选修4第三章酸碱中和滴定教案.doc

第 1 页 高二化学酸碱中和滴定知识精讲高二化学酸碱中和滴定知识精讲 一 本周教学内容 酸碱中和滴定 二 教学目标 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简单计算 三 教学重点 难点 酸碱中和滴定的原理及酸碱中和滴定的计量依据及计算 教学过程 一 酸碱中和滴定 化学定量分析的方法很多 而滴定法是其中最基本 最简单的一种 用已知浓度的 酸 或碱 滴定未知浓度的碱 或酸 溶液的方法称为酸碱中和滴定 中和滴定的原理 酸提供的 H 和碱提供的 OH 恰好完全反应 等物质的量反应 中和反应的实质 H OH H2O 如用 A 代表酸 用 B 代表碱 则有 又因c 所以n cV Bv Av Bn An V n 则上式可表示为 BV AVAc Av Bv Bc Bv Av BVBc AVAc 如为一元酸和一元碱中和时 由于 则有 c B 1 Av Bv BV AVAc 说明 1 在酸碱中和反应中 使用一种已知物质的量浓度的酸或碱溶液跟未知浓度的碱或酸 溶液完全中和 测出二者的体积 根据化学方程式中酸和碱的物质的量的比值 就可以 计算出碱或酸的溶液浓度 2 酸和碱的中和能力是指一定物质的量的酸 或碱 完全中和所消耗的碱 或酸 的 能力 而不是指酸碱中和后溶液的 pH 7 3 酸碱中和反应指示剂选择 强酸和强碱之间的滴定 在化学计量点 滴定终点 前 后 溶液的 pH 会发生突变 这种突变对于选择合适的指示剂具有重要意义 只要变色范 围在突变范围内的指示剂都可选择 一般从甲基橙 甲基红 酚酞中选择而不选石蕊 第 2 页 4 注意 酸 碱液的浓度越小 突变范围越小 选择的指示剂可能发生变化 例如 用 0 1000mol LNaOH 溶液滴定 0 1000mol L HCl 溶液 酚酞 甲基红 甲基橙 用 0 01000mol LNaOH 溶液滴定 0 01000mol L HCl 溶液 蓝线 酚酞 甲基红 用 0 001000mol LNaOH 溶液滴定 0 001000mol L HCl 溶液 红线 甲基红 5 弱酸滴定强碱所选择的酸碱指示剂一般用无色酚酞 而强酸滴定弱碱则选择甲基橙 6 酸碱滴定曲线以滴加酸液或碱液的量为横坐标 以溶液的 pH 为纵坐标 描述酸碱 中和滴定过程中溶液 pH 的变化情况 其中滴定终点附近 pH 会发生突变 因此选择适当 的指示剂就能准确判断滴定终点 另外 选择滴定管以精确测量放出的酸碱液体积 二 酸碱中和滴定操作 酸碱中和滴定操作的基本仪器有 滴定管 酸式和碱式 铁架台 带滴定管夹 锥形瓶 可装待测液 也可装标准液 烧杯 盛废液 不能装待测液 酸碱中和滴定操作的操作程序 1 检查滴定管是否漏水 2 润洗仪器 方法 从滴定管上口倒入 3 5mL 盛装 的溶液 倾斜着转动滴定管 使液体湿润全部滴定管内壁 然后用手控制活塞 将液体 放入预置的烧杯中 3 取反应溶液 使液面在位于 0 以上 2 3cm 处 并将滴定管固定 在铁架台上 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 充满溶液 并使液面处于 0 或 0 以下某一位置 准确读数 并记录 5 放出反应液 根据需要从滴定管逐滴放出一定量液体 6 重复滴定操作 7 数据处理 说明 1 两种滴定管在构造上的不同点 酸式 活塞 碱式 带有玻璃球的橡胶管 2 滴定管的读数方法 0 刻度在上 从上往下读 最大量程有 25mL 50mL 等 注意与 量筒比较 3 精确度 取到小数点后两位 如 24 00mL 23 38mL 最后一位是估计值 注意与 量筒比较 4 滴定管的洗涤 先用蒸馏水洗涤 再用标准液 或待测液 来润洗 5 滴定管的固定 固定 垂直于桌面 高度以滴定管尖伸入锥形瓶约 1cm 为宜 6 滴定时 左手控制活塞 右手摇动锥形瓶 眼睛注视锥形瓶内液体的颜色变化 7 滴定终点的判断 当最后一滴液体滴下后 锥形瓶内溶液颜色发生变化 且在半分 钟内不变色 说明达到滴定终点 8 再次进行滴定时 一定要将滴定管内液体重新注入至 0 刻度处 以免滴定时液体不 足 9 强酸与强碱完全中和时 溶液的 pH 就为 7 但指示剂变色时 溶液的 pH 不等于 7 是因为 强酸强碱完全中和时溶液的 pH 就为 7 而滴定的终点则是通过指示剂颜色的 变化来观察 此时溶液的 pH 往往不是 7 但由滴定曲线可知 在滴定过程中开始一段时 间溶液的 pH 变化不大 处于量变过程中 而在接近完全中和时 滴入 0 02ml 的碱溶液 时 溶液的 pH 变化很大 