3.2.1水的电离溶液的酸碱性与pH 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二节　水的电离和溶液的pH 第三章　水溶液中的离子反应与平衡 第1 2课时 水的电离 溶液的酸碱性和pH 1 纯水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在着极少量的离子。 提出问题 纯水中有离子的存在吗？如何证明？ 精确的纯水导电性实验 H2O + H2O H3O+ + OH- 简写： H2O H+ + OH- （1）电离方程式 （2）水的电离常数表达式 K电离 = c(H+)·c(OH-) c(H2O) （3）水的离子积常数 Kw =c(H+)·c(OH-) 适用范围: 纯水和酸、碱、盐的稀溶液 对于纯水和稀溶液， c(H2O)为常数 一、 水的电离 1. 水的电离平衡 Kw= c溶液(H+)·c溶液(OH-) c(H+) · c(OH-) c(H2O) · K电离 = 常数 3 ①升温， Kw增大，说明水的电离是吸热的。 ②常温下(25℃)，可以认为Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14。 一 水的电离 表3-1 不同温度下水的离子积常数 思考·交流 t /℃ 0 10 20 25 40 50 90 100 KW/10-14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5 水的离子积 (只受温度影响) 25℃的纯水： c(H+)=c(OH-)= 1×10-7 分析下表中的数据有何规律 ? 并解释。 4 1×10-7 1×10-7 1×10-6 1×10-6 25℃时水电离出的c水(H+)=_______mol·L-1，c水(OH-)=_______mol·L-1； 100℃时水电离出的c水(H+)=_______mol·L-1，c水(OH-)=_______mol·L-1； 任意温度下的任何水溶液中由水电离出的c水(H+) ＝c水(OH-) , 25℃时，Kw ≈ 1×10-14 ; 100℃时，Kw ≈ 1×10-12 水的离子积 5 （4）水的电离平衡的影响因素 改变条件 平衡移动方向 c(H＋) c(OH－) 水的电离程度 Kw 升高温度 通入HCl(g) 加入NaOH(s) 加入NaHSO4(s) 加入金属钠 H2O ⇌ H＋＋OH－ ΔH>0 正移 增大 增大 增大 增大 逆移 增大 减小 减小 不变 逆移 减小 增大 减小 不变 逆移 增大 减小 减小 不变 一 水的电离 根据平衡移动原理，分析以下条件改变对水的电离平衡的影响： 正移 减小 增大 增大 不变 【归纳总结】水的电离平衡的影响因素 ①升高温度，使水的电离平衡正移，即促进水的电离，Kw增大。 ②加入酸，使c(H+)增大，水的电离平衡逆移，即抑制水的电离， c(OH-)减小，Kw不变。 ③加入碱，使c(OH-)增大，水的电离平衡逆移，即抑制水的电离， c(H+)减小，Kw不变。 ⑤加入活泼金属(如Na)，消耗H+，使c(H+)减小，水的电离平衡正移，即促进水的电离，c(OH-)增大，Kw不变。 ④加入强酸的酸式盐(如NaHSO4)，使c(H+)增大，水的电离平衡逆移，即抑制水的电离， c(OH-)减小，Kw不变。 7 （5） 由水电离的H+与OH-浓度的计算 在纯水中，所有的H+与OH-都来自于水的电离，而在酸溶液中，H+还来自于酸的电离，在碱溶液中，OH-还来自于碱的电离。 任何温度，任何酸性、中性、碱性溶液，都存在水电离出的H+，OH-，且由水电离出的这两种离子浓度一定相等，即： c(H+)水=c(OH-)水 那么，如何计算由水电离出的H+与OH-浓度呢？ 一 水的电离 8 (a)酸溶液 例1. 常温下，0.05mol/L的稀硫酸中： c(H+)=________mol/L， c(OH-)=_________mol/L， c(OH-)水=_______mol/L，c(H+)水=_________mol/L。 1×10-13 0.1 一 水的电离 （5） 由水电离的H+与OH-浓度的计算 c(H+) = c酸(H+) +c水(H+) ≈ c酸(H+) c(OH-)= c水(OH-) 1×10-13 1×10-13 9 (b)碱溶液 例2.常温下，0.001mol/L的NaOH溶液中： c(OH-)=__________mol/L，c(H+)=_________mol/L， c(H+)水=_________mol/L， c(OH-)水=________mol/L。 1×10-11 1×10-3 1×10-11 一 水的电离 （5） 由水电离的H+与OH-浓度的计算 c(OH-)=c碱(OH-) +c水(OH-) ≈ c碱(OH-) c(H+)=c水(H+) 1×10-11 10 二 溶液的酸碱性与pH 溶液的酸碱性： 中性 酸性 碱性 1. 溶液的酸碱性与c(H+)和c(OH-)的关系 c(H+)＞c(OH-) 1×10-7 mol/L 1×10-7 mol/L 减小 增大 c(H+)＝c(OH-) c(H+)＜c(OH-) 增大 减小 书p64 11 例3. 二 溶液的酸碱性与pH 酸溶液、碱溶液和盐溶液中都同时存在H+和OH-，溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小： 【归纳总结】溶液的酸碱性判断方法 C 溶液酸碱性 c(H+)与c(OH-)关系 酸性溶液 c(H+)＞c(OH-) 碱性溶液 c(H+)＜c(OH-) 中性溶液 c(H+)＝c(OH-) 12 当c(H+)或c(OH-)很小时，用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸碱性方便吗？ 