高中化学人教版选修课件pH的应用-酸碱中和滴定.pptx

第3课时pH的应用酸碱中和滴定,阅读思考,自主检测,任务一、认真阅读教材第48页到第49页的内容,思考回答下列问题,自主学习酸碱中和滴定基本原理:1.什么是酸碱中和滴定?常用的仪器是什么?提示酸碱中和滴定是利用中和反应,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。常用仪器:酸式滴定管、碱式滴定管和锥形瓶。2.酸碱中和滴定时,滴定管、锥形瓶分别盛装什么溶液?酸碱指示剂滴在哪里?提示滴定管中装有已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液,锥形瓶中盛放一定量未知浓度、待测定的碱(或酸)溶液。待测液中预先加有几滴酸碱指示剂。,阅读思考,自主检测,3.酸碱中和滴定中,常见的酸碱指示剂有哪些?如何用酸碱指示剂判断滴定终点?为什么可以用酸碱指示剂确定滴定终点?提示常用的酸碱指示剂:酚酞和甲基橙当接近滴定终点(pH=7)时,很少量(0.04mL,约一滴)的碱或酸就会引起溶液pH突变(如图所示)。此时指示剂明显的颜色变化表示反应已完全,即反应到达终点。用0.1000molL-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000molL-1HCl溶液过程中的pH变化,阅读思考,自主检测,任务二、认真阅读教材第50页到第52页的内容,思考回答下列问题,自主学习实验测定酸碱滴定曲线:1.什么是酸碱滴定曲线?测定酸碱滴定曲线有何意义?提示酸碱滴定曲线是以酸碱中和滴定过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液pH为纵坐标绘出的一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。它描述了酸碱中和滴定过程中溶液pH的变化情况,其中酸碱滴定终点附近的pH突变情况,对于酸碱滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。,阅读思考,自主检测,2.使用滴定管进行实验时,一般包括哪些基本操作?提示检查仪器:在使用滴定管前,首先要检查活塞是否漏水,在确保不漏水后方可使用。润洗仪器:在加入酸、碱反应液之前,洁净的酸式滴定管和碱式滴定管还要分别用所要盛装的酸、碱溶液润洗23遍。方法是:从滴定管上口加入35mL所要盛装的酸或碱溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿全部滴定管内壁。然后,一手控制活塞(酸式滴定管轻轻转动活塞;碱式滴定管轻轻挤压玻璃球),将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中。,阅读思考,自主检测,加入反应液:分别将酸、碱反应液加入到酸式滴定管、碱式滴定管中,使液面位于滴定管刻度“0”以上23mL处,并将滴定管垂直固定在滴定管夹上。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反应液(如果滴定管内部有气泡,应快速放液以赶走气泡),并使液面处于某一刻度,准确读取读数并记录。放出反应液:根据实验需要从滴定管中逐滴放出一定量的液体。,阅读思考,自主检测,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:D2.在25.00mL的碱式滴定管中盛有溶液,液面恰好在20.00mL刻度处,现将滴定管内溶液全部放出,流入量筒内,所得溶液的体积为()A.5.0mLB.20.0mLC.大于5.0mLD.小于5.0mL答案:C,阅读思考,自主检测,3.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,不能向锥形瓶内加入蒸馏水,否则会引起误差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答案:C4.常温下,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1molL-1B.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答案:B,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,探究问题1.分析说明pH在生产、生活、医疗保健中有何应用?提示(1)因为人体各种体液都有一定的pH,检测血液的pH是诊断疾病的一个重要手段。(2)使用护发素可以调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度。(3)可以通过检测土壤的pH,确定种植何种农作物。2.酸碱中和滴定的实验原理是什么?实验过程中需要哪些仪器?如何判断盐酸与NaOH溶液是否反应完全?提示酸碱中和滴定的实验原理是利用中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来滴定未知浓度的碱(或酸);实验过程中常用的仪器有酸式滴定管、碱式滴定管和锥形瓶;利用指示剂(甲基橙或酚酞)明显的颜色变化指示反应已完全。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,知识点拨一、pH的应用pH的测试和调控在工农业生产、科学实验和医疗保健等方面都具有重要意义。在工业上,例如,氯碱工业生产中所用食盐水的pH要控制在12左右,以除去其中的Ca2+和Mg2+等杂质。在无机盐生产中,为了除去所含的杂质如Fe3+,常把无机盐溶液的pH调到5左右,此时Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而分离除去,其他阳离子却留在溶液中。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,在农业上,土壤的pH关系到农作物的生长,各种作物的生长都对土壤的pH范围有一定的要求。在医疗上,测定血液等的pH可以帮助诊断疾病。例如,人体内血液的pH一般在7.357.45范围内,如果超过这个范围,便属于病理现象。在科学实验中,pH是影响某些反应过程的重要因素,因此测定和控制溶液的pH,就如控制温度和浓度等同样重要。二、酸碱中和滴定1.中和滴定的概念是利用中和反应,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。其中已知浓度的酸(或碱)溶液常称为标准液,未知浓度的碱(或酸)溶液常称为待测液。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.主要仪器及使用酸碱中和滴定所用的主要仪器是锥形瓶和滴定管。(1)滴定管分为两种:酸式滴定管:包括玻璃活塞、长玻璃管,可盛放酸性溶液、强氧化性溶液,不能盛放碱性溶液及氢氟酸。碱式滴定管:包括长玻璃管、橡皮管、玻璃球,可盛放碱性溶液。滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0刻度,滴定管的精确读数为0.01mL。