【课件】酸碱中和滴定的原理课件高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第三章水溶液中的离子反应与平衡第二节

水的电离和溶液的pH第3课时

酸碱中和滴定素养目标重点难点课标要求核心素养1.了解溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。2.掌握酸碱中和滴定的原理。3.掌握酸碱中和滴定的操作方法和误差分析。通过实验，培养科学态度和合作探究精神。【导】酸碱中和滴定实验的操作步骤和误差分析【思考】实验室有一瓶未知浓度的氢氧化钠溶液，我们有没有办法知道它的浓度呢？

我们可以取一定量的该氢氧化钠溶液，用已知浓度的盐酸来与之反应，待恰好完全反应后再通过计算确定它的浓度。【导】

一、酸碱中和滴定1、定义

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)浓度的实验方法叫做酸碱中和滴定。已知浓度的溶液——标准液

未知浓度的溶液——待测液H++OH-

=H2OC标V标V测=C测

用0.1000mol/L的HCl溶液滴定20.00mL未知浓度的NaOH溶液，滴定完成时，用去HCl溶液28.00mL。通过中和滴定测得NaOH溶液的物质的量浓度是多少？0.1400mol/L[思考]把上题中HCl改成H2SO4，则NaOH的物质的量浓度为多少？酸碱中和反应有关计算

教材P66-67解：V[HCl(aq)]=(27.84+27.83+27.85)mL3=27.84mLHCl+NaOH=NaCl+H2OV[NaOH(aq)]·c(NaOH)

=V[HCl(aq)]·c(HCl)n(NaOH)=n(HCl)c(NaOH)

=V[NaOH(aq)]V[HCl(aq)]·c(HCl)=0.1032mol/L×0.02784L0.02500L=0.1149mol/L答：略思考与讨论【思考】现实验室有一瓶未知浓度的HCl溶液和一瓶浓度为0.1mol/L的NaOH溶液，如何准确测出HCl溶液的浓度？c(NaOH)·V[NaOH(aq)]V[HCl(aq)]=c(HCl)【问题1】需测得哪些数据能计算出c(HCl)？已知0.100mol/L量取一定体积待测定【问题2】溶液体积如何准确量取？【问题3】如何判断中和反应恰好完成，即达到反应的终点？滴定管选用合适的酸碱指示剂关键一、准确量取两种溶液的体积仪器:

、

、铁架台、滴定管夹、烧杯、

。4、实验仪器及试剂:酸式滴定管碱式滴定管锥形瓶试剂：标准液、待测液、酸碱指示剂。酸式滴定管碱式滴定管可盛装酸液、中性、强氧化性的物质(如：高锰酸钾溶液、溴水等)不可盛装碱液(粘结活塞:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2ONa2SiO3致使玻璃活塞无法打开只可盛装碱液，不可盛装酸液、氧化性强的物质（如：高锰酸钾溶液、溴水等会腐蚀橡胶管）滴定管的构造①标有：

、

、

；温度0刻度容积20℃25或50mL全部盛满溶液时，体积

所标容积。大于下端②滴定管的最小刻度为

,允许估计至

,因此滴定管的精确度为

mL。0.010.1mL0.01上端精确度高的仪器0刻度线以上，最大刻度线以下均有空白区：无刻度玻璃塞带玻璃球的橡胶塞酸碱中和滴定实验仪器滴定管的读数方法（1）正确方法：视线、刻度线、凹液面最低点在同一水平线上（2）精确度：0.01mL。所以读数时要读到小数点后两位。（3）实际滴出的溶液体积=滴定后的读数-滴定前的读数

即ΔV=V后

-V前滴定管的读数读数：20.45mL读数：36.10mLΔV

＝V末－V初＝36.10mL－20.45mL＝15.65mL【展】量筒大小三点一线！读数的时候眼睛平视凹液面的最低处，如果俯视和仰视将会造成什么误差？量筒：仰小俯大滴定管：仰大俯小问：为什么不一样？答：刻度大小顺序相反！量筒没有“0”刻线，刻度值下小上大,量筒的最小刻度为

,允许估计至

，因此读数的精确度为______mL滴定管：仰视读数时：读数偏大；俯视读数时：读数偏小。量筒：仰视读数时：读数偏小；俯视读数时：读数偏大。滴定管有“0”刻线,刻度值上小下大，滴定管的最小刻度为

