2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第三章 水溶液中的離子平衡 第二節(jié) 第3課時(shí)《酸堿中和滴定》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)及典例解析 新人教版選修4.doc

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第3課時(shí)　酸堿中和滴定 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.了解酸堿中和滴定的原理，熟記酸堿中和滴定的主要儀器的名稱及用途。2.掌握酸堿中和滴定的實(shí)驗(yàn)操作、計(jì)算方法和誤差分析。 1．將pH＝12的NaOH溶液分別與等體積的下列酸溶液混合，判斷其酸堿性，計(jì)算pH，填寫下表： 酸溶液 混合溶液的酸堿性 pH pH＝2的鹽酸 中性 7 0.015 molL－1的硫酸 酸性 2 0.004 molL－1的硫酸 堿性 11 2.判斷下列酸堿混合后溶液的pH (1)pH＝3的鹽酸與pH＝11的NaOH溶液等體積混合后，溶液的pH等于7(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)。 (2)pH＝3的鹽酸與pH＝11的氨水溶液等體積混合后，溶液的pH大于7。 (3)pH＝3的醋酸與pH＝11的NaOH溶液等體積混合后，溶液的pH小于7。 探究點(diǎn)一　酸堿中和滴定 1．中和滴定的原理 (1)酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可用離子方程式H＋＋OH－===H2O來表示，在中和反應(yīng)中，H＋、OH－之間的物質(zhì)的量關(guān)系是n(H＋)＝n(OH－)；若用參加反應(yīng)的c(H＋)、c(OH－)來表示，其關(guān)系式為c(H＋)V酸＝c(OH－)V堿，由此可計(jì)算c(H＋)，其表達(dá)式是c(H＋)＝；也可計(jì)算c(OH－)，其表達(dá)式是c(OH－)＝。由c(H＋)、c(OH－)可分別求出相應(yīng)酸、堿的濃度。 (2)用0.103 2 molL－1的鹽酸溶液，中和25.00 mL未知濃度的NaOH溶液，中和完成后用去鹽酸27.84 mL，請你根據(jù)上述關(guān)系式計(jì)算NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是0.114_9_molL－1。 (3)請你根據(jù)以上原理分析，歸納總結(jié)中和滴定的概念是利用中和反應(yīng)，用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實(shí)驗(yàn)方法。其中已知濃度的酸(或堿)溶液常稱為標(biāo)準(zhǔn)液，未知濃度的堿(或酸)溶液常稱為待測液。 (4)中和滴定的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)(中和反應(yīng)恰好反應(yīng)完全的時(shí)刻)，其方法是在待測液中加2～3滴指示劑，觀察滴定過程中其顏色的變化，常選用的指示劑是酚酞或甲基橙，不用石蕊試液的原因是石蕊試液顏色變化不明顯。 2．主要儀器及使用 酸堿中和滴定所用的主要儀器是錐形瓶和滴定管。 (1)滴定管分為兩種： ①酸式滴定管：包括玻璃活塞、長玻璃管，可盛放酸性溶液、強(qiáng)氧化性溶液，不能盛放堿性溶液及氫氟酸。 ②堿式滴定管：包括長玻璃管、橡皮管、玻璃球，可盛放堿性溶液。 滴定管的上端都標(biāo)有規(guī)格大小、使用溫度、0刻度；滴定管的精確讀數(shù)為0.01_mL。 (2)滴定管的使用方法 ①檢查儀器：使用前先檢查滴定管活塞是否漏水。 ②潤洗儀器：在加入反應(yīng)液之前，潔凈的滴定管要用所要盛裝的溶液潤洗2～3遍。 ③加入溶液：分別將反應(yīng)液加入到相應(yīng)滴定管中，使液面位于滴定管0刻度線以上2～3_mL處。 ④調(diào)節(jié)起始讀數(shù)：在滴定管下放一燒杯，調(diào)節(jié)活塞，使滴定管尖嘴部分充滿溶液，然后調(diào)節(jié)滴定管液面使其處于某一刻度，準(zhǔn)確讀取數(shù)值并記錄。 3．實(shí)驗(yàn)操作步驟 酸堿中和滴定的實(shí)驗(yàn)步驟可以提煉為6個(gè)關(guān)鍵字： (1)洗(洗滌)：洗滌儀器并進(jìn)行檢漏、潤洗。 (2)取(取液)：向酸(堿)式滴定管中注入標(biāo)準(zhǔn)液，向錐形瓶中注入待測液，加入2～3滴指示劑。 (3)滴(滴定)：在錐形瓶下墊一張白紙，向錐形瓶中先快后慢地加入標(biāo)準(zhǔn)液(后面逐滴加入)，至指示劑發(fā)生明顯的顏色變化(如由紅色變?yōu)闊o色或紅色變?yōu)槌壬?、無色變?yōu)榉奂t色等)且半分鐘內(nèi)不變時(shí)，停止滴定。 (4)讀(讀數(shù))：平視滴定管中凹液面最低點(diǎn)，讀取溶液體積。 (5)記(記錄)：記錄滴定前和滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管中標(biāo)準(zhǔn)液的刻度，重復(fù)滴定2～3次將數(shù)據(jù)記入表中。 (6)算(計(jì)算)：以(V終－V始)為消耗的標(biāo)準(zhǔn)液的體積，取2～3次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值，依據(jù)c待＝(一元酸堿)計(jì)算待測液的物質(zhì)的量濃度。 [歸納總結(jié)] 酸堿中和滴定 (1)原理：酸和堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H＋＋OH－===H2O。