高二化学教案《溶液的酸碱性教学案》教学设计.docx
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高二化学教案《溶液的酸碱性教学案》教学设计
高二化学教案:
《溶液的酸碱性教学案》教学设计
本文题目:
高二化学教案:
溶液的酸碱性教学案
第1课时 溶液的酸碱性
[目标要求] 1.了解溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系。
2.了解pH的定义及简单的计算。
一、溶液的酸碱性
1.一种溶液显酸性、中性还是碱性,取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。
在一定温度下,水溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量浓度之积为常数。
只要知道溶液中氢离子(或氢氧根离子)的浓度,就可以计算溶液中氢氧根离子(或氢离子)的浓度,并据此判断酸碱性。
例如室温下测得某溶液中的c(H+)为1.0×10-5mol?
L-1,根据KW=c(H+)?
c(OH-)=1.0×10-14mol2?
L-2可求得该酸溶液中c(OH-)=1.0×10-9mol?
L-1。
2.酸性溶液:
c(H+)>c(OH-),c(H+)越大,酸性越强;
中性溶液:
c(H+)=c(OH-);
碱性溶液:
c(H+)
二、溶液的酸碱性与pH的关系
1.溶液pH的定义
(1)由于用c(H+)及c(OH-)来表示溶液的酸碱性有时数值非常小,使用很不方便。
在实际应用中,人们常用溶液中氢离子浓度的负对数(pH)来表示溶液的酸碱性。
pH与氢离子浓度的关系式为pH=-lg_c(H+)。
(2)pH值与溶液酸碱性的关系
在25℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=10-7mol?
L-1,所以在25℃时,pH=7时,溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,溶液显中性。
pH>7时,溶液中氢离子浓度小于氢氧根离子浓度,溶液显碱性,且pH越大,溶液中c(OH-)越大,溶液的碱性越强。
pH7
C.溶液中:
c(H+)
D.溶液中:
c(H+)>1×10-7mol?
L-1
答案 C
解析 溶液酸碱性最本质的判断标准是看H+和OH-浓度的相对大小,只有当c(H+)>c(OH-)时,溶液才呈酸性;当c(H+)=c(OH-)时,溶液呈中性;当c(H+)4.4时呈现黄色。
所以,使甲基橙呈现黄色的溶液不一定显碱性。
溶液的pH与温度有关,常温下pH>7的溶液一定显碱性,但在不是常温的情况下就不一定了。
3.下列溶液一定呈中性的是( )
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=c(OH-)的溶液
C.由强酸、强碱以等物质的量反应所得到的溶液
D.非电解质溶于水所得到的溶液
答案 B
知识点二 pH值计算
4.常温下,某溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-11mol?
L-1,则该溶液的pH可能是( )
A.4B.7C.8D.11
答案 D
解析 由题意知由水电离产生的c(H+)=1×10-11mol?
L-1V(Y)
D.若9
答案 D
3.在常温下,将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH最接近于( )
A.8.3B.8.7C.9D.9.7
答案 D
解析 本题考查有关混合溶液pH的计算。
有关稀溶液混合,总体积近似等于两种溶液体积之和。
强碱溶液混合,应按c(OH-)计算:
c混(OH-)=(1×10-6mol?
L-1+1×10-4mol?
L-1)/2=5.05×10-5mol?
L-1,c混(H+)=KW/c(OH-)≈2×10-10mol?
L-1,pH=9.7。
4.下列叙述正确的是( )
A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)×c(OH-)=1×10-14mol2?
L-2
B.c(H+)等于1×10-7mol?
L-1的溶液一定是中性溶液
C.0.2mol?
L-1CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1mol?
L-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱
答案 A
解析 KW=c(H+)?
c(OH-),且KW只与温度有关,所以,在常温下,纯水,酸性、碱性或中性稀溶液,其KW=1×10-14mol2?
L-2;在温度不确定时,中性溶液里的c(H+)不一定等于1×10-7mol?
L-1;0.2mol?
L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1mol?
L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以,0.2mol?
L-1CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1mol?
L-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍;当c(H+)或c(OH-)大于1mol?
L-1时,用pH表示溶液的酸碱性就不简便了,所以,当c(H+)或c(OH-)大于1mol?
