第3課時(shí)pH的應(yīng)用

1、 第3課時(shí)pH的應(yīng)用 衛(wèi)生部規(guī)定：我國最新的生活飲用水衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn)全部指標(biāo)最遲于2012年7月1日在全國各地 實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定生活飲用水的pH范圍為 6.58.5。pH成為生活飲用水的水質(zhì)指標(biāo)之一已引起人們的普遍關(guān)注。事實(shí)上，目前市場上銷售的瓶桶裝飲用水除少數(shù)品牌外，大部分品牌的產(chǎn)品包裝上并不標(biāo)注pH，使消費(fèi)者在選購時(shí)無法辨別，那么，什么是水的pH？它與人體健康有什么關(guān)系？ 1.了解pH在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。 2.掌握酸堿中和滴定的原理。 3.掌握酸堿中和滴定的操作方法。 4.了解指示劑的選擇及滴定誤差分析。pH的應(yīng)用人體健康人體內(nèi)各種體液都有一定的pH，當(dāng)體內(nèi)的酸堿平衡失調(diào)時(shí)， 的pH是診斷疾

2、病的一個(gè)重要參數(shù)生活中人們洗發(fā)時(shí)使用的護(hù)發(fā)素，其主要功能是調(diào)節(jié)頭發(fā)的pH，使之達(dá)到適宜的 度環(huán)保領(lǐng)域酸性和堿性廢水的處理常常利用 反應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土壤的pH影響植物對(duì)不同形態(tài)養(yǎng)分的 及養(yǎng)分的 ，各種作物的生長對(duì)土壤的pH范圍有一定的要求酸堿酸堿中和中和吸收吸收有效利用有效利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果質(zhì)量質(zhì)量產(chǎn)量產(chǎn)量血液血液 1下列溶液的pH7的是(雙選)() A人體內(nèi)血液 B橙汁 C蔗糖水 D胃液 解析：生物中許多生命活動(dòng)是在溶液中進(jìn)行的，而且要在一定的pH范圍內(nèi)，解題時(shí)應(yīng)把化學(xué)知識(shí)與生物知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來。pH7說明溶液呈酸性，而血液略偏堿性。蔗糖是非電解質(zhì)，其溶液為中性。橙汁中含有許多有機(jī)酸，胃液中含有

3、鹽酸，因而B、D呈酸性，pH7。 答案：BD 1酸堿中和滴定基礎(chǔ)知識(shí) (1)概念 利用 ，用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實(shí)驗(yàn)方法。中和反應(yīng)中和反應(yīng) (2)原理 利用酸和堿反應(yīng)時(shí)，c(H)V酸c(OH)V堿 即c(H) 或c(OH)酸式滴定管酸式滴定管 堿式滴定管堿式滴定管 錐形瓶錐形瓶 鐵架臺(tái)鐵架臺(tái) 燒杯燒杯 滴定管的使用 a檢查儀器：使用前先檢查滴定管活塞 。 b潤洗儀器：在加入反應(yīng)液之前，潔凈的滴定管要用所要盛裝的溶液潤洗 遍。 c加入反應(yīng)液：分別將反應(yīng)液加入到相應(yīng)滴定管中，使液面位于滴定管刻度 。 d調(diào)節(jié)起始讀數(shù)：在滴定管下放一燒杯，調(diào)節(jié)活塞，使滴定管尖嘴部分 ，然后

4、調(diào)節(jié)滴定管液面 準(zhǔn)確讀取數(shù)值并記錄。是否漏水是否漏水23“0”以上以上23 cm充滿反應(yīng)液充滿反應(yīng)液使其處于某一刻度使其處于某一刻度 (4)試劑 標(biāo)準(zhǔn)液 待測液 指示劑(常用甲基橙、酚酞) 2酸堿中和滴定的操作(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測NaOH溶液為例)及指示劑的選擇 (1)酸堿中和滴定的操作 準(zhǔn)備工作 a滴定管的檢漏。 b洗滌：分別取酸式滴定管和堿式滴定管各一支，用蒸餾水洗滌23次，再用標(biāo)準(zhǔn)酸液和待測堿液各潤洗23次，潤洗液必須從滴定管下端排出。 c裝液：向堿式滴定管中裝入待測液NaOH，排氣泡，調(diào)整液面至 ，記錄讀數(shù)，放出一定體積NaOH于洗凈的錐形瓶中，以同樣步驟將標(biāo)準(zhǔn)液鹽酸注入酸式滴定管，調(diào)

