2020-2021学年高中化学人教版选修4学案：3.2 第3课时　pH的应用 Word版含解析

1、第3课时ph的应用学习目标核心素养1.了解在日常生活、生产中ph的应用。2掌握酸碱中和滴定的原理。3掌握酸碱中和滴定的操作方法和误差分析。4了解指示剂的选择。1.证据推理与模型认知，依据酸碱中和滴定原理，拓展其他滴定的原理方法、操作过程，并会设计滴定实验。2科学探究与创新意识：结合自然现象、生活问题、生产实际，能分析解释有关事实，进行简单的方案设计。3科学态度与社会责任：了解生活生产中溶液平衡的应用，认识水溶液中的离子反应和平衡对生产生活和社会发展的作用。一、ph在生产生活中的应用1ph与人体健康的关系(1)血液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

2、，人体就表现出病变，可以利用检测血液中的ph诊断疾病。(2)药物调控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。2ph在环保上的应用在环保上对酸性或碱性的废水，可以利用中和反应调节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ph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ph范围有一定的要求，应注意保持土壤的酸碱度等。二、酸碱中和滴定1概念：利用中和反应用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。2原理：(1)实质：hoh

3、=h2o(填离子方程式)。(2)原理：酸提供的h与碱提供的oh的物质的量相等。即c(h)·v酸c(oh)·v碱(均为强电解质)。3仪器和试剂：(1)仪器(2)试剂：标准液、待测液、指示剂。4实验操作(以用盐酸标准液滴定naoh溶液为例)：(1)滴定前准备。检查：使用滴定管前，首先要检查滴定管是否漏水。润洗：滴定管加入酸、碱反应液之前，先用蒸馏水洗涤干净，然后分别用待装液润洗23次。装液：分别将酸、碱反应液加入酸式、碱式滴定管中，使液面位于“0”刻度以上2_ml3_ml处。调液：调节活塞或玻璃球，使滴定管尖嘴部分充满反应液，并使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下。放液：从碱式

4、滴定管中放出一定量的naoh溶液于锥形瓶中，并滴23滴指示剂(甲基橙或酚酞)。(2)滴定。左手控制滴定管，右手摇动锥形瓶。眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化。终点判断：当滴入最后一滴盐酸时，刚好使锥形瓶中的溶液变色，且在半分钟内不变色，即到终点。读数并记录。5实验数据的处理：重复滴定操作23次，取消耗标准液体积的平均值，根据c(naoh)，计算出待测naoh溶液的浓度c(naoh)。三、酸碱中和滴定曲线及意义用0.100 0 mol/l naoh溶液滴定20.00 ml 0.100 0 mol/l hcl溶液过程中的ph变化。意义：当酸碱中和反应接近滴定终点(ph7)时，很少量的酸或碱就会引起溶液p

5、h突变。用甲基橙或酚酞的颜色变化来表示反应终点，其误差都在实验允许的范围之内。探究点一酸碱中和滴定实验的关键1准确测定参加反应的两种溶液的体积要准确测定参加反应的两种溶液的体积，应选用更加精确的仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、移液管的读数精确到0.01 ml，可准确量取一定量的试液。滴定管刻度：(如图)0刻度在上，从上往下读，量程有25 ml、50 ml。滴定管精确度：取到小数点后两位，如：24.00 ml、23.38 ml最后一位是估计值。酸式滴定管下端是玻璃活塞，用来盛放酸性或具有氧化性的溶液(酸、溴水、kmno4溶液等，不能盛放naoh溶液等)。碱式滴定管下端是由乳胶管、玻璃球组成的阀，用

6、于盛装碱性或无氧化性的溶液，不能盛装酸性、氧化性溶液及有机溶剂(橡胶易被腐蚀)。2准确判断中和反应是否恰好反应完全选用合适的酸碱指示剂(1)酸碱指示剂在中和滴定中发挥作用的原理酸碱指示剂在中和滴定中发挥作用的原理，可用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的naoh溶液来说明。用盐酸滴定naoh溶液时，从表面看，似乎没有变化，但实质上，在滴定过程中，溶液的ph发生了很大的变化。滴定前，由于还未加盐酸，滴定的ph决定于待测naoh溶液的浓度，因此溶液的ph很大，为强碱性。随着盐酸的滴入，naoh不断被中和，c(oh)不断减小，ph也不断减小。当滴入的hcl与naoh恰好完全中和时，溶液中只有nacl和h2o

7、，因此ph为7。如果此时再滴加1滴盐酸的话，由于hcl过量，溶液将立即由中性变为酸性，ph小于7。根据上述滴定过程中溶液的ph的变化，我们可以选择合适的指示剂，并根据指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化，准确地判断中和反应是否恰好进行完全。例如，我们可以在待测的naoh溶液中滴入几滴酚酞试液，溶液呈红色，随着盐酸的滴入，当溶液恰好由红色突变为无色时，说明hcl与naoh反应完全。(2)酸碱指示剂的选择(3)滴定终点判断的答题模板：当滴入最后一滴×××标准溶液后，溶液变成××色，且半分钟内不恢复原来的颜色。说明：解答此类题目注意三个关键点：(1)最

