第2課時pH的計算酸堿中和滴定[明確學(xué)習(xí)目標]1.掌握pH的簡單計算，了解pH在日常生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。2.了解混合溶液pH的計算方法，了解溶液稀釋時pH的變化規(guī)律。3.掌握酸堿中和滴定的原理、操作方法和滴定誤差分析。4.能正確選擇指示劑。一、pH的計算1．計算公式pH＝eq\o(□,\s\up3(01))－lgc(H＋)，Kw＝c(H＋)·c(OH－)。2．計算思路二、酸堿中和滴定及誤差分析1．概念用eq\o(□,\s\up3(01))已知物質(zhì)的量濃度的酸(或堿)測定eq\o(□,\s\up3(02))未知物質(zhì)的量濃度的堿(或酸)的方法。2．實驗用品(1)儀器：eq\o(□,\s\up3(03))酸式滴定管(如圖A)、eq\o(□,\s\up3(04))堿式滴定管(如圖B)、滴定管夾、鐵架臺、eq\o(□,\s\up3(05))錐形瓶、燒杯等。(2)試劑：eq\o(□,\s\up3(06))標準液、eq\o(□,\s\up3(07))待測液、eq\o(□,\s\up3(08))指示劑、蒸餾水。(3)滴定管的使用①酸性、eq\o(□,\s\up3(09))氧化性的試劑一般用eq\o(□,\s\up3(10))酸式滴定管，因為酸和氧化性物質(zhì)能eq\o(□,\s\up3(11))腐蝕橡膠。②堿性的試劑一般用eq\o(□,\s\up3(12))堿式滴定管。3．操作步驟(1)查漏：檢查滴定管eq\o(□,\s\up3(13))是否漏液。(2)潤洗：加入酸堿反應(yīng)液之前，滴定管要用eq\o(□,\s\up3(14))所要盛裝的溶液潤洗2～3遍。(3)裝液：將反應(yīng)液加入到相應(yīng)的滴定管中，使液面位于“eq\o(□,\s\up3(15))0”刻度或eq\o(□,\s\up3(16))“0”刻度以上某一刻度處。(4)調(diào)液：調(diào)節(jié)活塞，使滴定管尖嘴部分充滿反應(yīng)液，并使液面處于eq\o(□,\s\up3(17))“0”刻度或eq\o(□,\s\up3(18))“0”刻度以下某一刻度，并記錄讀取數(shù)值。(5)滴定：在eq\o(□,\s\up3(19))錐形瓶中加入一定體積的待測液，滴入eq\o(□,\s\up3(20))1～2滴指示劑，開始滴定，達到eq\o(□,\s\up3(21))終點時，記錄刻度。4．數(shù)據(jù)處理重復(fù)2～3次實驗，取eq\o(□,\s\up3(22))平均值代入計算式計算。5．中和滴定誤差分析方法分析誤差要根據(jù)計算式c待＝eq\o(□,\s\up3(23))eq\f(c標·V標,V待)分析：當用標準液滴定待測溶液時，c標、V待均為eq\o(□,\s\up3(24))定值，c待的大小取決于eq\o(□,\s\up3(25))V標的大小，V標偏大，則結(jié)果eq\o(□,\s\up3(26))偏高；V標eq\o(□,\s\up3(27))偏小，則結(jié)果偏低。1．將室溫下pH＝8和pH＝10的兩種NaOH溶液等體積混合后，溶液中c(H＋)最接近于(10－8＋10－10)/2mol·L－1。對嗎？提示：不對。對于兩種強堿溶液的混合，氫離子濃度的計算不能直接根據(jù)兩溶液的pH計算，而是應(yīng)該先計算氫氧根離子濃度，然后由水的離子積計算氫離子濃度約等于2×10－10mol·L－1。2．pH＝5的稀鹽酸加水稀釋1000倍后溶液的pH為8嗎？提示：不對。酸無限稀釋仍然呈酸性，即室溫下溶液的pH無限接近于7，但仍小于7，所以在計算時要考慮水提供的H＋的貢獻。