1、第四章第四章 酸堿平衡與酸堿滴定酸堿平衡與酸堿滴定第五章第五章 沉淀平衡沉淀平衡第六章第六章 氧化還原平衡氧化還原平衡主要內容：主要內容：第四章第四章 酸堿平衡與酸堿滴定酸堿平衡與酸堿滴定1、酸堿質子理論、酸堿質子理論2、酸、堿的解離常數、酸、堿的解離常數3、酸堿平衡的有關計算、酸堿平衡的有關計算5、緩沖溶液、緩沖溶液4、同離子效應、同離子效應6、酸堿滴定法、酸堿滴定法1、酸堿質子理論、酸堿質子理論酸堿定義：酸堿定義： 凡是能給出質子（凡是能給出質子（H）的分子或離子）的分子或離子都是酸都是酸, 稱為稱為凡是能與質子凡是能與質子（H）結合的分子或離結合的分子或離子都是堿，稱為子都是堿，稱為 酸

2、堿強弱不僅取決于酸堿本身釋放質子酸堿強弱不僅取決于酸堿本身釋放質子和接受質子的能力，同時也取決于溶劑接受和接受質子的能力，同時也取決于溶劑接受和釋放質子的能力。和釋放質子的能力。 共軛酸堿對：共軛酸堿對：酸酸 堿堿 質子質子2、酸、堿的解離常數、酸、堿的解離常數 1） 酸常數酸常數： HA + H2O H3O + A- 2）堿常數）堿常數： B + H2O BH+ + OH -共軛酸堿對常數間的關系共軛酸堿對常數間的關系)HA()A()OH(=+3)HA(acccK-)B()OH()BH(=+bcccK-wba=KKK 3酸堿平衡的有關計算酸堿平衡的有關計算（1） 稀釋定律稀釋定律（2）當解離

3、度）當解離度5%,即即c/Ki500時，弱酸時，弱酸（弱堿）溶液中（弱堿）溶液中 的近似計算：的近似計算：（3）計算多元弱酸總的）計算多元弱酸總的H3O+和多元弱堿總和多元弱堿總的的OH-時，通常只考慮第一步解離即可。時，通常只考慮第一步解離即可。b=OHcK-0a=cK弱酸：弱酸：a+3=)OH(cKc（4）兩性物質）兩性物質aa+321=)OH(KKc4同離子效應同離子效應 在弱電解質在弱電解質(如弱酸或弱堿如弱酸或弱堿)溶液中加入含溶液中加入含有相同離子的強電解質時，會有相同離子的強電解質時，會抑制抑制弱電解質弱電解質的離解作用，從而的離解作用，從而降低降低弱電解質的電離度的弱電解質的電

4、離度的現象，稱同離子效應。現象，稱同離子效應。)A()HA(lg-p=pH-)HA(accK)BH()B(lgp=pOH+)B(bccK- 1）定義：）定義：能夠抵抗外加少量強酸、強堿或能夠抵抗外加少量強酸、強堿或稀釋，其自身稀釋，其自身pH值不發生顯著變化的溶液。值不發生顯著變化的溶液。AHAlgpKpHa BHBlgpKpOH)B(b 5. 緩沖溶液緩沖溶液3）緩沖溶液）緩沖溶液pH值計算值計算2）組成：）組成：弱酸和共軛堿弱酸和共軛堿 弱堿和共軛酸弱堿和共軛酸6、酸堿滴定、酸堿滴定滴定曲線滴定曲線指示終點方法指示終點方法滴定方式滴定方式規律、特征、計算、條件規律、特征、計算、條件指示劑指

5、示劑選擇選擇原理原理直接法直接法間接法間接法一元酸堿滴一元酸堿滴定條件：定條件： cKa 10-81）滴定曲線）滴定曲線濃度越大，濃度越大，pH突躍越明顯突躍越明顯酸（堿）的酸（堿）的 越大，越大，pH突躍越明顯突躍越明顯 )(baKK0 02 24 46 68 8101012120 0101020203030404050506060NaOH加入量加入量pH4.689.76AH3PO4 BH2C2O4 CH2SO4多元酸滴定條件多元酸滴定條件:42a1a8a1010KKcK 2）酸堿指示劑）酸堿指示劑（1）酸堿指示劑）酸堿指示劑 HIn + H2O In- + H3O+酸式色酸式色 堿式色堿式