溶液由酸性变中性再变成碱性发生了突变 之后再滴入碱溶液 第 3 页 溶液的 pH 变化又比较缓慢 说明滴定过程中 溶液的酸碱性变化经过了由量变引起质变 的过程 有一段发生了 pH 突变的过程 完全中和和酚酞或甲基橙指示剂变色的 pH 虽不 同 但只相差半滴 即只有 0 02ml 左右 这种误差在许可的范围之内 三 酸碱中和滴定误差分析 根据c B A 为标准液 B 为待测液 BV AVAc 强酸滴定强碱误差分析 标准液体积偏大 实验结果就偏大 反之 实验结果偏小 说明 用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠为例 如完全中和 有 1 下列操作会使盐酸的体积变大 滴定结果 c 偏高 滴定前未排除气泡 滴定后气泡消失 滴定前俯视读数或滴定后仰视读数或二者都发生 用有刻度的移液管移液时仰视读数 滴定管未用标准液润洗 直接盛放标准液 锥形瓶用水洗后又用待测液润洗 把移液管尖端部分的残留待测液也吹入锥形瓶中 滴定时 溶液快速成线流下 而使终点确定过迟 标准液滴入锥形瓶外 或滴在靠瓶口处的内壁上而未用蒸馏水冲入瓶内 标准液配制好后 倒进未用此液清洗过的试剂瓶再取用 2 下列操作会使盐酸的体积变小 滴定结果 c 偏低 滴定前无气泡 滴定终了有气泡 滴定前仰视读数 滴定后俯视读数 有刻度的移液管移液时俯视读数 滴定管或移液管未用待测液润洗就直接量取待测液 移液管尖嘴处悬挂的一滴待测液未 靠 入锥形瓶中 待测液附着在锥形瓶口处未用水冲入瓶内 锥形瓶摇动时 有待测液溅出 待测物是固体 称量时 已吸潮 近终点时 就停止振荡锥形瓶 或确定终点过早 盛装过酸液的锥形瓶未经充分洗涤又用来盛装待测液 3 下列操作对滴定结果无影响 锥形瓶用蒸馏水洗涤后 直接盛装待测液 向锥形瓶中注入待测液后 又用蒸馏水冲稀 例例 1 1 用标准的 NaOH 溶液滴定未知浓度的盐酸 选用酚酞作为指示剂 造成测定 结果偏高的原因可能是 A 配制标准溶液的 NaOH 中混有 Na2CO3杂质 B 滴定终点读数时 俯视滴定管的刻度 其他操作正确 第 4 页 C 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过 未用未知液润洗 D 滴定到终点读数时 发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液 解析 解析 NaOH HCl 1 1 V NaOH c NaOH V HCl c HCl 所以c HCl HClV NaOHcNaOHV 讨论 V NaOH c NaOH c HCl 的大小 可推知c HCl 是否会出现误差 对 A 选 项来说 由于等量的 NaOH 变成 Na2CO3后 所需 HCl 的量减少 所以结果偏低 对 B 选项 滴定终点时 由于滴定管 零 刻度在上 俯视读数变小 仰视读数变大 因为V碱变小 c酸偏低 C 选项中 锥形瓶不用待测液润洗 加水不影响测定 D 选项中悬挂的液体已 包含在V NaOH 中 使V增大 C HCl 值偏高 答案 答案 D 例例 2 2 用下列方法测定空气中的污染物含量 将一定体积的空气通入吸收剂 并测定其 电导的变化 导体的电阻愈小 它的电导愈大 如测定 H2S 的含量 若用 CuSO4溶液吸 收 可测定很大浓度范围内的 H2S 但电导变化不大 若用浓溴水吸收 仅限于低浓度范 围内的 H2S 但有很高的灵敏度 现要兼顾吸收容量与灵敏度 测定空气中 Cl2的含量 则应选用下列吸收剂中的 A Na2SO3溶液 B KI 溶液 C NaOH 溶液 D H2O 解析 解析 溶液电导的变化与溶液中离子浓度有关 离子浓度变大 电导变大 题中给 出的 4 种吸收剂分别与 Cl2的反应情况如下 Na2SO3 Cl2 H2O Na2SO4 2HCl 离子数目变大 2KI Cl2 I2 2KCl 离子数目基本不变 2NaOH Cl2 NaCl NaClO H2O 离子数目基本不变 Cl2 H2O HCl HClO 离子数目变大 再兼顾吸收容量 只有 A 符合题意 答案 答案 A 例例 3 3 维生素 C 又名抗坏血酸 分子式为 C6H8O6 具有较强的还原性 放置在空气中 易被氧化 其含量可通过在弱酸性溶液中用已知浓度的 I2溶液进行测定 该反应的化学 方程式如下 C6H8O6 I2 C6H6O6 2HI 现欲测定某样品中维生素 C 的含量 步骤如下 取 10mL 6mol L 的 CH3COOH 溶液加入 100mL 蒸馏水中 加热煮沸后放置冷却 精确称取 0 2000g 样品 