3.2 水的电离和溶液的pH 课件-2025-2026学年人教版高二上学期化学选择性必修一

该高中化学课件围绕“水溶液中的离子平衡”展开，系统梳理了水的电离、离子积常数、pH计算及酸碱中和滴定实验等核心内容，通过辨析水电离与酸碱电离的关系构建知识支架，由浅入深引导学生理解溶液中c(H⁺)与c(OH⁻)的本质差异，为后续学习盐类水解和缓冲溶液奠定基础。 其亮点在于深度融合化学观念、科学思维与科学探究三大核心素养，以“水电离出的c(H⁺)与溶液中c(H⁺)的区别”为例，强化微观粒子视角下的逻辑推理能力，借助pH曲线对比不同滴定类型突跃范围，培养分类比较与模型建构思维。课件设计注重实践导向，如滴定终点判断、误差分析等环节均来自真实实验情境，既提升学生动手能力和批判性思维，又帮助教师高效开展探究式教学，实现从概念理解到问题解决的进阶转化。

第三章 水溶液中的离子平衡 第二节 水的电离和溶液的pH 执教：De brave 2025/9/7 1 恩施高中化学组 2025/9/7 1 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 2 目录 水的电离 一 溶液的酸碱性与pH 二 酸碱中和滴定实验 三 2025/9/7 2 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 3 问题1：水属于弱电解质，水可以电离出那些离子？ 一 水的电离 问题2：向水中加酸，水的电离平衡向那个方向移动？水电离出c（H+)和c（OH-）及溶液中的c（H+)如何改变？ 答：水的电离平衡逆向移动，水电离c（H+)和c（OH-）浓度减小，溶液中c（H+)突然增大 问题3：向水中加碱，水的电离平衡向那个方向移动？水电离出c（H+)和c（OH-）及溶液中的c（H+)如何改变？ 答：水的电离平衡逆向移动，水电离c（H+)和c（OH-）浓度减小，溶液中c（OH+)突然增大 简写为 2025/9/7 3 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 4 辨析1：水电离出的c（H+)、酸电离出的c（H+)以及溶液中c（H+)三者之间的关系 辨析2：水电离出的c（OH-)、碱电离出的c（OH-)以及溶液中c（OH-)三者之间的关系 c溶液（H+)=c水（H+)+c酸（H+) c溶液（OH-)=c水（OH-) c溶液（OH-)=c水（OH-)+c碱（OH-) c溶液（H+)=c水（H+) 一 水的电离 2025/9/7 4 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 5 问题1：纯水中c（H+)·c（OH-)是定值吗？ K=c（H+)·c（OH-)/c（H2O), c（H2O)是个定值， K值只与温度有关。去掉c（H2O)，K表示水的离子积常数，用Kw表示。常温下，Kw=10-14 （单位省略） ；100℃下，Kw=10-12 问题2：常温下，向水中加入等体积酸（浓度等于0.1mol/L)后，纯水中c（H+)·c（OH-)是定值吗？ c（H+)和c（OH-)如何变化？ c（H+)·c（OH-)=10-14 不变。c溶液（H+)浓度升高（5*10-2+5*10-8）和c溶液/水（OH-)降低（Kw/5*10-2），c水（H+)=Kw/5*10-2。 问题3：常温下，向水中加入等体积碱（浓度等于0.1mol/L)后，纯水中c（H+)·c（OH-)是定值吗？ c（H+)和c（OH-)如何变化？ c（H+)·c（OH-)=10-14 不变。c溶液（OH-)升高（5*10-2+5*10-8）和c溶液/水（H+)浓度减低（Kw/5*10-2），c水（OH-)=Kw/5*10-2。 一 水的电离 2025/9/7 5 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 6 结论：水电离出的c（H+)、酸电离出的c（H+)以及溶液中c（H+)三者之间的关系 结论：水电离出的c（OH-)、碱电离出的c（OH-)以及溶液中c（OH-)三者之间的关系 c溶液（H+)=c水（H+)+c酸（H+)≈c酸（H+) c溶液（OH-)=c水（OH-)+c碱（OH-)≈c碱（OH-) 问题：根据25℃下，纯水的Kw=10-14 ；100℃下，纯水的Kw=10-12。计算c（H+)和c（OH-)分别是多少？ 25℃，c（H+)=c（OH-)=10-7 100℃，c（H+)=c（OH-)=10-6 一 水的电离 小试牛刀：完成P70课，习题1,2. 2025/9/7 6 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 7 小试牛刀 1．（水电离与酸碱电离的辨析）在相同温度下，0.01 mol·L-1的NaOH溶液和0.01 mol·L-1的盐酸相比，下列说法正确的是(　)　 A．由水电离出的c(H＋)相等 B．由水电离出的c(H＋)都是1.0×10-12 mol·L-1 C．由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L-1 D．两者都促进了水的电离 2025/9/7 7 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 8 小试牛刀 2．（难点：电离平衡）关于反应Cl2(g)＋H2O(l) ⇌HClO(aq)＋H＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH<0，达到平衡后，下列说法不正确的是(　　) A．升高温度，氯水中的c(HClO)减小 B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，c(HClO)增大 C．取氯水稀释，c(Cl－)/c(HClO)增大 D．