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(2)滴定管的使用方法:检查仪器:使用前先检查滴定管活塞是否漏水。润洗仪器:在加入溶液之前,洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗23遍。加入溶液:分别将溶液加入到相应滴定管中,使液面位于滴定管0刻度线以上23mL处。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溶液,然后调节滴定管液面使其处于某一刻度。准确读取数值并记录。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,4.滴定过程中的pH变化及终点判断酸碱滴定过程中,溶液的pH发生了很大的变化。若用标准的强酸溶液滴定未知浓度的强碱溶液,则反应开始时溶液的pH很大,随着强酸的滴入,溶液的pH逐渐减小;当二者恰好中和时,溶液的pH=7;当酸过量一滴时,溶液立即变为酸性。若用强碱滴定强酸则恰恰相反。根据滴定过程中的pH变化及酸碱指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化,只要选择合适的指示剂(滴定终点尽可能与变色范围一致),即可准确判断中和反应是否恰好进行。在实验室里选用的指示剂一般为甲基橙或酚酞。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,5.中和滴定的操作过程(1)准备过程:滴定管:检漏水洗润洗注液赶气泡调液面初始读数。锥形瓶:水洗装液滴指示剂。(2)滴定操作:移取待测溶液,加指示剂23滴,滴定,判断终点,读数,重复实验,计算。说明:操作时左手握住活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化。滴速:先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。6.实验数据处理实验中取23次消耗标准液体积的平均值。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向一pH的应用【例题1】腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10molL-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤:。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:除杂时,要把杂质全部除去,又不能引入新的杂质。根据题目所给的物质沉淀时的pH可知:Fe3+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是1.93.2,Fe2+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是7.09.0,Cu2+的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是4.76.7。要想使溶液中的Fe2+沉淀完全,需要调解到pH=9.0,而此时Cu2+早已经沉淀完全,达不到提纯的目的,因此,若要除去CuCl2溶液中的Fe3+、Fe2+,需要将Fe2+全部转化为Fe3+,首先采取的措施是向溶液中通入过量的氯气;为了不引入其他杂质,可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH范围在3.24.7之间,此时Fe3+完全沉淀;最后过滤、洗涤,即可得到纯净的氯化铜溶液。答案:通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+;加入CuO调节溶液的pH至3.24.7,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨调控溶液的pH选择试剂时,一般既要考虑满足pH变化的要求,还要考虑过量试剂是否会引入新的杂质,所以一些难溶性的试剂往往成为首选。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验1碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石(主要成分为Li2OAl2O34SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(1)步骤中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入(填“石灰石”“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.06.5,沉淀除去(填杂质离子),分离得到浸出液,然后继续处理浸出液得到Li2CO3。(2)步骤中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有。答案:(1)石灰石Fe3+、Al3+(2)Fe2+、Mg2+、Ca2+,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向二酸碱中和滴定的原理与步骤【例题2】阅读下列实验内容,根据题目要求回答问题。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;以0.14molL-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0.14molL-1NaOH溶液滴定稀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,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,D.取下碱式滴定管用标准NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上23mL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滴定操作的正确顺序是(用序号填写);该滴定操作中应选用的指示剂是;在G操作中判断确定终点的方法是。(2)如有1molL-1和0.1molL-1的NaOH溶液,应用molL-1的NaOH溶液,原因是。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:(1)中和滴定的步骤为检漏洗涤润洗加液滴定,故顺序为ECDBAGF;指示剂可以使用酚酞;达到滴定终点时,滴入最后一滴,溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟不褪色。(2)进行滴定时,所用标准溶液浓度越稀,误差就越小,故选用0.1molL-1氢氧化钠溶液。