1、第二节水的电离和溶液的酸碱性（第2课时）1掌握pH的简单计算，了解各类混合溶液pH的计算。2了解溶液稀释时pH的变化规律。3掌握酸碱中和滴定的原理及操作方法。4了解指示剂的选择及滴定误差分析。水的健康和人体的健康息息相关，要想拥有健康生活，必先让占到人体70%80%的水充满健康活力。“水质决定体质”，“好水健康”，保证健康水的足量摄入，不但可以有效排除人体内的有害废物，而且还可以从根本上增强人体的免疫力功能，辅助患者早日康复。健康水是最廉价、最有效、最安全的碱性水，对人体调节多余的体液有很好的作用。你知道如何测定水的pH吗？提示：可以用pH试纸或pH计测定溶液的pH。一、单一溶液的pH计算1酸
2、溶液的pH计算。c(酸)c(H)pH(1)强酸。如HnA，设浓度为c molL1，则：c (H)_，pHlgc(H)_。(2)弱酸。如一元弱酸HA，设浓度为c molL1；则c(H)c molL1，pHlgc。2碱溶液的pH计算。c(碱)c(OH)c(H)pH(1)强碱。如B(OH)n，设浓度为c molL1，则：c(OH)_，c(H)_。pHlgc(H)_。(2)弱碱。如一元弱碱BOH，设浓度为c molL1，则c(OH)c molL1，c(H)molL1，pH14lgc。自主思考1：等物质的量浓度的盐酸和醋酸相比哪个pH大？等物质的量浓度的NaOH溶液与氨水相比哪个pH大？二、酸碱中和滴定
3、1概念：利用_，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。2原理：利用酸和碱反应时，c(H)V酸c(OH)V碱即c(H)_或c(OH)_。3滴定过程中的pH变化及终点判断。酸碱滴定过程中，溶液的pH发生了很大的变化。若用标准的强酸溶液滴定未知浓度的强碱溶液，则反应开始时溶液的pH很_(填“大”或“小”)，随着强酸的滴入，溶液的pH逐渐_；当二者恰好中和时，溶液的pH_7；当酸过量一滴时，溶液立即变为_性。若用强碱滴定强酸则恰恰相反。根据滴定过程中的pH变化及酸碱指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化，只要选择合适的指示剂(滴定终点尽可能与变色范围一致)，即可准确判断中和反应是否恰
4、好进行。在实验室里选用的指示剂一般为_。自主思考2：能否选用石蕊试液作为酸碱中和滴定的指示剂？4中和滴定的操作过程。(1)准备过程：滴定管：_水洗_注液_调液面_。锥形瓶：_装液_。(2)滴定操作：移取待测溶液，加指示剂23滴，滴定，判断终点，读数，重复实验，计算。说明：操作时左手_，右手_，眼睛_。滴速：先_后_(填“快”或“慢”)，当接近终点时，应一滴一摇。答案：一、1.(1)nc molL1lg(nc)2(1)nc molL1 molL114lg(nc)自主思考1提示：比较pH大小最终要比较c(H)大小，等物质的量浓度的盐酸比醋酸中c(H)大，pH小，等物质的量浓度的NaOH比氨水中c(
5、H)小，pH大。二、1.中和反应2.3大减小酸甲基橙或酚酞自主思考2提示：不能。因石蕊试液在滴定终点时的颜色变化对比不明显，且变色范围较大。4(1)检漏润洗赶气泡初始读数水洗滴指示剂(2)握住活塞摇动锥形瓶注视锥形瓶中溶液颜色的变化快慢一、稀释后溶液pH的变化规律1酸碱溶液无限稀释，pH只能无限接近于7，不可能大于或小于7。2对于pHa的强酸和弱酸溶液，每稀释10n倍，强酸的pH就增大n个单位，即pHan(an7)，弱酸的pH范围是：apHan，可用下图表示。3对于pHb的强碱和弱碱溶液，每稀释10n倍，强碱的pH减小n个单位，即pHbn(bn7)，弱碱的pH的范围是：bnpHb，可用下图表示
6、。4对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸稀释相同倍数，强酸pH变化程度比弱酸大(强碱和弱碱类似)。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。二、几种等体积混合溶液pH的计算问题1两强酸混合。c(H)混合pH2两强碱混合。3强酸强碱混合。(1)强酸与强碱正好完全反应，溶液呈中性，c(H)c(OH)107 molL1，pH7。(2)酸过量：c(H)混合pH(3)碱过量：c(OH)混合c(H)混合pH三、酸碱中和滴定误差分析误差分析依据(一元酸、碱的中和滴定)c(B)或c(A)。若用标准溶液滴定待测液，消耗标准溶液多，则结果偏高；消耗标准溶液少，则结