L-1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,而是直接用c(H+)或c(OH-)来表示。
练方法技巧
5.pH=3的两种一元酸HX和HY溶液,分别取50mL加入足量的镁粉,充分反应后,收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY),若V(HX)>V(HY),则下列说法正确的是( )
A.HX可能是强酸
B.HY一定是强酸
C.HX的酸性强于HY的酸性
D.反应开始时二者生成H2的速率相等
答案 D
解析 解答该题应注意以下三点:
(1)强酸完全电离,弱酸部分电离。
(2)酸性相同的溶液,弱酸的浓度大,等体积时,其物质的量多。
(3)产生H2的速率取决于c(H+)的大小。
本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。
据题意,Mg粉足量,酸不足,应根据酸的物质的量来计算H2的体积,由V(HX)>V(HY),知pH相等时,HX的物质的量浓度比HY的大,即HX是比HY弱的弱酸,而无法判断HY是强酸还是弱酸,故A、B、C错误;D项,反应开始时的速率取决于c(H+),因为开始时c(H+)相等,故D项正确。
6.某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。
据图判断正确的是( )
A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH值变化曲线
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点KW的数值比c点KW的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
答案 B
解析 本题考查了强酸和弱酸的稀释规律,解题时要注意弱酸在稀释时还会继续电离。
pH相同的盐酸(强酸)和醋酸(弱酸),稀释相同的倍数时,因醋酸在稀释时仍不断地电离,故盐酸的pH增大的多,故曲线Ⅰ代表盐酸稀释时pH的变化曲线,A错误;不断加水稀释时,溶液中c(H+)不断减小,导电性减弱,B正确;因为KW仅仅是温度的函数,因为是在相同的温度下,故a点KW与c点KW的数值相同,C错误;因盐酸和醋酸的pH相同,则c(醋酸)>c(盐酸),稀释相同的倍数,由于醋酸存在电离平衡,故仍有c(醋酸)>c(盐酸),D错误。
练综合拓展
7.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如右图所示:
(1)则25℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”),请说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为__________。
(3)95℃时,若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是________________________________________________________________________
__________________。
(1)曲线B对应温度下,pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5。
请分析其原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)A 水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度小,c(H+)、c(OH-)小
(2)10∶1 (3)a+b=14或pH1+pH2=14
(4)曲线B对应95℃,此时水的离子积为10-12mol2?
L-2,HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中还剩余较多的HA分子,可继续电离出H+,使溶液pH=5
解析 本题的关键是搞清楚温度对水的电离平衡、水的离子积和溶液pH的影响。
(1)当温度升高时,促进水的电离,水的离子积也增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的pH也增大,但溶液仍然呈中性。
因此结合图象中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断,25℃时水的电离平衡曲线应为A,理由为水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增大。
(2)25℃时所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性即酸碱恰好中和,即n(OH-)=n(H+),则V(NaOH)?
10-5mol?
L-1=V(H2SO4)?
10-4mol?
L-1,得V(NaOH)∶V(H2SO4)=10∶1。
(3)要注意的是95℃时,水的离子积为10-12mol2?
L-2,即c(H+)?
c(OH-)=10-12mol2?
L-2,即:
等体积强酸、强碱反应至中性时pH(酸)+pH(碱)=12。
根据95℃时混合后溶液呈中性,pH2=b的某强碱溶液中c(OH-)=10b-12;有100×10-a=1×10b-12,即:
10-a+2=10b-12,所以,有以下关系:
a+b=14或pH1+pH2=14。
(4)在曲线B对应温度下,因pH(酸)+pH(碱)=12,可得酸碱两溶液中c(H+)=c(OH-),若是强酸、强碱,两溶液等体积混合后溶液应呈中性;现混合溶液的pH=5,即等体积混合后溶液显酸性,说明H+与OH-完全反应后又有新的H+产生,即酸过量,所以说酸HA是弱酸。
8.
(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(SO2-4)=________,将稀释后的溶液再稀释100倍,c(H+)∶c(SO2-4)=________。
(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(SO2-4)同等倍数减小,所以c(H+)∶c(SO2-4)=2∶1,若将稀释后的溶液再稀释100倍,其pH≈7,而c(SO2-4)=5×10-7102=5×10-9mol?
L-1,所以c(H+)∶c(SO2-4)=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-)=0.1mol?
L-1,MOH的c(OH-)=0.01mol?
