高中化学 322 pH的计算及应用教案 新人教版选修4.docx

1、高中化学 322 pH的计算及应用教案 新人教版选修4第2课时pH的计算及应用课标要求1能进行溶液pH的简单计算。2知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。课标解读 1.掌握pH的简单计算，了解各类混合溶液pH的计算。2掌握酸碱中和滴定的原理及操作方法。3了解指示剂的选择及误差分析。教学地位本课时pH计算是本章的难点，可利用分类法把不同情况下的计算归类。让同学们熟练掌握。酸碱中和滴定实验是学生理解了溶液酸碱性的基础上进一步提升实验操作能力。理解酸碱中和的实质，并学习误差分析。新课导入建议(1)把pH2的HCl与CH3COOH分别稀释100倍，他们pH如何变化？(2)把0.1 mo

2、l/L HCl与0.05 mol/L NaOH等体积混合后，溶液的pH是多少？【提示】(1)HCl是强酸，pH4CH3COOH是弱酸2pHlg nc弱碱，pH25 mL。(2)不能换装，因为酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞，容易被碱液腐蚀。碱式滴定管有橡胶管，容易被酸性溶液腐蚀。pH的计算及溶液稀释pH的变化【问题导思】pH10的NaOH溶液与pH12的NaOH溶液等体积混合，混合后的c(H)对吗？【提示】不对，溶液呈碱性，应先求c(OH)，再求c(H)。将pH5的盐酸溶液稀释1000倍，pH8吗？【提示】不对，pH不可能超越7(或酸性不能稀释后变成碱性)。将同pH的盐酸和醋酸溶液稀释同样倍数后，p

3、H还相同吗？【提示】不相同，醋酸pH小。1单一溶液pH的计算(1)强酸溶液：据其物质的量浓度计算出c(H)，再通过pHlg c(H)求pH。(2)强碱溶液：据其物质的量浓度计算出c(OH)，再利用Kw转化为c(H)求pH。2强酸强碱溶液混合后pH的计算溶液类型相关计算两种强酸混合c(H)混pH两种强碱混合c(OH)混c(H)pH强酸强碱混合恰好完全反应显中性pH7酸过量先求c(H)混pH碱过量先求c(OH)混c(H)混pH3.稀释后溶液pH的变化规律(1)对于强酸溶液(pHa)每稀释10n倍，pH增大n个单位，即pHan(an7)。(3)对于弱酸溶液(pHa)每稀释10n倍，pH的范围是：ap

4、Han(即对于pH相同的强酸与弱酸稀释相同倍数，强酸pH变化的程度大)。(4)对于弱碱溶液(pHb)每稀释10n倍，pH的范围是：bnpHb(即对于pH相同的强碱与弱碱稀释相同倍数，强碱pH变化的程度大)。1弱酸、弱碱在稀释过程中有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH的范围。2酸、碱无限稀释，pH无限接近于7，但不能超过7。求下列溶液的pH：(1)某H2SO4溶液的浓度是0.005 molL1，此溶液的pH为_。用水稀释到原来体积的100倍，pH为_。再继续稀释104倍，pH为_。(2)pH3的盐酸与pH5的硫酸等体积混合，pH为_。(3)pH10和pH12的两种N

5、aOH溶液等体积混合，pH为_。(4)pH12的NaOH溶液和pH4的HCl溶液等体积混合，pH为_。【解析】(1)c(H)0.005 molL120.01 molL1，pHlg 1022。c(H)0.01 molL1100104 molL1，pHlg 1044。pH接近7(酸无限稀释后不会变成碱)。(2)c(H)molL15104 molL1，pHlg(5104)4lg 53.3(强调103是105的100倍，所以105可以忽略不计。)(3)c(OH)molL15103 molL1，c(H)molL121012 molL1。pHlg(21012)12lg 211.7。(4)NaOH溶液中c(

6、OH)102 molL1；HCl溶液中c(H)104 molL1，二者等体积反应，碱过量，反应后溶液呈碱性。所以反应后c(OH)molL15103 molL1，c(H)molL121012 molL1，pHlg(21012)12lg 211.7。【答案】(1)24接近7(2)3.3(3)11.7(4)11.7求溶液pH的方法先判断溶液的酸碱性酸性c(H)pHlgc(H)碱性c(OH)c(H)pHlgc(H)1常温下，下列关于溶液稀释的说法中，正确的是()ApH3的醋酸溶液稀释100倍，pH5BpH4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H)1106mol/LC将1 L 0.

