2019-2020年高中化學專題六物質的定量分析課題1食醋總酸含量的測定學案蘇教版選修.doc

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2019-2020年高中化學專題六物質的定量分析課題1食醋總酸含量的測定學案蘇教版選修 一、指示劑的選擇 指示劑的變色范圍與酸堿中和后溶液的pH越接近越好，且變色要明顯，一般來說，強酸和強堿相互滴定時，酚酞和甲基橙均可以使用；若酸堿有一方是弱的，則應根據中和所得鹽溶液的pH來確定選用上述哪種指示劑。一般來說，強酸和強堿用甲基橙、強堿與弱酸用酚酞，石蕊一般不能作為中和滴定的指示劑。 指示劑的選擇及中和滴定時酸堿恰好完全反應的判斷方法見下表所示： 滴定內容 指示劑 滴定過程中 溶液顏色變化 標準溶液 待測溶液 NaOH溶液 HCl溶液 酚酞 無色→粉紅 NaOH溶液 HCl溶液 甲基橙 紅→橙 HCl溶液 NaOH溶液 酚酞 粉紅→無色 HCl溶液 NaOH溶液 甲基橙 黃→橙 強酸溶液 弱堿溶液 甲基橙 黃→橙 強堿溶液 弱酸溶液 酚酞 無色→粉紅 總之，指示劑的作用是通過指示劑顏色的變化確定酸堿是否恰好完全反應。指示劑的選擇依據是：變色要靈敏、明顯(終點與變色范圍一致)。 【例1】取相同體積(0.025 L)的兩份0.10 molL－1NaOH溶液，把其中一份放在空氣中一段時間后，溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)，其原因是________。用已知濃度的硫酸溶液中和上述兩份溶液，若中和第一份(在空氣中放置一段時間)所消耗硫酸溶液的體積為VA，另一份消耗硫酸溶液的體積為VB，則(已知甲基橙pH變色范圍是3.1～4.4)： (1)以甲基橙為指示劑時，VA與VB的關系是________。 (2)以酚酞為指示劑時，VA與VB的關系是________。 解析：氫氧化鈉溶液放置在空氣中，因氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應，使氫氧化鈉減少，故溶液的pH減小。用硫酸滴定碳酸鈉溶液，反應分兩個階段進行： ①H＋＋CO===HCO(此反應完成時溶液呈弱堿性) ②H＋＋HCO===CO2↑＋H2O(此反應完成時溶液呈弱酸性) 滴定過程按哪種反應進行，取決于選擇的指示劑。 (1)若選用甲基橙作指示劑，因其變色范圍在 pH＝3.1～4.4，滴定反應可按①②進行，由關系式2NaOH～Na2CO3～CO2↑知，消耗的硫酸的量不變，故答案為VA＝VB。 (2)若選用酚酞作指示劑，酚酞的變色范圍是pH＝8～10，滴定反應按①進行，消耗硫酸的量減小，故答案為VA＜VB。 答案：減小　因為氫氧化鈉溶液放置在空氣中與空氣里的二氧化碳反應，使氫氧化鈉減少，故pH減小　(1)VA＝VB　(2)VA＜VB 1－1已知常溫、常壓下，飽和CO2的水溶液的pH＝3.9，則可推斷用標準鹽酸滴定NaHCO3水溶液時，適宜選用的指示劑及滴定終點時顏色變化的情況是(　　) A．石蕊，由藍變紅 B．甲基橙，由橙變黃 C．酚酞，紅色褪去 D．甲基橙，由黃變橙 1－2以下是幾種酸堿指示劑變色的pH范圍： ①甲基橙3.1～4.4?、诩谆t4.4～6.2?、鄯犹?.2～10，現用0.100 0 molL－1NaOH溶液滴定濃度相近的甲酸時，上述指示劑(　　) A．都可以用　　　　　　B．只能用③ C．可以用①和② D．可以用②或③ 二、中和滴定實驗注意事項 1．用NaOH溶液滴定時，實際測出的是總酸量。分析結果用含量最多的醋酸表示。 2．由于是強堿滴定弱酸，滴定中的pH突變在堿性范圍內，理論上滴定終點的pH在8.7左右。通常選用酚酞為指示劑，滴至溶液呈粉紅色且30 s內不褪色，表明滴定達終點。 3．最好用白醋。