用已知濃度的鹽酸(標(biāo)準(zhǔn)液)來滴定未知濃度的NaOH溶液(待測液)的計(jì)算公式為c待＝。 (2)準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)：最后一滴恰好使指示劑顏色發(fā)生明顯的改變且半分鐘內(nèi)不變色，即為滴定終點(diǎn)。 (3)滴定操作要點(diǎn)：左手控制活塞或玻璃小球，右手搖動(dòng)錐形瓶，兩眼注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化。 [活學(xué)活用] 1．現(xiàn)用物質(zhì)的量濃度為a molL－1的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液去滴定V mL鹽酸的物質(zhì)的量濃度，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)堿式滴定管用蒸餾水洗凈后，接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是___________________________。 (2)用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定時(shí)，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液注入__________(填“甲”或“乙”)中。 (3)右上圖是堿式滴定管中液面在滴定前后的讀數(shù)，c(HCl)＝________molL－1。 答案　(1)用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液潤洗　(2)乙 (3) 解析　(1)堿式滴定管水洗后應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液潤洗2～3次，每次潤洗液都要從尖嘴處排出。 (2)NaOH為強(qiáng)堿，應(yīng)將NaOH溶液注入堿式滴定管中，故選乙。 (3)滴定過程中消耗NaOH溶液的體積為(V2－V1) mL，因此c(HCl)＝ molL－1。 2．取20.00 mL待測稀鹽酸溶液放入錐形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示劑，用自己配制的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行滴定。重復(fù)上述滴定操作2～3次，記錄數(shù)據(jù)如下： 實(shí)驗(yàn)編號(hào) NaOH溶液的濃度(molL－1) 滴定完成時(shí)，滴入NaOH溶液的體積(mL) 待測鹽酸溶液的體積(mL) 1 0.10 22.62 20.00 2 0.10 22.72 20.00 3 0.10 22.80 20.00 (1)排除堿式滴定管中氣泡的方法應(yīng)采用操作________(填圖編號(hào))，輕輕擠壓玻璃球使尖嘴部分充滿堿液。 (2)滴定達(dá)到終點(diǎn)的標(biāo)志是________________。 (3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計(jì)算出該鹽酸的濃度約為___________________ (保留兩位小數(shù))。 答案　(1)丙 (2)溶液由無色變?yōu)闇\紅色(或粉紅色)，且半分鐘內(nèi)不褪色 (3)0.11 molL－1 解析　(3)(NaOH)＝ mL≈22.71 mL c(HCl)＝ ＝≈0.11 molL－1 探究點(diǎn)二　酸堿中和滴定誤差分析 1．在酸堿中和滴定前的準(zhǔn)備工作中，滴定管用蒸餾水洗凈后，還要用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗2～3次，其原因是標(biāo)準(zhǔn)液的濃度已知，若滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，滴定管內(nèi)壁附著的水會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)液實(shí)際濃度減小，消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，由c待＝可知，所測得的待測液濃度偏大。 2．在滴定前，錐形瓶用蒸餾水洗凈后，是否要用待測液潤洗？為什么？答：不需要。因?yàn)槿粲么郎y液潤洗錐形瓶，會(huì)使量取的待測液的實(shí)際體積增大，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積增大，使測定結(jié)果偏大。 3．滴定管正確的讀數(shù)方法是視線、刻度線、凹液面在同一水平線上。試分析下列圖示讀數(shù)對滴定結(jié)果的影響。 (1)如圖Ⅰ，開始讀數(shù)仰視，滴定完畢讀數(shù)俯視，滴定結(jié)果會(huì)偏小。 (2)如圖Ⅱ，開始讀數(shù)俯視，滴定完畢讀數(shù)仰視，滴定結(jié)果會(huì)偏大。 [歸納總結(jié)] 中和滴定實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生誤差的原因主要有操作不當(dāng)、讀數(shù)不準(zhǔn)等，分析誤差要根據(jù)計(jì)算式分析，c待測＝，c標(biāo)準(zhǔn)、V待測均為定值，c待測的大小取決于V標(biāo)準(zhǔn)的大小。 [活學(xué)活用] 3．下列實(shí)驗(yàn)操作不會(huì)引起誤差的是(　　) A．酸堿中和滴定時(shí)，用待測液潤洗錐形瓶 B．