【开学大礼包】2012高二化学课件：3.2.3pH的应用（人教版选修4）

(共59张PPT)
1.请结合酸碱中和滴定原理思考，酸碱
恰好完全反应与滴定终点相同吗？
提示：不相同，但非常接近。酸碱恰好完全反应是指H+与OH-的物质的量相等，两者恰好完全反应，都不剩余；而滴定终点是指指示剂的变色点，即滴定终点的pH与所选取的指示剂有关，指示剂变色时H+与OH-的物质的量不相等。酸碱恰好完全反应与滴定终点特别接近，在一般科学研究中不会造成大的误差。
2.用量程为25.00 mL的酸式滴定管取盐酸，开始凹液面在0刻度，全部放出后所取溶液是25.00 mL吗？
提示：不是。滴定管的刻度是0刻度在上，最大容量刻度在下，但最下端有一段无刻度，如果全部放出，则体积大于25.00 mL。
3.试结合指示剂的变色范围，探讨各种情况下酸碱中和滴定时所选取的指示剂、终点时颜色变化及pH，填写下表。
【典例1】已知常温、常压下，饱和CO2水溶液的pH=3.9，则可推断用标准的盐酸溶液滴定NaHCO3水溶液时，适宜选用的指示剂及滴定终点时颜色变化的情况是
A.石蕊，由蓝变红 B.甲基橙，由橙变黄
C.酚酞，红色褪去 D.甲基橙，由黄变橙
【思路点拨】
（1）滴定终点时形成的是饱和CO2的水溶液；
（2）滴定终点时溶液的pH应在指示剂的变色范围内。
【自主解答】选D。甲基橙的变色范围在pH=3.1～4.4之间，与该滴定后溶液的pH=3.9 接近，应选择甲基橙作指示剂，因滴定时溶液的pH由大到小，故甲基橙由黄变橙。
1.请和同学一起讨论，用标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液时，能否把精确测量体积的盐酸溶液放入锥形瓶内，加指示剂后，然后向锥形瓶内滴加未知浓度的NaOH溶液，直到变色？
提示：可以。因为在锥形瓶内的H+的物质的量是个定值，只要再测量出NaOH溶液的体积，就可以求出NaOH溶液的浓度。
2.试思考，在滴定操作时，锥形瓶下面放一张白纸的目的是什么？
提示：白纸只是起衬托作用，是为了使滴定终点的颜色变化更加明显，更便于滴定终点的判断。
3.试与同学一起探究，以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液时，有哪些是可以造成误差的常见因素，并判断对待测碱浓度的影响,填写下表。
【典例2】称取一定质量的NaOH配成溶液来测定未知浓度的盐酸时（NaOH放在锥形瓶内，盐酸放在滴定管内）。用A.偏高；B.偏低；C.无影响；D.无法判断，填写下列各项操作给实验造成的误差。
（1）称量固体NaOH时，未调节天平的零点 （ ）
（2）将NaOH放入锥形瓶中加水溶解时，加入水的体积不准确 （ ）
（3）滴定管装入盐酸前未用盐酸润洗 （ ）
（4）开始滴定时，滴定管尖端处有气泡，滴定完毕气泡排出 （ ）
（5）滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下，结束时初读数按0计算 （ ）
（6）在滴定过程中活塞处漏液 （ ）
（7）摇动锥形瓶时，因用力过猛，使少量溶液溅出
（ ）
（8）滴定前读数时仰视，滴定完毕读数时俯视
（ ）
【思路点拨】（1）理论依据：c（HCl）= 。
（2）n（NaOH）为定值。
（3）误差最终由V（HCl）决定。
【自主解答】（1）称量固体NaOH时，未调节天平零点，不能确定称量结果是偏大还是偏小，故选D。
（2）锥形瓶内是否含水或加多少水并不影响NaOH的物质的量也不影响其与HCl的中和反应。（3）滴定管中装盐酸前未润洗相当于将待测液稀释了，导致测定结果偏低。（4）滴定前滴定管尖端有气泡，滴定后无气泡，相当于待测液比实际用量多了，导致结果偏低。
（5）读出的数据比实际值小，导致结果偏高。（6）滴定过程中漏液使读出的待测液的体积比实际消耗量多，
导致结果偏低。（7）摇动锥形瓶时，用力过猛，使少量液体溅出，致使一部分NaOH未被中和，消耗待测液体积减小，使测定结果偏高。（8）读出的数据比实际值偏小，使结果偏高。