3．為什么酸式滴定管不能用來盛裝堿液？堿式滴定管不能盛放酸性溶液和氧化性溶液？提示：酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞，容易被堿液腐蝕，生成粘結(jié)活塞的物質(zhì)，使活塞不能轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動不靈活。堿式滴定管的橡皮管易被酸性溶液和氧化性溶液腐蝕，使其失去彈性。4．錐形瓶洗凈后需要用待測液潤洗嗎？提示：不能潤洗。若潤洗，待測液的量增多，測得結(jié)果偏高。

一、pH的計算1．強酸和強堿溶液的pH的計算(25℃(1)強酸溶液(以濃度為cmol·L－1的HnA溶液為例)c(H＋)＝ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lgnc。(2)強堿溶液(以濃度為cmol·L－1的B(OH)n溶液為例)c(OH－)＝ncmol·L－1，c(H＋)＝10－14/ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝14＋lgnc。2．兩種強酸溶液混合時(25℃c(H＋)混＝[c(H＋)1·V1＋c(H＋)2·V2]/(V1＋V2)。3．兩種強堿溶液混合時(25℃先求混合溶液的氫氧根離子濃度，c(OH－)混＝[c(OH－)1·V1＋c(OH－)2·V2]/(V1＋V2)；再求c(H＋)＝10－14/c(OH－)混，則pH＝－lgc(H＋)＝14＋lgc(OH－)混。4．強酸強堿混合時(25℃(1)恰好完全反應(yīng)，則c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V堿，則溶液的pH＝7。(2)若酸過量，直接求反應(yīng)后溶液中的氫離子濃度，c(H＋)混＝[c(H＋)·V酸－c(OH－)·V堿]/(V酸＋V堿)。(3)若堿過量，應(yīng)先求反應(yīng)后溶液的氫氧根離子濃度，c(OH－)混＝[c(OH－)·V堿－c(H＋)·V酸]/(V酸＋V堿)，再求c(H＋)混＝10－14/c(OH－)混。[即時練]1．25℃時，將pH＝3的CH3COOH溶液加水稀釋1000倍后，A．pH＝6B．pH<6C．pH>6D．pH＝7答案B解析因為CH3COOH為一元弱酸，加水稀釋，促進了CH3COOH的電離，故其溶液的pH為：3<pH<6，選B。2．25℃時，pH＝5的鹽酸和pH＝9的氫氧化鈉溶液以體積比11∶9混合，A．7.2 B．8C．6 D．無法計算答案C解析25℃時，pH＝5的鹽酸中c(H＋)＝10－5mol/L，pH＝9的氫氧化鈉溶液中c(OH－)＝10－5mol/L，因此兩者以體積比11∶9混合后，混合液呈酸性。從定性角度分析，即可確定只有C正確。若是定量計算，則有：c(H＋)混＝eq\f(10－5×11－10－5×9,11＋9)mol/L＝10－6mol/L，故pH＝－lg10－6＝6，選C。規(guī)律方法溶液pH計算的基本思路先判斷溶液的酸堿性，再計算其pH：(1)若溶液為酸性，先求c(H＋)，再求pH。(2)若溶液為堿性，先求c(OH－)，再由c(H＋)＝eq\f(Kw,cOH－)求c(H＋)，最后求pH。二、酸堿中和滴定及誤差分析(以標準NaOH溶液滴定鹽酸為例)1．準備工作實驗前的準備工作：指示劑的選擇：酸滴定堿一般用甲基橙；堿滴定酸一般用酚酞。2．滴定操作放出一定體積的鹽酸于洗凈的錐形瓶中，滴加2～3滴酚酞試液，用標準NaOH溶液開始滴定。左手輕輕擠壓玻璃球，右手搖動錐形瓶，兩眼注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化。