6、色)HIn()In()OH(=)HIn(+3acccK- 酸堿指示劑是有機酸堿指示劑是有機弱酸及弱堿弱酸及弱堿，它們，它們的酸式結構和堿式的酸式結構和堿式結構的顏色不同結構的顏色不同。（2）指示劑的變色范圍）指示劑的變色范圍)HIn()OH(=)In()HIn(=a+3Kccc-堿式色酸式色變色范圍變色范圍：1p=pHaK110101=)In()HIn(-cc當當)In()HIn(lg-)HIn(p=pH )HIn()In()HIn(=)OH(aa+3-ccKKccc3）指示劑的選擇）指示劑的選擇指示劑指示劑變色范圍變色范圍顏色顏色酸色酸色堿色堿色甲基橙甲基橙3.463.14.4紅紅黃黃甲基紅

7、甲基紅5.004.46.2紅紅黃黃中性紅中性紅7.406.88.0紅紅黃橙黃橙酚酞酚酞9.108.29.8無無紅紅P124 4-4已知下列各種弱酸的已知下列各種弱酸的Ka值，求它們的共軛值，求它們的共軛堿的堿的Kb值，并比較各種堿的相對強弱。值，并比較各種堿的相對強弱。(1)HCN Ka=6.210 10(2)HCOOH Ka=1.810 4(3)C6H5COOH(苯甲酸苯甲酸) Ka =6.210 5(4) C6H5OH (苯酚苯酚) Ka =1.110 10(5)HAsO2 Ka=6.010 10(6) H2C2O4 Ka1=5.9 10 2 Ka2=6.4 10 5 (1)HCNKa=

8、6.2 10 10Kb=Kw/Ka =1.6 10 5 (2)HCOOH Ka= 1.8 10 4 Kb=Kw/Ka =5.6 10 11 (3)C6H5COOH Ka= 6.2 10 5 Kb=Kw/Ka=1.6110 10 (4)C6H5OH Ka=1.1 10 10 Kb=Kw/Ka=9.1 10 5 (5)HAsO2 Ka=6.0 10 10 Kb=Kw/Ka =1.7 10 5 (6)H2C2O4 Ka1=5.9 10 2 Ka2=6.4 10 5 Kb2=Kw/Ka1 =1.7 10 13 Kb1=Kw/Ka2 =1.5 10 10 堿性強弱堿性強弱： C6H5O AsO2 CN

9、C6H5COO C2O42 HCOO HC2O4 解：解：P124 4-5用質子理論判斷下列物質哪些是酸？并寫出它的用質子理論判斷下列物質哪些是酸？并寫出它的共軛堿。哪些是堿？也寫出它的共軛酸。其中哪些共軛堿。哪些是堿？也寫出它的共軛酸。其中哪些既是酸又是堿？既是酸又是堿？H2PO4，CO32，NH3，NO3，H2O，HSO4，HS，HCl解：解：酸酸共軛堿共軛堿 H2PO4HPO42 NH3NH2 H2OOH HSO4SO42 HSS2 HClCl 既是酸又是堿既是酸又是堿H2PO4NH3H2OHSO4HS堿堿共軛酸共軛酸H2PO4H3PO4NH3NH4+H2OH3O+HSO4H2SO4HS

10、H2SNO3HNO3CO32 HCO3 P124 4-11H2PO4的的Ka2 = 6.210 8，則其共軛堿的，則其共軛堿的Kb是多是多少？如果在溶液中少？如果在溶液中c(H2PO4)和其共軛堿的濃度相等時，和其共軛堿的濃度相等時，溶液的溶液的pH將是多少？將是多少？解：解： Kb = Kw/Ka = 1.0 10 14/6.2 10 8 =1.6 10 7pH = pKa lgc(H2PO4)/c(HPO42) = pKa lg1/1 = lg(6.2 10 8) = 7.20P124 4-12 欲配制欲配制250mL pH=5.0的緩沖溶液，問在的緩沖溶液，問在125mL1.0 mol

