人教高二化学选修4化学反应原理-第3章第2节第2课时

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求下列溶液的 pH： (1)某 H2SO4 溶液的浓度是 0.005 mol·L－1， ①此溶液的 pH 为________。 ②用水稀释到原来体积的 100 倍，pH 为________。 ③再继续稀释 104 倍，pH 为________。 (2)pH＝3 的盐酸与 pH＝5 的硫酸等体积混合，pH 为 ________。 (3)pH＝10 和 pH＝12 的两种 NaOH 溶液等体积混合， pH 为________。 (4)pH＝12 的 NaOH 溶液和 pH＝4 的 HCl 溶液等体积 混合，pH 为________。
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【解析】 A 项，pH＝3 的醋酸溶液在稀释过程中电离 平衡正向移动，稀释 100 倍后，3<pH＜5；B 项，pH＝4 的 H2SO4 溶液稀释 100 倍后，溶液中的 c(H＋)＝10－6 mol/L，溶 液中的 c(OH－)＝1100－－164mol/L＝10－8 mol/L，水电离出的 c(OH －)＝10－8 mol/L，故水电离出的 c(H＋)＝水电离出的 c(OH－) ＝10－8 mol/L；C 项，1 L 0.1 mol/L Ba(OH)2 溶液稀释到 2 L 时，c(OH－)＝02.2 mol/L＝0.1 mol/L，c(H＋)＝10－13 mol/L， pH＝13；D 项，NaOH 溶液是碱溶液，无论怎样稀释，pH 在常温下都不可能成为 6，只能无限接近 7。故选 C。
(2)滴定管的使用 ①检查仪器：使用前检查滴定管活塞 是否漏水 。
②润洗仪器：在加入反应液之前，洁净的滴定管要用所
要盛装的溶液润洗 2～3 遍。
③加入反应液：分别将试剂加入到相应滴定管中，使液
面位于滴定管
“0”刻度线上方
处。
④调节起始读数：在滴定管下放一烧杯，调节活塞，使
滴定管尖嘴部分
充满液体
，然后调节滴定管液
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【解析】 (1)①c(H＋)＝0.005 mol·L－1×2＝0.01 mol· L－1，pH＝－lg 10－2＝2。
②c(H＋)＝0.01 mol·L－1÷100＝10－4 mol·L－1，pH＝－lg 10－4＝4。
③pH 接近 7(酸无限稀释后不会变成碱)。 (2)c(H＋)＝10－3＋2 10－5 mol·L－1＝5×10－4 mol·L－1，pH＝ －lg(5×10－4)＝4－lg 5＝3.3(强调 10－3 是 10－5 的 100 倍，所 以 10－5 可以忽略不计。)
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课标解读
1.掌握溶液中pH的简单 计算。 2.掌握酸碱中和滴定原 理及其操作方法与误差 分析。
重点难点
1.溶液稀释时pH的变化规 律。(难点) 2.各类混合液pH的计算。 (重点) 3.根据酸、碱中和滴定的 原理分析滴定过程中的误 差。(重难点)
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1.计算方法 据 pH＝－lgc(H＋)，求 pH 的关键是求溶液中的 c(H＋)。 2．强酸和强碱溶液的 pH 计算 (1)强酸溶液(以 c mol·L－1 的 HnA 溶液为例) c(H＋)＝ nc mol·L－1 pH＝－lg c(H＋)＝ －lg nc 。
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2．常见误差分析
可能 情况
操作及读数
导致 c(待)＝c标V·待V标
仪器 的洗 涤或 润洗
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(3)c(OH－)＝10－2＋2 10－4 mol·L－1＝5×10－3 mol·L－1，
c(H＋)＝
10－14 5×10－3
mol·L－1＝2×10－12 mol·L－1。
pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg 2＝11.7。
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(4)NaOH 溶液中 c(OH－)＝10－2 mol·L－1；HCl 溶液中 c(H＋)＝10－4 mol·L－1，二者等体积反应，碱过量，反应后溶 液呈碱性。所以反应后 c(OH－)＝10－2－2 10－4 mol·L－1＝5×10 －3 mol·L－1，c(H＋)＝5×101－014－3 mol·L－1＝2×10－12 mol·L－1，pH ＝－lg(2×10－12)＝12－lg 2＝11.7。
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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。
2．原理：n(H＋)＝n(OH－)
即：mc 酸·V 酸＝nc 碱·V 碱(m、n 代表酸和碱的元数)
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3．仪器及其使用
酸式滴定管
(1)仪器
碱式滴定管
如图a 如图b、c
铁架台 、滴定管夹 、 锥形瓶 、 烧杯
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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。
