1、成才之路 化学路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修水溶液中的离子平衡 第三章 第二节 水的电离和溶液的酸碱性第三章 第3课时 pH的应用新知识导学探究2新思维名师讲堂3新考题随堂自测4新视点专家博客6新提升达标作业5新情境激趣入题1新情境激趣入题酸碱中和反应的实质是：HOH=H2O，因此在酸碱中和反应的过程中，随着酸(或碱)溶液的加入，溶液pH是不断发生变化的，那么溶液pH的变化特点是什么？如果用实验来研究这一问题，实验的关键是什么？本课时我们将要学习的就是用中和滴定的方法，根据已知浓度的酸(或碱)测定未知浓度的碱(或酸)。新知识导学探究新知导学1pH 的应用(1)pH 与人体健康的关系
2、_pH 诊断疾病：人体的各种体液都有一定的pH，以保证正常的生理活动，当酸碱平衡失调时，人体就表现出病变，因而可以利用检测血液中的 pH 诊断疾病。_调控 pH 辅助治疗：利用护发素保护头发，就是通过调节头发的 pH 使之达到适宜的酸碱度。血液 药物(2)pH 在环保上的应用在环保上对酸性或碱性的废水，可以利用_调节pH。利用在酸性废水中加碱性废渣或通过碱性滤料层过滤使之中和；对碱性废水，可以通过加酸性废水或通入烟道气中和。(3)土壤 pH 与土壤有效成分含量的关系土壤的_影响植物对养分的吸收及养分的有效性，各种作物的生长也都对土壤的_范围有一定的要求，因而应注意保持土壤的_等。中和反应 pH
3、 pH 酸碱度2酸碱中和滴定(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HOH=H2O中和反应中酸提供的 H与碱提供的 OH的_相等。即 c(H)V 酸c(OH)V 碱(均为强电解质)中和反应 物质的量(3)仪器及使用仪器 如图a 如图b滴定管夹、酸式滴定管 碱式滴定管 锥形瓶 铁架台 烧杯滴定管的构造及使用A构造及用途滴定管是内径均匀、_的细长玻璃管，下端有控制液体流量的_(或由_、_组成的阀)。滴定管主要用来_带有刻度 玻璃活塞 橡皮管 玻璃球 精确地量取一定体积的液体 B使用方法a检查仪器：使用前先检查滴定管活塞_。b润洗仪器：在加入反应液之前，
4、洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗_遍。c加入反应液：分别将反应液加入到相应滴定管中。至液面处于刻度“0”以上 23 mL 处，并将滴定管垂直固定在滴定管夹上。d调节起始读数：在滴定管下放一烧杯，调节活塞，使滴定管尖嘴部分_，然后调节滴定管液面_，准确读取数值并记录。是否漏水 23 充满反应液 使处于“0”或“0”以下某一刻度(4)试剂标准液待测液指示剂A酸、碱中和滴定中通常用_和_作指示剂，一般不用石蕊试液。B根据中和反应恰好完全反应时溶液的_应在指示剂的变色范围之内。甲基橙 酚酞 pH1能否选用石蕊试液作为酸碱中和滴定的指示剂？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
5、范围较大。2为什么酸式滴定管不能用来盛装碱液，碱式滴定管不能盛放酸性溶液？提示：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。自主探究新思维名师讲堂1结构：滴定管是内径均匀、带有刻度的细长玻璃管，分为酸式滴定管和碱式滴定管两种，酸式滴定管下端有用于控制液体流量的玻璃活塞，碱式滴定管有由橡皮管和玻璃球组成的阀。滴定管主要用于滴定操作时准确放出一定体积的溶液。2规格与精确度常用滴定管的规格为25 mL和50 mL。滴定管为精密玻璃量器，可精确到0.1 mL，需估读到0.01 mL。滴定管“0”刻度在上方，但并不在最顶端。滴定管的使用教材点拨3使用方法和步骤(1
6、)检查仪器：检查活塞处是否漏水，不漏水方可使用。(2)润洗仪器：洗净的滴定管还要用所要盛装的溶液润洗23次。(3)加入反应液：使液面位于“0”刻度以上23 mL处。(4)调节起始读数：排除尖嘴部分气泡，并使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下某一刻度，读数并记录。(5)放出反应液：根据需要从滴定管中放出一定量液体，读数并记录。4注意的问题(1)两种滴定管不能混用，一些强氧化性的溶液(如KMnO4溶液)必须用酸式滴定管。(2)读数时，滴定管必须保持垂直，读数者视线应保持平视。有一支50 mL的酸式滴定管，其中盛有溶液，液面恰好在10 mL刻线处，把管中的溶液全部排出承接在量筒中，量筒内溶液体积是(
7、)A大于40 mL B小于40 mLC等于40 mLD10 mL【解析】此题考查滴定管的构造。因该滴定管50 mL刻度线以下至尖嘴部分还有液体，因此管中的溶液全部排出承接在量筒中，量筒内溶液体积将大于50 mL10 mL40 mL。【答案】A典例透析【点评】滴定管的刻度并不到两端，若不明确这一点，容易错选C。1用 0.102 6 moL/L 的盐酸滴定 25.00 mL 未知浓度的氢氧化钠溶液，滴定达终点时，滴定管中的液面如图所示，正确的读数为()A22.30 mLB22.35 mLC23.65 mLD23.70 mL解析：滴定管0刻度在上，精确到0.01 mL，应该从上往下读，因此读数为22
