《水的电离和溶液的pH(第二课时)》课件

《水的电离和溶液的pH（第二课时）》

“pH”是由丹麦化学家彼得·索仑森1909年提出的。索仑森当时在一家啤酒厂工作，经常要化验啤酒中所含H+浓度。每次化验结果都要记录许多个零，这使他感到很麻烦。经过长期潜心研究，他发现用H+浓度的负对数来表示酸碱性非常方便，并把它称为溶液的pH（p代表德语Potenz，意思是浓度，H代表H+）。就这样“pH”成为表述溶液酸碱度的一种重要数据。化学史话pH应用身体健康日常生活工农业生产科学研究环保领域

酸碱中和滴定:

利用酸碱中和反应，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。任务一实验室有一瓶未知浓度的NaOH溶液，一瓶

浓度为0.1000mol/L的HCl溶液，如何准

确测出NaOH溶液的浓度？定量分析测定物质中元素、离子、官能团等各成分的含量，在化学上叫做定量分析。酸碱中和滴定就是一种重要的定量分析。根据分析方法的不同，定量分析可分为化学分析法和仪器分析法。化学分析法是指依特定的化学反应及其计量关系对物质进行分析的方法；仪器分析法是指利用特定的仪器对物质进行定量分析的方法，根据取样多少的不同，定量分析可分为常量分析、微量分析和超微量分析等。

在定量分析中，实验误差是客观存在的，所以需要对所得的数据进行处理和评价。一、滴定原理1.中和反应的实质：2.在酸碱恰好反应时，若是一元酸和一元碱反应

c酸·V酸＝c碱·V碱酸碱中和滴定实验H++OH

H2O−n(H+)＝n(OH)−待测定量取一定体积已知0.1000mol/LV[HCl(aq)]V[NaOH(aq)]＝c(HCl).c(NaOH).c(HCl)V[HCl(aq)]c(NaOH)＝.V[NaOH(aq)]【问题1】需测得哪些数据能计算出c(NaOH)？思考：在下列仪器中选出能够准确量取溶液体积的仪器

准确测量参加反应的两种溶液的体积选用更加精确的仪器

酸式滴定管碱式滴定管【问题2】你认为中和滴定实验要解决的关键问题是什么？最小分刻度：0.1mL可估读到0.01mL二、主要仪器

碱式滴定管酸式滴定管滴定管夹铁架台锥形瓶﹡标识

标有量程、使用温度、刻度(“0”刻度

在上方，越往下读数越大）

﹡最小分刻度：0.1mL可估读到0.01mL﹡类型酸式滴定管（A）：酸性、氧化性的试剂碱式滴定管（B）：碱性的试剂V

＝V末－V初

＝18.50mL－2.50mL＝16.00mLV初V末V

＝

V末－V初

25.00mL待测NaOH溶液0.1000mol/L盐酸

待测NaOH溶液盐酸的体积？

方法：在待测溶液中加入酸碱指示剂【问题3】如何判断中和反应什么时候“恰好”反应

完全（即判断滴定终点）？三、滴定终点的确定几种常用指示剂的变色范围pH酚酞甲基橙石蕊【困惑】强酸与强碱“恰好”反应时，所得溶液

的pH＝7，用酚酞作指示剂时，实际滴定终点的

pH＝8.2，为什么可以将滴定终点当成“恰好”

反应的点？计算：用0.2000mol/L盐酸滴定20.00mL0.2000mol/LNaOH溶液过程中溶液的pH，填入下表：V[HCl(aq)]/mL19.98(少加半滴)20.0020.02（多加半滴）溶液的pH任务二探究滴定终点前后溶液的pH变化滴定时，每滴溶液的体积约为0.04mL（1）V[HCl(aq)]＝20.00mL时，酸和碱恰反应完全pH＝7n(H+)＝n(OH-)任务二探究滴定终点前后溶液的pH变化c(OH-)＝0.2000mol/L×(20.00－19.98)mL×10-3L/mL(20.00＋19.98)mL×10-3L/mL＝1×10-4

mol/L（2）少加入半滴HCl溶液，即V[HCl(aq)]＝19.98mL时碱过量：c(OH-)n(OH-)V(混合液)＝→c(H+)→pH

0.2000mol/L×0.02mL×10-3L/mL40mL×10-3L/mL≈c(OH-)常温下：c(H+)＝pH＝−lgc(H+)＝−lg10-10＝101×10-141×10-4KWc(OH-)＝＝1×10-4

mol/L＝1×10-10mol/L（3）多加入半滴HCl溶液，即V[HCl(aq)]＝20.02mL时c(H+)＝0.2000mol/L×0.02mL×10-3L/mL(20.00＋20.02)mL×10-3L/mL＝1×10-4mol/LpH＝−lgc(H+)＝−lg10-4＝4酸过量：c(H+)→pHn(H+)V(混合液)＝≈0.2000mol/L×0.02mL×10-3L/mL40

mL×10-3L/mL计算：用0.2000mol/L盐酸滴定20.00mL0.2000mol/LNaOH溶液过程中溶液的pH，填入下表：V[HCl(aq)]/mL19.98(少加半滴)20.0020.02（多加半滴）溶液的pH1074任务二

探究滴定终点前后溶液的pH变化pH1210864210203040反应终点V[HCl(aq)]/mL中和反应过程中的pH变化曲线突变范围0V[HCl(aq)]/mL19.9820.0020.02pH1074误差-0.1%0+0.1%几种常用指示剂的变色范围

