高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH课文配套课件ppt

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一、酸碱中和滴定及误差分析1.定义:依据中和反应,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:H++OH-══H2O,即酸提供的H+与碱提供的OH-的　物质的量　相等。 
3.仪器和试剂:(1)仪器(如图):　滴定管　(a—碱式、b—酸式),　锥形瓶　(c),滴定管夹,铁架台,烧杯等。 
(2)试剂:标准溶液、待测溶液、酸碱指示剂(　酚酞　或　甲基橙　)。 (3)滴定管的使用。①酸性、　氧化　性的试剂一般用　酸式　滴定管,因为酸和氧化性物质能　腐蚀橡胶　。 ②碱性的试剂一般用　碱式　滴定管。 
4.实验过程。用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL浓度约为0.1 ml·L-1 HCl溶液。(1)滴定管中装入　NaOH溶液　(标准溶液),锥形瓶中盛放　HCl溶液　(待测溶液,预先滴有几滴酸碱指示剂,如　酚酞或甲基橙　)。 
(2)把滴定管中的标准溶液　逐滴　加入锥形瓶中,当指示剂发生明显的　颜色变化　时表示反应已完全,即反应达到　终点　。在滴定终点附近,很少量的碱或酸就会引起溶液的pH发生　突变　(如图)。 
5.数据处理。6.中和滴定误差分析方法。
二、pH的计算1.计算公式。pH=　-lg c(H+)　,KW=c(H+)·c(OH-)。 2.计算思路。
微思考1 mL pH=5的稀盐酸加水稀释至1 000 mL后溶液的pH=8,对吗?提示:不对。酸无限稀释后仍然呈酸性,即室温下溶液的pH无限接近于7,但仍小于7,所以在计算时要考虑水电离提供的H+。
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)c(H+)为1.0×10-4ml·L-1的CH3COOH溶液的pH=4。(　　)(2)0.01 ml·L-1某一元强酸溶液的pH=1。(　　)(3)pH=3的CH3COOH溶液中c(CH3COOH)>1.0×10-3ml·L-1。(　　)(4)中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时,两者恰好反应。(　　)
(5)碱式滴定管的“0”刻度在上,仰视读数时,读数偏大。(　　)(6)中和滴定前,锥形瓶可用待测溶液润湿。(　　)
2.滴定实验时,必须要按以下要求做的是(　　)。A.锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干B.酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应溶液润洗C.待测溶液一定要放在锥形瓶中,标准溶液一定要放在滴定管中D.滴定前读数要求精确,凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度上答案:B
解析:滴定前锥形瓶用蒸馏水洗净后无须干燥,其中的蒸馏水不计入加入试剂的体积,也就不影响滴定结果,A项不符合题意;酸式或碱式滴定管用水洗净后一定要用相应待装溶液润洗,否则会稀释溶液,B项符合题意;待测溶液和标准溶液都可以放在锥形瓶中,盛放在锥形瓶中的溶液其体积为已知量,C项不符合题意;滴定前读数时,滴定管中液体凹液面的最低点在“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度,“0”刻度以上没有刻度,D项不符合题意。
3.同温下,有甲、乙两瓶稀CH3COOH溶液,测得甲溶液的pH=a,乙溶液的pH=a+1,下列推断正确的是(　　)。A.物质的量浓度:c(甲)是c(乙)的10倍B.溶液中c(OH-):甲是乙的10倍C.由水电离产生的c(H+):乙是甲的10倍D.与等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液反应消耗甲、乙两酸的体积:V(乙)<10V(甲)答案:C
解析:如果CH3COOH的电离程度相等,则物质的量浓度c(甲) =10c(乙),实际上乙中CH3COOH电离程度大于甲,所以c(甲) >10c(乙),A项错误;相同温度下,水的离子积常数相同,甲中
10倍,C项正确;因c(甲)>10c(乙),所以中和等体积等物质的量浓度的NaOH溶液需甲、乙两酸的体积V(乙)>10V(甲),D项错误。
4.常温下,计算下列溶液的pH。(1)1.0×10-3 ml·L-1的盐酸的pH为　　　　。 (2)5.0×10-4 ml·L-1的H2SO4溶液的pH为　　　　。 (3)将pH=6的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,则混合溶液的pH=　　　　。(已知lg 2=0.3) 答案:(1)3　(2)3　(3)11.7
一 酸碱中和滴定实验及误差分析重难归纳1.指示剂的选择。强酸与强碱相互滴定时,选甲基橙溶液或酚酞溶液都可以,但不能选石蕊溶液(遇酸、碱颜色变化不明显)。
2.滴定终点的判断(以用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸为例)。(1)若用酚酞溶液作指示剂,当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液的颜色由无色突变为粉红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。(2)若用甲基橙溶液作指示剂,当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液的颜色由红色变为橙色,且半分钟内不变为原色,说明达到滴定终点。