溶解于上述冷却的溶液中 加入 1mL 淀粉溶液后 立即用浓度为 0 05000 mol L 的 I2溶液进行滴定 直至溶 液中的蓝色持续不褪为止 共消耗 21 00mLI2溶液 据此回答下列问题 为何加入的 CH3COOH 稀溶液要先经煮沸 冷却后才能使用 第 5 页 计算样品中维生素 C 的质量分数 解析 解析 维生素 C 具有较强的还原性 放置在空气中易被氧化 因此煮沸是为了除去 溶液中溶解的 O2 避免维生素 C 被 O2氧化 而冷却是为了减缓滴定过程中维生素 C 与液 面上 空气 接触 时被 氧化的速率 C6H8O6 I2 C6H6O6 2HI 加入淀粉是作为指示剂 测定溶液中维生素 C 的 含量 C6H8O6 I2 C6H6O6 2HI 1 1 x 0 05000 mol L 0 021L 解得 解得 x 0 00105mol 则维生素 C 的质量分数为 40 92 100 g2000 0 mol g176mol00105 0 答案 答案 煮沸是为了除去溶液中溶解的 O2 避免维生素 C 被 O2氧化 冷却是为了减缓 滴定过程中维生素 C 与液面上空气接触时被氧化的速率 92 40 例例 4 4 用双指示剂法测定试样中含有 NaOH NaHCO3 Na2CO3中的一种或两种物质的含量 具体做法是 先向待测溶液中加入酚酞 用标准盐酸滴定 当 NaOH 或 Na2CO3被转化为 NaCl 或 NaHCO3时 酚酞由粉红色褪为无色 消耗 V1mL 盐酸 然后滴加甲基橙 继续用标 准盐酸滴定 当 NaHCO3转化为 NaCl 时 溶液由黄色变为橙色 消耗 V2mL 盐酸 试根据下表给出的 V1 V2数据范围 判断原混合物的成分 填化学式 若称取含杂质的试样 1 200g 杂质不与 HCl 反应 配制成 100 0mL 水溶液 取出 20 00mL 用 0 1000mol L 标准盐酸滴定 测得 V1 35 00mL V2 5 00mL 求试样的成 分及其试样中各成分的质量分数 解析 解析 NaOH NaHCO3 Na2CO3三种物质都可以与盐酸反应 NaOH HCl NaCl H2O Na2CO3 2HCl 2NaCl H2O CO2 向中逐滴滴加盐酸时 反应分两步进行 Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 同时 混合物中 NaOH 与 NaHCO3不能共存 否则会反应产生 Na2CO3 则 V1 0 V2 0 时 原溶液就是 NaHCO3 此时 只存在 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 V1 0 V2 0V1 0 V2 0V1 V2 0V2 V1 0V1 V2 0 第 6 页 V1 0 V2 0 说明此时无气体放出 原物质只是 NaOH V1 V2 0 说明在用酚酞或甲基橙作指示剂时 消耗的酸的物质的量相同 则原 物质只能是 Na2CO3 发生的反应为 Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 在 Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 两步反应中消耗 的酸的物质的量相同 现 V2 V1 0 说明第二步反应中的 NaHCO3大于第一步生成的 NaHCO3 说明原混合物为 NaHCO3和 Na2CO3 同样 在 Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 两步反应 中消耗的酸的物质的量相同 现有 V1 V2 0 说明在第一步过程中还有一种物质可与酸 反应 根据物质共存的规律 肯定不是 NaOH 与 NaHCO3 同时又不是 NaHCO3和 Na2CO3 则 只能是 NaOH Na2CO3 由 V1 35 00mL V2 5 00mL 说明 V1 V2 0 即原混合物由 NaOH Na2CO3组成 则有 假设原混合物中 NaOH 的物质的量为 x Na2CO3的物质的量为 y NaOH HCl NaCl H2O Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl 1 1 1 1 x x y y NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 1 1 y y 则有 y 0 005L 0 1000mol L 5 10 4mol 则 x 0 035L 0 1000mol L 5 10 4mol 3 10 