8、后一滴：必须说明是滴入“最后一滴”溶液。(2)颜色变化：必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。(3)半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不再恢复原来的颜色”。1酸碱中和滴定实验中，酸碱恰好完全反应时就是滴定终点，这种说法正确吗？提示：(1)恰好中和是指酸、碱按化学方程式的计量关系完全反应，酸、碱都没有剩余。恰好中和时溶液的酸碱性取决于生成盐的性质，溶液不一定呈中性。(2)滴定终点是指示剂变色点，是实验操作中的概念。滴定终点与恰好中和是有差距的，不可能完全一致。2酸碱中和滴定实验中，能否用石蕊作指示剂指示滴定终点？提示：不能。因为石蕊在滴定终点时的颜色变化对比不明显，且变色范围太

9、大，不能灵敏地指示滴定终点。【例1】用已知浓度的naoh溶液测定某h2so4溶液的浓度，如下图甲、乙，从下表中选出正确选项()【思路分析】在酸碱中和滴定中，指示剂常选用颜色变化明显的酚酞或甲基橙，不能选用石蕊。另外，无论是标准溶液滴定待测溶液，还是待测溶液滴定标准溶液，只要操作正确，都能达到目的。【解析】酸式滴定管不能盛放碱液，同样碱式滴定管不能盛放酸液。指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙。在酸碱中和滴定中，无论是用标准溶液滴定待测液还是用待测液滴定标准溶液，只要操作正确，都能达到测定的目的。【答案】d用物质的量浓度为a mol·l1的标准naoh溶液去滴定v ml盐酸，请填写下

10、列空白：(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后，接下来应该进行的操作是用标准碱液润洗。(2)用标准naoh溶液滴定时，应将标准naoh溶液注入乙(填“甲”或“乙”)中。(3)如图是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数，c(hcl) mol·l1。(4)取20.00 ml待测盐酸放入锥形瓶中，并滴加23滴酚酞做指示剂，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。滴定达到终点的标志是溶液由无色恰好变成浅红色，且半分钟内不褪色。根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为0.11 mol·l1(保留两位有效数字)。探究点二酸碱中和滴定的误差分析1依据分析误差要根据计

11、算式：c待测，当用标准液滴定待测液时，c标准、v待测均为定值，c待测的大小由v标准的大小决定。2误差分析在进行误差分析时，要特别注意弄懂俯视(视线偏高)及仰视(视线偏低)的含义，并会区分俯视、仰视对量筒、滴定管产生误差的不同(如图)。以盐酸标准溶液滴定未知浓度的naoh溶液(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：【例2】实验室用标准盐酸滴定某naoh溶液，用甲基橙作指示剂。下列操作中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酸溶液润洗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滴定前平视读数，滴定后俯视读数d盛naoh溶液的锥形瓶滴定前用nao

12、h溶液润洗23次【思路分析】误差分析要先写出计算式，然后分析错误操作造成的影响。分析影响时要抓住测定数据这个根本，也就是错误操作对标准液的消耗量有何影响。【解析】酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗，则相当于把标准液稀释了，滴定消耗标准液的体积增大，使测定结果偏高，a错误；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，气泡的体积也算进了标准液，使消耗标准液的体积偏大，结果偏高，b错误；滴定前平视读数，滴定后俯视读数，由于滴定管的“0”刻度在上边，俯视使读数偏小，得到的消耗标准液的体积偏小，结果偏低，c正确；盛naoh溶液的锥形瓶不能用naoh溶液润洗，否则增加了待测液的量，使消耗标

13、准液的体积偏大，结果偏高，d错误。【答案】c在中和滴定操作过程中，有以下各项因操作不当而引起的实验误差，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，使滴定结果偏高。(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后，又用待测溶液润洗，使滴定结果偏高。(3)滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡，滴定过程中气泡消失，使滴定结果偏高。(4)滴定前平视，滴定终点俯视，使滴定结果偏低。(5)用naoh溶液滴定盐酸(酚酞作指示剂)，当加入一滴naoh溶液时溶液呈浅红色，此时便停止滴定，使滴定结果偏低。(6)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

14、度的盐酸，使测得盐酸的浓度偏低。(7)用含na2co3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，使测得盐酸的浓度偏高。(8)洗涤锥形瓶时，误把稀食盐水当作蒸馏水，然后用锥形瓶装待测的盐酸，用naoh标准溶液滴定时，对测得的结果无影响。解析：中和滴定误差分析的依据是c待，若向待测溶液(置于锥形瓶)中滴加标准溶液(置于滴定管)，则由v标来分析实验误差。(1)滴定管装液前未用标准溶液润洗，会使标准溶液被冲稀，导致所耗v标偏大，使测定的c待偏高。(2)锥形瓶装液前用待测溶液润洗，会使锥形瓶内待测液的溶质增加，导致所耗v标偏大，使测定的c待偏高。(3)气泡的体积计入了标准溶液，