11、L 1NaAc溶液中應加多少溶液中應加多少6.0 mol L 1的的HAc和和多少水？多少水？ 加水：加水：250 mL 125 mL 12 mL =113mL解：解：pH = pKa lgc(HAc)/c(Ac-) 5.0 = lg(1.74 10 5) lgc(HAc)/c(Ac-) c(HAc)/c(Ac-)= 0.575c(Ac-) =1.0 mol L 1 125/250 = 0.50 mol L 1c(HAc) = 0.50 mol L 1 0.575 = 0.29 mol L 1V 6.0mol L 1 = 250mL 0.29mol L 1 V = 12mL 即要加入即要加入1

12、2mL 6.0 mol L 1 HAc P124 4-16（1）（）（3）下列酸或堿能否準確進行滴定？下列酸或堿能否準確進行滴定？(1)0.1 mol L 1HF Ka(HF)= 6.6 10 4 (3) 0.1 mol L 1 NH4Cl Kb(NH3)=1.74 10 5 (1) ca = 0.1 mol L 1 caKa = 6.6 10 510 8 故可準確進行滴定；故可準確進行滴定； (3) Ka =Kw/Kb=1.00 10 14/1.74 10 5 = 5.75 10 10 ca= 0.1 mol L 1 caKa =5.75 10 1110 8 cKa2 10 8 (含含c=0

13、.1mol L 1) 故兩個計量點產生故兩個計量點產生pH突躍，突躍，第一計量點用甲基橙，第一計量點用甲基橙，第二計量點時用百里酚酞第二計量點時用百里酚酞+酚酞。酚酞。由于由于cKa3=10 13 Ksp 所以，生成沉淀。所以，生成沉淀。解：解： Ksp(Mg(OH)2)=1.8 10 11 c(Mg2+) = 0.050 mol L 1 c(NH3) = 0.0050 mol L 1c(OH ) = (cb Kb)1/2 = (0.0050 1.74 10 5)1/2 = 2.9 10 4(mol L 1)第六章第六章 氧化還原平衡氧化還原平衡1.氧化還原反應的基本概念氧化還原反應的基本概念

14、2. 氧化還原反應方程式的配平氧化還原反應方程式的配平3. 電極電位電極電位4. 電極電位的應用電極電位的應用5. 元素電極電位圖及其應用元素電極電位圖及其應用6. 氧化還原反應的速率及其影響因素氧化還原反應的速率及其影響因素 1）氧化值）氧化值 定義：定義：某元素的一個原子的表觀電荷數，某元素的一個原子的表觀電荷數，該電荷數是假定把每一化學鍵中的電子指該電荷數是假定把每一化學鍵中的電子指定給電負性更大的原子而求得的。定給電負性更大的原子而求得的。1.氧化還原反應的基本概念氧化還原反應的基本概念2）氧化還原基本概念）氧化還原基本概念熟悉氧化、還原、氧化劑、還原劑的概念熟悉氧化、還原、氧化劑、還

15、原劑的概念 離子離子- -電子法電子法配平配平2.氧化還原反應方程式的配平氧化還原反應方程式的配平注意：注意：酸性介質中配平的半反應方程式里不應酸性介質中配平的半反應方程式里不應出現出現OH 堿性介質中配平的半反應方程式里不應堿性介質中配平的半反應方程式里不應出現出現H+（2）原電池符號：如銅、鋅原電池可表示為：）原電池符號：如銅、鋅原電池可表示為： （-）Zn|Zn2+(c1)Cu2+(c2)|Cu（+）3電極電勢（電極電勢（E ）1）原電池的組成）原電池的組成:（1）電對、電極反應與電池反應：）電對、電極反應與電池反應：電對：氧化型與其對應的還原型，如電對：氧化型與其對應的還原型，如Zn2

16、+/ Zn電極反應：電極反應： Zn2+2e=Zn電池反應：電池反應：Zn+Cu2+= Zn2+Cu（3）電動勢）電動勢 E= E(+) - E(-) 2）標準電極電勢）標準電極電勢(E) 當組成電極的有關物質濃度為當組成電極的有關物質濃度為1 molL-1，氣體的壓力為氣體的壓力為101.325kPa，溫度通常為，溫度通常為298.15K時，測得的電極電勢為該電極的標時，測得的電極電勢為該電極的標準電極電勢準電極電勢(E)。 E能能反映物質得失電子傾向的大小。反映物質得失電子傾向的大小。電極電勢代數值越小，電對電極電勢代數值越小，電對(氧化型氧化型/還原還原型型)的還原態物質還原能力越強，氧

