优品高中化学专题3 第二单元溶液的酸碱性第2课时酸碱中和滴定教学案苏教版选修47.docx
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优品高中化学专题3第二单元溶液的酸碱性第2课时酸碱中和滴定教学案苏教版选修47
第二课时 酸碱中和滴定
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[课标要求]
1.掌握酸碱中和滴定概念和原理。
2.了解指示剂选择方法。
3.掌握中和滴定实验的操作步骤和误差分析。
1.强酸、强碱相互滴定时,可选用甲基橙或酚酞作指示剂。
2.进行中和滴定实验时,滴定管一定用所盛液体润洗,而锥形瓶不能润洗。
3.强碱中和滴定的关键是准确测定酸、碱溶液的体积,准确判断滴定终点。
4.中和滴定操作记忆口诀:
左手塞,右手瓶;一边滴,一边摇;
眼向下,别上瞧;颜色变,等等看;
半分钟,记数据。
5.滴定管读数时,仰视读数,视线偏低,读数偏大;俯视读数,视线偏高,
读数偏小。
1.酸碱中和滴定的原理
(1)酸碱中和滴定的含义
利用已知浓度的酸(或碱)去滴定未知浓度的碱(或酸),通过测定反应完全时消耗已知浓度的酸(或碱)的体积,从而推算出未知浓度的碱(或酸)的浓度的方法。
(2)酸碱中和滴定实验原理
①中和反应的实质:
H++OH-===H2O。
②恰好中和反应时满足关系:
n(H+)酸=n(OH-)碱。
③一元强酸、强碱间的关系:
c(待)=
。
2.中和滴定实验中用到的仪器及使用
(1)仪器
[特别提醒]
(1)滴定管的优点是易于控制所滴加液体的流量、读数比较精确,精确到小数点后两位,如24.00mL、23.38mL,最后一位是估读值。
(2)酸式滴定管和碱式滴定管使用时不能混用。
酸式滴定管可用于盛装酸性或具有强氧化性的液体,碱式滴定管用于盛装碱性液体。
(3)滴定管的“0”刻度在上,往下越来越大,全部容积大于它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。
滴定时,所用溶液不得超过最低刻度,不得一次滴定使用两滴定管酸(或碱),也不得中途向滴定管中添加试剂。
(2)滴定管的使用
[特别提醒]
(1)滴定管在使用前经检查不漏水后再进行洗涤,须先用自来水洗(必要时用特殊试剂洗),再用蒸馏水洗,然后再用待盛液润洗2~3次。
(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后不能再用待盛液润洗,否则会引起误差。
3.试剂
(1)试剂:
标准液、待测液、酸碱指示剂。
(2)常用的酸碱指示剂及变色范围
指示剂
酸碱指示剂的变色范围(pH)及颜色
甲基橙
<3.1 红色
3.1~4.4 橙色
>4.4 黄色
酚酞
<8.2 无色
8.2~10.0 浅红色
>10.0 红色
1.在一支25mL的酸式滴定管中盛入0.1mol·L-1的HCl溶液,其液面恰好在5mL刻度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后以0.1mol·L-1的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积( )
A.大于20mL B.小于20mL
C.等于20mLD.等于5mL
解析:
选A 若要正确解答本题,必须准确了解滴定管的刻度特征,如图,滴定管下部有无刻度线部分直至尖嘴底部,故盐酸实际体积大于20mL,因此需NaOH溶液的体积大于20mL。
2.想一想,连一连。
解析:
酸式滴定管下端是玻璃活塞,盛放酸性溶液或氧化性溶液,碱式滴定管下端是带有玻璃球的乳胶管,只能盛放碱性溶液。
答案:
A—
(1)—a、d B—
(2)—b、c
1.酸碱中和滴定实验操作(以用NaOH溶液滴定盐酸为例)
(1)滴定的准备
①滴定管:
查漏、洗涤、润洗、装液、调液面、读数。
②锥形瓶:
洗涤、装液、加指示剂。
(2)滴定操作
①从酸式滴定管中放出一定体积的盐酸于锥形瓶中,并滴入2滴酚酞溶液。
把锥形瓶放在碱式滴定管下面。
②用左手控制碱式滴定管橡胶管内玻璃珠,右手不断旋转振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化及滴定流速,当溶液由无色变为粉红色且半分钟内不褪色,记下刻度。
③按上述操作重复2~3次。
2.酸碱滴定过程中pH的突变和滴定曲线
(1)pH的突变
在酸碱反应过程中,溶液的pH会发生变化,对于强酸强碱的反应,开始时由于被中和的酸(或碱)浓度较大,加入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。
当反应接近终点(pH≈7)时,很少量的碱(或酸)就会引起溶液pH突变,酸、碱的浓度不同,pH突变范围不同。
(2)滴定曲线
酸碱滴定曲线是以酸碱混合过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液pH为纵坐标绘出一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。
例如:
以0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1HCl溶液为例,其滴定曲线如图所示。
1.滴定管在装反应液之前,是否需要用待装液润洗?