7、1 mol/L的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH13DpH8的NaOH溶液稀释100倍，其pH6【解析】A项，pH3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍后，3pH5；B项，pH4的H2SO4溶液稀释100倍后，溶液中的c(H)106 mol/L，溶液中的c(OH)mol/L108 mol/L，水电离出的c(OH)108 mol/L，故水电离出的c(H)水电离出的c(OH)108 mol/L；C项，1 L 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液稀释到2 L时，c(OH)mol/L0.1 mol/L，c(H)1013 mol/L，pH13；D项，NaOH溶液是碱溶液，无论怎样稀

8、释，pH在常温下都不可能成为6，只能无限接近7。故选C。【答案】C【教师备课资源】在25 时，若10体积的某一元强酸溶液与1体积的某一元强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系是_。【解析】设强酸溶液为10 L，则强碱溶液为1 L，两种溶液混合后呈中性，所以10c(H)酸c(OH)碱。方法一：根据碱溶液中水的离子积可得：10c(H)酸，则c(H)酸c(H)碱1015，取负对数得：pH酸pH碱15。方法二：因为10c(H)酸，所以lg10c(H)酸lg，则pH酸114pH碱，pH酸pH碱15。方法三：pH酸a，则c(H)酸10a，pH碱b，则c(H)碱10b

9、，c(OH)碱10b14，根据题意：1010a110b14,101a10b14，则1ab14，所以ab15，即pH酸pH碱15。【答案】pH酸pH碱15酸碱中和滴定误差分析【问题导思】中和滴定的误差分析原理是什么？【提示】根据c待分析中和滴定的指示剂常用哪些？【提示】甲基橙、酚酞、一般不用石蕊滴定中滴定管要用所盛溶液润洗，锥形瓶也要提前润洗吗？【提示】不用。1误差分析原理中和滴定实验中，产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等，分析误差要根据计算式分析，c待测，c标准、V待测均为定值，c待测的大小取决于V标准的大小。V标准大，则c待测偏大；反之，偏小。2常见误差分析可能情况操作及读数导致c(待

10、)仪器的洗涤或润洗未用标准液润洗滴定管偏高未用待测液润洗移液管或所用的滴定管偏低用待测液润洗锥形瓶偏高洗涤后锥形瓶未干燥无影响滴定时溅落液体标准液漏滴在锥形瓶外一滴偏高待测液溅出锥形瓶外一滴偏低将移液管下部的残留液吹入锥形瓶偏高尖嘴处气泡处理不当滴前有气泡，滴后无气泡偏高滴前无气泡，滴后有气泡偏低读数不正确滴前仰视，滴后平视偏低滴前平视，滴后仰视偏高滴前仰视，滴后俯视偏低达终点后，滴定管尖嘴处悬一滴标准液偏高1上述中和滴定误差分析时，标准液是放在滴定管中，待测液放在锥形瓶中。若把位置反放，则出现的误差相反。2滴定管与量筒因最小刻度的位置相反，故仰视、俯视读数时出现的误差相反。在中和滴定操作过程