(1)滴定速率：先快后慢，逐滴加入，不能成股流下。(2)終點的判斷：當?shù)稳胱詈笠坏螛藴室?，指示劑剛好變色，且半分鐘?nèi)不恢復(fù)原色，即到終點，讀取并記錄讀數(shù)。讀數(shù)精確至0.01mL。3．數(shù)據(jù)處理為減小誤差，滴定時，要求重復(fù)實驗2～3次，求平均值。若有一次與其他幾次相比差值較大，要舍去該次的值求剩余的幾次差值不大的平均值。4．標準NaOH溶液滴定鹽酸實驗中的誤差分析標準液操作引起誤差滴定管水洗后，未用標準液洗滌偏高讀數(shù)時滴定前仰視，滴定后俯視偏低滴定結(jié)束，滴定管尖嘴外有一滴未滴下偏高滴定前有氣泡未趕出，滴定后消失偏高待測液操作引起誤差,錐形瓶水洗后，又用待測液洗過再裝待測液,偏高錐形瓶有少量水，直接放入待測液,無影響搖動錐形瓶時，濺出部分溶液,偏低[即時練]3．下列有關(guān)敘述中正確的是()A．滴定管下端連有橡膠管的為酸式滴定管B．在滴定時，左手操作錐形瓶，右手操作滴定管開關(guān)C．滴定前應(yīng)首先排除滴定管尖嘴部分的氣泡D．滴定過程中兩眼應(yīng)注視滴定管內(nèi)液面的變化答案C解析A項應(yīng)是堿式滴定管，B項應(yīng)是右手操作錐形瓶，D項應(yīng)兩眼觀察錐形瓶內(nèi)顏色變化。4．在一支25mL的酸式滴定管中盛入0.1mol·L－1的HCl溶液，其液面恰好在5mL刻度處，若把滴定管中的溶液全部放入燒杯中，則燒杯中溶液的體積為()A．大于20mLB．小于20mLC．等于20mLD．等于5mL答案A解析滴定管下部有一段無刻度線，故從5mL刻度到尖嘴底部的溶液體積大于20mL。5．用標準鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液，下列各操作中，會引起實驗誤差的是()A．取干燥潔凈的酸式滴定管立即裝入標準鹽酸B．用蒸餾水洗凈錐形瓶后，立即裝入一定體積的NaOH溶液后進行滴定C．往盛有20.00mLNaOH溶液的錐形瓶中，滴入幾滴酚酞指示劑后進行滴定D．用蒸餾水洗凈錐形瓶后，再用NaOH溶液潤洗，然后裝入一定體積的NaOH溶液答案D解析滴定管若干燥潔凈，不必用水洗滌，故也不需用標準液潤洗，A不會引起誤差；錐形瓶內(nèi)存有少量蒸餾水，但待測液的物質(zhì)的量不變，消耗標準液的體積不變，B不會引起誤差；錐形瓶不能用待測液潤洗，否則會使測定結(jié)果偏高。規(guī)律方法酸堿中和滴定操作中的兩點說明及滴定終點的判定(1)有關(guān)潤洗①滴定管洗凈后必須用所盛裝溶液潤洗，否則，溶液被稀釋；②錐形瓶在使用時不能用待測液潤洗，否則相當于增加了待測液。(2)有關(guān)眼睛注視①滴定時，眼睛要注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化而不是注視滴定管內(nèi)溶液液面的變化；②讀數(shù)時，視線和凹液面的最低點相切。(3)滴定終點的判斷答題模板當?shù)稳胱詈笠坏巍痢翗藴嗜芤汉?，溶液由××色變成××色，且半分鐘?nèi)不恢復(fù)原來的顏色。本章歸納總結(jié)