锥形瓶在装待测液前,是否需要用待测液润洗?
提示:
滴定管在装反应液之前,需要用待装液润洗;锥形瓶在装待测液前,不能用待测液润洗。
2.中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时,二者恰好反应吗?
提示:
不是。
酸碱完全反应时,n(H+)=n(OH-),但酸与碱的物质的量不一定相等,因为酸有一元酸、多元酸之分,碱也有一元碱和多元碱之别。
3.用盐酸滴定氨水,选什么作指示剂?
怎样描述滴定终点?
提示:
可选用甲基橙作指示剂,滴定终点时溶液由黄色变为橙色且半分钟内不再变化。
酸碱中和滴定实验的几个关键
1.准确测定参加反应的酸碱溶液的体积
用滴定管测定酸碱溶液的体积,不能用量筒,因为量筒只能粗略量取液体体积,精确度为0.1mL,而滴定管的精确度为0.01mL。
2.指示剂的选择
强酸与强碱相互滴定时,选甲基橙或酚酞都可以,但不能选石蕊溶液(遇酸、碱颜色变化不明显)。
3.滴定终点的判断(以NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸为例)。
(1)若用酚酞作指示剂,当滴入最后一滴NaOH溶液时,溶液的颜色由无色突变为粉红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。
(2)若用甲基橙作指示剂,当滴入最后一滴NaOH溶液时,溶液的颜色由红色变为橙色,且半分钟内不变为原色,说明达到滴定终点。
1.取20.00mL待测稀盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。
重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验编号
NaOH溶液的浓度/(mol·L-1)
滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积/mL
待测盐酸溶液的体积/mL
1
0.10
22.62
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00
(1)排去碱式滴定管中气泡的方法应采用操作中的____(填图编号),轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
(2)滴定达到终点的标志是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为________(保留两位小数)。
解析:
(1)根据碱式滴定管的结构可知,弯曲橡胶管即可将管中的气泡排除。
(2)根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化即可做答。
(3)因NaOH标准液的浓度及待测液的体积一定,故只计算NaOH溶液体积的平均值即可。
答案:
(1)丙
(2)最后一滴NaOH溶液加入,溶液由无色恰好变成粉红色,且半分钟内不褪色 (3)0.11mol·L-1
2.用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,试根据实验回答下列问题:
(1)准确称量8.2g含有少量中性易溶杂质的样品,配成500mL待测溶液。
称量时,样品可放在________(填编号字母)称量。
A.小烧杯中 B.洁净纸片上 C.托盘上
(2)滴定时,用0.2000mol·L-1的盐酸来滴定待测溶液,不可选用________(填编号字母)作指示剂。
A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞 D.甲基红
(3)滴定过程中,眼睛应注视___________________________________________;
在铁架台上垫一张白纸,其目的是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)根据下表数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________mol·L-1,烧碱样品的纯度是________。
滴定次数
待测溶液体积(mL)
标准酸体积
滴定前的刻度(mL)
滴定后的刻度(mL)
第一次
10.00
0.40
20.50
第二次
10.00
4.10
24.00
解析:
(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时,样品应放在小烧杯中。
(2)酸碱中和滴定时,一般应选甲基橙、酚酞等颜色变化较明显的指示剂,石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显,易造成误差。
(4)根据c(NaOH)=
分别求第一、二次的值,再求平均值,解得c(NaOH)=0.4000mol·L-1,
w(NaOH)=
×100%=97.56%。
答案:
(1)A
(2)B
(3)锥形瓶内溶液颜色的变化 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化,减小滴定误差
(4)0.4000 97.56%
以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例,用偏高、偏低或无影响填表