若樣品為顏色較深的食醋，需用蒸餾水稀釋5倍以上，直到溶液顏色變得很淺、無礙于觀察酚酞溶液的顏色變化為止。如果經稀釋或活性炭脫色后顏色仍較深，則此品牌食醋不適于用酸堿滴定法測定酸含量。 4．為了減小隨機誤差，應適當增加平行測定次數，通常平行測定三次。 5．在一組測定數據中，若某個實驗數據與其他數據相差較大，這一數據稱為異常值，一般將其舍棄。為了保證測定結果的準確度，應重新滴定一次。 【例2】某同學中和滴定實驗的過程如下：(a)取一支堿式滴定管；(b)用蒸餾水洗凈；(c)即加入待測的NaOH溶液；(d)記錄液面刻度讀數；(e)用酸式滴定管精確放出一定量標準酸液；(f)置于未經標準酸液潤洗的潔凈錐形瓶中；(g)加入適量蒸餾水；(h)加入酚酞試液2滴；(i)滴定時，邊滴邊搖蕩；(j)邊注視滴定管內液面的變化；(k)當小心滴到溶液由無色變成粉紅色時，立即停止滴定；(l)記錄液面刻度讀數；(m)根據滴定管的兩次讀數得出NaOH溶液體積為22 mL。指出上述實驗過程中的錯誤之處：______________(用編號表示)。 解析：(c)應用待測NaOH溶液潤洗滴定管2～3次后，再裝液體，如果不潤洗，會由于滴定管內壁上有水珠的存在，使待測堿液濃度變小。(j)滴定時應注視錐形瓶內液體的顏色變化而不是注視滴定管內液面的變化。(k)滴定終點應為溶液變?yōu)榉奂t色且在半分鐘內不褪色，而不是一變色就立即停止滴定。(m)為保持測量的準確度，體積的讀數應讀到小數點后兩位，如22.00 mL，不是記錄整數值。 答案：c、j、k、m 掌握中和滴定實驗，要抓住兩個關鍵：一是解決實驗中的有關問題，如儀器的使用、操作(從滴定前的準備，進行有關儀器的驗漏、洗滌、潤洗，指示劑的選擇等)、誤差分析等，通過動手實驗，增強學習的實效性。二是理解中和滴定的實驗原理，解決好有關計算的問題，試題往往以中和滴定知識為載體進行考查。 2－1某燒堿樣品含有少量不與酸作用的雜質，為了測定其純度，進行以下滴定操作：A．在250 mL的容量瓶中配制250 mL燒堿溶液；B．用堿式滴定管移取25.00 mL燒堿溶液于錐形瓶中并滴加幾滴酚酞作指示劑；C．在天平上準確稱取燒堿樣品W g，在燒杯中用蒸餾水溶解；D．將物質的量濃度為c molL－1的標準硫酸溶液裝入酸式滴定管。調整液面記下開始讀數為V1 mL；E．在錐形瓶下墊一張白紙，滴定至紅色消失且在半分鐘內不褪色為止，記下讀數為V2 mL。就此實驗完成下列填空： (1)正確操作步驟的順序是(用編號字母填寫)： ________→________→________→D→________。 (2)觀察滴定管中液面的高度時注意__________________________________________。 (3)E步驟的操作中在錐形瓶下墊一張白紙的作用是 ________________________________________________________________________。 (4)該燒堿樣品純度的計算式為______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若該同學滴定時在滴定管尖嘴部分中有氣泡存在，滴定結束時，氣泡消失，則對測量結果的影響是________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 (6)若實驗時用燒堿溶液潤洗了錐形瓶，則使滴定結果________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 三、酸堿中和滴定誤差分析 根據c待測＝K (注明：K——酸堿中和時化學計量數之比) 1．