3.2-溶液的酸碱性教学案解析

第二单元 溶液的酸碱性 第1课时溶液的酸碱性目标要求1.了解溶液的酸碱性与c(H)、c(OH)的关系。2.了解pH的定义及简单的计算。一、溶液的酸碱性1一种溶液显酸性、中性还是碱性，取决于溶液中c(H)和c(OH)的相对大小。在一定温度下，水溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量浓度之积为常数。只要知道溶液中氢离子(或氢氧根离子)的浓度，就可以计算溶液中氢氧根离子(或氢离子)的浓度，并据此判断酸碱性。例如室温下测得某溶液中的c(H)为1.0105molL1，根据KWc(H)c(OH)1.01014mol2L2可求得该酸溶液中c(OH)1.0109molL1 。2酸性溶液：c(H)c(OH)，c(H)越大，酸性越强；中性溶液：c(H)c(OH)；碱性溶液：c(H)7时，溶液中氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，溶液显碱性，且pH越大，溶液中c(OH)越大，溶液的碱性越强。pH7时，溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液显酸性，且pH越小，溶液中氢离子浓度越大，溶液的酸性越强。2强酸与强酸(或强碱与强碱)混合溶液pH的计算(1)强酸与强酸混合液的pH强酸 ：c1(酸)，V1(酸)n1(H)c1(H)V1，强酸 ：c2(酸)，V2(酸)n2(H)c2(H)V2，V混V1V2n混(H)c1(H)V1c2(H)V2c混(H)pH。(2)强碱与强碱混合液的pH强碱：c1(碱)，V1(碱)n1(OH)c1(OH)V1强碱：c2(碱)，V2(碱)n2(OH)c2(OH)V2V混V1V2n混(OH)c1(OH)V1c2(OH)V2c混(OH)，再求c(H)pH。三、溶液pH的测定方法1酸碱指示剂酸碱指示剂一般是弱有机酸或弱有机碱，它们的颜色变化是在一定的pH范围内发生的，因此可以用这些指示剂粗略测出pH范围，但不能准确测定pH。常用指示剂的变色范围和颜色变化如下表：指示剂甲基橙石蕊酚酞变色范围pH3.14.4588.210.0溶液颜色红、橙、黄红、紫、蓝无色、粉红、红2.pH试纸粗略地测定溶液的pH可用pH试纸。pH试纸的使用方法是：取一小块pH试纸放在玻璃片上(或表面皿上)，用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部，变色稳定后与标准比色卡对照确定溶液的pH。3pH计通过仪器pH计来精确测定溶液的pH。知识点一溶液的酸碱性1下列溶液肯定呈酸性的是()A含H的溶液 B能使酚酞显无色的溶液CpH7的溶液 Dc(OH)c(H)的溶液答案D解析任何水溶液中均含H和OH，故A错。酚酞显无色的溶液，其pH8，该溶液可能显酸性，也可能呈中性或碱性，B错。以纯水在100为例，KW1.01012mol2L2，c(H)1106molL1，pH6，但溶液为中性，故pH7的溶液可能是酸性，也可能呈中性或碱性。2判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液中，一定呈碱性的是()A能够使甲基橙呈现黄色的溶液B溶液的pH7C溶液中：c(H)c(OH)D溶液中：c(H)1107 molL1答案C解析溶液酸碱性最本质的判断标准是看H和OH浓度的相对大小，只有当c(H)c(OH)时，溶液才呈酸性；当c(H)c(OH)时，溶液呈中性；当c(H)c(OH)时，溶液呈碱性。甲基橙的变色范围是3.14.4，即pH3.1时呈现红色，3.1pH4.4时呈现橙色，pH4.4时呈现黄色。所以，使甲基橙呈现黄色的溶液不一定显碱性。溶液的pH与温度有关，常温下pH7的溶液一定显碱性，但在不是常温的情况下就不一定了。3下列溶液一定呈中性的是()ApH7的溶液Bc(H)c(OH)的溶液C由强酸、强碱以等物质的量反应所得到的溶液D非电解质溶于水所得到的溶液答案B知识点二pH值计算4常温下，某溶液中由水电离产生的c(H)11011 molL1，则该溶液的pH可能是()A4 B7 C8 D11答案D解析由题意知由水电离产生的c(H)11011 molL1V(HY)，则下列说法正确的是()AHX可能是强酸BHY一定是强酸CHX的酸性强于HY的酸性D反应开始时二者生成H2的速率相等答案D解析解答该题应注意以下三点：(1)强酸完全电离，弱酸部分电离。