7、果偏低。常见的误差分析(以用标准盐酸溶液滴定待测NaOH溶液为例)：步骤操作c(NaOH)洗涤未用标准溶液润洗滴定管偏高锥形瓶用待测溶液润洗偏高未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管偏低锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水无影响读数滴定前仰视读数或滴定后俯视读数偏低滴定前俯视读数或滴定后仰视读数偏高操作不当滴定完毕后立即读数，半分钟后颜色又褪去偏低滴定前滴定管尖嘴部分有气泡偏高滴定过程中振荡时有液滴溅出偏低滴定过程中，锥形瓶内加少量蒸馏水无影响所配标准盐酸的物质的量浓度偏大偏低读数误差可以用画图的形式来理解和记忆。如开始读数仰视，滴定完毕读数俯视，如图；开始读数俯视，滴定完毕读数仰视，如图。知识点1
8、 有关溶液pH的计算【例题1】 现有温度相同，pHa和pHb的两种NaOH溶液，已知ba2，将两种溶液等体积混合后，所得溶液的pH接近于()。Aalg2 Bblg2 Calg2 Dblg2解析：pHa的NaOH溶液，c(H)10a molL1，c(OH)10a14 molL1；pHb的NaOH溶液，c(H)10b molL1，c(OH)10b14 molL1；而溶液等体积混合后：c(OH)由于ba2，所以c(OH)510b15 molL1；则c(H)210b molL1，所以pHblg2，故答案选B。答案：B点拨：两强碱混合，由于c(OH)混，先求出混合后的c(OH)，再通过KW求出c(H)，
9、最后求pH。知识点2 酸碱中和滴定【例题2】 (双选)用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考下图，从下表中选出正确选项()。锥形瓶中的溶液滴定管中的溶液选用指示剂选用滴定管A碱酸石蕊乙B酸碱酚酞甲C碱酸甲基橙甲D酸碱酚酞乙解析：本题考查中和滴定中酸式滴定管、碱式滴定管和酸碱指示剂的选择。甲为酸式滴定管，乙为碱式滴定管。酸性溶液、强氧化性溶液(如KMnO4溶液)一般装在酸式滴定管中，碱性溶液一般装在碱式滴定管中。指示剂的选择比较复杂，一般情况下，强碱滴定强酸用酚酞指示剂，强酸滴定强碱用甲基橙或酚酞指示剂。当指示剂可以有多种选择时，选择的指示剂最好是到达滴定终点时由浅变深发生变化
10、。中和滴定时，一般情况下是把已知物质的量浓度的标准溶液滴入待测的未知浓度的溶液中，但把未知物质的量浓度的溶液滴入已知物质的量浓度的溶液中，只要操作正确，也可以求得待测溶液浓度。答案：CD点拨：在中和滴定实验中，已知浓度的标准溶液是放在锥形瓶中还是滴定管中是人为规定的，只要指示剂和滴定管能够和实验要求相符合(指示剂变色范围在终点pH突变范围之内，滴定管不过大或过小)即可。注意：指示剂变色要灵敏，酸式滴定管不能盛放碱性溶液，碱式滴定管不能盛放强氧化性溶液及酸性溶液等。知识点3 酸碱中和滴定误差分析【例题3】 下列实验操作不会引起误差的是()。A酸碱中和滴定时，用待测液润洗锥形瓶B酸碱中和滴定时，用
11、冲洗干净的滴定管盛装标准溶液C用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸时，选用酚酞作指示剂，实验时不小心多加了几滴指示剂D用标准盐酸测定未知浓度NaOH溶液结束实验时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，开始实验时无气泡解析：A项锥形瓶一定不要用待测液润洗，否则使待测液的量偏大，消耗标准液的体积偏大，从而使所测浓度偏大。B项冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液，还是量取待测溶液，都必须用待装溶液润洗23次，否则会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度偏小，影响结果。C项在滴定过程中，指示剂略多加了几滴，一般不影响实验结果，因为指示剂不会改变反应过程中酸和碱的物质的量。D项开始实验时酸式滴定管中无气泡，结束实验时