指示剂选择原则：在突变范围内指示剂有明显的颜色变化。石蕊的紫色和蓝色差别不够明显，不用作指示剂。

25.00mL待测NaOH溶液0.1000mol/L盐酸酚酞甲基橙石蕊pH1210864210203040反应终点V[HCl(aq)]/mL中和反应过程中的pH变化曲线突变范围0酚酞甲基橙酸碱指示剂的颜色在pH突变范围发生明显的改变，就能以允许的误差表示反应已完全，即为滴定终点。三、滴定终点的确定教科书89-90页实验活动2用0.1000mol/L的HCl溶液测定未知浓度的NaOH溶液

1.滴定前准备2.滴定3.判断终点

4.读数5.记录数据四、操作步骤强酸与强碱的中和滴定

平行滴定三次，记录相关数据滴定次数待测NaOH溶液的体积/mL已知浓度HCl溶液滴定前读数滴定后读数体积/mL25.0025.0025.0032100027.8427.8427.8327.8327.8527.85五、数据计算实验次数HCl溶液的体积/mL待测NaOH溶液的体积/mL127.8425.00227.8325.00327.8525.00实验1：c(HCl)·V[HCl(aq)]c1(NaOH)＝V[NaOH(aq)]0.1000mol/L×0.02784

L0.02500L0.1114mol/L＝＝实验1：c(HCl)

·V[HCl(aq)]c1(NaOH)＝V[NaOH(aq)]0.1114mol/L同理可得，实验2：c2(NaOH)＝0.1113mol/L实验3：c3(NaOH)＝0.1114mol/L将三次滴定测出的待测NaOH溶液浓度取平均值：c(NaOH)0.1114mol/L+0.1113mol/L+0.1114mol/L0.1114mol/L＝＝＝3五、数据计算总结提升中和滴定实验定量分析核心：减少误差仪器选用指示剂的选择依据：中和反应数据处理任务一溶液pH的计算[问题探究]pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,混合后的c(H+)是否答案

不是,混合后溶液呈碱性,应先求c(OH-)混,再通过

求出c(H+)。[深化拓展]1.单一溶液pH的计算(1)强酸溶液,pH=-lgc(H+)。(2)强碱溶液,c(H+)=,pH=-lgc(H+)。2.混合溶液pH的计算(1)强酸溶液与强酸溶液混合(3)强酸溶液与强碱溶液混合常温下,若恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7;常温下,酸、碱溶液等体积混合,且酸与碱溶液的pH之和为14:若为强酸与强碱,则pH=7;若为强酸与弱碱,则pH>7;若为弱酸与强碱,则pH<7。[素能应用]典例1(1)常温下,某H2SO4溶液的浓度是0.005mol·L-1,此溶液的pH为

。用水稀释到原来体积的100倍,pH为

。再继续稀释到溶液体积的104倍,pH

。

(2)常温下,pH=3的盐酸与pH=5的硫酸溶液等体积混合后溶液的pH为

。

(3)常温下,pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合后溶液的pH为

。

(4)常温下,pH=12的NaOH溶液和pH=4的HCl溶液等体积混合后,溶液的pH为

。

答案

(1)2

4接近7

(2)3.3(3)11.7

(4)11.7解析

(1)c(H+)=0.005

mol·L-1×2=0.01

mol·L-1,pH=-lg10-2=2。稀释为原体积的100倍后,c(H+)=0.01

mol·L-1÷100=10-4

mol·L-1,pH=-lg10-4=4。再稀释到溶液体积的104倍后,pH接近7(酸溶液无限稀释后不会显中性或碱性)。不同浓度的强酸(或强碱)溶液等体积混合的pH速算技巧当不同浓度的强酸(或强碱)溶液等体积混合时,若pH之差≥2,则混合后溶液的pH的计算有如下口诀:强酸强酸等体掺,小值加上0.3;强碱强碱等体掺,大值减去0.3。变式训练1常温下,将pH为8的NaOH溶液与pH为10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的氢离子浓度最接近于(

)A.2×10-10mol·L-1B.(10-8+10-10)mol·L-1C.(10-8+10-10)mol·L-1D.(10-6+10-4)mol·L-1答案

A任务二酸(或碱)溶液稀释后pH的计算及大小比较[问题探究]对于pH=a的强酸和弱酸溶液,均稀释到原溶液体积的10n倍(a+n<7),试写出稀释后溶液的pH或范围。答案

稀释到原溶液体积的10n倍,pH=a的强酸溶液的pH就增大n(a+n<7)个单位,即稀释后强酸溶液的pH=a+n;弱酸溶液稀释过程中会电离出H+,因此弱酸溶液的pH变化小于强酸,弱酸溶液的pH范围:a<pH<a+n。[深化拓展]酸、碱溶液稀释时pH的变化可用数轴表示(1)强酸、弱酸溶液的稀释:(2)强碱、弱碱溶液的稀释:[素能应用]典例2常温下,pH=11的X、Y两种碱溶液各1mL,分别稀释至100mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是(

)A.X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等B.稀释后,X溶液的碱性比Y溶液的碱性强C.分别完全中和X、Y这两种碱溶液时,消耗同浓度盐酸的体积:V(X)>V(Y)D.若9<a<11,则X、Y都是弱碱答案

D解析

因为pH=11的X、Y两种碱溶