1．常溫下，將0.1mol·L－1氫氧化鈉溶液與0.06mol·L－1硫酸溶液等體積混合，該混合溶液的pH等于()A．1.7B．2.0C．12.0D．12.4答案B解析混合后，酸過量，c(H＋)＝eq\f(0.06×2－0.1,2)mol·L－1＝0.01mol·L－1；pH＝－lgc(H＋)＝－lg0.01＝2.0。2．常溫下，關(guān)于溶液的稀釋，下列說法正確的是()A．pH＝3的醋酸溶液稀釋100倍，pH＝5B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀釋100倍，溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝1.0×10－6mol·L－1C．將1L0.1mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀釋為2L，pH＝13D．pH＝8的NaOH溶液稀釋100倍，其pH＝6答案C解析CH3COOH是弱酸，在稀釋過程中電離程度增大，稀釋100倍后，3<pH<5，A錯誤；pH＝4的H2SO4溶液稀釋100倍時，溶液中的c(H＋)＝1.0×10－6mol·L－1，溶液中的c(OH－)＝eq\f(1.0×10－14,1.0×10－6)mol·L－1＝1.0×10－8mol·L－1，水電離的c(OH－)＝1.0×10－8mol·L－1，由水電離的c(OH－)與水電離的c(H＋)相等，B錯誤；0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液稀釋到2L時，c(OH－)＝eq\f(0.2,2)mol·L－1＝0.1mol·L－1，c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1，pH＝13，C正確；NaOH溶液是堿溶液，無論怎樣稀釋，pH在常溫下不可能成為6，只能無限接近于7，D錯誤。3．室溫下，下列溶液等體積混合后，所得溶液的pH一定大于7的是()A．0.1mol·L－1的鹽酸和0.1mol·L－1的氫氫化鈉溶液B．0.1mol·L－1的鹽酸和0.05mol·L－1的氫氧化鋇溶液C．pH＝4的醋酸溶液和pH＝10的氫氧化鈉溶液D．pH＝4的鹽酸和pH＝10的氨水答案D解析HCl為一元強酸，NaOH為一元強堿，Ba(OH)2為二元強堿，故等體積等物質(zhì)的量濃度的HCl與NaOH恰好中和，pH＝7，與Ba(OH)2反應(yīng)時，c(H＋)＝c(OH－)＝2c[Ba(OH)2]，pH＝7，故A、B錯誤；pH＝4的醋酸溶液中電離出的c(H＋)＝1×10－4mol·L－1，pH＝10的NaOH溶液電離出的c(OH－)＝1×10－4mol·L－1，因此CH3COOH電離出的H＋恰好與NaOH中和，中和時CH3COOH會繼續(xù)電離出H＋4．常溫下，①pH＝2的CH3COOH溶液、②pH＝2的H2SO4溶液、③pH＝12的氨水、④pH＝12的NaOH溶液，相同條件下，有關(guān)上述溶液的比較中正確的是()A．水電離的c(H＋)：①＝②＝③＝④B．將②、④溶液混合后，pH＝7，消耗溶液的體積：②<④C．等體積的①、②、④溶液分別與足量鋁粉反應(yīng)，生成H2的量②最大D．向10mL上述四溶液中各加入90mL水后，溶液的pH：③>④>①>②答案A解析①、②的c(H＋)相同，③、④的c(OH－)相同，無論酸還是堿都抑制水的電離，且相同c(H＋)或相同c(OH－)對水的電離抑制程度相同，故A正確；硫酸中c(H＋)與NaOH溶液中c(OH－)相等，等體積混合后恰好完全中和pH＝7，所以消耗溶液體積應(yīng)為②＝④，B錯誤；CH3COOH是弱酸，故與Al反應(yīng)時會繼續(xù)電離出H＋，所以產(chǎn)生H2最多的不是②，C錯誤；醋酸是弱酸，加水稀釋后能促進醋酸電離，所以①、②稀釋后溶液的pH：②>①，D錯誤。5．(1)pH＝2的某酸稀釋100倍，pH________4，pH＝12的某堿稀釋100倍，pH________10。(2)室溫時，將pH＝5的H2SO4溶液稀釋10倍，c(H＋)∶c(SOeq\o\al(2－,4))＝