2016-2017人教版选修4第三章第二节第2课时pH的计算及应用.ppt

第三章水溶液中的离子平衡,第2课时pH的计算及应用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。,在生活中，我们经常看到苏铁这种花卉，它是我国南方的特有植物，它生长的土壤为酸性土壤，而北方的碱性土壤则不能存活，可见土壤的PH对植物的生长有很大的影响。你能例举出生活中见到的酸性土壤生长植物和酸性食品吗？它们的PH应在什么范围？提示：植物有茶花、杜鹃花等；食品有食醋、酸石榴、酸菜等。它们pH应小于7大于4。,问题探究1：若已知一元弱酸的物质的量浓度为camolL1和一元弱酸的电离平衡常数Ka，如何计算溶液的pH？试推导有关计算关系式。,二、酸碱中和滴定1概念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叫中和滴定法。2原理酸和碱反应时，c(H)V酸c(OH)V碱(适用于强酸和强碱)。3仪器及其使用,三、酸碱中和滴定的操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)1准备工作：(1)滴定管的验漏。(2)洗涤：分别取酸式滴定管和碱式滴定管各一支，用蒸馏水洗涤23次，再用标准酸液和待测碱液各润洗23次，润洗液必须从滴定管下端排出。(3)装液：向碱式滴定管中装入待测NaOH溶液，排气泡，调整液面至“0”或“0”刻度以下，记录读数，放出一定体积NaOH溶液于洗净的锥形瓶中，以同样步骤将标准盐酸注入酸式滴定管，调整液面并记录。,2滴定操作：在锥形瓶的待测溶液中滴加23滴酚酞试液，开始滴定。左手控制活塞，右手摇动锥形瓶，两眼注视锥形瓶内溶液颜色变化。(1)滴定速率：先快后慢，逐滴加入，不能成股流下。(2)终点的判断：当滴入最后一滴，刚好使指示剂变色，且半分钟不再变色即到终点，读数并记录。,问题探究2：结合中和滴定的实验原理和指示剂的变色范围分析，酸碱恰好反应时就是滴定终点吗？提示：不是。酸碱恰好反应是指酸所提供的H与碱所提供的OH恰好完全反应，此时溶液可能为中性，也可能为酸性或碱性；而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点，二者不相同，选择指示剂时，应使酸碱恰好反应时溶液的pH落在指示剂变色的pH范围之内。,要点一几种等体积混合溶液pH的计算问题,例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()Aalg2Bblg2Calg2Dblg2,常温下等体积混合0.1molL1的盐酸和0.06molL1的Ba(OH)2溶液后，溶液的pH等于()A2.0B12.3C1.7D12.0,【答案】D,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。,例2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,【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中开始实验时酸式滴定管中无气泡，结束实验时有气泡，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,实验室用标准盐酸滴定某NaOH溶液的浓度，用甲基橙作指示剂。下列操作可能使测定结果偏低的是()A酸式滴定管在装液前未用标准盐酸润洗23次B开始实验时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中，气泡消失C滴定过程中，锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色，但立即又变为黄色，此时即记下滴定管液面所示的刻度D达到滴定终点时，仰视读数,【解析】A项，未用标准液润洗滴定管，则会使滴定管中标准盐酸的浓度降低，使得所需V(盐酸)偏多，导致测定结果偏高；B项，滴定后，原气泡所占据的空间被盐酸代替，这时读数所示盐酸的体积气泡的体积滴定反应消耗盐酸的体积；V(盐酸)偏大，导致测定结果偏高；C项，尚未达到滴定终点，V(盐酸)偏小，导致测定结果偏低；D项，达到滴定终点时，仰视使读数偏大，使测定结果偏大。【答案】C,要点三相关曲线的绘制1.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：apH7)，弱碱的pH的范围是：bnpHb，可用右图表示。(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(强酸和弱酸类似)。2酸碱滴定曲线的绘制：(1)酸碱滴定过程中溶液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。