(2)酸性相同的溶液，弱酸的浓度大，等体积时，其物质的量多。(3)产生H2的速率取决于c(H)的大小。本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意，Mg粉足量，酸不足，应根据酸的物质的量来计算H2的体积，由V(HX)V(HY)，知pH相等时，HX的物质的量浓度比HY的大，即HX是比HY弱的弱酸，而无法判断HY是强酸还是弱酸，故A、B、C错误；D项，反应开始时的速率取决于c(H)，因为开始时c(H)相等，故D项正确。6某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是() A为盐酸稀释时的pH值变化曲线Bb点溶液的导电性比c点溶液的导电性强Ca点KW的数值比c点KW的数值大Db点酸的总浓度大于a点酸的总浓度答案B解析本题考查了强酸和弱酸的稀释规律，解题时要注意弱酸在稀释时还会继续电离。pH相同的盐酸(强酸)和醋酸(弱酸)，稀释相同的倍数时，因醋酸在稀释时仍不断地电离，故盐酸的pH增大的多，故曲线代表盐酸稀释时pH的变化曲线，A错误；不断加水稀释时，溶液中c(H)不断减小，导电性减弱，B正确；因为KW仅仅是温度的函数，因为是在相同的温度下，故a点KW与c点KW的数值相同，C错误；因盐酸和醋酸的pH相同，则c(醋酸)c(盐酸)，稀释相同的倍数，由于醋酸存在电离平衡，故仍有c(醋酸)c(盐酸)，D错误。练综合拓展7已知水在25 和95 时，其电离平衡曲线如右图所示： (1)则25 时水的电离平衡曲线应为_(填“A”或“B”)，请说明理由_。(2)25 时，将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_。(3)95 时，若100体积pH1a的某强酸溶液与1体积pH2b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是_。(1) 曲线B对应温度下，pH2的某HA溶液和pH10的NaOH溶液等体积混合后，混合溶液的pH5。请分析其原因：_。答案(1)A水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c(H)、c(OH)小(2)101(3)ab14或pH1pH214(4)曲线B对应95 ，此时水的离子积为1012mol2L2，HA为弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中还剩余较多的HA分子，可继续电离出H，使溶液pH5解析本题的关键是搞清楚温度对水的电离平衡、水的离子积和溶液pH的影响。(1)当温度升高时，促进水的电离，水的离子积也增大，水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大，水的pH也增大，但溶液仍然呈中性。因此结合图象中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断，25 时水的电离平衡曲线应为A，理由为水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离程度增大。(2)25 时所得混合溶液的pH7，溶液呈中性即酸碱恰好中和，即n(OH)n(H)，则V(NaOH)105 molL1V(H2SO4)104 molL1，得V(NaOH)V(H2SO4)101。(3)要注意的是95 时，水的离子积为1012mol2L2，即c(H)c(OH)1012mol2L2，即：等体积强酸、强碱反应至中性时pH(酸)pH(碱)12。根据95 时混合后溶液呈中性，pH2b的某强碱溶液中c(OH)10b12；有10010a110b12，即：10a210b12，所以，有以下关系：ab14或pH1pH214。(4)在曲线B对应温度下，因pH(酸)pH(碱)12，可得酸碱两溶液中c(H)c(OH)，若是强酸、强碱，两溶液等体积混合后溶液应呈中性；现混合溶液的pH5，即等体积混合后溶液显酸性，说明H与OH完全反应后又有新的H产生，即酸过量，所以说酸HA是弱酸。8(1)pH2的某酸稀释100倍，pH_4，pH12的某碱稀释100倍，pH_10。