5、整液面并記錄?！?”刻度或刻度或“0”刻度以下刻度以下 滴定操作：在錐形瓶的待測溶液中滴加23滴酚酞試液，開始滴定。左手 ，右手 ，兩眼注視錐形瓶內(nèi)溶液 。 a滴定速率：先快后慢，逐滴加入，不能 。 b終點(diǎn)的判斷：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏危?，即到終點(diǎn)，讀數(shù)并記錄。 數(shù)據(jù)處理：為減小誤差，滴定時(shí)，要求重復(fù)實(shí)驗(yàn)23次，求 ?？刂苹钊刂苹钊麚u動(dòng)錐形瓶搖動(dòng)錐形瓶顏色變化顏色變化成股流下成股流下變色，且半分鐘不再變色變色，且半分鐘不再變色剛好使指示劑剛好使指示劑平均值平均值 (2)指示劑的選擇 根據(jù)中和反應(yīng)恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液的pH應(yīng)在指示劑的變色范圍之內(nèi)。 選擇指示劑時(shí)，滴定終點(diǎn)前后溶液顏色改變由淺到深，顏色

6、變化對(duì)比明顯。 (3)酸堿滴定曲線的測定 以酸堿中和滴定過程中 為橫坐標(biāo)，以 為縱坐標(biāo)繪出的一條溶液pH隨酸(或堿)的滴加量而變化的曲線。(見下圖)NaOH溶液的體積溶液的體積pH值值 用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L HCl溶液過程中的pH變化。 酸堿中和滴定指示劑的選擇滴定種類選用的指示劑達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)顏色變化指示劑用量滴定終點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿甲基橙黃色橙色23滴當(dāng)指示劑剛好變色，并在半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來的顏色，即認(rèn)為已達(dá)滴定終點(diǎn)酚酞紅色無色強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸甲基橙紅色橙色酚酞無色粉紅色強(qiáng)酸滴定弱堿甲基橙黃色橙色強(qiáng)堿滴定弱酸酚酞無色粉紅色

7、特別說明：特別說明：強(qiáng)酸滴堿甲基橙，強(qiáng)堿滴酸用酚酞。強(qiáng)酸滴堿甲基橙，強(qiáng)堿滴酸用酚酞。 2向盛有10 mL NaOH溶液的燒杯中逐滴滴加稀鹽酸，下列圖象能夠體現(xiàn)溶液的pH變化情況的是() 答案：C 3用已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸滴定未知物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時(shí)，下列操作中正確的是(雙選)() A酸式滴定管用蒸餾水洗凈后，直接加入已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸 B錐形瓶用蒸餾水洗凈后，直接加入一定體積的未知物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液 C滴定時(shí)，沒有逐出滴定管尖嘴的氣泡，滴定后氣泡消失 D讀數(shù)時(shí)，視線與滴定管內(nèi)液體的凹液面最低處保持一致 解析：滴定管未潤洗即加入標(biāo)準(zhǔn)液，會(huì)使其濃度變小，耗用體積偏大，使測得的

8、待測液濃度偏高；如果錐形瓶用待測液潤洗，則內(nèi)壁沾有待測液，使待測液的物質(zhì)的量增多，消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，測定結(jié)果偏高；滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，會(huì)使消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，測定結(jié)果偏高。 答案：BD D取標(biāo)準(zhǔn)KOH溶液注入堿式滴定管至刻度0以上23 cm； E調(diào)節(jié)液面至0或0以下刻度，記下讀數(shù)； F把錐形瓶放在滴定管的下面，用標(biāo)準(zhǔn)KOH溶液滴定至終點(diǎn)并記下滴定管液面的刻度。 就此實(shí)驗(yàn)完成填空： (1)正確操作步驟的順序是(用序號(hào)字母填寫)_。 (2)上述B步驟操作的目的是_ _。 (3)上述A步驟操作之前，若先用待測溶液潤洗錐形瓶，則滴定結(jié)果_(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。 (4)判斷到

9、達(dá)滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_ _。 思路指引：本題考查的是酸堿中和滴定的操作過程和誤差分析，只要對(duì)此操作過程和原理熟悉，便可以迎刃而解。 (2)無論是盛放標(biāo)準(zhǔn)液還是待測液的滴定管均潤洗，因?yàn)榈味ü艿膬?nèi)壁上附著的蒸餾水會(huì)將放入的溶液稀釋而引起測定誤差。(3)A步驟操作之前，先用待滴液洗滌錐形瓶，會(huì)使待測液體積大于20.00 mL，消耗標(biāo)準(zhǔn)液多，則測定結(jié)果偏高。(4)由于用酚酞作指示劑，故當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，即達(dá)到了滴定終點(diǎn)。 答案：(1)BDCEAF(2)洗去附在滴定管壁上的水，防止因?qū)?biāo)準(zhǔn)溶液稀釋而帶來誤差(3)偏高(4)溶液由無色變淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色步驟操作c(NaOH