步骤
操作
c(NaOH)
洗涤
未用标准溶液润洗酸式滴定管
偏高
锥形瓶用待测溶液润洗
偏高
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
偏低
锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水
无影响
取液
取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束前气泡消失
偏低
滴定
滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去
偏低
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
偏高
滴定过程中振荡时有液滴溅出
偏低
滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水
无影响
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
偏低
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数
偏高
[特别提醒] 中和滴定操作时,滴定管一定要润洗,而锥形瓶不能润洗,否则会造成实验误差。
1.当用酸滴定碱时,下列操作中会使测定结果(碱的浓度)偏低的是( )
A.酸式滴定管滴至终点后,俯视读数
B.碱液移入锥形瓶后,加了10mL蒸馏水再滴定
C.酸式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗
D.酸式滴定管注入酸液后,尖嘴留有气泡即开始滴定,滴定终点时气泡消失
解析:
选A A项,俯视读数,则读数偏小,结果偏低,正确;B项,加水不会影响测定结果,错误;C项,相当于稀释盐酸使标准液的浓度变小,消耗盐酸的体积偏大,结果偏高,错误;D项,酸式滴定管注入酸液后,尖嘴留有气泡即开始滴定,滴定终点时气泡消失相当于消耗盐酸的体积偏大,结果偏高,错误。
2.在中和滴定操作过程中,有以下各项因操作不当引起的实验误差,用“偏高”“偏低”或“无影响”填空。
(1)滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润洗,使滴定结果________________。
(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后,又用待测溶液润洗,使滴定结果________________。
(3)滴定管(装标准溶液,下同)在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终了时无气泡,使滴定结果__________________。
(4)对滴定管读数时,滴定前平视,滴定终了时俯视,使滴定结果______________。
(5)滴定前仰视,滴定终了平视,使滴定结果____________。
(6)过早估计终点,使滴定结果__________________。
(7)用含Na2O杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度______________。
(8)用含Na2CO3杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度____________。
(9)洗涤锥形瓶时,误把稀食盐水当做蒸馏水,然后用锥形瓶装待测的盐酸,用NaOH标准溶液滴定时,对测定结果__________________。
解析:
一元强酸和一元强碱的中和滴定误差分析的依据:
c待=
=
·V标,若V标偏大或偏小,则c待偏高或偏低。
答案:
(1)偏高
(2)偏高 (3)偏高 (4)偏低 (5)偏低 (6)偏低 (7)偏低 (8)偏高 (9)无影响
[方法技巧]
1.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,消耗标准溶液多,则结果偏高;消耗标准溶液少,则结果偏低。
2.仰视、俯视对滴定结果的影响
开始读数仰视,滴定完毕读数俯视,如图Ⅰ;开始读数俯视,滴定完毕读数仰视,如图Ⅱ。
[三级训练·节节过关]
1.用0.1026mol·L-1的盐酸滴定25.00mL未知浓度的氢氧化钠溶液,滴定达终点时,滴定管中的液面如右图所示,正确的读数为( )
A.22.30mL B.22.35mL
C.23.65mLD.23.70mL
解析:
选B 滴定管是一种精确度较高的仪器,每一小格为0.10mL,零刻度在上,刻度自上而下逐渐增大。
读数时视线要与凹液面的最低点相切,故读数为22.35mL。
2.向盛有10mLNaOH溶液的烧杯中逐滴滴加稀盐酸,下列图像能够体现溶液的pH变化情况的是( )
解析:
选C 原溶液为NaOH溶液,pH>7,A、B错误,当向其中逐滴加入盐酸时,pH会减小,当接近中和反应终点时,pH突变,而后pH不断减小并趋于不变。
3.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,若测得的结果偏低,则产生误差的原因可能是( )
A.滴定时,装未知浓度的NaOH溶液的锥形瓶忘记用NaOH溶液润洗
B.酸式滴定管用蒸馏水洗后,没用盐酸润洗
C.滴定前,滴定管的尖嘴处有气泡,而在滴定后气泡消失
D.滴定前仰视读取了酸式滴定管的读数,滴定后读数正确
解析:
选D 误差分析紧扣公式c标V标=c待V待,c标为定值,V待为定值,则待测液浓度与标准液的体积成正比。
A项锥形瓶不能润洗,未润洗对V标不产生影响;B项未润洗滴定管导致使用盐酸体积偏大,V标偏大,则待测液浓度偏高;C项滴定前有气泡,后无气泡,读出的液体体积偏大,故待测液浓度偏高;D滴定前仰视,滴定后平视,读出的液体体积偏小,待测液浓度偏低。
4.某学生为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:
用1.00mL待测硫酸配制100mL稀硫酸溶液;以0.14mol·L-1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25.00mL,滴定终止时消耗NaOH溶液15.00mL。
(1)该学生用标准0.14mol·L-1NaOH溶液滴定硫酸的实验操作如下:
A.用酸式滴定管取稀硫酸25.00mL,注入锥形瓶中,加入指示剂
B.用待测液润洗酸式滴定管
C.用蒸馏水洗干净滴定管
D.取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2cm~3cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下
E.检查滴定管是否漏水
F.另取锥形瓶,再重复操作一次
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度
①滴定操作的正确顺序是__________(用字母填写);②该滴定操作中应选用的指示剂是__________;
③在G操作中如何确定终点?
_________________________________________。
(2)碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,未用标准液润洗导致滴定结果________(填“偏小”“偏大”或“无影响”)。
(3)配制准确浓度的稀硫酸溶液,必须使用的主要容器是
________________________。
(4)如有1mol·L-1和0.1mol·L-1的NaOH溶液,应用________mol·L-1的NaOH溶液,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)中和滴定的步骤为检查→洗涤→润洗→加液→滴定,故顺序为ECDBAGF;指示剂可以使用酚酞;达到滴定终点时,溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟内不褪去。
(2)若滴定管没有用标准溶液润洗,相当于溶液被稀释,消耗标准溶液的体积偏大,从而使测定结果偏大。
(3)配制100mL的溶液应选用100mL的容量瓶。
(4)进行滴定时,所用标准溶液浓度越小,误差越小,故选用0.1mol·L-1氢氧化钠溶液。
答案:
(1)①ECDBAGF ②酚酞
③溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟内不褪去
(2)偏大 (3)100mL容量瓶 (4)0.1 溶液浓度越稀,误差就越小
5.现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液,甲为0.1mol·L-1的NaOH溶液,乙为0.1mol·L-1的HCl溶液,丙为0.1mol·L-1的CH3COOH溶液。
试回答下列问题:
(1)甲溶液的pH=________。
(2)丙溶液中存在的电离平衡为___________________________________________
________________________________________________________________________(用电离平衡方程式表示)。
(3)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH-)的大小关系为________。
(4)某同学用甲溶液分别滴定20.00mL乙溶液和20.00mL丙溶液,得到如图所示的两条滴定曲线,请回答有关问题:
①甲溶液滴定丙溶液的曲线是______(填“图1”或“图2”)曲线。
②a=________。
解析:
(1)c(OH-)=0.1mol·L-1,则c(H+)=10-13mol·L-1,pH=13。
(2)CH3COOH溶液中存在CH3COOH和水的电离平衡。
(3)酸、碱对水的电离具有抑制作用,水溶液中c(H+)或c(OH-)越大,水的电离程度越小,反之越大。
(4)①HCl是强酸,CH3COOH是弱酸,分析题图,可知图2是甲溶液滴定丙溶液的曲线。
②氢氧化钠溶液滴定盐酸恰好中和时,pH=7,因二者浓度相等,则二者体积相等,a=20.00;氢氧化钠溶液滴定醋酸恰好中和时,生成醋酸钠溶液,pH>7。
答案:
(1)13
(2)CH3COOHCH3COO-+H+、H2OOH-+H+
(3)丙>甲=乙
(4)①图2 ②20.00
1.下列有关叙述中正确的是( )
A.滴定管下端连有橡胶管的为酸式滴定管
B.在滴定时,左手操作锥形瓶,右手操作滴定管开关
C.滴定前应首先排除滴定管尖嘴部分的气泡
D.滴定过程中两眼应注视滴定管内液面的变化
解析:
选C A项应是碱式滴定管,B项应是右手操作锥形瓶,D项应两眼观察锥形瓶内颜色变化。
2.下面是一段关于酸碱中和滴定实验操作的叙述:
①取一锥形瓶,用待测NaOH溶液润洗两次
②在锥形瓶中加入25.00mL待测NaOH溶液
③加入几滴石蕊试剂作指示剂
④取一支酸式滴定管,洗涤干净
⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定
⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶
⑦两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降,直至滴定终点
文中所述操作有错误的序号为( )
A.③④⑥⑦ B.①②⑥⑦
C.③⑤⑦D.①③⑤⑦
解析:
选D 锥形瓶不用待测液润洗,①错误;③石蕊变色不明显,不易观察颜色,在酸碱中和滴定时不用石蕊作指示剂,③错误;滴定管使用前要润洗,⑤错误;滴定过程中眼睛观察锥形瓶中溶液颜色变化,⑦错误。
3.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,从下表中选出正确选项( )
序号
锥形瓶中溶液
滴定管中溶液
选用指示剂
选用滴定管
①
碱
酸
石蕊
甲
②
酸
碱
酚酞
甲
③
碱
酸
甲基橙
甲
④
酸
碱
酚酞
乙
A.①②B.②③
C.③④D.②④
解析:
选C 酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂,①错误;酸式滴定管不能盛放碱液,②错误。
4.使用酸碱中和滴定的方法,用0.01mol·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作能够使测定结果偏高的是( )
A.用量筒量取浓盐酸配制0.1mol·L-1稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸
B.配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线
C.滴定前尖嘴处无气泡,滴定终点时有气泡
D.滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁粘附的盐酸冲下
解析:
选A A项,用量筒量取浓盐酸配制稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸,会导致浓盐酸被稀释,标准盐酸浓度减小,造成V(标准)偏大,测定结果偏高,正确;B项,配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线,容量瓶中加入的蒸馏水体积偏小,导致标准液盐酸浓度偏大,造成V(标准)偏小,测定结果偏低,错误;C项,滴定前尖嘴处无气泡,滴定终点时有气泡,造成V(标准)偏小,测定结果偏低,错误;D项,滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁粘附的盐酸冲下,对待测液物质的量没有影响,对V(标准)无影响,对测定结果无影响,错误。
5.下列与滴定实验有关的说法中正确的是( )
A.用NaOH滴定盐酸时,只能用酚酞作指示剂
B.用KMnO4滴定亚硫酸钠溶液的实验中不需要另外加入指示剂
C.用滴定管准确量取20.0mL盐酸
D.用NaOH滴定盐酸时,若滴定结束时俯视刻度,会导致测定结果偏高
解析:
选B A项,氢氧化钠滴定盐酸时,还可以借助甲基橙,pH计等确定滴定终点,错误;B项,高锰酸钾溶液本身有颜色且消耗完后为无色,正确;C项,使用滴定管量取溶液时,数字记录应精确到0.01mL,错误;D项,俯视刻度会导致读数偏小,结果偏低,错误。
6.下列有关中和滴定的操作:
①用标准液润洗滴定管;②向滴定管内注入标准溶液;③检查滴定管是否漏水;④滴定;⑤滴加指示剂于待测液;⑥洗涤。
正确的操作顺序是( )
A.③⑥①②⑤④B.⑤①②⑥④③
C.⑤④③②①⑥D.③①②④⑤⑥
解析:
选A 有关中和滴定的实验操作,首先是检查滴定管是否漏水,然后是洗涤滴定管,再润洗,向滴定管中注入标准溶液,然后向待测溶液中滴加指示剂,最后滴定。
因此顺序是③⑥①②⑤④。
7.在25℃时,用0.125mol·L-1的标准盐酸溶液滴定25.00mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为( )
A.13B.12
C.10D.11
解析:
选A 由图示可知,在V(HCl)=20.00mL时,pH=7,HCl与NaOH恰好完全反应,由c(HCl)·V(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH),知c(NaOH)=
=
=0.1mol·L-1,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,
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