,允许估计至

，因此读数的精确度为

mL读数注意事项小大0.20.10.10.10.010.01①查漏：使用前先检查滴定管活塞是否漏水。②润洗：滴定管在加入反应液之前，先用蒸馏水洗涤干净，然后分别用所要盛装

的溶液润洗2～3遍。③装液：分别将反应液用倾倒法将加入相应滴定管中，使液面位于滴定管“0”刻度

线以上2～3mL处。⑤调液面记数据：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，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。④赶气泡：酸式滴定管→快速放液；

碱式滴定管→橡皮管向上翘起二、酸碱滴定管2、滴定管的使用方法：赶气泡酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，它们在溶液中存在电离平衡，其分子与电离出的离子呈现不同的颜色。1、酸碱指示剂石蕊(以HIn表示)的电离平衡和颜色变化如下: HIn

H++In-红色蓝色(碱性)(酸性)三、酸碱指示剂

氢氧化钠溶液和盐酸反应，溶液一直都是无色的，那怎么知道所加的氢氧化钠溶液与盐酸恰好发生了中和反应呢？2、常见指示剂及其变色范围3、判断反应时否完全进行？假设是强酸、强碱相互滴定，滴定终点是PH值等于7，而常用指示剂没有在PH值等于7时变色的?疑问1疑问2如何选用指示剂?指示剂变色范围(pH)遇酸的颜色遇碱的颜色甲基橙石蕊酚酞3.14.4橙色红色(pH<3.1)黄色(pH>4.4)5.08.0紫色红色(pH<5.0)蓝色(pH>8.0)8.210.0粉红色无色(pH<8.2)红色(pH>10.0)

用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00mL、0.1000mol/LHCl溶液(绘制酸碱滴定曲线)(1)滴定前：c(H+)＝0.1000mol/L，pH=1.0(2)从滴定开始到化学计量点之前：当滴入NaOH溶液

19.96mL时(比化学计量点NaOH溶液少1滴)c(H+)＝(20.00mL－19.96mL)×0.1000mol/L÷(20.00mL+19.96mL)

＝1.000×10-4mol/LpH＝-lg(1.000×10-4)＝4.0(3)化学计量点时：溶液呈中性，c(H+)＝1.000×10-7mol/L，

pH=7.0三、酸碱指示剂(4)化学计量点后：

NaOH过量当滴入NaOH溶液20.04mL时(比化学计量点NaOH溶液多1滴)c(OH-)＝(20.04mL－20.00mL)×0.1000mol/L÷(20.04mL+20.00mL)

＝1.000×10-4mol/Lc(H+)＝1.000×10-10mol/LpH=10.0(5)突变范围：pH在4－10之间加入NaOH(mL)0.0010.0015.0018.0019.0019.9620.0020.0421.00溶液pH值

1.01.21.82.32.64.07.010.011.4V(NaOH)/mL0.0010.0019.00少一滴19.96少半滴19.98中和点20.00多半滴20.02多一滴20.0421.0024.0030.00pH11.52.644.379.71011.411.712.4pH-V曲线图中和点：酸碱恰好完全反应pH突跃范围溶液的pHNaOH溶液的体积/mL绘制pH随NaOH溶液体积变化的曲线图多加1滴NaOH少加1滴NaOH多加半滴NaOH少加半滴NaOH酸碱中和滴定曲线的应用一看纵坐标，搞清楚是酸加入碱中，还是碱加入酸中；二看起点，起点可以看出酸性或碱性的强弱；三找滴定终点和pH＝7的中性点，判断滴定终点的酸碱性，然后确定中性点(pH＝7)的位置；四分析其他的特殊点(如滴定一半点，过量一半点等)，分析酸、碱过量情况。酸碱中和滴定曲线数字化实验(手持技术)(1)选择指示剂：一般要求变色明显4、指示剂的选择和滴定终点的判断石蕊因没有明显的单一颜色变换，通常不用作指示剂通常不用作指示剂。(2)使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致①强酸—强碱：选酚酞或甲基橙都可以②强酸滴定弱碱：滴定终点为酸性，选甲基橙③强碱滴定弱酸：滴定终点为碱性，选酚酞指示剂的用量：一般滴加2~3滴即可，不可多加三、酸碱指示剂5、实验操作(1)准备阶段①滴定管检漏洗涤润洗装液调液记录使用滴定管前，首先要检查是否漏水；用蒸馏水清洗2~3次；用待装的酸、碱液润洗2~3次；将酸、碱液分别注入相应的滴定管中，并使液面位于“0”以上2～3mL处；让尖嘴部分充满反应液，并使液面处于某一刻度；记录滴定管的初始读数。用0.1000mol/L盐酸滴定20.00mL未知的浓度的NaOH溶液洗涤装液加指示剂用蒸馏水洗涤，不能用待测液润洗；将滴定管中量好的待测氢氧化钠溶液加入其中；滴入2~3滴指示剂。5、实验操作(1)准备阶段②锥形瓶用0.1000mol/L盐酸滴定20.00mL未知的浓度的NaOH溶液(2)滴定阶段控制活塞摇动锥形瓶