你知道还可以用什么方法表示溶液的酸碱性？ 二 溶液的酸碱性与pH “pH”是由丹麦化学家彼得·索仑森在1909年提出的。索仑森当时在一家啤酒厂工作，经常要化验啤酒中所含H+浓度。每次化验结果都要记录许多个零，颇为繁琐，经过长期潜心研究，他发现：用H+浓度的负对数来表示酸碱性非常方便，并把它称为溶液的pH(p代表德语Potenz，意思是浓度，H代表H+)。 pH= – lg c (H+) 13 （1）定义: pH是c(H+)的负对数，即 pH＝ – lg c(H+) 【例】常温下，c(H+)=10-7mol/L的溶液： c(H+)=10-5mol/L的溶液： c(H+)=10-9mol/L的溶液： pH比物质的量浓度更方便、直观。 2. pH 二 溶液的酸碱性与pH 【注意】pH一般用来表示c(H+)或c(OH-)<1 mol/L的稀溶液的酸碱性， c(H+)或c(OH-)>1 mol/L的溶液的酸碱性一般直接用离子浓度表示。因此，pH的常用范围是 0~14。 pH= – lg10-7 = 7 pH= – lg10-5 = 5 pH= – lg10-9 = 9 常温下，溶液的pH与溶液酸碱性的对应关系 酸性增强 碱性增强 14 （2）pH的计算 溶液的酸碱性与pH ①酸溶液pH的计算 先求c(H+) 再计算pH 例4.常温下，Ka(HA)=4×10-5，0.1mol/L的HA溶液，pH=___。 （已知lg2=0.3） 2.7 ②碱溶液pH的计算 先求c(OH-) 最后计算pH 再由Kw求c(H+) 再求pOH=-lgc(OH-) 常温下：pH=14 - pOH 例5.常温下，0.0025mol/L的Ba(OH)2溶液，pH=____。 （已知lg5=0.7） 11.7 （3）pH的测定 ①定性测定——酸碱指示剂 酚酞： 石蕊： 甲基橙： 无 8.2 浅红 10 红 红 5 紫 8 蓝 红 3.1 橙 4.4 黄 酸碱指示剂只能测出溶液pH的范围，无法测出具体的值 二 溶液的酸碱性与pH ②利用pH试纸 广泛pH试纸 精密pH试纸 pH试纸只能粗略测量溶液的pH 操作：将pH试纸放在洁净干燥的玻璃片或表面皿上，用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，当试纸颜色稳定后迅速与标准比色卡对照，读出pH。 16 pH范围：0~14 识别的pH差：约为1 pH范围：范围较窄 识别的pH差：约为0.2/0.3 广泛pH试纸 （3）pH的测定 二 溶液的酸碱性与pH ②定量测定——利用pH试纸 pH试纸只能粗略测量溶液的pH 操作：将pH试纸放在洁净干燥的玻璃片或表面皿上，用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，当试纸颜色稳定后迅速与标准比色卡对照，读出pH。 精密pH试纸 17 (1)pH试纸使用前能否用蒸馏水润湿？若用湿润的pH试纸测量溶液的pH对结果有何影响？ 不能用蒸馏水润湿，润湿后相当于稀释溶液。 若是酸性溶液，则润湿后测得pH偏大； 若为碱性溶液，则润湿后测得pH偏小； 若为中性溶液，则无影响。 (2)某同学用pH试纸测量新制氯水的pH为1.0，他的结论正确吗？ 不正确。新制氯水具有漂白性，不能使用pH试纸进行测定。 【思考与讨论】 二 溶液的酸碱性与pH pH试纸不能提前用水润湿。 pH试纸无法测定强氧化性或漂白性溶液，如NaClO、KMnO4、浓硫酸。 二 溶液的酸碱性与pH （3）pH的测定 ③定量测定——pH计（酸度计） 量程:0~14 精密测量溶液的pH 精确度高的pH计可以读到小数点后面两位 操作：把仪器的探棒放入溶液即可在显示屏上读出数据，该法精确度高。 19 （4）pH的应用 二 溶液的酸碱性与pH 血液的正常 pH 范围是 7.35~7.45。大多数体液都要保持一个较小的 pH 变化范围，如果 pH 变化超出范围，就可能产生危害。血浆中H2CO3/HCO3-缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。 CO2(g)+H2O(l) H2CO3(aq) H+(aq)+HCO3-(aq) 当体系中增加少量强酸时，平衡向逆反应方向移动而消耗H+ ；当增加少量强碱时，平衡向正反应方向移动而消耗OH- 。由于HCO3- 和H2CO3 的浓度较大且可以调节，因此可以防止体系的pH出现较大幅度的变化。 1、医学上血液的pH是诊断疾病的一个重要参数 20 2、人体健康调节，如洗发时，护发素主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度 洗发水是碱性的，能够洗去油污，但是对头发有一定的伤害 护发素是酸性的，和洗发水发生中和反应，减少对头发的伤害，起到护发的作用 H2SO4 + Ca(OH)2 == CaSO4 +2H2O 硫酸厂的污水中常含有硫酸等物质，可以用熟石灰进行中和处理 3、环保领域中酸性或碱性废水常利用中和反应进行处理 （4）pH的应用 适宜西瓜种植的土地酸碱度为5-7 适宜高粱种植的土地酸碱度为5.5-7.5 适宜芦荟种植的土地酸碱度为6-7 4、农业生产中，调节土壤的pH，使其更适宜农作物生长 pH的应用 $