酸堿中和滴定時(shí)，用沖洗干凈的滴定管盛裝標(biāo)準(zhǔn)溶液 C．用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測定未知濃度的鹽酸溶液時(shí)，選用酚酞作指示劑，實(shí)驗(yàn)時(shí)不小心多加了幾滴 D．用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸測定未知濃度NaOH溶液，結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)無氣泡 答案　C 解析　A錐形瓶一定不要用待測液潤洗，否則會(huì)使待測液的量偏大，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大，從而使所測濃度偏大；B沖洗干凈的滴定管無論是盛裝標(biāo)準(zhǔn)溶液，還是待測溶液，都必須用待裝溶液潤洗2～3次，否則會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)溶液或待測溶液比原來溶液的濃度偏小，影響結(jié)果；C在滴定過程中，指示劑略多加了幾滴，一般不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因?yàn)橹甘緞┎粫?huì)改變反應(yīng)過程中酸和堿的物質(zhì)的量；D中實(shí)驗(yàn)開始時(shí)酸式滴定管中無氣泡，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)有氣泡，會(huì)導(dǎo)致所讀取的V(HCl)偏小，依據(jù)V(HCl)c(HCl)＝V(NaOH)c(NaOH)得所測得的c(NaOH)偏小。 1．酸堿恰好完全中和時(shí)(　　) A．酸與堿的物質(zhì)的量一定相等 B．溶液呈現(xiàn)中性 C．酸與堿的物質(zhì)的量濃度相等 D．酸所能提供的H＋與堿所能提供的OH－的物質(zhì)的量相等 答案　D 解析　根據(jù)酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可知酸堿恰好完全中和時(shí)，酸所能提供的H＋與堿所能提供的OH－的物質(zhì)的量相等。 2．現(xiàn)用0.10 molL－1 HCl溶液滴定10 mL 0.05 molL－1 NaOH溶液，若酸式滴定管未潤洗，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)所用鹽酸的體積應(yīng)是(　　) A．10 mL B．5 mL C．大于5 mL D．小于5 mL 答案　C 解析　用0.10 molL－1 HCl溶液滴定10 mL 0.05 molL－1 NaOH溶液正好需5 mL HCl溶液?，F(xiàn)鹽酸被稀釋，其濃度小于0.10 molL－1，故中和NaOH所需體積大于5 mL。 3．下列有關(guān)滴定操作的順序正確的是(　　) ①用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管?、谕味ü軆?nèi)注入標(biāo)準(zhǔn)溶液　③檢查滴定管是否漏水?、艿味ā、菹礈? A．⑤①②③④ B．③⑤①②④ C．⑤②③①④ D．②①③⑤④ 答案　B 4．某學(xué)生用0.100 molL－1的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的鹽酸，其操作可分為如下幾步： A．移取20.00 mL待測鹽酸溶液注入潔凈的錐形瓶，并加入2～3滴酚酞； B．用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管2～3次； C．把盛有標(biāo)準(zhǔn)溶液的堿式滴定管固定好，調(diào)節(jié)滴定管使尖嘴處充滿溶液； D．取標(biāo)準(zhǔn)KOH溶液注入堿式滴定管至0刻度以上 2～3 cm； E．調(diào)節(jié)液面至0或0以下刻度，記下讀數(shù)； F．把錐形瓶放在滴定管的下面，用標(biāo)準(zhǔn)KOH溶液滴定至終點(diǎn)并記下滴定管液面的刻度。 就此實(shí)驗(yàn)完成填空： (1)正確操作步驟的順序是_______________________________________(用字母序號(hào)填寫)。 (2)上述B步驟操作的目的是__________________________________________________。 (3)上述A步驟操作之前，若先用待測溶液潤洗錐形瓶，則滴定結(jié)果________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。 (4)判斷到達(dá)滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________。 答案　(1)BDCEAF　(2)洗去附在滴定管壁上的水，防止其將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋而帶來誤差　(3)偏高　(4)溶液由無色變?yōu)闇\紅色且半分鐘內(nèi)不褪色 解析　(2)無論是盛放標(biāo)準(zhǔn)液還是待測液的滴定管均應(yīng)潤洗，因?yàn)榈味ü艿膬?nèi)壁上附著的蒸餾水會(huì)將放入的溶液稀釋而引起測定誤差。(3)A步驟操作之前，先用待測液潤洗錐形瓶，會(huì)使待測液的體積大于20.00 mL，消耗標(biāo)準(zhǔn)液增多，則測定結(jié)果偏高。(4)由于用酚酞作指示劑，故當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色且半分鐘內(nèi)不褪色時(shí)即達(dá)到了滴定終點(diǎn)。