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。
第2课时 酸碱中和滴定
[目标要求] 1.理解酸碱中和滴定的原理。
2.初步了解酸碱中和滴定的操作方法。
3.掌握有关酸碱中和滴定的误差分析。
酸碱中和滴定
1.酸碱中和滴定概念:
用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。
滴定的原理:
n元酸与n′元碱恰好完全中和时:
nc酸V酸=n′c碱V碱。
如果用A代表一元酸,用B代表一元碱,可以利用下列关系式来计算未知碱(或酸)的物质的量浓度:
cB=cAVAVB。
2.酸碱中和滴定的关键:
准确测定参加反应的两种溶液的体积,以及准确判断中和反应是否恰好进行完全。
3.酸碱中和滴定实验
实验仪器:
pH计、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、滴定管夹、量筒、铁架台。
实验药品:
标准液、待测液、指示剂。
实验步骤:
(1)查:
检查两滴定管是否漏水和堵塞;
(2)洗:
先用蒸馏水洗涤两滴定管,然后用所要盛装的酸碱润洗2~3遍;
(3)盛、调:
分别将酸、碱溶液注入酸、碱滴定管中,使液面位于滴定管刻度“0”以上2~3厘米处,并将滴定管固定在滴定管夹上,然后赶走滴定管内部气泡,调节滴定管中液面高度处于某一刻度,并记下读数。
(4)取:
从碱式滴定管中放出25.00mL氢氧化钠溶液于锥形瓶中,滴入2滴酚酞试液,将锥形瓶置于酸式滴定管下方,并在瓶底衬一张白纸。
(5)滴定:
左手控制酸式滴定管活塞,右手拿住锥形瓶瓶颈,边滴入盐酸,边不断摇动锥形瓶,眼睛始终注意锥形瓶内溶液颜色变化。
(6)记:
当看到加一滴盐酸时,锥形瓶中溶液红色突变为无色时,停止滴定,且半分钟内不恢复原来的颜色,准确记下盐酸读数,并准确求得滴定用去的盐酸体积。
(7)算:
整理数据进行计算。
根据cB=cAVAVB计算。
二、酸碱中和滴定误差分析
中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当,读数不准等,分析误差要根据计算式分析,c待测=c标准?
V标准V待测,当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时,c标准、V待测均为定值,c待测的大小取决于V标准的大小。
下列为不正确操作导致的实验结果偏差:
(1)仪器洗涤
①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);③碱式滴定管水洗后,未润洗(偏低);④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。
(2)量器读数
①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高);
②
滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低)如图所示;
③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。
(3)操作不当
①酸式滴定管漏液(偏高);②滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定过程中气泡变小(偏高);③滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低);④滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响);⑤用甲基橙作指示剂进行滴定时,溶液由橙色变红色时停止滴定(偏高);⑥用甲基橙作指示剂,溶液由黄色变橙色,5s后又褪去(偏低)。
知识点一 酸碱中和滴定
1.一只规格为amL的滴定管,其尖嘴部分充满溶液,管内液面在mmL处,当液面降到nmL处时,下列判断正确的是( )
A.流出溶液的体积为(m-n)mL
B.流出溶液的体积为(n-m)mL
C.管内溶液体积等于(a-n)mL
D.管内溶液体积多于nmL
答案 B
解析 滴定管的“0”刻度在上方,越向下刻度越大,所以流出液体的体积为(n-m)mL;刻度线以下及尖嘴部分均充有溶液,所以管内溶液体积大于(a-n)mL。
2.某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂。
请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视________,直到因加入一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并______为止。
(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是( )
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为________mL,终点读数为________mL,所用盐酸溶液的体积为________mL。
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表:
滴定次数待测NaOH溶液的体积/mL0.1000mol?
L-1盐酸的体积/mL
滴定前刻度滴定后刻度溶液体积/mL
第一次25.000.0026.1126.11
第二次25.001.5630.3028.74
第三次25.000.2226.3126.09
依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。
答案
(1)锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不变色
(2)D (3)0.00 26.10 26.10
(4)V=26.11mL+26.09mL2=26.10mL,c(NaOH)=0.1000mol?
L-1×26.10mL25.00mL=0.1044mol?
L-1
解析 在求c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式:
c(NaOH)=c?
HCl?
?
V[?
HCl?
aq]V[?
