高中化学第三章水溶液中的离子平衡第二节水的电离和溶液的酸碱性第2课时pH的计算酸碱中和滴定同步练习新人教版选修42

高中化学第三章水溶液中的离子平衡第二节水的电离和溶液的酸碱性第2课时pH的计算酸碱中和滴定同步练习新人教版选修42

第2课时　pH的计算　酸碱中和滴定 ‎[明确学习目标]　1.掌握pH的简单计算，了解pH在日常生活、生产中的应用。2.了解混合溶液pH的计算方法，了解溶液稀释时pH的变化规律。3.掌握酸碱中和滴定的原理、操作方法和滴定误差分析。4.能正确选择指示剂。‎ 一、pH的计算 ‎1．计算公式 pH＝－lg c(H＋)，Kw＝c(H＋)·c(OH－)。‎ ‎2．计算思路 二、酸碱中和滴定及误差分析 ‎1．概念 用已知物质的量浓度的酸(或碱)测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法。‎ ‎2．实验用品 ‎(1)仪器：酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯等。‎ ‎(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。‎ ‎(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。‎ ‎3．操作步骤 ‎(1)查漏：检查滴定管是否漏液。‎ - 8 -‎ ‎(2)润洗：加入酸碱反应液之前，滴定管要用所要盛装的溶液润洗2～3遍。‎ ‎(3)装液：将反应液加入到相应的滴定管中，使液面位于“‎0”‎刻度或“‎0”‎刻度以上某一刻度处。‎ ‎(4)调液：调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反应液，并使液面处于“‎0”‎刻度或“‎0”‎刻度以下某一刻度，并记录读取数值。‎ ‎(5)滴定：在锥形瓶中加入一定体积的待测液，滴入1～2滴指示剂，开始滴定，达到终点时，记录刻度。‎ ‎4．数据处理 重复2～3次实验，取平均值代入计算式计算。‎ ‎5．中和滴定误差分析方法 分析误差要根据计算式c待＝分析：当用标准液滴定待测溶液时，c标、V待均为定值，c待的大小取决于V标的大小，V标偏大，则结果偏高；V标偏小，则结果偏低。‎ ‎1．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＋)最接近于(10－8＋10－10)/2 mol·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，然后由水的离子积计算氢离子浓度约等于2×10－10 mol·L－1。‎ ‎2．pH＝5的稀盐酸加水稀释1000倍后溶液的pH为8吗？‎ 提示：不对。酸无限稀释仍然呈酸性，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提供的H＋的贡献。‎ ‎3．为什么酸式滴定管不能用来盛装碱液？碱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，容易被碱液腐蚀，生成粘结活塞的物质，使活塞不能转动或转动不灵活。碱式滴定管的橡皮管易被酸性溶液和氧化性溶液腐蚀，使其失去弹性。‎ ‎4．锥形瓶洗净后需要用待测液润洗吗？‎ 提示：不能润洗。若润洗，待测液的量增多，测得结果偏高。‎ - 8 -‎ 一、pH的计算 ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．强酸和强碱溶液的pH的计算(‎25 ℃‎)‎ ‎(1)强酸溶液(以浓度为c mol·L－1的HnA溶液为例)‎ c(H＋)＝nc mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg nc。‎ ‎(2)强碱溶液(以浓度为c mol·L－1的B(OH)n溶液为例)c(OH－)＝nc mol·L－1，c(H＋)＝10－14/nc mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝14＋lg nc。‎ ‎2．