3.误差分析(以用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸为例)。
锥形瓶洗净后需要用待测溶液润洗吗?提示:不能润洗。若润洗,待测溶液的量增多,测得结果偏高。
典例剖析用某浓度的HCl溶液滴定某浓度的NaOH溶液25.00 mL,滴定曲线如图所示。则HCl溶液与NaOH溶液的物质的量浓度可能是(单位:ml·L-1)(　　)。
【拓展延伸】 本题实验可选用甲基橙溶液作指示剂,终点现象是  　。 答案:当滴入最后半滴盐酸时,溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不变为原色
学以致用1.实验室用标准盐酸滴定某NaOH溶液,用甲基橙溶液作指示剂。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2~3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NaOH溶液润洗2~3次答案:C
解析:酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗,则相当于把标准溶液稀释了,滴定消耗标准溶液的体积增大,使测定结果偏高,A项错误;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溶液,使消耗标准溶液的体积偏大,结果偏高,B项错误;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,得到的消耗标准溶液的体积偏小,结果偏低,C项正确;盛NaOH溶液的锥形瓶不能用NaOH溶液润洗,否则增加了待测溶液的量,使消耗标准溶液的体积偏大,结果偏高,D项错误。
2.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500 mL待测溶液。滴定时,用0.200 0 ml·L-1的盐酸来滴定待测溶液,不可选用　　　　(填字母)作指示剂。 A.甲基橙溶液 B.石蕊溶液C.酚酞溶液(2)滴定过程中,眼睛应注视　　　　　　　　;在铁架台上垫一张白纸,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)根据下表数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是　　　　　 ml·L-1,烧碱样品的纯度是　　　　。 
答案:(1)B(2)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(3)0.400 0　97.56%解析:(1)酸碱中和滴定时,一般应选甲基橙溶液、酚酞溶液等颜色变化较明显的指示剂,石蕊溶液在酸溶液或碱溶液中颜色变化不明显,易造成误差;(3)根据表中数据和c(NaOH)= ,求得c(NaOH)=0.400 0 ml·L-1。
方法归纳 酸碱中和滴定操作。(1)滴定管洗净后必须用所盛装溶液润洗,否则,溶液被稀释;锥形瓶在使用时不能用待测溶液润洗,否则相当于增加了待测溶液。(2)滴定时,眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化而不是注视滴定管内溶液液面的变化;读数时,视线与凹液面的最低处保持水平。(3)判断滴定终点的答题模板:当滴入最后半滴××标准溶液后,溶液由××色变成××色,且半分钟内不恢复原来的颜色。
二 混合溶液pH的计算与判断重难归纳1.两种强酸溶液混合。设两溶液的体积分别是V1、V2,
2.两种强碱溶液混合。设两溶液的体积分别是V1、V2,
3.强酸与强碱混合。(1)若酸碱恰好中和,pH=7。
将室温下pH=8和pH=10的两种NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(H+)= ml·L-1。对吗?提示:不对。对于两种强碱溶液的混合,氢离子浓度的计算不能直接根据两溶液的pH计算,而是应该先计算氢氧根离子浓度,c(OH-)= ×(10-6+10-4) ml·L-1,然后由水的离子积计算氢离子浓度约等于2×10-10 ml·L-1。
典例剖析室温下,将x mL pH=a的稀NaOH溶液与y mL pH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是(　　)。A.若x=y,且a+b=14,则pH>7B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7答案:D
【拓展延伸】 若题中充分反应后,溶液为中性,x、y、a、b的关系式为　　　　　　　　。 
方法归纳 中和反应后溶液pH的判定思路。(1)酸与碱的pH之和为14,等体积混合。
(2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合。
学以致用1.现有温度相同,pH=a和pH=b的两种NaOH溶液,已知b=a+2,将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于(　　)。A.a-lg 2B.b-lg 2C.a+lg 2D.b+lg 2答案:B
2.常温下,取x L pH=a的HCl溶液,用pH=b的NaOH溶液恰好完全中和,需y L NaOH溶液。(1)若a+b=14,则x∶y=　　　。 (2)若a+b=13,则x∶y=　　　。 (3)若a+b>14,则x∶y=　　　,且x　　　(填“>”“<”或“=”)y。 