(2)室温时，将pH5的H2SO4溶液稀释10倍，c(H)c(SO)_，将稀释后的溶液再稀释100倍，c(H)c(SO)_。(3)MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时，pH变化如右图所示。下列叙述中不正确的是()AMOH是一种弱碱B在x点，MOH完全电离C在x点，c(M)c(R)D稀释前ROH溶液中c(OH)是MOH溶液中c(OH)的10倍答案(1)(2)21201(3)B解析(1)若某酸为强酸，则pH4，若为弱酸，则pH4；同理，对pH12的某碱稀释100倍，pH10。(2)pH5的H2SO4稀释10倍，c(H)和c(SO)同等倍数减小，所以c(H)c(SO)21，若将稀释后的溶液再稀释100倍，其pH7，而c(SO)5109 molL1，所以c(H)c(SO)1075109201。(3)由图知，稀释100倍后ROH的pH变化为2，为强碱，MOH的pH变化为1，为弱碱；x点时ROH与MOH的c(OH)相等，故c(M)与c(R)相等；稀释前ROH的c(OH)0.1 molL1，MOH的c(OH)0.01 molL1，故D项正确；MOH为弱碱，在任何点都不能完全电离，B项错误。 第2课时酸碱中和滴定目标要求1.理解酸碱中和滴定的原理。2.初步了解酸碱中和滴定的操作方法。3.掌握有关酸碱中和滴定的误差分析。酸碱中和滴定1酸碱中和滴定概念：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。滴定的原理：n元酸与n元碱恰好完全中和时：nc酸V酸nc碱V碱。如果用A代表一元酸，用B代表一元碱，可以利用下列关系式来计算未知碱(或酸)的物质的量浓度：cB。2酸碱中和滴定的关键：准确测定参加反应的两种溶液的体积，以及准确判断中和反应是否恰好进行完全。3酸碱中和滴定实验实验仪器：pH计、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、滴定管夹、量筒、铁架台。实验药品：标准液、待测液、指示剂。实验步骤：(1)查：检查两滴定管是否漏水和堵塞；(2)洗：先用蒸馏水洗涤两滴定管，然后用所要盛装的酸碱润洗23遍；(3)盛、调：分别将酸、碱溶液注入酸、碱滴定管中，使液面位于滴定管刻度“0”以上23厘米处，并将滴定管固定在滴定管夹上，然后赶走滴定管内部气泡，调节滴定管中液面高度处于某一刻度，并记下读数。(4)取：从碱式滴定管中放出25.00 mL氢氧化钠溶液于锥形瓶中，滴入2滴酚酞试液，将锥形瓶置于酸式滴定管下方，并在瓶底衬一张白纸。(5)滴定：左手控制酸式滴定管活塞，右手拿住锥形瓶瓶颈，边滴入盐酸，边不断摇动锥形瓶，眼睛始终注意锥形瓶内溶液颜色变化。(6)记：当看到加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变为无色时，停止滴定，且半分钟内不恢复原来的颜色，准确记下盐酸读数，并准确求得滴定用去的盐酸体积。(7)算：整理数据进行计算。根据cB计算。二、酸碱中和滴定误差分析中和滴定实验中，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，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。下列为不正确操作导致的实验结果偏差：(1)仪器洗涤酸式滴定管水洗后，未润洗(偏高)；酸式滴定管水洗后，误用待测液润洗(偏高)；碱式滴定管水洗后，未润洗(偏低)；锥形瓶水洗后，用待测液润洗(偏高)。(2)量器读数滴定前俯视酸式滴定管，滴定后平视(偏高)；滴定前仰视酸式滴定管，滴定后俯视(偏低)如图所示；滴定完毕后，立即读数，半分钟后颜色又褪去(偏低)。(3)操作不当酸式滴定管漏液(偏高)；滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定过程中气泡变小(偏高)；滴定过程中，振荡锥形瓶时，不小心将溶液溅出(偏低)；滴定过程中，锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响); 用甲基橙作指示剂进行滴定时，溶液由橙色变红色时停止滴定(偏高)；用甲基橙作指示剂，溶液由黄色变橙色，5 s后又褪去(偏低)。