10、)洗滌未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管偏高錐形瓶用待測溶液潤洗偏高未用待測溶液潤洗取用待測液的滴定管偏低錐形瓶洗凈后瓶內(nèi)還殘留有少量蒸餾水無影響讀數(shù)滴定前仰視讀數(shù)或滴定后俯視讀數(shù)偏低滴定前仰視讀數(shù)或滴定后仰視讀數(shù)偏高操作不當(dāng)?shù)味ㄍ戤吅罅⒓醋x數(shù)，半分鐘后顏色又褪去偏低滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡偏高滴定過程中振蕩時(shí)有液滴濺出偏低滴定過程中，錐形瓶內(nèi)加少量蒸餾水無影響 特別說明：讀數(shù)誤差可以用畫圖的形式來理解和記憶。如開始讀數(shù)仰視，滴定完畢讀數(shù)仰視，如圖；開始讀數(shù)仰視，滴定完畢讀數(shù)仰視，如圖。 1用已知濃度的鹽酸測定未知濃度的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度，待測液放在錐形瓶中。中和滴定時(shí)下列操作會(huì)使測定結(jié)果偏低的

11、是(錐形瓶中溶液用滴定管量取)(雙選)() A堿式滴定管未用待測堿液潤洗 B酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤洗 C滴定過程中滴定管內(nèi)不慎有標(biāo)準(zhǔn)液體濺出 D酸式滴定管讀數(shù)時(shí)滴定前仰視讀數(shù)，滴定后讀數(shù)正確 解析：本題考查酸堿中和滴定的誤差分析。A項(xiàng)堿式滴定管未用待測堿液潤洗，導(dǎo)致實(shí)際取用的堿少，消耗的酸就少，結(jié)果將會(huì)偏低；B項(xiàng)酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤洗，會(huì)造成消耗的酸體積多，結(jié)果偏高；C項(xiàng)明顯偏高；D項(xiàng)計(jì)算出消耗酸將會(huì)偏小，結(jié)果偏低。 答案：AD 2用0.1 molL1 NaOH溶液滴定0.1 molL1鹽酸，如果達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)不慎多加了1滴NaOH溶液(設(shè)1滴溶液的體積約為0.05 mL)，繼續(xù)加水至5

12、0 mL，所得溶液的pH是() A4 B7.2 C10 D11.3 答案：C用中和滴定法測定某燒堿樣品的純度，試根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答下列問題： (1)準(zhǔn)確稱量8.2 g含有少量中性易溶雜質(zhì)的樣品，配成500 mL待測溶液。稱量時(shí)，樣品可放在_(填編號(hào)字母)稱量。 A小燒杯中 B潔凈紙片上 C托盤上 (2)滴定時(shí)，用0.200 0 molL1的鹽酸來滴定待測溶液，不可選用_(填編號(hào)字母)作指示劑。 A甲基橙 B石蕊 C酚酞 D甲基紅 (3)滴定過程中，眼睛應(yīng)注視_ _； 在鐵架臺(tái)上墊一張白紙，其目的是_ _。 (4)根據(jù)下表數(shù)據(jù)，計(jì)算被測燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度是_molL1，燒堿樣品的純度是_。滴定次數(shù)

13、待測溶液體積(mL)標(biāo)準(zhǔn)酸體積滴定前的刻度(mL)滴定后的刻度(mL) 第一次10.000.4020.50 第二次10.004.1024.00 (5)下列實(shí)驗(yàn)操作會(huì)對(duì)滴定結(jié)果產(chǎn)生什么后果？(填“偏高”、“偏低”或“無影響”) 觀察酸式滴定管液面時(shí)，開始俯視，滴定終點(diǎn)平視，則滴定結(jié)果_。 若將錐形瓶用待測液潤洗，然后再加入10.00 mL待測液，則滴定結(jié)果_。 答案：(1)A(2)B (3)錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化便于觀察錐形瓶內(nèi)液體顏色的變化，減小滴定誤差 (4)0.400 097.56%(5)偏高偏高 常見的幾種滴定方法 (1)酸堿中和滴定(利用中和反應(yīng)) (2)氧化還原滴定法 原理 以氧化劑

14、或還原劑為滴定劑，直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)；或者間接滴定一些本身并沒有氧化還原性，但能與某些氧化劑或還原劑起反應(yīng)的物質(zhì)。 試劑 常見的用于滴定的氧化劑有KMnO4、K2Cr2O7、I2等。 常見的用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。 指示劑 氧化還原滴定法的指示劑有三類： a氧化還原指示劑。 b專用指示劑，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘標(biāo)準(zhǔn)溶液變藍(lán)。 c自身指示劑，如高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸時(shí)，滴定終點(diǎn)為高錳酸鉀溶液的紫紅色。 (3)沉淀滴定法(利用生成沉淀的反應(yīng)) 應(yīng)用最多的是銀量法，即利用Ag與鹵素離子的反應(yīng)來測定Cl、Br、I和Ag。 (4)特別說明：在回答滴定