锥形瓶内溶液颜色变化

滴定过程中先快后慢，当接近终点时，应一滴一摇，甚至半滴一摇。【思考】如何滴入半滴？

使锥形瓶内壁接触滴定管的尖嘴，用锥形瓶内壁“刮”下半滴标准液。【思考】为什么只滴入半滴？

开始时由于待测液的浓度较大，加入少量的标准液对其pH影响不大。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。例：用0.1000mol/L的HCl溶液，滴定20.00mL0.1000mol/L的NaOH溶液，pH随V[HCl(aq)]的变化如下表所示：V(盐酸)0.0015.0019.5019.9820.0020.0220.5025.0040.00pH13.0012.1511.109.707.004.302.911.951.48少加半滴多加半滴【思】(3)滴定终点的判断

当滴入最后半滴标准液时，溶液由浅红色变为无色，且半分钟内不恢复为原来的颜色，即达到终点。滴定终点判断的答题模板当滴入最后半滴×××标准溶液后，溶液由××色变成××色，且半分钟内不褪色，说明达到滴定终点。说明：解答此类题目注意三个关键点：(1)最后半滴：必须说明是滴入“最后半滴”溶液。(2)颜色变化：必须说明滴入“最后半滴”溶液后，溶液“颜色的变化”。(3)半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不褪色”。盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，滴定终点的判断：①若用酚酞作指示剂，当滴入最后一滴盐酸时，溶液的颜色由

，说明达到滴定终点。②若用甲基橙作指示剂，当滴入最后一滴盐酸时，溶液的颜色由

，说明达到滴定终点。红色变为无色，且半分钟内不变色黄色变为橙色，且半分钟内不变色【随堂练习】(4)滴定曲线甲基橙石蕊酚酞注意：滴定终点是指示剂颜色发生突变的点，但不一定是酸、碱的反应终点。通常有一定误差(允许误差)。酚酞甲基橙强酸滴定强碱强碱滴定强酸浅红色→无色橙色→黄色无色→浅红色黄色→橙色以甲基橙为指示剂，用标准的盐酸来滴定未知浓度的氢氧化钠溶液，滴定达终点时，溶液颜色变化是()

A、由黄色到红色B、由橙色到红色

C、由黄色到橙色D、由红色到橙色C【课堂练习2】【检】(5)数据处理用0.1000mol/L盐酸滴定20.00mL未知的浓度的NaOH溶液实验次数消耗HCl溶液的体积待测NaOH溶液的体积122.2520.00223.1420.00322.2720.00平均值22.2620.00若有数据偏差较大，则舍去舍去中和滴定记忆口决先查漏液再润洗，装液排气调液面;左手活塞右手瓶，瓶不润洗要记清；眼看颜色手不停，三十秒钟要记清。【实验】用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液C待测=c标准

·V标准V待测已知，定值已知，定值读数五、误差分析则：c待测的误差主要来自V标准V标准偏大则c待测偏高；V标准偏小则c待测偏低1、误差分析依据误差分析看V(标)V(标)偏大，则C(待)V(标)偏小，则C(待)V(标)无影响，则C(待)偏大偏小无影响实际操作中认为C标是已知的，V待是固定的，所以一切的误差都归结为对V标的影响五、中和滴定的误差分析2、产生误差的原因滴定操作过程中引起的误差；读数不准引起的误差；有杂质或指示剂选择错误。Ⅰ、仪器洗涤⑶锥形瓶水洗后即用待测液洗，滴定结果⑴滴定管水洗后即装待测液，取待测液于锥形瓶，使滴定结果⑵滴定管水洗后即装标准液，使滴定结果偏高偏低偏高⑷锥形瓶中有少量蒸馏水，滴定结果无影响3、产生误差的类型Ⅱ、气泡⑴滴定前有气泡，滴定后无气泡使滴定结果⑵滴定前无气泡，滴定后有气泡使滴定结果偏高偏低Ⅲ、读数⑴滴定前仰视读数，滴定后俯视读数,滴定结果偏低⑵滴定前平视，终点时仰视使滴定结果⑶滴定变色后，立即读数，可能使滴定结果