8、.35 mL，B对。答案：B变式训练酸碱中和滴定教材点拨1酸碱中和滴定原理(1)定义：用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。(2)原理：根据酸碱中和反应的实质：HOH=H2O 即c 标准V 标准c 待测V 待测，得出 c 待测c标准V标准V待测(3)仪器和试剂量取液体量筒可以用，一般不用，因为不精确移液管滴定管 精确铁架台(滴管夹)、锥形瓶、标准液和待测液、指示剂。(4)操作步骤：检查滴定管是否漏水；蒸馏水洗涤；标准液或待测液润洗滴定管；装液和赶气泡调零；滴定；读数。(5)关键：准确测定参加反应的两种溶液的体积 V 标准和 V待测；准确判断中和
9、反应是否恰好进行完全。2酸碱指示剂的选择及用量(1)一些酸碱指示剂的变色范围指示剂pH的变色范围酸色碱色甲基橙3.14.4(橙色)红色(pH4.4)甲基红4.46.2(橙色)红色(pH6.2)石蕊5.08.0(紫色)红色(pH8.0)酚酞8.210.0(粉红色)无色(pH10.0)指示剂的颜色变化都是在一定pH范围内发生的，我们把指示剂发生颜色变化的pH范围叫做指示剂的变色范围。各种指示剂的变色范围是由实验测得的。酸碱滴定时一般选用的指示剂有酚酞和甲基橙，而不用石蕊，由于它变色范围大，且变色不灵敏，石蕊的“红色紫色”，“紫色蓝色”的颜色变化不够明显，不利于及时、准确地作出酸碱是否恰好完全中和的
10、判断，在滴定时不宜选用石蕊作指示剂。最好在滴定终点时，指示剂应由浅变深这样视觉灵敏误差小。(2)几种常见的酸碱中和滴定指示剂的选择测定内容指示剂滴定过程中溶液颜色变化已知浓度的溶液(标准溶液)未知浓度的溶液(待测溶液)强酸(HCl)强碱(NaOH)甲基橙黄色变橙色强碱(NaOH)强酸(HCl)酚酞无色变红色(较好)强酸(HCl)弱碱(NH3H2O)甲基橙因黄色变橙色到达终点时生成强酸弱碱盐，水解显酸性弱碱(NH3H2O)强酸(HCl)甲基橙红色变橙色弱酸(CH3COOH)强碱(NaOH)酚酞红色变无色强碱(NaOH)弱酸(CH3COOH)酚酞无色变红色，终点时生成强碱弱酸盐，水解显碱性提示：(
11、1)指示剂选用：变色要灵敏，变色范围要小，且变色范围尽量与所生成盐的溶液酸碱性一致。因此中和滴定一般选用酚酞和甲基橙，而不用石蕊试液。强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。用酸滴定Na2CO3溶液，酚酞作指示剂，终点产物为NaHCO3和NaCl而用甲基橙作指示剂终点产物为NaCl、H2O、CO2。(2)指示剂的用量：指示剂一般滴加23滴即可，否则它也消耗酸或碱，而引起误差。3酸碱中和滴定操作步骤(用已知浓度的碱溶液滴定未知浓度的酸溶液)(1)用移液管准确吸取一定量未知浓度的酸溶液放入锥形瓶中，滴入23滴酚酞指示剂。(2)记录碱式滴定管内溶液的初读数后进行滴定。滴定时左手挤压玻璃球处的橡皮管
12、，右手拿锥形瓶，边滴边振荡(绕一个方向)，滴至溶液由无色变成浅红色，并在半分钟内浅红色不褪即到终点。记下末读数。消耗碱的体积：末读数初读数(3)再重复滴定一次，将有关数据记录如下表。取两次测定数值的平均值，根据中和原理计算出未知酸的物质的量浓度。滴定次数待测酸溶液的体积/mL标准碱溶液的体积/mL滴定前读数/mL滴定后读数/mL体积/mL提示：若是绘制酸碱反应曲线，锥形瓶中不加指示剂，而是随标准碱液的加入，不断用pH计测量溶液pH，并记录。开始和终点后测试间隔可大一些，终点附近应每加一滴测一次。以加入碱液的体积为横坐标，溶液pH为纵坐标，绘出溶液pH随NaOH溶液加入量变化的曲线。4酸碱中和滴
13、定误差分析(1)依据(一元强酸和一元强碱的中和滴定)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标准/V待测，当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时，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。(2)常见的误差分析(以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)步骤操作c(NaOH)洗涤(润洗)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滴定完毕后立即读数，半分钟后颜色又褪去偏低滴定前滴
14、定管尖嘴部分有气泡滴定后气泡消失偏高滴定过程中振荡时有液滴溅出偏低滴定达终点时发现滴定管尖嘴处挂着一滴液滴偏高提示：分析酸碱中和滴定实验误差时，可把一切影响因素归结到标准液用量的大小上来判断。若标准液用量偏大，则测定结果偏高；标准液用量偏小，测定结果偏低；若不影响标准液用量，则对测定结果无影响。在滴定操作时，通常在锥形瓶下垫一张白纸，其作用是使滴定终点颜色变化更易观察，便于滴定终点判断，减小实验误差。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。(V标偏小，结果偏低)(V标偏大，结果偏高)5酸碱滴定曲线的绘制(1)酸碱滴定过