17、化態的還原態物質還原能力越強，氧化態物質氧化能力越弱。反之亦然。物質氧化能力越弱。反之亦然。 3）Nernst方程式及有關計算方程式及有關計算能斯特方程：能斯特方程： （T=298K）(1) 式中式中氧氧=氧氧a介質介質b 還還=還還c介質介質d 要考慮介質存在對電極電位的影響。要考慮介質存在對電極電位的影響。(2) 純固體、純液體濃度為純固體、純液體濃度為1，不列入方程，不列入方程， 氣體可用分壓代替濃度。氣體可用分壓代替濃度。)(lg還原型氧化型）ccnEE0.059O 4、電極電勢的應用、電極電勢的應用 利用電極電勢利用電極電勢 1）計算原電池的電動勢，比較氧化劑、）計算原電池的電動勢，

18、比較氧化劑、還原劑的相對強弱。還原劑的相對強弱。 2）判斷氧化還原反應進行的方向。）判斷氧化還原反應進行的方向。 3）(+)(+)1）計算原電池的電動勢，比較氧化劑、還）計算原電池的電動勢，比較氧化劑、還原劑的相對強弱。原劑的相對強弱。大大)+(E小小(-)E059. 0=lg)(O)(O)+(-EEnK 5元素電勢圖元素電勢圖 元素電勢圖的作用元素電勢圖的作用 1）根據電勢圖判斷能否發生歧化反應）根據電勢圖判斷能否發生歧化反應ABCO)(左左EO)(右右EE E(右右) E E(左左)歧化反應歧化反應)+(+=21O(2)2O(1)1OnnEnEnE 配平方程：配平方程： (4) H2O2

19、+ Cr(OH)4 CrO42 + H2O 3H2O2 + 2OH + 2Cr(OH)4 = 2CrO42 + 8H2OP176：6-3(H2O2 + 2e = 2OH )(4OH + Cr(OH)4 = CrO42 + 4H2O + 3e )32解解: (3) 用離子電子法配平下列在酸性介用離子電子法配平下列在酸性介質中的反應式。質中的反應式。 Cr2O72 + Fe2+ Cr3+ + Fe3+Cr2O72 +14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O(Fe2+ = Fe3+e ) 6Cr2O72 + 14H+ + 6Fe2+ = 2Cr3+ + 7H2O + 6 Fe3+P176：6

20、-4已知已知 MnO4 +8H+ +5e = Mn2+4H2O E=1.51V Fe3+e =Fe2+ E=0.771V(1)判斷下列反應的方向判斷下列反應的方向 MnO4 + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 4H2O +5Fe3+(2)將這兩個半電池組成原電池，用電池符號表示該將這兩個半電池組成原電池，用電池符號表示該原電池的組成，標明電池的正、負極，并計算其標準原電池的組成，標明電池的正、負極，并計算其標準電動勢。電動勢。(3)當氫離子濃度為當氫離子濃度為10mol L 1，其它各離子濃度均為，其它各離子濃度均為1mol L 1時，計算該電池的電動勢。時，計算該電池的電動勢。P177

21、：6-9P177：6-9(1)判斷下列反應的方向判斷下列反應的方向 MnO4 + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 4H2O +5Fe3+解：解：(1) MnO4 +5Fe2+8H+ Mn2+4H2O+5Fe3+ E(+) E(-) 反應正向進行反應正向進行(2)將這兩個半電池組成原電池，用電池符號表示該原將這兩個半電池組成原電池，用電池符號表示該原電池的組成，標明電池的正、負極，并計算其標準電電池的組成，標明電池的正、負極，并計算其標準電動勢。動勢。( )Pt| Fe2+(c1), Fe3+(c2)MnO4 (c3), Mn2+(c4) | Pt（+） E=1.51 0.771= 0.739V(3) E =