解析:强酸与强碱完全中和时,有n(H+)=n(OH-),
三 酸、碱溶液稀释的定量分析重难归纳1.常温下,a、b为pH相等的NaOH溶液和氨水,c、d为pH相等的盐酸和醋酸。对于该图像,要深刻理解以下4点:
(1)对于pH=y的强酸溶液稀释时,体积每增大10n倍,pH就增大n个单位,即pH=y+n;对于pH=y的弱酸溶液来说,体积每增大10n倍,pH增大不足n个单位,即pHx-n;无论怎样稀释,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。
(3)加水稀释至原体积的相同倍数后,溶液pH的大小:氨水>NaOH溶液,盐酸>醋酸。(4)若稀释后溶液的pH仍然相等,则加水量:氨水>NaOH溶液,醋酸>盐酸。
2.体积相同、浓度相同的盐酸与醋酸加水。稀释图像如图所示。
pH=2的某酸溶液稀释至原体积的100倍,pH如何变化?pH=12的某碱溶液稀释至原体积的100倍,pH如何变化?提示:若某酸为强酸,则pH=4。若为弱酸,则pH<4。同理,对pH=12的某碱溶液稀释至原体积的100倍,若为强碱,则pH=10;若为弱碱,则pH>10。
典例剖析某温度下,相同pH的盐酸和醋酸分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是(　　)。A.Ⅱ为盐酸稀释时pH变化曲线B.N点溶液的导电性比P点溶液的导电性强C.M点KW的数值比P点KW的数值大D.N点酸溶液的总浓度大于M点酸溶液的总浓度答案:B
解析:由图示稀释至原体积的相同倍数,pH变化大的是盐酸,故Ⅰ为盐酸稀释时pH变化曲线,A项错误;N点比P点pH小,故N点c(H+)大,溶液中离子浓度N>P,溶液导电性N>P,B项正确;温度不变,KW不变,C项错误;相同pH的盐酸和醋酸,醋酸浓度远大于盐酸浓度,稀释至原体积的相同倍数时,醋酸(Ⅱ)浓度大于盐酸(Ⅰ)浓度,D项错误。
学以致用常温下,关于溶液的稀释,下列说法正确的是(　　)。A.pH=3的CH3COOH溶液稀释至原体积的100倍,pH=5B.若1 mL pH=1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11C.将1 L 0.1 ml·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=12D.pH=8的NaOH溶液稀释至原体积的100倍,其pH=6答案:B
解析:A项,pH=3的CH3COOH溶液在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释至原体积的100倍时,31.下列与滴定实验有关的说法中正确的是(　　)。A.用NaOH溶液滴定盐酸时,只能用酚酞溶液作指示剂B.用KMnO4溶液滴定亚硫酸钠溶液的实验中不需要另外加入指示剂C.用滴定管准确量取20.0 mL盐酸D.用NaOH溶液滴定盐酸时,若滴定结束时俯视刻度,会导致测定结果偏高答案:B
解析:A项,用氢氧化钠溶液滴定盐酸时,还可以借助甲基橙溶液、pH计等确定滴定终点,错误;B项,高锰酸钾溶液本身有颜色且消耗完后为无色,正确;C项,使用滴定管量取溶液时,数字记录应精确到0.01 mL,错误;D项,俯视刻度会导致读数偏小,结果偏低,错误。
2.用已知浓度的NaOH溶液测定某浓度的H2SO4溶液,下表中正确的选项是(　　)。
解析:乙是碱式滴定管,不能盛放酸性溶液,A项错误;甲是酸式滴定管,不能盛放碱性溶液,B项错误;滴定终点时石蕊溶液的颜色变化不明显,故不能选用石蕊作指示剂,C项错误。
3.在室温下,等体积的酸和碱的溶液混合后,pH一定大于7的是(　　)。A.pH=3的硝酸与pH=11的氢氧化钾溶液B.pH=3的盐酸与pH=11的氨水C.pH=3的硫酸与pH=11的氢氧化钠溶液D.pH=3的磷酸与pH=11的氢氧化钾溶液答案:B
解析:A、C两项中都是强酸与强碱中和,等体积混合时酸溶液中氢离子的物质的量和碱溶液中氢氧根离子的物质的量相等,即pH强酸+pH强碱=14,恰好完全中和,pH=7;B项,pH强酸+pH弱碱=14,混合后碱过量,pH>7;D项,混合后酸过量,pH<7。
4.常温下,若1体积硫酸与2体积pH=11的氢氧化钠溶液混合后的溶液的pH=3(忽略溶液混合时的体积变化),则混合前两溶液中溶质的物质的量浓度之比应为(　　)。A.5∶1B.5∶2C.1∶5D.2∶5答案:B
5.有关常温下pH均为3的H2SO4溶液和CH3COOH溶液的说法正确的是(　　)。A.分别加水稀释至原体积的100倍后,H2SO4溶液的pH变化比CH3COOH溶液小B.两种溶液中,由水电离出的c(H+)均为1×10-11 ml·L-1C.与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,都恰好中和D.分别加入足量锌片充分反应后,两溶液中产生的氢气的量一样多答案:B
解析:稀释至原体积的100倍后,H2SO4溶液pH为5,CH3COOH溶液pH<5,A项错误;与CH3COOH溶液反应时,CH3COOH过量,C项错误;未指明溶液体积,产生H2的量不确定,D项错误。
6.室温下,有pH为12的NaOH溶液100 mL,如果在忽略溶液混合时的体积变化下将其pH降为11,则:(1)若用蒸馏水,应加入　　　　 mL; (2)若用pH=10的NaOH溶液,应加入　　　　 mL; (3)若用pH=2的盐酸,应加入　　　　 mL; (4)若用0.01 ml·L-1硫酸,应加入　　　　 mL。 答案:(1)900　(2)1 000　(3)81.8　(4)42.86