该反应能促进水的电离 2025/9/7 8 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 9 拓展：（难点）加入能与水反应物质时，对水的电离平衡如何影响？是促进，还是抑制？ 核心依据是水的电离平衡的移动方向： 反应若消耗水电离出的H+或OH-，会打破平衡促使水进一步电离（促进）； 若生成H+或OH-（且无消耗水电离离子的主导过程），则会抑制水的电离。 促进的例子： 活泼金属与水的反应，弱碱阳离子的水解反应，活泼非金属与水的反应，弱酸根的水解反应 抑制的例子： 酸性氧化物与水的反应，卤素单质与水的反应，碱性氧化物与水的反应，活泼金属氢化物与水的反应（主导效应） 2025/9/7 9 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 10 小试牛刀 3．（c(H＋)/c(OH－)计算问题）常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为(　　) ①1 mol·L-1的盐酸　②0.1 mol·L-1的盐酸　③0.01 mol·L-1的NaOH A．1∶10∶100　 B．10∶1∶1 C．14∶13∶12　 D．14∶13∶2 2025/9/7 10 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 11 二 溶液的酸碱性与pH 提问：溶液显酸性，能用PH<7, 直接判断吗？为什么？ 25℃，纯水中c（H+)=c（OH-)=10-7，pH=-lgc（H+)=7 100℃，纯水中c（H+)=c（OH-)=10-6，pH=-lgc（H+)=6 结论： 溶液酸碱性判断的基本依据：比较c（H+)与c（OH-)的相对大小 看p65-66页，资料卡片与科学技术社会，了解pH试纸与pH计以及pH的应用 缓冲溶液的本质： 高浓度弱酸及其酸根，利用平衡移动，降低外来酸碱对pH的影响 2025/9/7 11 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 12 小试牛刀 1．（pH的计算问题）下列叙述正确的是(　　) A．在常温下，无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10-14 B．c(H＋)＝1.0×10-7 mol·L-1的溶液一定是中性溶液 C．0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍 D．任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸碱性的强弱 2025/9/7 12 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 13 小试牛刀 2．I.已知水的电离平衡曲线如图所示。回答下列问题： (1)图中C点水的离子积常数为________(mol·L-1)2。 (2)A、B、C、D四点Kw的关系是________。 (3)从A点到D点，可采取的措施是________。 a．升温　 b．加入少量盐酸　 c．降温 d．加入少量NaOH Ⅱ.下表是不同温度下水的离子积数据： 温度/℃ 25 t1 t2 水的离子积Kw 1×10-14 a 1×10-12 2025/9/7 13 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 14 小试牛刀 试回答以下问题： (4)若25<t1<t2，则a________(填“>”“<”或“＝”)1×10-14。 (5)在t2 ℃，pH＝10的NaOH溶液中，水电离产生的OH－浓度为________。 (6)在t2 ℃下，其溶液的pH＝7，则该溶液________(填字母)。 a．呈中性　 b．呈碱性　 c．呈酸性 d．c(OH－)＝100c(H＋) (7)25 ℃时，某Na2SO4溶液中c(SO42-)＝5×10-4 mol·L-1，取该溶液1 mL 加水稀至10 mL，则稀释后溶液中c(Na＋)∶c(OH－)＝________。 2025/9/7 14 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 15 三 酸碱中和滴定实验 回顾：我们之前了解过关于滴定实验，用于定量研究某离子或者物质浓度？ 例如：ClO- + 2I- + 2H+ ＝ H2O + Cl- + I2，指示剂：淀粉，  2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI 2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O 第一步：酸碱滴定原理 H+ + OH- = H2O 第二步：实验药品及实验仪器 实验药品：0.1mol/LNaOH溶液，0.1mol/LHCl溶液，指示剂（酚酞/石蕊/甲基橙） 实验仪器：锥形瓶，酸式滴定管或碱式滴定管（胶头滴管），移液管和吸量管（量筒） 2025/9/7 15 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 16 三 酸碱中和滴定实验 研究1：如何选指示剂？ 前提：保证完全反应 酸滴碱，选用甲基橙；碱滴酸，选用酚酞。 研究2：酸式/碱式滴定管和移液管/吸量管的辨识（重点） 精确度：0.01mL 2025/9/7 16 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 17 三 酸碱中和滴定实验 研究3: 酸式/碱式滴定管和移液管/吸量管的使用（重点） 2025/9/7 17 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 18 三 酸碱中和滴定实验 研究4：滴定终点的判断（重点） 当滴入最后半滴标准液时，锥形瓶中溶液变色且30s内不变色，说明达到滴定终点。 