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。 ●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
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。
●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 (2)c(H＋)＝＝0.025 mol/L＝2.5×10－2mol/L 2VpH＝2－lg 2.5。 ●教学流程设计 课前预习安排：(1)看教材P47，填写【课前自主导学】中的“知识1，单一溶液中pH的计算”，并完成【思考交流1】； (2)看教材P47～48页，填写【课前自主导学】中“知识2，酸碱中和滴定”，并完成【思考交流2】。?步骤1：导入新课并对本课时的教材地位分析。?步骤2：建议对【思考交流1、2】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。 步骤5：在老师指导下由学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的3、5两题，验证学生对探究点的理解掌握情况。?步骤4：教师通过【例1】和教材P47页讲解研析，对“探究1”中的注意事项进行总结。?步骤3：师生互动完成“探究1”，可利用【问题导思】设置的问题由浅入深地进行，教师除【例1】之外，再变换一个命题角度，设置一些【教师备课资源】中例题以拓展学生的思路。 步骤6：师生互动完成“探究2，酸碱中和滴定”，可利用【问题导思】中设置的问题由浅入深地进行。?步骤7：教师通过【例2】和教材P47～48页讲解研析对“探究2”的注意事项进行总结，中和滴定的原理、步骤及误差分析。?步骤8：在老师指导下由学生自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的1、2、4三题，验证学生对探究点的理解掌握情况。?步骤9：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容，并课下完成【课后知能检测】。 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。 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) 重 点 难 点 1.溶液稀释时pH的变化规律。(难点) 单一溶液pH计算 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。 (2)强碱溶液(以c mol·L－1的B(OH)n溶液为例) c(OH－)＝nc mol·L－1 KwKwc(H＋)＝，pH＝－lg c(H＋)＝－lg ncnc 1．若上述酸、碱都为弱酸、弱碱，其pH还相同吗？ 【提示】 弱酸，pH>－lg nc 弱碱，pH<－lg Kw。 nc 酸碱中和滴定 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) 3．仪器及其使用 酸式滴定管如图a?? (1)仪器?碱式滴定管如图b、c ??铁架台、滴定管夹、锥形瓶、烧杯 (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，然后调节滴定管液面在0或0刻度线以下，准确读取数值并记录。 4．操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例) (1)准备工作 ①滴定管的检漏。 ②洗涤：分别取酸式滴定管和碱式滴定管各一支，用蒸馏水洗涤2～3次，再用标准酸液和待测碱液各润洗2～3次，润洗液必须从滴定管下端排出。 ③装液：向碱式滴定管中装入待测NaOH溶液，排气泡，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。 (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。 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？ 【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，容易被酸性溶液腐蚀。 pH的计算及溶液稀释pH的变化 【问题导思】 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＋10－12 对吗？ 2 Kw 【提示】 不对，溶液呈碱性，应先求c(OH－)，再求c(H＋)＝。 cOH－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。 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。 2．强酸强碱溶液混合后pH的计算 溶液类型 两种强 酸混合 cH＋1V1＋cH＋2V2→pH V1＋V2两种强 碱混合 c1OH－V1＋c2OH－V2→c(H＋) V1＋V2＝Kw→pH cOH－混相关计算 强酸c1：c1H＋???→c(H＋)混＝ ?强酸c2：c2H＋? 强碱c1：c1OH－???→c(OH－)混＝ ?强碱c2：c2OH－?强酸强碱混合 恰好完 全反应 显中性 酸过量 cH＋酸V酸－cOH－V酸＋V碱碱过量 cOH－碱V碱－cH＋V碱＋V酸酸V酸→ 碱V碱→pH pH＝7 先求c(H＋)混＝ 先求c(OH－)混＝ Kwc(H＋)混＝→pH cOH－混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 (4)对于弱碱溶液(pH＝b)每稀释10n倍，pH的范围是：b－n 1．弱酸、弱碱在稀释过程中有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH的范围。 2．酸、碱无限稀释，pH无限接近于7，但不能超过7。 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________。 【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＋10－5 mol·L－1＝5×10－4 mol·L－1，pH＝－lg(5×10－4)＝4－lg 5＝ 2 3.3(强调10－3是10－5的100倍，所以10－5可以忽略不计。) 10－2＋10－410－14 (3)c(OH－)＝ mol·L－1＝5×10－3 mol·L－1，c(H＋)＝ mol·L－1＝ 25×10－32×10－12 mol·L－1。 pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg 2＝11.7。 (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10－2－10－4体积反应，碱过量，反应后溶液呈碱性。所以反应后c(OH－)＝ mol·L－1＝ 210－14 5×10－3 mol·L－1，c(H＋)＝ mol·L－1＝2×10－12 mol·L－1，pH＝－lg(2×10－12) 5×10－3＝12－lg 2＝11.7。 【答案】 (1)①2 ②4 ③接近7 (2)3.3 (3)11.7 (4)11.7 求溶液pH的方法
高中化学 pH的计算及应用教案 新人教版