15、结果偏高。(4)滴定终点俯视读数，将使读数v标读小了，v标偏低因而c待偏低。(5)终点判断提前(应保持半分钟不褪色)，结果偏低。(6)naoh中含有na2o，则标准溶液的浓度已经偏高(62 g na2o相当于80 g naoh)，因而所需滴入的标准溶液的体积偏小，测得结果偏低。(7)把标准溶液视为na2co3溶液，由于53 g na2co3相当于40 g naoh，所以中和相同量的盐酸所需na2co3溶液的体积比naoh溶液大，使v标偏高，结果偏高。(8)食盐水对结果无影响。1在一支25 ml的酸式滴定管中盛入0.1 mol·l1的盐酸，其液面的最低点恰好在5 ml的刻度处，若把滴定

16、管中的溶液全部放入锥形瓶中，然后用0.1 mol·l1的naoh进行中和滴定，消耗naoh溶液的体积为(c)a等于20 ml b小于20 mlc大于20 ml d等于5 ml解析：酸碱式滴定管中刻度线下有一部分容积没有算在体积内，所以v(hcl)>20 ml，则中和酸消耗的naoh溶液的体积应大于20 ml。2下列某种仪器中盛有一定量kmno4溶液，甲同学平视读数为n ml，乙同学仰视读数为x ml，丙同学俯视读数为y ml，若x>n>y，则该仪器是(b)a量筒 b酸式滴定管c容量瓶 d碱式滴定管解析：量取kmno4溶液，应该用量筒或酸式滴定管，不能用碱式滴定管，因

17、其有强氧化性。根据读数，应为酸式滴定管，因其零刻度在上。3如下图为10 ml一定物质的量浓度的盐酸x用一定物质的量浓度的naoh溶液y滴定的图像，依据图像推出x和y的物质的量浓度是下表内各组中的(d)abcdx/mol·l10.120.040.030.09y/mol·l10.040.120.090.03解析：由图知，30 ml naoh溶液恰好中和10 ml盐酸，即3yx，表中a、d属此种情况，但a组中x0.12 mol/l，c(h)0.12 mol/l，ph<1，不符合图像，d组中x0.09 mol/l，ph>1，加入20 ml naoh后溶液中的c(h)1&

18、#215;102mol/l，phlg(1×102)2，正好符合题意。4下列实验操作不会引起误差的是(c)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

19、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。5用0.1 mol·l1 naoh溶液滴定0.1 mol·l1盐酸，如达到滴定的终点时不慎多加了1滴(约0.05 ml)naoh溶液，继续加水至50 ml，所得溶液的ph是(c)a4 b7.2c10 d11.3解析：用naoh溶液滴定盐酸，达到终点时溶液呈中性。“多加了

20、1滴(约0.05 ml)naoh溶液，继续加水至50 ml”相当于将1滴0.1 mol·l1 naoh溶液稀释至50 ml，此时溶液中oh浓度为：c(oh)1×104 mol·l1，c(h)1×1010 mol·l1，ph10。6两人用同一瓶盐酸滴定同一瓶naoh溶液。甲将锥形瓶用naoh待测液润洗后，使用水洗过的碱式滴定管取碱液于锥形瓶中；乙则用甲用过的滴定管取碱液于刚用蒸馏水洗过且存有蒸馏水的锥形瓶中，其他操作及读数均正确，你的判断是(a)a甲操作有错 b乙操作有错c甲测定数值一定比乙小 d乙实际测得值偏小解析：锥形瓶不应用碱液润洗。甲用过

21、的滴定管对乙来说已润洗过。7在25 时，用0.125 mol·l1的标准盐酸滴定25.00 ml未知浓度的naoh溶液所得滴定曲线如图所示，图中k点代表的ph为(a)a13 b12c10 d11解析：由图示可知，在v(hcl)20.00 ml时，ph7，hcl与naoh恰好完全反应，由c(hcl)·v(hcl)c(naoh)·v(naoh)知c(naoh)0.1 mol·l1。由kwc(h)·c(oh)知，0.1 mol·l1的naoh溶液的c(h)1013 mol·l1，即其ph13。8.阅读下列实验内容，根据题目要求回答问题。某学生为测定未知浓度的硫酸溶液，实验如下：用1.00 ml待测硫酸配制100 ml稀硫酸溶液；以0.14 mol·l1的naoh溶液滴定上述稀硫酸25.00 ml，滴定终止时消耗naoh溶液15.00 ml。(1)该学生用标准0.14 mol·l1 naoh溶液滴定硫酸的实验操作如下：a用酸式滴定管取稀硫酸25.00 ml，注入锥形瓶中，加入指示剂b用待测液润洗酸式滴定管c用蒸馏水洗干净滴定管d取下碱式滴定管用标准的naoh溶液润洗后，将标准液注入碱式滴定管“0”刻度线以上23 cm处，再把碱式滴定管固定好，