高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 3.2.3 pH的应用 酸碱中和滴定课件 新人教版选修4.ppt

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 1000mol l 1naoh溶液滴定20 00ml0 1000mol l 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2 3遍 方法是 从滴定管上口加入3 5ml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2 3ml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1mol l 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 35 7 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2 3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2 3ml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2 3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2 3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 10mol l 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 9 3 2 fe2 的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的ph范围是7 0 9 0 cu2 的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的ph范围是4 7 6 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 2 4 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 2 4 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li2o al2o3 4sio2 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 0 6 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 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2 3ml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1mol l 1和0 1mol l 1的naoh溶液 应用mol l 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 1mol l 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amol l 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 mol l 1 4 取20 00ml待测盐酸放入锥形瓶中 并滴加2 3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2 3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 11mol l 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2 3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 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 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