(3)向20.00mL0.1000molL1HCl溶液中滴加0.1000molL1NaOH溶液过程中pH变化如下表所示：,(4)由表中数据绘制滴定曲线。如下图。,例30.1mol/LNaOH溶液滴定100mL0.1mol/L盐酸时，如果滴定误差在0.1%以内，反应完毕后，溶液的pH范围为()A6.97.1B3.310.7C4.39.7D68【解析】本题考查中和滴定的计算。理论上，当滴入的NaOH溶液体积恰好为100mL时，溶液的pH7，实际操作中肯定有误差，如果多滴0.1mL，误差为0.1%，少滴0.1mL，误差为0.1%，总体积均以200mL计算。(1)碱过量时：c(OH)0.1mol/L0.1mL200mL5105mol/L则c(H)21010mol/LpH10lg29.7,(2)碱不足时：c(H)0.1mol/L0.1mL200mL5105mol/LpH5lg54.3【答案】C多滴一滴少滴一滴的pH计算是利用中和滴定的实例进行pH计算，实际计算关系是一滴酸或碱在总体积中的浓度关系，总体积是个定值(忽略一滴溶液对体积的影响)。,右图是对10.00mL一定物质的量浓度的盐酸用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定的图象，依据图象推出盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度是下表内各组中的(),易错点不考虑水的电离而致错将pH5的H2SO4溶液稀释1000倍后，溶液中SO离子浓度与H离子浓度的比值约为()A110B11C12D120【错因分析】(1)酸碱无限稀释时，pH只能接近7，否则会出现酸稀释成碱的错误。(2)不考虑水的电离，由思维定势仍认为是H2SO4溶液，SO离子浓度与H离子浓度的比值仍为12，而错选C。,当酸的氢离子浓度稀释到接近水电离出的浓度107mol/L时，一定要把两种离子浓度加在一起进行计算，否则c(H)小于107mol/L后就会成为碱性，是不符合实际的。,如图所示，能表示人大量喝水时，胃液的pH变化的图象是()【解析】由于胃液中有HCl，所以胃液应呈酸性，pH7，大量喝水时，相当于HCl无限稀释，则开始稀释时，溶液中c(H)变化较大，所以pH迅速变大，但随着稀释程度增大，水的电离则不能被忽略，无论怎么稀释，溶液不可能呈碱性，只是无限制地接近中性，即向pH7靠拢。故A是正确的。【答案】A,1将100mL0.001molL1的盐酸和50mLpH3的硫酸溶液混合后，所得溶液的pH为()A4.5B2.7C3.3D3,答案D,答案D,3现用0.10mol/LHCl溶液滴定10mL0.05mol/LNaOH溶液，若酸式滴定管未润洗，达到终点时所用盐酸的体积应是()A10mLB5mLC大于5mLD小于5mL解析用0.10mol/LHCl溶液滴定10mL0.05mol/LNaOH溶液正好需5mLHCl溶液。再盐酸被稀释，其浓度小于0.10mol/L，中和NaOH所需体积大于5mL。答案C,4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，稀释至10倍后pH4C0.2molL1的盐酸与等体积水混合后pH1DpH3的醋酸溶液与pH11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH7解析随着温度的升高，水的电离程度增大，H浓度增大，但c(H)c(OH)，水仍呈中性；醋酸为弱电解质，稀释时，电离程度增大，H浓度减小的较慢，pH3的醋酸稀释10倍，则3pH4；D项，两溶液等体积混合时醋酸过量pH7。答案C,5取20.00mL待测稀盐酸溶液放入锥形瓶中，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：,(1)排除碱式滴定管中气泡的方法应采用操作_(填图编号)，轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。(2)滴定达到终点的标志是_。(3)根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为_(保留两位小数)。,答案(1)丙(2)溶液由无色变浅红色(或粉红色)，且半分钟内不褪色(3)0.11molL1,人体内pH值以及生理功能的关系在一些宣传材料，甚至在一些谈水的科普文章中，均称“正常人体的pH值应该是弱碱性”，这句话不太准确。我们通常讲人体pH值为7.357.45是指人体血液中的pH值，而不能理解为人体的pH值。人体各部位及组织中的pH值是不同的。人体为了正常进行生理活动，血液的氢离子浓度必须维持在一定的正常范围内。而氢离子浓度的正常，又必须依靠人体的调节功能，使体内的酸碱达到动态平衡。如果过酸或过碱，都会引起血液氢离子浓度的改变，使正常的酸碱平衡发生紊乱，简称为酸碱失衡。,例如饥饿时的胃液pH为12，皮肤为5.5，大肠为8.4，汗为6.0，尿为6.9等。无论哪一个部位的pH都维持在一个恒定范围内，哪怕是发生轻微的变化，都会引起身体的