3mol 由此可得 Na2CO3 22 08 NaOH 50 答案 答案 V1 0 V2 0V1 0 V2 0V1 V2 0V2 V1 0V1 V2 0 NaHCO3NaOHNa2CO3 Na2CO3 NaHCO3NaOH Na2CO3 NaOH 和 Na2CO3 Na2CO3 22 08 NaOH 50 00 1 量筒和滴定管所盛放液体的凹面 都在 10 mL 刻度 若都采用仰视读数 则前者比 后者的读数 A 大于B 小于C 等于 D 不能比较 2 用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的 NaOH 溶液时 下列操作中正确的是 A 酸式滴定管用蒸馏水洗净后 直接加入已知浓度的盐酸 B 锥形瓶用蒸馏水洗净后 直接加入一定体积的未知浓度的 NaOH 溶液 C 滴定时 没有逐出滴定管下口的气泡 D 读数时 视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平 3 室温下 0 l mol L NaOH 溶液滴定a mL 某浓度的 HCl 溶液 达到终点时消耗 NaOH 溶液b mL 此时溶液中氢离子的浓度c H 是 单位 mol L 第 7 页 A 0 la a b B 0 1b a b C 1 107 D 1 10 7 4 有 三瓶体积相等 浓度都是 1 mol L 的 HCl 溶液 将 加热蒸发至体积 减 少一半 在 中加入少量 CH3COONa 固体 加入后溶液仍呈强酸性 不作改变 然后以 酚酞做指示剂 用 NaOH 溶液滴定上述三种溶液 所消耗的 NaOH 溶液的体积是 A B C D 5 实验室用标准盐酸溶液测定某 NaOH 溶液的浓度 用甲基橙作指示剂 下列操作中 可能使测定结果偏低的是 A 酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗 2 3 次 B 开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡 在滴定过程中气泡消失 C 锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色 立即记下滴定管液面所在刻度 D 盛 NaOH 溶液的锥形瓶滴定前用 NaOH 溶液润洗 2 3 次 6 用已知浓度的盐酸滴定由 NaOH 固体配成的溶液时 下列操作会使滴定结果偏低的 是 A NaOH 固体称量时间过长B 盛放标准盐酸的滴定管用碱液润洗 C 用酚酞作指示剂 D 固体 NaOH 中含有 KOH 杂质 7 用 0 l mol L NaOH 溶液滴定100mL0 l mol L 的 HCl 溶液时 如果滴定误差在 0 1 以内 反应完毕后 溶液的 pH 值范围为 A 6 9 7 1B 3 3 10 7C 4 3 9 7 D 6 8 8 以下是几种酸碱指示剂变色的 pH 范围 甲基橙 3 1 4 4 甲基红 4 4 6 2 酚酞 8 2 10 现用 0 1000 mol L 1 NaOH 溶液滴定浓度相近的甲酸时 上述指示剂 A 都可以用 B 只能用 C 可以用 或 D 可以用 或 9 有一支 50 mL 酸式滴定管 其中盛有溶液 液面恰好在 10 0 mL 刻度处 把滴定管 中的溶液全部流下排出 盛接在量筒中 量筒内溶液的体积 A 大于 40 0 mL B 为 40 0 mL C 小于 40 0 mLD 为 10 0 mL 10 下图是向 100 mL 的盐酸中逐渐加入 NaOH 溶液时 溶液的 pH 变化图 根据图所得 结论正确的是 第 8 页 A 原来盐酸的物质的量浓度为 0 1 mol L 1 B 处为 0 1 mol 的 NaOH 溶液 C 原来盐酸的物质的量浓度为 1 mol L 1 D 处为 0 01 mol 的 NaOH 溶液 11 用 0 1 mol L 1 NaOH 溶液滴定 0 1 mol L 1盐酸 如达到滴定的终点时不慎多 加了 1 滴 NaOH 溶液 1 滴溶液的体积约为 0 05 mL 继续加水至 50 mL 所得溶液的 pH 是 A 4 B 7 2C 10D 11 3 12 下面是一段关于酸碱中和实验操作的叙述 取一锥形瓶 用待测 NaOH 溶液润洗 两次 在一锥形瓶中加入 25 mL 待测 NaOH 溶液 加入几滴石蕊试剂做指示剂 取 一支酸式滴定管 洗涤干净 直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液 进行滴定 左 手旋转滴定管的玻璃活塞 右