標準液配制引起的誤差[c(標)誤差] c待測(偏高/偏低/無影響) (1)稱取5.2 g氫氧化鈉配制標準液時，物碼倒置 (偏高) (2)配制標準液時，燒杯及玻璃棒未洗滌 (偏高) (3)配制標準液時，定容俯視 (偏低) (4)配制標準液時，定容仰視 (偏高) (5)配制標準NaOH溶液時，NaOH中如混有碳酸鈉 (偏高) (6)配制標準NaOH溶液時，NaOH中如混有碳酸氫鈉 (偏高) (7)配制標準NaOH溶液時，NaOH中如混有KOH (偏高) (8)滴定管水洗后，未用標準液洗滌 (偏高) 2．標準液操作引起的誤差[V標誤差] c待測(偏高/偏低/無影響) (1)滴定前讀數仰視，滴定后讀數俯視 (偏低) (2)滴定結束，滴定管尖嘴外有一滴溶液未滴下 (偏高) (3)滴定前有氣泡未趕出，后來消失 (偏高) 3．待測液操作引起的誤差[V待誤差] c待測(偏高/偏低/無影響) (1)錐形瓶水洗后，又用待測液洗過再裝待測液 (偏高) (2)錐形瓶中有少量水，直接放入待測液 (無影響) (3)搖動錐形瓶時，濺出部分溶液 (偏低) 【例3】現用物質的量濃度為a molL－1的標準鹽酸去測定V mL，NaOH溶液的物質的量濃度，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)酸式滴定管用蒸餾水洗凈后，還應該進行的操作是________。 (2)下圖是酸式滴定管中液面在滴定前后的讀數，則c(NaOH)＝________。 (3)若在滴定前滴定管尖嘴部分留有氣泡，滴定后滴定管尖嘴部分氣泡消失，則測定的NaOH物質的量濃度會偏________。 解析：(1)滴定管用蒸餾水洗凈后，還應該用待裝液潤洗2～3次。(2)根據HCl與NaOH等物質的量發(fā)生反應，由a(V2－V1)＝c(NaOH)V，可得c(NaOH)＝a(V2－V1)/V molL－1。(3)若在滴定前滴定管尖嘴部分留有氣泡，滴定后滴定管尖嘴部分氣泡消失，則所消耗鹽酸的體積小于計算的體積，故測定的NaOH物質的量濃度會偏高。 答案：(1)用已知物質的量濃度的標準鹽酸潤洗2～3次 (2)a(V2－V1)/V molL－1　(3)高 3－1用已知濃度的鹽酸滴定用NaOH固體配成的堿溶液時，下列操作使滴定結果偏高的是(　　) A．NaOH固體稱量時間過長 B．盛標準鹽酸的滴定管用堿液潤洗 C．用酚酞作指示劑 D．固體NaOH中含KOH雜質 答案： 【互動課堂】 觸類旁通 1－1　D　解析：甲基橙的變色范圍在pH＝3.1～4.4，與該滴定后溶液的pH(3.9)接近，故應選擇甲基橙作指示劑；因滴定時溶液的pH由大到小，故甲基橙由黃變橙。 1－2　B　解析：NaOH溶液與甲酸等物質的量反應時，生成的甲酸鈉溶液顯堿性，故應選用在堿性條件下變色的指示劑酚酞。 2－1　解析：分析時應按實驗進行的順序進行選擇，配制、取液、滴定，再按照每一步的操作順序確定。讀數時，仰視、俯視均會造成實驗的誤差，分析誤差時，應根據錯誤操作對滴定過程中消耗標準液帶來的影響進行分析。滴定中消耗H2SO4的體積為(V2－V1)mL，根據反應關系可得：c(NaOH)＝＝molL－1，進一步可求得其純度為：100%＝100%；有氣泡時，相當于增加了消耗硫酸的量，用燒堿溶液潤洗錐形瓶，增加了燒堿的量，多消耗了硫酸，故使滴定結果均偏高。 答案：(1)C　A　B　E (2)眼睛平視液體凹液面的最低點 (3)便于更加清晰地觀察溶液顏色的變化 (4)100% (5)偏高 (6)偏高 3－1　B　解析：A選項NaOH固體稱量時間過長會有部分NaOH與空氣中CO2反應生成Na2CO3，得到的為NaOH和Na2CO3的混合物。等質量的Na2CO3消耗鹽酸比NaOH少，所以使滴定結果偏低。B選項盛標準鹽酸的滴定管用堿液潤洗，實際使鹽酸濃度變稀，需要鹽酸溶液的體積變大，所以使c(NaOH)偏高。C選項是正確操作。D選項固體NaOH中含KOH雜質，因為等質量的KOH消耗鹽酸比NaOH少，所以使滴定結果偏低。