳定后，与标准比色卡比较，来确定溶液的pH。 用pH计测量 使用前后清洗探头再用滤纸吸干探头上的水，插入液面下，并等读数稳定后再读数。 课前预习 实验探究 02 延迟符 分组实验，激发兴趣 实验目的 实验用品 测量室温下纯水的pH。 实验步骤 广泛pH试纸、 pH计、表面皿、烧杯、玻璃棒、滤纸。 1.用广泛pH试纸测量烧杯中纯水的pH。注意:试纸要干燥 2.用pH计测量测量烧杯中纯水的的pH。注意:示数稳定再读数 水的电离 水的电离 方程式： 简写为： H2O + H2O H3O+ + OH- H2O H+ + OH- 微观探析 03 分组探究，微观探析 其它条件不变，改变温度，如何影响水的电离？ 理论推测 实验设计 如何设计实验证明: 升高温度，水的电离平衡正向移动呢？ 分组实验二 实验目的 实验用品 测量50℃的纯水的pH。 实验步骤 广泛pH试纸、 pH计、表面皿、烧杯、玻璃棒、滤纸。 1.用广泛pH试纸测量烧杯中50℃纯水的pH。注意:试纸要干燥 2.用pH计测量测量烧杯中50℃纯水的的pH。注意:示数稳定再读数 数字化仪器—pH传感器 工作原理： pH传感器内置的氢离子玻璃电极与参比电极组成原电池，在玻璃膜与被测溶液的氢离子进行离子交换过程中，通过测量电极之间的电位差，来测量溶液中氢离子的浓度。 实验目的 实验用品 用pH传感器测量不同温度下纯水的pH。 实验步骤 数字化实验探究—温度对水的电离平衡的影响 将初始温度为室温的纯水进行加热，用pH传感器 测量纯水在升温过程中不同温度的pH。 pH传感器、烧杯、纯水、酒精灯、石棉网、三脚架。 结论：其它条件不变，升高温度,水的电离平衡正向移动。 分组探究，微观探析 实验设计 探究二：水的电离平衡影响因素——加入酸或碱 其它条件不变，向纯水中通入HCl或加入NaOH， 水的电离平衡如何移动？ 如何设计实验证明加入酸或者碱， 水的电离平衡发生逆向移动？ 理论推测 实验目的 实验用品 测量向纯水中加入NaOH固体后溶液的pH。 实验步骤 数字化实验探究—加入酸、碱对水的电离平衡的影响 pH传感器、 磁力搅拌器、烧杯、纯水、 NaOH固体。 向纯水中加入NaOH固体，充分搅拌， 用pH传感器 测溶液的pH。 结论：其它条件不变，加入酸、碱，水的电离平衡逆向移动。 定量表征 04 水的电离常数 水的离子积 水的离子积常数 K电离 = c(H+)·c(OH-) c(H2O) c(H+)·c(OH-) = c(H2O ) ·K电离 常数 常数 Kw =c(H+)·c(OH-) 室温时，纯水的 Kw ≈ 1×10-14 延伸推导—水的离子积Kw的影响因素 推导一：温度对Kw的影响 影响因素 水的电离平衡移动方向 c(H+) （mol/L） c(OH-) （mol/L）   KwKw         正向移动 增大 增大 增大 Kw =c(H+)·c(OH-) 升高温度 延伸推导—水的离子积Kw的影响因素 推导二：温度一定，向纯水中加入碱对Kw的影响 H2O H+ + OH- NaOH Na+ + OH- 粒子的种类、来源 0.01 c(NaOH) 水电离出的 c(H+)水 1.0×10－12 溶液中c(OH-) 水电离出的 c(OH-)水 pH 12.0 Kw =c(H+)·c(OH-) 1.0×10－14 溶液中c(H+) 1.0×10－12 注：表中浓度单位均为mol/L 1.0×10－12 ≈c(OH-)NaOH 0.01 延伸推导—水的离子积Kw的影响因素 Kw只受温度的影响。温度一定时, Kw不变。 推导结论 Kw不仅适用于纯水，还适用于电解质溶液。 选择性离子电极 选择性离子电极可用于测量水溶液样本中选定离子的浓度。如硝酸盐离子 、氯、钙离子 以及铵离子 。 pH传感器 通过测量电极之间的电位差