NaOH?
aq]。
欲求c(NaOH),须先求V[(HCl)aq]再代入公式;进行误差分析时,要考虑实际操作对每一个量即V[(HCl)aq]和V[(NaOH)aq]的影响,进而影响c(NaOH)。
(1)考查酸碱中和滴定实验的规范操作。
(2)考查由于不正确操作引起的误差分析。
滴定管未用标准盐酸润洗,内壁附着一层水,可将加入的盐酸稀释,消耗相同量的碱,所需盐酸的体积偏大,结果偏高;用碱式滴定管取出的待测NaOH溶液的物质的量一旦确定,倒入锥形瓶后,水的加入不影响OH-的物质的量,也就不影响结果;若排出气泡,液面会下降,故读取V酸偏大,结果偏高;正确读数(虚线部分)和错误读数(实线部分)如图所示。
(3)读数时,以凹液面的最低点为基准。
(4)先算出耗用标准酸液的平均值
V=26.11mL+26.09mL2=26.10mL(第二次偏差太大,舍去)。
c(NaOH)=0.1000mol?
L-1×26.10mL25.00mL=0.1044mol?
L-1。
知识点二 酸碱中和滴定误差分析
3.用标准盐酸溶液滴定待测浓度的碱溶液时,下列操作中会引起碱溶液浓度的测定值偏大的是( )
A.锥形瓶中的溶液在滴定过程中溅出
B.滴定管装液后尖嘴部位有气泡,滴定后气泡消失
C.指示剂变色15s后又恢复为原来的颜色便停止滴定
D.锥形瓶用蒸馏水冲洗后未用待测液润洗
答案 B
解析 根据c(B)=c?
A?
?
V?
A?
V?
B?
判断,A项中,V(B)的实际量减少,导致V(A)减少,测定值偏小;B项使液体充满气泡,导致V(A)增大,测定值偏大;C项未到滴定终点,偏小;D项,不影响测定结果。
4.称取一定质量的NaOH来测定未知浓度的盐酸时(NaOH放在锥形瓶内,盐酸放在滴定管中)。
用A.偏高;B.偏低;C.无影响;D.无法判断,填写下列各项操作会给实验造成的误差。
(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( )
答案
(1)D
(2)C (3)B (4)B (5)A (6)B (7)A (8)A
解析
(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,导致结果偏大。
(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。
练基础落实
1.酸碱恰好完全中和时( )
A.酸与碱的物质的量一定相等
B.溶液呈现中性
C.酸与碱的物质的量浓度相等
D.酸所能提供的H+与碱所能提供的OH-的物质的量相等
答案 D
2.用盐酸滴定NaOH溶液的实验中,以甲基橙为指示剂,滴定到终点时,溶液颜色的变化是( )
A.由黄色变为红色B.由黄色变为橙色
C.由橙色变为红色D.由红色变为橙色
答案 B
3.用标准盐酸测定未知浓度的氢氧化钠溶液,下列操作导致结果偏低的是( )
①锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用待测液润洗2~3次
②滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
③滴定前仰视读数,滴定后平视读数
④摇动锥形瓶时,有少量液体溅出
⑤滴定时,锥形瓶里加入少量蒸馏水稀释溶液
A.③B.④⑤C.①②③D.③④
答案 D
解析 ①中相当于向锥形瓶中事先加入了一部分NaOH,会多耗用盐酸,导致结果偏高;②中气泡体积充当了标准盐酸,导致V(HCl)偏大,结果偏高;③中滴定前仰视使V(HCl)初偏大,则ΔV(HCl)=V(HCl)末-V(HCl)初偏小,结果偏低;④中使NaOH溅出,则使V(HCl)偏小,结果偏低;⑤对结果无影响,综合分析,选D。
4.下列指示剂的选择不正确的是( )
(已知:
I2+2Na2S2O3)2NaI+Na2S4O6
标准溶液待测溶液指示剂
AHClNaOH甲基橙
BNaOHHCl酚酞
CI2Na2S2O3淀粉
DKMnO4Na2SO3酚酞
答案 D
解析 强酸与强碱滴定时,甲基橙或酚酞均可以,但一般强酸滴定强碱时用甲基橙,反之用酚酞,A、B均正确;据I2遇淀粉变蓝可检验I2,C正确;D项中KMnO4本身有颜色,无需再用其他指示剂,D不正确。
5.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.过滤漏斗D.容量瓶
答案 C
6.用0.1mol?
L-1NaOH溶液滴定0.1mol?
L-1的盐酸,如果达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液体积约为0.05mL)继续加水至50mL,所得溶液pH是( )
A.4B.7.2C.10D.11.3
答案 C
解析 本题是以酸碱中和滴定为素材设计的题目,涉及到溶液中OH-、H+、pH的计算,考查
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