两种强酸溶液混合时(‎25 ℃‎)‎ c(H＋)混＝[c(H＋)1·V1＋c(H＋)2·V2]/(V1＋V2)。‎ ‎3．两种强碱溶液混合时(‎25 ℃‎)‎ 先求混合溶液的氢氧根离子浓度，‎ c(OH－)混＝[c(OH－)1·V1＋c(OH－)2·V2]/(V1＋V2)；再求c(H＋)＝10－14/c(OH－)混，则pH＝－lg c(H＋)＝14＋lg c(OH－)混。‎ ‎4．强酸强碱混合时(‎25 ℃‎)‎ ‎(1)恰好完全反应，则c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱，则溶液的pH＝7。‎ ‎(2)若酸过量，直接求反应后溶液中的氢离子浓度，c(H＋)混＝[c(H＋)·V酸－c(OH－)·V碱]/(V酸＋V碱)。‎ ‎ (3)若碱过量，应先求反应后溶液的氢氧根离子浓度，c(OH－)混＝[c(OH－)·V碱－c(H＋)·V酸]/(V酸＋V碱)，再求c(H＋)混＝10－14/c(OH－)混。‎ ‎[即时练]‎ ‎1．‎25 ℃‎时，将pH＝3的CH3COOH溶液加水稀释1000倍后，溶液的(　　)‎ A．pH＝6 B．pH<‎6 C．pH>6 D．pH＝7‎ 答案　B 解析　因为CH3COOH为一元弱酸，加水稀释，促进了CH3COOH的电离，故其溶液的pH为：37，故C错误，D正确。‎ ‎4．常温下，①pH＝2的CH3COOH溶液、②pH＝2的H2SO4溶液、③pH＝12的氨水、④pH＝12的NaOH溶液，相同条件下，有关上述溶液的比较中正确的是(　　)‎ A．水电离的c(H＋)：①＝②＝③＝④‎ B．将②、④溶液混合后，pH＝7，消耗溶液的体积：②<④‎ - 8 -‎ C．等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应，生成H2的量②最大 D．向10 mL上述四溶液中各加入90 mL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，无论酸还是碱都抑制水的电离，且相同c(H＋)或相同c(OH－)对水的电离抑制程度相同，故A正确；硫酸中c(H＋)与NaOH溶液中c(OH－)相等，等体积混合后恰好完全中和pH＝7，所以消耗溶液体积应为②＝④，B错误；CH3COOH是弱酸，故与Al反应时会继续电离出H＋，所以产生H2最多的不是②，C错误；醋酸是弱酸，加水稀释后能促进醋酸电离，所以①、②稀释后溶液的pH：②>①，D错误。‎ ‎5．(1)pH＝2的某酸稀释100倍，pH________4，pH＝12的某碱稀释100倍，pH________10。‎ ‎(2)室温时，将pH＝5的H2SO4溶液稀释10倍，c(H＋)∶c(SO)＝________，将稀释后的溶液再稀释100倍，c(H＋)∶c(SO)＝________。‎ ‎(3) MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时，pH变化如右图所示。下列叙述中不正确的是(　　)‎ A．MOH是一种弱碱 B．在x点，MOH完全电离 C．在x点，c(M＋)＝c(R＋)‎ D．稀释前ROH溶液中c(OH－)是MOH溶液中c(OH－)的10倍 答案　(1)≤　≥　(2)2∶1　20∶1　(3)B 解析　(1)若某酸为强酸，则pH＝4，若为弱酸，则pH<4；同理，对pH＝12的某碱稀释100倍，pH≥10。‎ ‎(2)pH＝5的H2SO4稀释10倍，c(H＋)和c(SO)同等倍数减小，所以c(H＋)∶c(SO)＝2∶1，若将稀释后的溶液再稀释100倍，其pH≈7，而c(SO)＝＝5×10－9 mol·L－1，所以c(H＋)∶c(SO)＝10－7∶5×10－9＝20∶1。‎ ‎(3)由图知，稀释100倍后ROH的pH变化为2，为强碱，MOH的pH变化为1，为弱碱；x点时ROH与MOH的c(OH－)相等，故c(M＋)与c(R＋)相等；稀释前ROH的c(OH－)＝0.1 mol·L－1，MOH的c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故D项正确；MOH为弱碱，在任何点都不能完全电离，B项错误。‎ - 8 -‎