15、程中溶液pH的变化特点在酸碱反应过程中，溶液的pH会发生变化，对于强酸强碱的反应，开始时由于被中和的酸(或碱)浓度较大，加入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当反应接近终点(pH7)时，很少量的碱(或酸)就会引起溶液pH突变，酸、碱的浓度不同，pH突变范围不同。(2)酸碱滴定曲线的绘制酸碱滴定曲线是以酸碱混合过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标，以溶液pH为纵坐标绘出的一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。向20.00 mL 0.1000 molL1HCl溶液中滴加0.1000 molL1 NaOH溶液过程中pH变化如下表所示：V(NaOH)/mL0.0010.0015.0018.001
16、9.0019.9620.0020.0421.0022.0030.00pH11.481.852.282.594.007.0010.3011.3911.6812.30由表中数据绘制滴定曲线。如下图提示：由于指示剂的原因，到达滴定终点时，酸碱并非恰好完全反应。所以，滴定终点和反应终点并不完全一致。但是，由于接近中性时，很少量的酸(或碱)就会导致溶液pH发生突变，因此用滴定终点代替反应终点误差极小。用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：(1)准确称量8.2 g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500mL待测溶液。称量时，样品可放在_(填编号字母)称量。A小烧杯中B洁净纸片上C托盘上典
17、例透析(2)滴定时，用0.2000 mol/L的盐酸标准液来滴定待测溶液，不可选用_(填编号字母)作指示剂。A甲基橙B石蕊C酚酞D甲基红(3)滴定过程中，眼睛应注视_；在铁架台上垫一张白纸，其目的是_。(4)根据下表数据，计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是_mol/L，烧碱样品的纯度是_。滴定次数待测溶液体积(mL)标准酸体积滴定前的刻度(mL)滴定后的刻度(mL)第一次10.000.4020.50第二次10.004.1024.00【解析】(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时，样品应放在小烧杯中；(2)酸碱中和滴定时，一般应选甲基橙、酚酞、甲基红等颜色变化较明显的指示剂，石蕊在酸或碱溶液
18、中颜色变化不明显，易造成误差；(4)根据 c(NaOH)cHClVHClVNaOH分别求第一、二次的值，再求平均值，解得 c(NaOH)0.4000 mol/L。w(NaOH)0.40.5408.2100%97.56%。【答案】(1)A(2)B(3)锥形瓶内溶液颜色的变化 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差(4)0.4000 97.56%2(2015广东理综)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 molL1 NaOH溶液滴定，下列说法正确的是()A滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定B随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大C用酚酞作指
19、示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定D滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小变式训练解析：A项，滴定管洗涤后还需用NaOH溶液润洗；B项，随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中发生反应HClNaOH=NaClH2O，直至HCl完全被消耗，因此溶液的pH由小变大；C项，酚酞滴入待测HCl溶液中，溶液是无色的，当溶液由无色变为红色，且半分钟内不褪色时停止滴定；D项，尖嘴部分的悬滴并未与待测HCl溶液反应，但已被计算在消耗的NaOH溶液的体积中，从而使测定结果偏大。答案：B新考题随堂自测1在一支25 mL的酸式滴定管中盛入0.1 molL1的HCl溶液，其液面恰好在5 mL刻度处，若把