知识点一酸碱中和滴定1一只规格为a mL的滴定管，其尖嘴部分充满溶液，管内液面在m mL处，当液面降到n mL处时，下列判断正确的是()A流出溶液的体积为(mn) mLB流出溶液的体积为(nm) mLC管内溶液体积等于(an) mLD管内溶液体积多于n mL答案B解析滴定管的“0”刻度在上方，越向下刻度越大，所以流出液体的体积为(nm) mL；刻度线以下及尖嘴部分均充有溶液，所以管内溶液体积大于(an) mL。2某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白：(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视_，直到因加入一滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并_为止。(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是()A酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸B滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥C酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失D读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数(3)若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，则起始读数为_mL，终点读数为_mL，所用盐酸溶液的体积为_mL。(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表：滴定次数待测NaOH溶液的体积/mL0.100 0 molL1盐酸的体积/mL滴定前刻度滴定后刻度溶液体积/mL第一次25.000.0026.1126.11第二次25.001.5630.3028.74第三次25.000.2226.3126.09依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。答案(1)锥形瓶中溶液颜色变化在半分钟内不变色(2)D(3)0.0026.1026.10(4)26.10 mL，c(NaOH)0.104 4 molL1解析在求c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式：c(NaOH)。欲求c(NaOH)，须先求V(HCl)aq再代入公式；进行误差分析时，要考虑实际操作对每一个量即V(HCl)aq和V(NaOH)aq的影响，进而影响c(NaOH)。(1)考查酸碱中和滴定实验的规范操作。(2)考查由于不正确操作引起的误差分析。滴定管未用标准盐酸润洗，内壁附着一层水，可将加入的盐酸稀释，消耗相同量的碱，所需盐酸的体积偏大，结果偏高；用碱式滴定管取出的待测NaOH溶液的物质的量一旦确定，倒入锥形瓶后，水的加入不影响OH的物质的量，也就不影响结果；若排出气泡，液面会下降，故读取V酸偏大，结果偏高；正确读数(虚线部分)和错误读数(实线部分)如图所示。(3)读数时，以凹液面的最低点为基准。(4)先算出耗用标准酸液的平均值26.10 mL(第二次偏差太大，舍去)。c(NaOH)0.104 4 molL1。知识点二酸碱中和滴定误差分析3用标准盐酸溶液滴定待测浓度的碱溶液时，下列操作中会引起碱溶液浓度的测定值偏大的是()A锥形瓶中的溶液在滴定过程中溅出B滴定管装液后尖嘴部位有气泡，滴定后气泡消失C指示剂变色15 s后又恢复为原来的颜色便停止滴定D锥形瓶用蒸馏水冲洗后未用待测液润洗答案B解析根据c(B)判断，A项中，V(B)的实际量减少，导致V(A)减少，测定值偏小；B项使液体充满气泡，导致V(A)增大，测定值偏大；C项未到滴定终点，偏小；D项，不影响测定结果。4称取一定质量的NaOH来测定未知浓度的盐酸时(NaOH放在锥形瓶内，盐酸放在滴定管中)。用A.偏高；B.偏低；C.无影响；D.无法判断，填写下列各项操作会给实验造成的误差。