答案:(1)ECDBAGF酚酞滴入最后一滴,溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟不褪色(2)0.1溶液浓度越稀,误差就越小,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨(1)中和滴定通过溶液颜色变化来判定终点,主要用来测定消耗标准液的体积,根据公式计算。(2)“二管二洗”酸式滴定管、碱式滴定管先用蒸馏水洗,再用待盛液润洗;“一瓶一洗”锥形瓶只用蒸馏水洗。(3)在中和滴定实验中,已知浓度的标准溶液是放在锥形瓶中还是滴定管中是人为规定的,只要指示剂和滴定管能够和实验要求相符合(指示剂变色范围在终点pH突变范围之内,滴定管不过大或过小)即可。当然,一般情况下,待测液和指示剂放在锥形瓶中,标准溶液放在滴定管中。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验2用物质的量浓度为amolL-1的标准NaOH溶液去滴定VmL盐酸,请填写下列空白:(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后,接下来应该进行的操作是。(2)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入(填“甲”或“乙”)中。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(3)如图是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数,c(HCl)=molL-1。(4)取20.00mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加23滴酚酞做指示剂,用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作23次,记录数据如下。滴定达到终点的标志是。根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为(保留两位有效数字)。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:滴定管用蒸馏水洗净后应用待装液润洗;计算时应取几次滴定的平均值。(4)溶液由无色恰好变成浅红色,且半分钟内不褪色0.11molL-1,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向三酸碱中和滴定的误差分析【例题3】下列实验操作不会引起误差的是()A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶B.酸碱中和滴定时,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液C.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸时,选用酚酞做指示剂,实验时不小心多加了几滴指示剂D.用标准盐酸测定未知浓度NaOH溶液结束实验时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,开始实验时无气泡,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:A项,锥形瓶一定不要用待测液润洗,否则使待测液的量偏大,消耗标准液的体积偏大,从而使所测浓度偏大。B项,冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液,还是量取待测溶液,都必须用待装溶液润洗23次,否则会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度偏小,影响结果。C项,在滴定过程中,指示剂略多加了几滴,一般不影响实验结果,因为指示剂不会改变反应过程中酸和碱的物质的量。D项,开始实验时酸式滴定管中无气泡,结束实验时有气泡,会导致所读取的V(HCl)偏小,依据V(HCl)c(HCl)=V(NaOH)c(NaOH),所测的c(NaOH)偏小。答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨中和滴定的误差分析:(K是与酸碱元数有关的常数,一元酸与一元碱中和时K=1)进行中和滴定的误差分析是最基本的方法,使用中应注意由于操作的失误导致公式中的某些数据发生变化,从而导致最终结果出现误差。如配制标准液,由于溶质的损失,使标准液浓度偏低,进而滴定时,使标准液的体积偏大,使测量的待测液的浓度偏大。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(2)以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,注意:在进行误差分析时,要特别注意俯视(视线偏高)及仰视(视线偏低)的含义,并会区分俯视、仰视对量筒、滴定管产生误差的不同(如图)。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验3用标准NaOH溶液滴定待测盐酸的下列操作中,会使测定结果偏高的是()A.碱式滴定管用蒸馏水洗净后,未经标准液润洗就注入标准NaOH溶液B.用酸式滴定管取待测液前,尖嘴部分有气泡,使用过程中变无C.锥形瓶中有少量蒸馏水D.滴定前,读碱液体积时,仰视读数解析:c(NaOH)标准V(NaOH)标准=c(HCl)待测V(HCl)待测,A项未润洗,会使V(NaOH)增大,使c(HCl)偏高;B项气泡体积充当了盐酸的体积,会使V(HCl)偏小,消耗V(NaOH)减少,c(HCl)偏低;锥形瓶中有少量水对测定结果无影响;D项滴定前仰视,会使V(NaOH)偏小,使测得c(HCl)偏低。答案:A,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,1.准确量取25.00mLKMnO4溶液,可选用的仪器是()A.50mL量筒B.10mL量筒C.50mL酸式滴定管D.50mL碱式滴定管解析:由于量的体积精确度为0.01mL,故应选用滴定管,而KMnO4等强氧化剂易腐蚀碱式滴定管的橡皮管而只能盛装在酸式滴定管中。答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.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C.滴定前应首先排出尖嘴部分的气泡D.滴定过程中眼睛应注视滴定管内液面的变化解析:A是碱式滴定管,B右手操作锥形瓶,D眼睛应注视锥形瓶内颜色变化。答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,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:原溶液为NaOH溶液,pH7,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。答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,4.用标准NaOH溶液滴定盐酸时,若配制标准溶液称取的NaOH固体中含有下列杂质时,会引起滴定