第三步：实验步骤 1.滴定管及其检漏 2.洗涤与装液 3.滴定操作 （ 每秒 1-2 滴 → 逐滴滴加 → 半滴操作 ） 4.记录标准液/滴定液体积（V2-V1，精确到0.01mL) 使滴定管尖嘴挂 1 滴溶液，用锥形瓶内壁轻靠尖嘴，将半滴溶液划入瓶内，再用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，确保所有溶液参与反应 2025/9/7 18 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 19 三 酸碱中和滴定实验 第三步：实验步骤 （视频） 2025/9/7 19 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 20 三 酸碱中和滴定实验 第四步：数据处理 （重复三次求平均值） C待测·V待测=C标准·V消耗 备注：V消耗 =V后-V前 定值 第五步：误差分析 （关键：V消耗 。V消耗偏大，C待测偏大；V消耗偏小，C待测偏小） 滴定管润洗：未用标准液润洗→标准液被稀释→消耗体积偏大→未知浓度计算值偏大。 锥形瓶润洗：用被滴定液润洗→被滴定液量偏多→消耗标准液体积偏大→计算值偏大。 气泡问题：滴定前尖嘴有气泡，滴定后气泡消失→读数偏大（误将气泡体积算入标准液体积）→计算值偏大。 终点判断：滴加过量（终点后仍滴加）→消耗体积偏大→计算值偏大； 未达终点即停止→消耗体积偏小→计算值偏小。 2025/9/7 20 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 21 牛刀小试 1.（pH曲线）用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液过程中的pH变化如图所示。下列说法错误的是（　　）   A.b点时,加入极少量NaOH溶液都会引起pH的突变 B.选指示剂时,其变色范围应在4.30~9.70之间 C.若将HCl换成同浓度的CH3COOH,曲线ab段将会上移 D.都使用酚酞作指示剂,若将NaOH溶液换成同浓度的氨水,所消耗氨水的体积较NaOH溶液小 2025/9/7 21 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 22 拓展pH曲线（难点） 滴定类型 起点 pH 反应完全点 pH pH 突跃范围 关键差异原因 强酸→强碱 13.0 =7.0（中性） 4.3 ~ 9.7 产物为强酸强碱盐（如 NaCl），不水解，计量点中性；无缓冲对，突跃范围最宽。 强酸→弱碱 11.1 ≈5.27（酸性） 4.3 ~ 6.3 产物为强酸弱碱盐（如 NH4Cl），NH4⁺水解显酸性；滴定中形成 NH3·H2O-NH4⁺缓冲对，突跃变窄且偏酸性。 强碱→弱酸 2.87 ≈8.73（碱性） 7.7 ~ 9.7 产物为强碱弱酸盐（如 NaAc），Ac⁻水解显碱性；滴定中形成 HAc-NaAc 缓冲对，突跃变窄且偏碱性。 弱酸→弱碱 2.87 ≈7.0（中性） 无明显突跃 产物为弱酸弱碱盐（如 NH4Ac），虽计量点中性，但滴定中始终存在 HAc-Ac⁻、NH3·H2O-NH4⁺双缓冲对，pH 变化平缓，无法判断终点。 备注：所以溶液浓度0.1mol/L为准 2025/9/7 22 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 23 牛刀小试 2.（酸碱滴定实验）某同学想了解食用白醋（主要是醋酸的水溶液）的准确浓度,现从市场上买来一瓶某品牌食用白醋用实验室标准NaOH溶液（浓度有0.100 0 mol·L-1和0.010 0 mol·L-1两种）对其进行滴定。下列说法正确的是（　　） 提示：CH3COONa溶液呈碱性 A.该实验应选用甲基橙作指示剂 B.用0.100 0 mol·L-1标准NaOH溶液滴定时误差更小 C.准确量取一定体积的白醋放入洗净的锥形瓶中后,可以再加少量蒸馏水后开始滴定 D.滴定时,眼睛一直注视着刻度线,以防止液面下降到滴定管最大刻度以下 注意：滴定时眼睛需紧盯 “锥形瓶内溶液颜色变化” 2025/9/7 23 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 24 牛刀小试 3.（酸碱滴定实验）用一定浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的HCl溶液,下列操作使所测浓度偏高的是（　　） A.装待测溶液的酸式滴定管放液前有气泡,放液之后无气泡 B.装标准溶液的碱式滴定管滴定前无气泡,滴定终点有气泡 C.盛放标准溶液的滴定管在终点读数时,尖嘴处有一滴液体悬而未滴 D.锥形瓶用蒸馏水洗后未干燥 2025/9/7 24 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 25 应用-实验设计 例：食醋总酸度测定设计方案 一、滴定原理： 已知食醋的主要成分是醋酸，还含有少量的其他弱酸如乳酸等。 电离常数 Ka＝1.8×10-5，用NaOH标准液可以准确滴定。选用酚酞溶液作指示剂，其终点由无色至浅红色且30s内不褪色。 二、实验试剂与仪器 试剂：食醋、酚酞、0.1mol/LNaOH标准液 仪器：烧杯、碱式滴定管、锥形瓶 三、实验步骤 自我设计 （1.......2........3.........） 四、数据记录处理 五、误差分析 2025/9/7 25 恩施高中 恩施高中 2025/9/7 恩施高中化学组 26 谢 谢 观 看 ！ 2025/9/7 26 恩施高中 恩施高中 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $