苏教版化学选修4 第1部分 专题3 第2单元 第2课时 酸碱中和滴定.docx
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苏教版化学选修4第1部分专题3第2单元第2课时酸碱中和滴定
第2课时 酸碱中和滴定
1.在酸性、碱性试剂保存时,对瓶塞有何要求?
提示:
碱性试剂用橡胶塞,酸性试剂和强氧化性试剂用磨口玻璃塞。
2.使用前需检查是否漏水的仪器有哪些?
提示:
主要是带玻璃活塞的仪器如容量瓶、分液漏斗等。
3.强酸、强碱反应的本质是什么?
据此可得出恰好反应的什么关系?
提示:
H++OH-===H2O,
可得n(H+)===n(OH-)或c(H+)·V(H+)=c(OH-)·V(OH-)。
[新知探究]
探究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)=
。
探究2 酸碱中和滴定实验中用到的仪器及使用
(1)仪器
(2)滴定管的使用:
[必记结论]
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.中和滴定中有关仪器的洗涤:
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,但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。
4.要注意滴定管的刻度,“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。
[成功体验]
1.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
2.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。
[新知探究]
探究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。
探究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。
[必记结论]
酸碱中和滴定实验的关键
1.准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积
(1)因量筒是粗略量取一定体积液体的仪器,因此本实验不用量筒,而用滴定管。
(2)滴定管是精确测量溶液体积的仪器,读数时需估读,记录数据时,记录到小数点后2位。
2.选取适当的指示剂,准确判断滴定终点
(1)对指示剂的要求:
变色要明显、灵敏,且指示剂的变色范围要尽可能与恰好完全反应时的pH接近。
(2)石蕊溶液因颜色变化不明显(紫色与蓝色不易辨别),且变色范围过宽,一般不作滴定指示剂。
(3)强酸与强碱之间滴定一般选用甲基橙或酚酞。
[成功体验]
3.[双选题]用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,如右图甲、乙,从下表中选出正确选项( )
锥形瓶中溶液
滴定管中溶液
选用指示剂
选用滴定管
A
碱
酸
石蕊
甲
B
酸
碱
酚酞
甲
C
碱
酸
甲基橙
甲
D
酸
碱
酚酞
乙
解析:
选C、D 酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂,A项不正确;酸式滴定管不能盛放碱液,B项不正确。
而C、D两项不管是滴定管的使用还是指示剂的选用都正确。
4.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为1mol·L-1
B.P点时恰好完全反应,溶液呈中性
C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠的滴定曲线
D.酚酞不能用作本实验的指示剂
解析:
选B 由滴定起始时pH=1可知盐酸的浓度为0.1mol·L-1,A错;曲线a起始时溶液pH=1,可知是NaOH溶液滴定盐酸的曲线;酸碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂。
[新知探究]
续表
[成功体验]
5.(江苏高考)硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。
某同学为测定硫酸镍铵的组成,进行如下实验:
①准确称取2.3350g样品,配制成100.00mL溶液A;②准确量取25.00mL溶液A,用0.04000mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式为Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),消耗EDTA标准溶液31.25mL;③另取25.00mL溶液A,加足量的NaOH溶液并充分加热,生成NH356.00mL(标准状况)。
(1)若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗,测得的Ni2+含量将________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(2)氨气常用________检验,现象是________。
(3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。
解析:
本题主要考查化学实验及计算,意在考查考生的实验操作能力及数据处理与计算能力。
(1)若滴定管未用EDTA标准溶液润洗,则EDTA标准溶液会被稀释,滴定过程中消耗标准溶液的体积增大,使滴定结果偏高。
(2)氨气是碱性气体,溶于水生成弱碱(NH3·H2O),能够使红色石蕊试纸变蓝。
(3)根据题目给出的数据,分别计算Ni2+、NH
、SO
的物质的量,然后由Ni2+、NH
、SO
的物质的量确定结晶水的物质的量。
答案:
(1)偏高
(2)湿润的红色石蕊试纸 试纸颜色由红变蓝
(3)n(Ni2+)=0.04000mol·L-1×31.25mL×10-3L·mL-1=1.250×10-3mol
n(NH
)=
=2.500×10-3mol
n(SO
)=
=
=2.500×10-3mol
m(Ni2+)=59g·mol-1×1.250×10-3mol=0.07375g
m(NH
)=18g·mol-1×2.500×10-3mol=0.04500g
m(SO
)=96g·mol-1×2.500×10-3mol=0.2400g
n(H2O)=
=
1.250×10-2mol
x∶y∶m∶n=n(NH
)∶n(Ni2+)∶n(SO
)∶n(H2O)=2∶1∶2∶10
硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O
6.(高考组合题)
(1)(山东高考节选)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。
做法是将钢样中的硫转化成H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为________,滴定反应的离子方程式为__________________________________________________。
(2)(浙江高考节选)Ⅰ用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。
若需配制浓度为0.01000mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液250mL,应准确称取________gK2Cr2O7(保留4位有效数字,已知MK2Cr2O7=294.0g·mol-1)。
配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有________(用编号表示)。
①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管
Ⅱ滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气泡消失,则测定结果将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
解析:
(1)该过程中发生的离子反应为H2SO3+I2+H2O===4H++2I-+SO
,可以用淀粉来检验碘单质是否完全反应,当碘过量时,溶液会变蓝。
(2)①配制时需用K2Cr2O7固体质量为0.01000mol·L-1×0.250L×294.0g·mol-1=0.7350g,实验时要用到的仪器有电子天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,不需要的是量筒和移液管。
②实际反应的溶液体积小于读数,所以将会造成测定结果偏大。
答案:
(1)淀粉 H2SO3+I2+H2O===4H++2I-+SO
(2)Ⅰ0.7350 ③⑦ Ⅱ偏大
7.(福建高考节选)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常用的还原剂。
在维生素C(化学式C6H8O6)的水溶液中加入过量I2溶液,使维生素C完全氧化,剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定,可测定溶液中维生素C的含量。
发生的反应:
C6H8O6+I2===C6H6O6+2H++2I-
2S2O
+I2===S4O
+2I-
在一定体积的某维生素C溶液中加入amol/LI2溶液V1mL,充分反应后,用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2,消耗bmol/LNa2S2O3溶液V2mL。
该溶液中维生素C的物质的量是________mol。
解析:
由题目给出的两个离子方程式知,
n(I2)=n(C6H8O6)+0.5n(S2O
),
即aV1×10-3=n(C6H8O6)+0.5bV2×10-3,
则n(C6H8O6)=
。
答案:
———————————————[关键语句小结]————————————————
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。
[例1] 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,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、甲基红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,
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%
酸碱指示剂的选择:
1.下列有关滴定操作的顺序正确的是( )
①用标准溶液润洗滴定管 ②往滴定管内注入标准溶液
③检查滴定管是否漏水 ④滴定 ⑤洗涤
A.⑤①②③④ B.③⑤①②④
C.⑤②③①④D.②①③⑤④
解析:
选B 中和滴定的顺序一般为:
查漏、洗涤、润洗、注液、滴定。
1.误差分析依据(一元酸、碱的中和滴定)
中和滴定实验中,产生误差的原因主要有操作不当,读数不准等,分析误差要根据计算式分析,c待测=
,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。
2.常见的误差分析
(以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
[例2] 用标准盐酸滴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锥形瓶用蒸馏水洗浄后,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.只有③B.④⑤
C.①②③D.③④
解析:
选D 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溶液,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溶液溅出,则使V(HCl)偏小,结果偏低;⑤对结果无影响。
(1)中和滴定误差分析的两个基本原则
①凡有利于标准液体积增大的因素都会使测定结果偏高,如滴定后仰视。
反之,会使测定结果偏低,如滴定后俯视。
②凡有利于待测物质的物质的量增大的因素都会使测定结果偏高,如用被滴定液润洗锥形瓶。
反之,会使测定结果偏低,如摇动锥形瓶时有液体溅出。
(2)中和滴定读数误差分析的关键
①滴定管的读数方法:
液面、眼睛在两边,刻度在中间,三点(见如图A、B、C)成一水平线。
②学会画图,读数误差可以通过图示表明,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。
2.[双选题]用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,选用酚酞为指示剂,造成测定结果偏高的原因可能是( )
A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作均正确
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
C.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
D.未用标准液润洗碱式滴定管
解析:
选CD 由计算公式
c(HCl)=
分析,
造成结果偏高的原因是V(NaOH)偏大。
[课堂双基落实]
1.下列有关叙述中正确的是( )
A.滴定管下端连有橡皮管的为酸式滴定管
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是碱式滴定管,B右手操作锥形瓶,D两眼观察锥形瓶内颜色变化。
2.(海南高考)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。
3.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。
4.(2015·广东高考)准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定。
下列说法正确的是( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
解析:
选B A项,滴定管用蒸馏水洗涤后,需用待装液润洗才能装入NaOH溶液进行滴定。
B项,随着NaOH溶液的滴入,锥形瓶内溶液中c(H+)越来越小,故pH由小变大。
C项,用酚酞作指示剂,当锥形瓶内溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪去,说明达到滴定终点,应停止滴定。
D项,滴定达终点时,滴定管尖嘴部分有悬滴,则所加标准NaOH溶液量偏多,使测定结果偏大。
5.某学生欲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,右手轻轻摇动锥形瓶,眼睛注视
________________________________________________________________________。
直到加入一滴盐酸后,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________(填字母序号)。
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下所示,则起始读数为______mL,终点读数为______mL;所用盐酸溶液的体积为________mL。
解析:
在求c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式:
c(NaOH)=
。
欲求c(NaOH)须先得出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。
酸式滴定管未用标准盐酸润洗,内壁附着一层水,可将加入的盐酸冲稀,中和相同量的碱,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,故读取V酸偏小,结果偏低。
(3)读数时,视线与凹液面的最低点水平。
答案:
(1)锥形瓶内溶液颜色变化 半分钟内不变
(2)D (3)0.00 26.10 26.10
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