答案：（1）D （2）C （3）B （4）B
（5）A（6）B （7）A （8）A
知识点一：中和滴定的原理、仪器和试剂
1.酸碱恰好完全中和时，它们的相关量一定相等的是
（ ）
A.质量 B.物质的量
C.物质的量浓度 D.H+和OH-的物质的量
【解析】选D。酸碱中和滴定的原理就是H+和OH-的物质的量相等。
2.用已知浓度的一元强酸作标准溶液中和滴定未知浓度的一元强碱溶液时，滴定终点的溶液（ ）
A.显酸性 B.显碱性
C.显中性 D.酸碱性无法判断
【解析】选D。滴定终点溶液的酸碱性与所选指示剂的变色范围有关。若选酚酞，则滴定终点时显碱性；若选甲基橙，则滴定终点时显酸性。
3.下列仪器中使用前不需要检验是否漏水的是（ ）
A.滴定管 B.分液漏斗
C.普通漏斗 D.容量瓶
【解析】选C。滴定管、分液漏斗、容量瓶使用前必须检验是否漏水。
知识点二：酸碱中和滴定的实验
4.用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸（放锥形瓶中），选用甲基橙作为指示剂，造成测定结果偏高的原因可能是（ ）
A.配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质
B.滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其他操作正确
C.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗
D.以溶液颜色由红色变为橙色为滴定终点
【解析】选A。相同质量的NaOH比Na2CO3消耗HCl要多，所以A项中的情况会使测定结果偏高；滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度会使读数比实际上所用的体积偏小，则会使测定结果偏低，B项不选；锥形瓶用蒸馏水润洗后不用待测液润洗不会引起误差，所以不选C；由红色变为橙色还没有达到滴定终点，若此时读数会使测定结果偏低，故不选D。
5.（2010·徐州高二检测）我们知道空气中含有N2、O2、CO2、H2S等气体，分析下列现象的原因。
（1）以酚酞为指示剂，用碱液滴定酸液到显现浅红色在半分钟内不褪色为终点。约半分钟后可能导致褪色的原因：__________________。
（2）以淀粉为指示剂，用Na2S2O3滴定I2（2S2O32-+I2 ==== S4O62-+2I-），到蓝色恰好褪去为终点，约5 min后溶液又显色的原因：__________________。
（3）以紫色KMnO4溶液为标准溶液滴定还原剂，在消耗完还原剂后，再多加0.5～1滴KMnO4溶液后呈现的浅红色在半分钟内不褪色为终点。约半分钟后浅红色褪去的可能原因：__________________。
【解析】解答本题要注意条件给出的N2、O2、CO2、H2S等气体，特别是CO2、H2S作为酸性气体能与碱反应使碱性减弱，酚酞不变红；O2具有氧化性能把I-氧化成为I2，而I2遇淀粉变蓝；H2S作为还原性气体，能将KMnO4还原，而使浅红色褪去，因此判断滴定终点颜色变化时有时间限制。
答案：（1）空气中存在CO2和H2S，与碱反应使溶液碱性减弱
（2）空气中存在O2，将I-氧化成碘，溶液变蓝
（3）空气中存在H2S，将高锰酸钾还原，浅红色褪去
一、选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分）
1.刻度“0”在上方的用于测量液体体积的仪器是( )
A.滴定管 B.量筒
C.移液管 D.量杯
【解析】选A。量筒、量杯没有“0”刻度，移液管只有一个刻度，没有“0”刻度；只有滴定管的“0”刻度在上方，故选A。
2.某稀NaOH溶液的浓度大约在0.07～0.08 mol/L之间，实验室现有①0.1 mol/L ②1.0 mol/L
③5.0 mol/L的三种标准盐酸溶液，若要通过中和滴定法确定NaOH的准确浓度，则应选用的标准盐酸溶液是
（ ）
A.① B.②
C.③ D.①②③均可
【解析】选A。在选取标准液浓度时，应使其与待测液浓度接近，故只选①。
3.（双选）向100 mL的盐酸
中逐渐加入NaOH溶液时，溶
液的pH变化图像如图所示，
根据图像所得结论正确的是
( )
A.原来盐酸的物质的量浓度
为0.1 mol/L
B.NaOH溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L
C.可选用甲基橙或酚酞作为指示剂
D.NaOH溶液的物质的量浓度为0.01 mol/L
【解析】选A、C。由图示可以知道原盐酸溶液的pH=1，即物质的量浓度为0.1 mol/L，所以A正确。因为是强碱滴定强酸，可以选用甲基橙或酚酞作为指示剂，选择指示剂的标准是其变色范围与达到滴定终点时溶液的pH一致，这样可以减少误差，所以C正确。因为题目没有给出NaOH溶液的体积，因此无法求出NaOH溶液的物质的量浓度，只知道达到滴定终点时，消耗的NaOH的物质的量为0.01 mol。
4.中和相同体积、相同pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种稀溶液，所用相同浓度的盐酸的体积分别为V1、V2、V3，则三者的大小关系为( )
A.V3＞V2＞V1 B.V3=V2＞V1
C.V3＞V2＝V1 D.V1=V2＞V3
【解析】选C。Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种溶液的pH虽然相同，只能说明它们的c（OH-）相同，但前两者是强碱，NH3·H2O是弱碱，说明它的浓度要比NaOH的浓度大得多，所以它所用的盐酸也要比NaOH用的多，但Ba(OH)2和NaOH用的一样多，故选C项。
二、非选择题（本题包括2小题，共14分）
5.（8分）（2010·东北师大附中高二检测）某学生用物质的量浓度为a mol/L的标准NaOH溶液去测定V mL HCl溶液的物质的量浓度。回答下列问题：
（1）实验前应先检查滴定管_____，实验过程中眼睛注视锥形瓶内溶液的颜色变化，直至滴定终点。
（2）如图是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数：
c(HCl)= _____。
（3）若在滴定前碱式滴定管尖嘴部分留有气泡，滴定后滴定管尖嘴部分气泡消失，则测定的盐酸的物质的量浓度会_____。（填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）
（4）实验前先用待测液润洗锥形瓶，则测定结果会_____。
【解析】（1）使用滴定管之前要先检查是否漏水。
（2）据c(NaOH)·V（NaOH）=c(HCl)·V（HCl）得
a mol/L×(V2-V1)mL×10-3 L/mL=c(HCl)×V mL×
10-3 L/mL，有c(HCl)= 。
（3）若碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消
失，则会使V（NaOH）偏大，计算出c(HCl)偏大。
（4）锥形瓶不能润洗，否则会使消耗NaOH的量偏多，
从而计算出c(HCl)偏大。
答案：（1）是否漏水 （2）
（3）偏大 （4）偏大
6.（6分）（1）甲乙两份体积均为25 mL的0.10 mol/L的NaOH溶液，把甲放在空气中一段时间后，溶液的pH
_____（填“增大”、“减小”或“不变”），原因是__________________________。
（2）用已知浓度的盐酸中和上述两份溶液，若中和甲溶液所消耗的盐酸的体积为V甲，中和乙溶液消耗的盐酸的体积为V乙，则：①以甲基橙为指示剂时，V甲与V乙的关系为_____；②以酚酞为指示剂时，V甲与V乙的关系为_____。
【解析】（1）NaOH溶液放置在空气中，因NaOH与空气中的CO2反应，使NaOH减少，故溶液的pH减小。
（2）用盐酸滴定氢氧化钠溶液时，无论用甲基橙还是用酚酞，都有如下关系：
HCl ～ NaOH
1 ∶ 1
而用盐酸滴定Na2CO3时，则反应分两个阶段进行：
①H++CO32- ==== HCO3-
此时溶液呈弱碱性，正好酚酞变色，因为酚酞的变色范围是8.2～10.0。
②H++HCO3- ==== H2O+CO2↑
此时溶液呈弱酸性，正好甲基橙变色，因为甲基橙的
变色范围是3.1～4.4。
滴定过程到第一阶段为止还是到第二阶段为止，取决
于指示剂的选择。
从2H++CO32- ==== H2O+CO2可知，若选用甲基橙作指示
剂，消耗的盐酸应为V甲=V乙；而若选用酚酞作指示
剂，滴定反应由：H++CO32- HCO3-可知，消耗的盐
酸应为V甲答案：（1）减小 NaOH与空气中的CO2反应，使NaOH减少
（2）V甲=V乙 V甲1.（双选）（5分）用氢氧化钠溶液来滴定硫酸溶液，当达到滴定终点时，消耗氢氧化钠溶液的体积等于锥形瓶中硫酸溶液的体积，则说明( )
A.NaOH和H2SO4溶液的质量分数相等
B.NaOH和H2SO4溶液的物质的量浓度相等
C.NaOH的物质的量浓度等于H2SO4的物质的量浓度的两倍
D.氢氧化钠溶液的pH和硫酸溶液的pH之和等于14
【解析】选C、D。两溶液的体积相等，说明c（OH-）=c（H+），则两溶液pH之和等于14，NaOH的物质的量浓度等于H2SO4的物质的量浓度的两倍，C、D两项正确。
2.（15分）现用邻苯二甲酸氢钾标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。滴定时有下列操作：
①向溶液中加入1～2滴指示剂。
②取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中。
③用氢氧化钠溶液滴定至终点。
④重复以上操作。
⑤用天平精确称取5.105 g邻苯二甲酸氢钾（相对分子质量为204.2）固体配制成250 mL标准溶液（测得pH约为4.2）。
⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度。
（1）以上各步中，正确的操作顺序是_____（填序号），上述②中使用的仪器除锥形瓶外，还需要_____，使用_____作指示剂。
（2）滴定并记录V（NaOH）的初、终读数。重复滴定几次，数据记录如下表：
某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液
的体积为：V（NaOH）=
=20.20 mL。
他的计算合理吗？_____。理
由是__________。
通过仪器测得第4次滴定过程
中溶液pH随加入氢氧化钠溶
液体积的变化曲线如图所示，
则a _____20.02(填“＞”、“＜”或“=”)。
(3)步骤②中在调节滴定管的起始读数时，滴定管的尖嘴部分必须充满溶液，如果滴定管内部有气泡，赶走气泡的操作是_____。滴定前，用蒸馏水洗净碱式滴定管，然后加待测定的氢氧化钠溶液滴定，此操作使实验结果_____（填“偏大”、“偏小”或“不产生误差”）。
【解析】本题主要考查了中和滴定实验。（1）因为邻苯二甲酸氢钾显酸性，所以需用酸式滴定管移取，反应中生成的邻苯二甲酸钾显碱性，需选择在碱性条件下变色的酚酞作指示剂。
（2）第3组数据所消耗的NaOH的体积为20.80 mL,与其
他三组数据偏差太大，应舍弃不用；此题以酚酞作为
指示剂，酚酞变色的范围是8.2～10.0,所以当pH=7
时，还没有达到滴定终点，故a＜20.02。
（3）由 ，
若碱式滴定管未用NaOH待测液润洗，NaOH的浓度变小
则消耗的NaOH体积偏大，所测浓度偏小。
答案：（1）⑤②①③④⑥ 酸式滴定管 酚酞
（2）不合理 第3组数据明显偏大，不应采用 ＜
（3）快速放液 偏小