偏低偏高“三点一线”规律探寻仰视俯视注意：滴定管读数误差分析滴定管正确的读数方法是视线、刻度线、凹液面最低点在同一水平线上。试分析下列图示读数对滴定结果的影响：(1)如图Ⅰ，开始仰视读数，滴定完毕俯视读数，滴定结果会偏小。(2)如图Ⅱ，开始俯视读数，滴定完毕仰视读数，滴定结果会偏大。【评】Ⅳ、操作⑴振荡锥形瓶时，有液滴（瓶内），溅落瓶外使滴定结果⑵滴定过程中不慎将滴定管中的液滴滴出锥形瓶外偏高⑶滴定终点时，发现滴定管尖嘴部分有一滴未滴下使滴定结果偏高偏小在称取固体氢氧化钠制备NaOH标准液来滴定未知浓度的盐酸时，如遇下列情况，测得的盐酸浓度与实际浓度相比是偏高、偏低还是没有影响？⑴NaOH表面有部分潮解

。⑵NaOH混有不与盐酸作用的杂质

。⑶NaOH混有少量Na2CO3杂质

。⑷砝码上有油污

。偏高偏高偏高偏低Ⅴ、杂质与指示剂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，选用酚酞作指示剂，实验时不小心多加了几滴D.用标准盐酸测定未知浓度的NaOH溶液，实验结束时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，开始实验时无气泡C【课堂练习5】【检】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A【课堂练习6】【检】用酚酞作指示剂，以0.100mol·L-1的NaOH溶液测定锥形瓶中一定体积的盐酸的物质的量浓度。下列操作将导致测定值高于实际值的是()A.标准液在“0”刻度线以上，未予调整就开始滴定B.滴定过程中振荡时，锥形瓶中有液滴溅出C.观察记录滴定管内液面刻度时滴定前俯视，滴定后仰视D.酚酞指示剂由无色变为红色时立即停止滴定C【课堂练习7】【检】拓展：氧化还原滴定一、原理依据物质间的氧化还原反应，采用与酸碱中和滴定相同的实验操作，以氧化剂（或还原剂）为滴定剂，直接滴定一些具有还原性（或氧化性）的物质，或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质，依据化学反应中的物质间的定量关系进行定量分析的方法。二、试剂常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等；常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸H2C2O4、维生素C等。自身指示剂：有些标准溶液或被滴定物质本身有颜色，而滴定产物为无色，则滴定时就无需另加指示剂，自身颜色变化可以起指示剂的作用，此类指示剂称为自身指示剂。如：KMnO4本身在溶液中显紫红色，还原后的产物Mn2＋接近无色，所以用高锰酸钾溶液滴定时，不需要另加指示剂。拓展：氧化还原滴定三、滴定指示剂的选择显色指示剂：有些物质本身并没有颜色，但它能与滴定剂或被测物质反应产生特殊的颜色，或开始有特殊颜色，滴定后变为无色，因而可指示滴定终点。如：滴定前溶液中无单质碘I2，滴定后有单质碘生成等，可用淀粉等作为指示剂。（1）酸性KMnO4为标准溶液的氧化还原滴定

酸性KMnO4溶液有强氧化性，且自身的颜色可指示滴定终点，当滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液后，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色，说明到达滴定终点。常用于滴定含H2C2O4、HC2O4-、C2O42-、H2O2、Fe2+的溶液，通过消耗的KMnO4的量进行相关计算。拓展：氧化还原滴定四、常见的氧化还原滴定酸性环境中，MnO4-对应的还原产物为Mn2+。2MnO4-＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑2MnO4-＋5H2C2O4＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2OMnO4-＋5Fe2＋