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(2)滴定操作：在锥形瓶的待测溶液中滴加 2～3 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，
且半分钟内不褪色，即到终点，读数并记录。
(3)数据处理：为减小误差，滴定时，要求重复实验 2～
3 次，求 平均值 。
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2．(1)若量程为 50 mL 的滴定管，从中放出 25 mL 液体， 滴定管中还剩 25 mL 液体吗？
(2)酸式滴定管必须盛酸溶液，碱式滴定管必须盛碱溶 液，两者能交换盛装吗？
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2．强酸强碱溶液混合后 pH 的计算
溶液类型
相关计算
两种强酸混合 两种强碱混合
强酸c1：c1H＋ 强酸c2：c2H＋
→c(H＋
)混＝
cH＋1VV11＋＋Vc2H＋2V2→pH
强碱c1：c1OH－ 强碱c2：c2OH－
→c(OH－)混＝
c1
OH－V1＋c2 V1＋V2
OH－
V2→c(H＋)
＝
cOKHw－混→pH
【提示】 (1)>25 mL。 (2)不能换装，因为酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞，容
易被碱液腐蚀。碱式滴定管有橡胶管，导思】 ①pH＝10 的 NaOH 溶液与 pH＝12 的 NaOH 溶液等体 积混合，混合后的 c(H＋)＝10－10＋2 10－12对吗？ 【提示】 不对，溶液呈碱性，应先求 c(OH－)，再求 c(H＋)＝cOKHw －。
第 2 课时 pH 的计算及应用
●课标要求 1．能进行溶液 pH 的简单计算。 2．知道溶液 pH 的调控在工农业生产和科学研究中的重 要作用。
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●课标解读 1.掌握 pH 的简单计算，了解各类混合溶液 pH 的计算。 2．掌握酸碱中和滴定的原理及操作方法。 3．了解指示剂的选择及误差分析。 ●教学地位
方法三：pH 酸＝a，则 c(H＋)酸＝10－a，pH 碱＝b，则 c(H ＋)碱＝10－b，c(OH－)碱＝10b－14，根据题意：10×10－a＝1×10b －14,101－a＝10b－14，则 1－a＝b－14，所以 a＋b＝15，即 pH 酸 ＋pH 碱＝15。
【答案】 pH 酸＋pH 碱＝15
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②将 pH＝5 的盐酸溶液稀释 1000 倍，pH＝8 吗？ 【提示】 不对，pH 不可能超越 7(或酸性不能稀释后 变成碱性)。 ③将同 pH 的盐酸和醋酸溶液稀释同样倍数后，pH 还 相同吗？ 【提示】 不相同，醋酸 pH 小。
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1．单一溶液 pH 的计算 (1)强酸溶液：据其物质的量浓度计算出 c(H＋)，再通过 pH＝－lg c(H＋)求 pH。 (2)强碱溶液：据其物质的量浓度计算出 c(OH－)，再利 用 Kw 转化为 c(H＋)求 pH。
方 法 一： 根 据碱 溶 液中 水的 离 子积 可得 ： 10c(H＋ ) 酸 ＝ 1c×H1＋0－碱14，则 c(H＋)酸·c(H＋)碱＝1×1100－14＝10－15，取负对数得： pH 酸＋pH 碱＝15。
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方法二：因为 10c(H＋)酸＝1c×H1＋0－碱14，所以－lg[10c(H＋)酸] ＝－lg1c×H1＋0－碱14，则 pH 酸－1＝14－pH 碱，pH 酸＋pH 碱＝15。
本课时 pH 计算是本章的难点，可利用分类法把不同情 况下的计算归类。让同学们熟练掌握。酸碱中和滴定实验是 学生理解了溶液酸碱性的基础上进一步提升实验操作能力。 理解酸碱中和的实质，并学习误差分析。
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●新课导入建议 (1)把 pH＝2 的 HCl 与 CH3COOH 分别稀释 100 倍，他 们 pH 如何变化？ (2)把 0.1 mol/L HCl 与 0.05 mol/L NaOH 等体积混合后， 溶液的 pH 是多少？ 【提示】 (1)HCl 是强酸，pH＝4 CH3COOH 是弱酸 2<pH<4 (2)c(H＋)＝0.1V－2V0.05V＝0.025 mol/L＝2.5×10－2mol/L pH＝2－lg 2.5。
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溶液类型 恰好完
相关计算
强 全反应
pH＝7
酸 显中性
强 碱
酸过量 先求 c(H＋)混＝cH＋酸VV酸酸－＋cVO碱H－碱V碱→pH
混
先求
c(OH－)混＝c
OH－碱V碱－c V碱＋V酸
H＋酸
V酸→
合 碱过量
c(H＋)混＝cOKHw－混→pH
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3.稀释后溶液 pH 的变化规律 (1)对于强酸溶液(pH＝a)每稀释 10n 倍，pH 增大 n 个单 位，即 pH＝a＋n(a＋n<7)。 (2)对于强碱溶液(pH＝b)每稀释 10n 倍，pH 减小 n 个单 位，即 pH＝b－n(b－n>7)。 (3)对于弱酸溶液(pH＝a)每稀释 10n 倍，pH 的范围是： a<pH<a＋n(即对于 pH 相同的强酸与弱酸稀释相同倍数，强 酸 pH 变化的程度大)。
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