(1)称量固体NaOH时，未调节天平的零点()(2)将NaOH放入锥形瓶中加水溶解时，加入水的体积不准确()(3)滴定管装入盐酸前未用盐酸洗()(4)开始滴定时，滴定管尖端处有气泡，滴定完毕气泡排出()(5)滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下，结束时初读数按0计算()(6)在滴定过程中活塞处漏液()(7)摇动锥形瓶时，因用力过猛，使少量溶液溅出()(8)滴定前读数时仰视，滴定完毕读数时俯视()答案(1)D(2)C(3)B(4)B(5)A(6)B(7)A(8)A解析(1)称量固体NaOH时，未调节天平零点，不能确定称量结果是偏大还是偏小，故选D。(2)锥形瓶内是否含水或加多少水并不影响NaOH与HCl的中和反应。(3)滴定管中装盐酸前未润洗相当于将待测液稀释了，导致测定结果偏低。(4)滴定前有气泡，滴定后无气泡，相当于待测液比实际用量多了，导致结果偏低。(5)读出的数据比实际值小，导致结果偏大。(6)滴定过程中漏液使读出的待测液的体积比实际消耗量多，导致结果偏低。(7)摇动锥形瓶时，用力过猛，使少量液体溅出，致使一部分NaOH未被中和，消耗待测液体积减小，使测定结果偏高。(8)读出的数据比实际值偏小，使结果偏高。练基础落实1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的物质的量相等答案D2用盐酸滴定NaOH溶液的实验中，以甲基橙为指示剂，滴定到终点时，溶液颜色的变化是()A由黄色变为红色 B由黄色变为橙色C由橙色变为红色 D由红色变为橙色答案B3用标准盐酸测定未知浓度的氢氧化钠溶液，下列操作导致结果偏低的是()锥形瓶用蒸馏水洗净后，再用待测液润洗23次滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失滴定前仰视读数，滴定后平视读数摇动锥形瓶时，有少量液体溅出滴定时，锥形瓶里加入少量蒸馏水稀释溶液A B C D答案D解析中相当于向锥形瓶中事先加入了一部分NaOH，会多耗用盐酸，导致结果偏高；中气泡体积充当了标准盐酸，导致V(HCl)偏大，结果偏高；中滴定前仰视使V(HCl)初偏大，则V(HCl)V(HCl)末V(HCl)初偏小，结果偏低；中使NaOH溅出，则使V(HCl)偏小，结果偏低；对结果无影响，综合分析，选D。4下列指示剂的选择不正确的是()(已知：I22Na2S2O3)2NaINa2S4O6标准溶液待测溶液指示剂AHClNaOH甲基橙BNaOHHCl酚酞CI2Na2S2O3淀粉DKMnO4Na2SO3酚酞答案D解析强酸与强碱滴定时，甲基橙或酚酞均可以，但一般强酸滴定强碱时用甲基橙，反之用酚酞，A、B均正确；据I2遇淀粉变蓝可检验I2，C正确；D项中KMnO4本身有颜色，无需再用其他指示剂，D不正确。5下列仪器中使用前不需要检验是否漏水的是()A滴定管 B分液漏斗 C过滤漏斗 D容量瓶答案C6用0.1 molL1 NaOH溶液滴定0.1 molL1的盐酸，如果达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液体积约为0.05 mL)继续加水至50 mL，所得溶液pH是()A4 B7.2 C10 D11.3答案C解析本题是以酸碱中和滴定为素材设计的题目，涉及到溶液中OH、H、pH的计算，考查学生的计算能力。用0.1 molL1的NaOH溶液滴定0.1 molL1的盐酸，滴定到终点时溶液呈中性。多加1滴NaOH溶液(1滴溶液体积为0.05 mL)，加水至50 mL，此时溶液中c(OH)1104 molL1c(H)11010 molL1pH10即选项C正确。练方法技巧7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溶液时，选用酚酞作指示剂，实验时不小心多加了几滴D用标准盐酸测定未知浓度NaOH结束实验时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，开始实验时无气泡答案C解析A：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：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：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：开始