11、中，有以下各项因操作不当引起的实验误差，用“偏高”“偏低”或“无影响”等填空：(1)滴定管用蒸馏水洗净后，未用已知浓度的标准溶液润洗，使滴定结果_；(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后，又用待测溶液润洗，使滴定结果_；(3)滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡，滴定终点时无气泡，使滴定结果_；(4)滴定前平视，滴定终点时俯视，使滴定结果_；(5)滴定前仰视，滴定终点时平视，使滴定结果_；(6)过早估计终点，使滴定结果_；(7)过晚估计终点，使滴定结果_；(8)用含Na2O杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液，用于滴定未知浓度的盐酸，使测得盐酸的浓度_；(9)用含Na2CO3杂质的NaOH固体来

12、配制已知浓度的标准溶液，用于滴定未知浓度的盐酸，使测得盐酸的浓度_；(10)洗涤锥形瓶时，误把稀食盐水当做蒸馏水，然后用锥形瓶装待测的盐酸，用NaOH标准溶液滴定时，对测得的结果_。【解析】中和滴定误差分析的依据c(待测)V(标准)。根据V(标准)的偏大或偏小判断c(待测)是偏高还是偏低。如(1)，滴定管装液前未用标准溶液润洗，会将标准溶液冲稀，导致所耗V(标准)偏大，使测得的c(待测)偏高。又如(2)，锥形瓶装液前用待测溶液润洗，会使锥形瓶内待测的溶质增加，导致所耗V(标准)偏大，使测得的c(待测)偏高，其余各选项可依此分析。【答案】(1)偏高(2)偏高(3)偏高(4)偏低(5)偏低(6)偏

13、低(7)偏高(8)偏低(9)偏高(10)无影响中和滴定指示剂选择滴定种类选用的指示剂达滴定终点时颜色变化指示剂的用量滴定终点的判断标准强酸滴定强碱强酸滴定弱碱强碱滴定强酸强碱滴定弱酸甲基橙黄色橙色酚酞红色无色甲基橙黄色橙色甲基橙红色橙色酚酞无色粉红色酚酞无色粉红色23滴当指示剂刚好变色，并在半分钟内颜色不再变化，即认为已达滴定终点2实验室中有一未知浓度的稀盐酸，某学生测定盐酸浓度是在实验室中进行的实验。请完成下列填空：(1)配制100 mL 0.10 molL1 NaOH标准溶液。主要操作步骤：计算称量溶解(冷却后)_洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)_将配制好的溶液倒入试剂瓶中，贴上标签。称量_g

14、氢氧化钠固体所需仪器有：天平(带砝码、镊子)、_、_。(2)取20.00 mL待测盐酸放入锥形瓶中，并滴加23滴酚酞作指示剂，用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作23次，记录数据如下：实验编号NaOH溶液的浓度(mol/L)滴定完成时，NaOH溶液滴入的体积(mL)待测盐酸的体积(mL)10.1022.6420.0020.1022.7220.0030.1022.8020.00滴定达到终点的标志是_。根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为_(保留2位有效数字)。排去碱式滴定管中气泡的方法应采用操作(如下图所示)中的_，然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。上述实验中，下列操作(

15、其他操作正确)会造成测定结果偏高的有_。A滴定至终点时俯视读数B酸式滴定管使用前，水洗后未用待测盐酸润洗C锥形瓶水洗后未干燥D碱式滴定管尖端部分有气泡，滴定后消失【解析】(1)按配制一定物质的量浓度溶液的步骤便得出冷却溶液后，应向容量瓶转移溶液，洗涤完后应定容、摇匀。称量NaOH固体时要放在烧杯中称取，取用时用药匙。(2)滴定终点为：当加入最后一滴NaOH溶液时，溶液由无色恰好变成浅红色，且半分钟内不褪色。VNaOH(aq)mL22.72 mL，所以c(HCl)0.11 mol/L。碱式滴定管排气泡宜用丙操作，这样便于把气泡排出。A项，俯视读数小于实际量，结果偏低；B项，酸式滴定管里没有用待测