12、有气泡，会导致所读取的V(HCl)偏小，依据V(HCl)c(HCl)V(NaOH)c(NaOH)，所测的c(NaOH)偏小。答案：C点拨：根据公式c待K进行中和滴定的误差分析是最基本的方法，使用中应注意由于操作的失误导致公式中的某些数据发生变化，从而导致最终结果出现误差。如配制标准液，由于溶质的损失，使标准液浓度偏低，进而滴定时，使标准液的体积偏大，或待测液的体积偏小，使测量的待测液的浓度偏大。1常温下，将0.1 molL1氢氧化钠溶液与0.06 molL1硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的pH等于()。A1.7 B2.0 C12.0 D12.42已知室温时，0.1 mo1L1某一元酸HA在水中
13、有0.1%发生电离，下列叙述错误的是()。A该溶液的pH4B升高温度，溶液的pH增大C此酸的电离平衡常数约为1107D由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的106倍3准确量取25.00 mL KMnO4溶液，可选用的仪器是()。A50 mL量筒 B10 mL量筒C50 mL酸式滴定管 D50 mL碱式滴定管4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氢氧化钠固体所
14、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/(molL1)滴定完成时，NaOH溶液滴入的体积/mL待测盐酸的体积/mL10.1022.6220.0020.1022.7220.0030.1022.8020.00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 _(保留两位有效数字)。排除碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的_，然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。在上述实验中，下列操作(其他操作正确)会造
15、成测定结果偏高的有_ 。A滴定终点读数时俯视读数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碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失答案：1B假设溶液都为1 L，n(H)0.12 mol、n(OH)0.1 mol，酸过量，反应后溶液中c(H)0.01 molL1，pH2.0。2B根据HA在水中的电离度算出c(H)0.1%0.1 molL1104 molL1，所以pH4；因HA在水中有电离平衡，升高温度，促进平衡向电离的方向移动，所以c(H)将增大，pH会减小；C选项，可由平衡常数表达式算出K1107，所以C正确；c(H)104 molL1 ，所以水电离产生的c(H)1010 m
16、olL1，前者是后者的106倍。3C由于量的体积精确度为0.01 mL，故应选用滴定管，而KMnO4等强氧化剂易腐蚀碱式滴定管的橡皮管而只能盛装在酸式滴定管中。4答案：(1)转移定容摇匀0.4烧杯(或表面皿)药匙(2)最后一滴NaOH溶液加入，溶液由无色恰好变成浅粉红色，且半分钟内不褪色0.11 molL1丙D解析：(1)题目要求配制100 mL 0.1 molL1 NaOH标准液，应用天平称取0.1 L0.1 molL1 40 gmol10.4 g NaOH固体。由于NaOH属于腐蚀性药品，不能放在天平上直接称量，应放在玻璃器皿(一般用烧杯或表面皿)中进行称量。(2)根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化，我们可以判断中和反应是否恰好进行完全。计算盐酸的浓度时，应计算三次的平均值，因NaOH标准液浓度及待测液的体积一定，故只算NaOH溶液体积的平均值即可。根据碱式滴定管的构造可知，弯曲其橡皮管即可将管中的气泡排除。