15、終點(diǎn)的顏色變化時(shí)，要強(qiáng)調(diào)出在半分鐘內(nèi)溶液顏色不褪去(或不復(fù)色)。 在進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)，要注意取出樣品溶液與原樣品所配制溶液量之間的關(guān)系。 一般來說，酸式滴定管用于盛裝酸性或中性溶液，堿式滴定管用于盛裝堿性溶液。因酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管的橡膠部分，故通常用酸式滴定管來盛放酸性KMnO4溶液。 3(1)配平氧化還原反應(yīng)方程式： _C2O42 _MnO4_H=_CO2_Mn2_H2O (2)稱取6.0 g含H2C2O42H2O、KHC2O4和K2SO4的試樣，加水溶解，配成250 mL溶液。量取兩份此溶液各25 mL，分別置于兩個(gè)錐形瓶中。 第一份溶液中加入2滴酚酞試液，滴加

16、0.25 mol/L NaOH溶液至20 mL時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紅色。該溶液被中和的H的物質(zhì)的量為_mol。 第二份溶液中滴加0.10 mol/L酸性KMnO4溶液至16 mL時(shí)反應(yīng)完全，此時(shí)溶液顏色由_變?yōu)開。該溶液中還原劑的物質(zhì)的量為_mol。 原試樣中H2C2O42H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_，KHC2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。 解析：(1)方程式中1 mol C2O42反應(yīng)中能失去2 mol e，而1 mol MnO4反應(yīng)中能得到5 mol e，依據(jù)得失電子總數(shù)相等，不難得出C2O42與MnO4化學(xué)計(jì)量數(shù)比為5 2，其他可依據(jù)原子守恒配平。 ( 2 ) N a O H 溶 液 中 的 n ( O

17、H) 0 . 2 5 mol/L0.02 L0.005 mol，能中和0.005 mol H. 酸性KMnO4溶液呈紫紅色，C2O42與Mn2無色，所以終點(diǎn)時(shí)溶液由無色變?yōu)樽霞t色。 5C2O422MnO4 5 2 n(C2O42) 0.10 molL116103 L 解得n(C2O42)0.004 mol 設(shè)H2C2O42H2O的物質(zhì)的量為x，KHC2O4的物質(zhì)的量為y， 2xyn(H)0.005 mol xyn(C2O42)0.004 mol 解得x0.001 moly0.003 mol H2C2O42H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 答案：(1)52161028 (2)0.005無色紫紅色0.00421%

18、64% 1下列實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄正確的是() A用托盤天平稱取5.00 g NaCl固體 B用量筒量取5.00 mL NaOH溶液 C用酸式滴定管量取15.00 mL的高錳酸鉀溶液 D用廣泛pH試紙測定某NaOH溶液的pH為9.8 解析：托盤天平的讀數(shù)只能到小數(shù)點(diǎn)后一位，A項(xiàng)錯(cuò)。量筒的精度不高，不能量取5.00 mL溶液，B項(xiàng)錯(cuò)。廣泛pH試紙測pH讀數(shù)都是整數(shù)，故D項(xiàng)錯(cuò)。C項(xiàng)正確，酸式滴定管能用來量取高錳酸鉀溶液。 答案：C 2下列有關(guān)滴定操作的順序正確的是() 用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管往滴定管內(nèi)注入標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查滴定管是否漏水滴定洗滌 A B C D 答案：B 3如下圖為10 mL一定物質(zhì)的量濃度的鹽酸

19、(HCl)，用一定濃度的NaOH溶液滴定的圖示，依據(jù)圖示推出HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度是()選項(xiàng)ABCDHCl物質(zhì)的量濃度(mol/L)0.12 0.04 0.03 0.09NaOH物質(zhì)的量濃度(mol/L)0.04 0.12 0.09 0.03答案：答案：D 4在一支25 mL的酸式滴定管中盛入0.1 molL1的HCl溶液，其液面恰好在5 mL刻度處，若把滴定管中的溶液全部放入燒杯中，然后以0.1 molL1的NaOH溶液進(jìn)行中和，則所需NaOH溶液的體積() A大于20 mL B小于20 mL C等于20 mL D等于5 mL 解析：若要正確解答本題，必須準(zhǔn)確了 解滴定管的刻度特征，如圖： 滴定管下部無刻度線部分直至尖嘴底部體積 大于20 mL，因此，需NaOH溶液的體積大于20 mL。 答案：A 5某學(xué)生欲用已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸來測定未知物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時(shí)，選擇甲基橙作指示劑。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?(1)用標(biāo)準(zhǔn)的鹽酸滴定