16、液润洗，盐酸浓度降低，结果偏低；C项，锥形瓶未干燥，对实验没有影响；D项，滴定管尖端部分有气泡，气泡占一定的体积，测定结果偏高。【答案】(1)转移定容摇匀0.4烧杯(或表面皿)药匙(2)最后一滴氢氧化钠溶液加入时，溶液由无色恰好变成浅红色，且半分钟内不褪色0.11 mol/L丙D【教师备课资源】(1)取体积相同(0.025 L)的两份0.10 mol/L NaOH溶液，把其中一份放在空气中一段时间后，溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)，其原因_。(2)用已知浓度的硫酸溶液中和上述两份NaOH溶液，若中和第份(在空气中放置一段时间)所消耗硫酸溶液的体积为VA，另一份消耗硫酸溶液的体积为

17、VB，则：以甲基橙为指示剂时，VA与VB的关系是_；以酚酞为指示剂时，VA与VB的关系是_。【解析】NaOH溶液放置于空气中，因NaOH与空气中CO2反应，使NaOH减少，故溶液的pH减小。用H2SO4滴定Na2CO3溶液，反应分两个阶段进行：HCO=HCO (此时溶液呈弱碱性)2HCO=CO2H2O(此时溶液呈弱酸性)滴定过程按哪种反应进行，取决于选择的指示剂。若选用甲基橙作指示剂，因其变色范围为PH3.14.4，滴定反应按进行，由关系式2NaOHNa2CO32H,CO2知，消耗的H2SO4的量不变，故答案为VAVB；若选用酚酞作指示剂，酚酞的变色范围为pH8.210，滴定反应按进行，消耗H

18、2SO4的量减少，故答案为VAVB。【答案】(1)减小NaOH吸收空气中的酸性气体CO2，碱性减弱，pH减小(2)VAVBVAVB1在一支25 mL的酸式滴定管中装入0.1 mol/L的HCl溶液，其液面恰好在5 mL刻度处，若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中，然后以0.1 mol/L的NaOH溶液进行中和，则所需NaOH溶液的体积()A大于20 mLB小于20 mLC等于20 mL D等于5 mL【解析】若要正确解答本题，必须准确了解滴定管的刻度特征，如图所示，滴定管下部最大刻度线到活塞之间无刻度且充满溶液，因而把溶液全部放入烧杯中，其体积大于20 mL，用等浓度的NaOH溶液中和，所需NaO

19、H溶液的体积应大于20 mL。注意：滴定管的量程小于滴定管的最大实际容量。故正确答案为A。【答案】A2酸碱恰好完全中和时()A酸与碱的物质的量一定相等B溶液呈现中性C酸与碱的物质的量浓度相等D酸所能提供的H与碱所能提供的OH的物质的量相等【解析】根据酸碱中和反应的实质可知酸碱恰好完全中和时，酸所能提供的H与碱所能提供的OH的物质的量相等。【答案】D3下列叙述正确的是()A95 纯水的pH7，说明加热可导致水呈酸性BpH3的醋酸溶液，稀释10倍后pH4C0.2 molL1的盐酸，与等体积水混合后pH1D25 与60 时，水的pH相等【解析】温度升高，水的电离程度增大，c(H)增大，pH减小，但水仍呈中性，A错；醋酸是弱酸，稀释10倍，3pHpH(60 )，D错。【答案】C4用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，若测得的结果偏低，则产生误差的原因可能是()A滴定时，装未知浓度的NaOH溶液的锥形瓶忘记用NaOH溶液润洗B酸式滴定管用蒸馏水洗后，没用盐酸润洗C滴定前，滴定管的尖嘴处有气泡，而在滴定后气泡消失D滴定前仰视读取了酸式滴定管的读数，滴定后读数正确【解析】选项A操作正确，若锥形瓶用NaOH溶液润洗了，会使测定结果偏高，故不润洗是正确的；B项中酸式滴定管未用标准液润洗，所以盐酸变稀了，V(HCl)就大了，会使测定的c(NaOH)偏高；C项滴定前有气泡，滴定