20、滴定管中的溶液全部放入烧杯中，然后以0.1 molL1的NaOH溶液进行中和，则所需NaOH溶液的体积()A大于20 mL B小于20 mLC等于20 mLD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：滴定管下部有一段无刻度线，故从5 mL刻度到尖嘴底部的溶液体积大于20 mL，因此所需NaOH溶液的体积大于20 mL。答案：A2下列有关中和滴定的操作：用标准液润洗滴定管；往滴定管内注入标准溶液；检查滴定管是否漏水；滴定；滴加指示剂于待测液；洗涤。正确的操作顺序是()ABCD解析：酸碱中和滴定的操作：滴定管的准备：查漏、洗涤、润洗、充液、赶气泡、调液面、读数；滴定：
21、移取待测液、加入指示剂、滴定、判断终点、读数；数据处理：取两次或多次消耗标准溶液体积的平均值，依方程式求c(测)。答案：C3用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，下列各操作中，不会引起实验误差的是()A用蒸馏水洗净滴定管后，装入标准盐酸进行滴定B用蒸馏水洗净锥形瓶后，再用NaOH溶液润洗，而后装入一定体积的NaOH溶液进行滴定C用碱式滴定管取10.00 mL NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中，再加入适量蒸馏水进行滴定D改用移液管取10.00 mL的NaOH溶液，放入锥形瓶后，把移液管尖嘴液体吹出解析：A项未用标准液润洗，使c(酸)变小，则V(酸)偏大，c(碱)偏高；B项锥形瓶用NaOH溶
22、液润洗，使n(碱)偏大，耗酸量增大，则结果c(碱)偏高；C项加水，n(碱)不变，结果不变；D项中尖嘴液体不应吹出，否则使碱量增加，结果偏高。答案：C4(2015四川宜宾中学月考)如下图，曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液的相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是()A盐酸的物质的量浓度为1 mol/LBP点时反应恰好完全，溶液呈中性C曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线D酚酞不能用作本实验的指示剂解析：pH1的盐酸对应的物质的量浓度为0.1 mol/L，A项错；盐酸和NaOH溶液完全反应时形成NaCl溶液，呈中性，B项正确；曲线a是用NaOH溶液滴定盐酸的曲线，b是用盐酸滴定NaOH溶液的曲线，通常
23、用酚酞作指示剂，C、D两项错。答案：B5(2015辽宁六校联考)实验室中有一未知浓度的稀盐酸，某同学在实验室中进行实验测定盐酸的浓度。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，滴入NaOH溶液的
24、体积(mL)待测盐酸的体积(mL)10.1022.6220.0020.1022.7220.0030.1022.8020.00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)。在上述实验中，下列操作(其他操作正确)会造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，滴定后消失解析：(1)题目要求配制100 mL 0.10 molL1 NaOH标准液，应用天平称取0.1 L0.10 molL140 gmol10.4 g氢氧化钠固体。由于NaOH属于腐蚀性药品，不能放在天平上用
25、小纸片称量，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，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标准液浓度以及待测液的体积都一样，故只算NaOH溶液体积的平均值即可。滴定终点时俯视读数，相当于把数值看小，造成测定结果偏小；酸式滴定管的作用在本题中是移取溶液，水洗后未用待测液润洗导致待测液浓度偏小，测定结果偏低；锥形瓶水洗后未干燥对结果无影响。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溶液加入时，溶液由无色恰好变成浅红色并且在半分钟内不褪色 0.11 molL1 D新
26、提升达标作业（点此链接）新视点专家博客pH 的应用pH 的测定和控制在工农业生产、科学实验和医疗等方面都很重要。在工业上，例如，氯碱工业生产中所用食盐水的 pH主要控制在 12 左右，以除去其中的 Ca2和 Mg2等杂质。在无机盐的生产中，为了分离所含的杂质 Fe3，常把无机盐溶液的pH 调到 5 左右，此时 Fe3形成 Fe(OH)3 沉淀而分离析出，其他阳离子却留在溶液中。在农业上，土壤的 pH 关系到农作物的生长，有的作物如芝麻、油菜、萝卜等可以生长在较大的 pH 范围内，有的却对土壤的 pH 反应非常敏感，如茶树适宜在 pH 约为 4.05.5 的土壤中生长。在医疗上，测定血液等 pH 可以帮助诊断疾病。例如，人体内血液的 pH 一般在 7.357.45 范围内，如果超过这个范围，便属于病理现象，在科学实验中 pH 是影响某些反应过程的重要因素，因此测定和控制溶液的 pH，就如控制温度和浓度等同样重要。