高中化学新教材同步选择性必修第1册课件+讲义 第18讲 水的电离和溶液的pH(三)酸碱中和滴定
展开高中化学新教材特点分析及教学策略
(一)化学基本概念和化学基本理论:全套教材的知识安排,注意各年级内及各年级间的联系,在保证知识结构的系统性和完整性的同时,对内容的安排采用了将各部分知识分散处理,相对集中的方法。
(二)元素化合物知识:关于元素化合物知识,高一教材首先介绍了碱金属和卤素两个最典型的金属族和非金属族。
(三)化工基础知识:高一介绍了硅酸盐工业和环境保护知识。高二主要介绍合成氨工业,删掉了硝酸工业、钢铁工业和铝的冶炼。重点突出了合成氨工业中合成氨条件的选择。
课前引入
一、酸碱中和滴定的概念和原理
1.概念: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)的浓度的实验方法。
2.原理:H+ + OH- === H2O,中和反应中H+与OH-的物质的量相等,即c(H+)·V(H+) = c(OH-)·V(OH-)。
3.待测液的浓度计算:c待测=杨sir化学,侵权必究
注意
二、酸碱中和滴定的仪器与操作
1.主要实验仪器
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶等。杨sir化学,侵权必究
酸式滴定管与碱式滴定管:
| 酸式滴定管 | 碱式滴定管 |
相同点 | ①标有规格、温度、“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度; ②最小刻度为0.1 mL,可估读到0.01 mL。 | |
不同点 | ①带有玻璃活塞 ②可装酸性、强氧化性溶液 | ①带有玻璃球的乳胶管 ②只能装碱性溶液 |
注意——滴定管的读数方法
2.酸碱指示剂及其变色范围
指示剂 | 甲基橙 | 石蕊 | 酚酞 |
变色范围pH | 3.1-4.4 | 5.0-8.0 | 8.2-10.0 |
溶液颜色 | 红、橙、黄 | 红、紫、蓝 | 无色、浅红、红 |
3. 中和滴定实验操作(以盐酸标准溶液滴定NaOH待测溶液)
(1)滴定前的准备:杨sir化学,侵权必究
①滴定管:查漏→水洗(洗液→自来水→蒸馏水)→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录数据
排气泡方法:调节滴定管活塞,排出尖嘴部分的气泡,使其充满反应液(除去碱式滴定管乳胶管中气泡的方法如下图所示),如果滴定管内部有气泡,应快速放液以赶走气泡。杨sir化学,侵权必究
②锥形瓶:水洗→装液→加指示剂
③指示剂的选择:
一般不选择石蕊,变色现象不明显。
强酸滴(弱)碱甲基橙,强碱滴(弱)酸用酚酞,两强互滴(甲基橙酚酞)都可以。
滴定种类 | 选用的指示剂 | 滴定终点颜色变化 | 指示剂用量 |
强酸滴定强碱 | 酚酞 | 红色→无色 | 2-3滴 |
甲基橙 | 黄色→橙色 | ||
强酸滴定弱碱 | 甲基橙 | 黄色→橙色 | |
强碱滴定强酸 | 甲基橙 | 红色→橙色 | |
酚酞 | 无色→粉红色 | ||
强碱定弱酸 | 酚酞 | 无色→粉红色 |
(2)滴定:
边滴边振荡→滴速先快后慢→左手控制滴定管活塞, 且结束前不能离开,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液变化→判定终点→读数(等1-2min液面稳定后)
(3)终点判断
当滴入半滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不变色,视为滴定终点。
注意
(4)数据处理:
为减少实验误差,重复实验2~3次,求所用标准液体积的平均值,计算待测液的浓度c待测=。
4. 酸碱中和滴定曲线
以标准液体积为横坐标,以pH为纵坐标,作图(以HCl滴定NaOH为例)
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。
三、酸碱中和滴定的误差分析
由c待测=可知,c标准和V待测均为定值,所以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)若以盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,常见的误差分析如下:杨sir化学,侵权必究
步骤 | 操作 | V标准 | c待测 |
洗涤 | 酸式滴定管未用标准溶液润洗 | 变大 | 偏高 |
碱式滴定管未用标准溶液润洗 | 变小 | 偏低 | |
锥形瓶用待测溶液润洗 | 变大 | 偏高 | |
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 | 不变 | 无影响 | |
取液 | 放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失 | 变小 | 偏低 |
滴定 | 酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失 | 变大 | 偏高 |
振荡锥形瓶时部分液体溅出 | 变小 | 偏低 | |
部分酸液滴出锥形瓶外 | 变大 | 偏高 |
| 溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后再加一滴NaOH溶液无变化 | 变大 | 偏高 |
读数 | 滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯) | 变小 | 偏低 |
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰) | 变大 | 偏高 | |
配制 标准液 | 若配制NaOH溶液,所取的NaOH固体部分潮解 | 变大 | 偏高 |
若配制NaOH溶液,所取的NaOH固体中含有不与酸反应的杂质 | 变大 | 偏高 | |
若配制NaOH溶液,所取的NaOH固体中含有与酸反应的杂质(Na2CO3) | 变大 | 偏高 | |
若配制NaOH溶液,所取的NaOH固体中含有与酸反应的杂质(Na2O) | 变小 | 偏低 |
(2)若先配制NaOH标准液,滴定未知浓度的盐酸,配制NaOH标准液时:
步骤 | 操作 | V标准 | c待测 |
配制NaOH 标准液 | NaOH固体部分潮解 | 偏高 | 偏高 |
NaOH固体中含有不与酸反应的杂质 | 偏高 | 偏高 | |
NaOH固体中含有与酸反应的杂质(Na2CO3) | 偏高 | 偏高 | |
NaOH固体中含有与酸反应的杂质(Na2O) | 偏低 | 偏低 |
题型一:滴定管的结构杨sir化学,侵权必究
【变1】在一支50 mL酸式滴定管中盛入0.1 mol/L HCl溶液,其液面恰好在20 mL刻度处。若把滴定管中的溶液全部放入锥形瓶中,滴人3滴酚酞试液,然后以0.1 mol/L NaOH溶液进行滴定,当溶液刚好变为浅红色时,消耗NaOH镕液的体积
A.等于20 mL D.小于20 mL C.等于30 mL D.大于30 ml
题型二:滴定终点与指示剂杨sir化学,侵权必究
【例2】下列滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是
选项 | 滴定管中的溶液 | 锥形瓶中的溶液 | 指示剂 | 滴定终点颜色变化 |
A | NaOH溶液 | CH3COOH溶液 | 酚酞 | 无色→浅红色 |
B | HCl溶液 | 氨水 | 酚酞 | 浅红色→无色 |
C | 酸性KMnO4溶液 | K2SO3溶液 | 无 | 无色→浅紫红色 |
D | 碘水 | 亚硫酸溶液 | 淀粉 | 无色→蓝色 |
A.A B.B C.C D.D
题型三:中和滴定误差分析杨sir化学,侵权必究
【变3-2】用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液时,下列实验操作会引起测量结果偏高的是
①用天平称量氢氧化钠固体时,将小烧杯放在右盘,砝码放在左盘,并移动游码使之平衡
②配制烧碱溶液时,将称量后的氢氧化钠固体溶于水,立即移入容量瓶,将洗涤烧杯的液体注入容量瓶后,加蒸馏水至刻度线
③滴定前滴定管中无气泡,滴定后有气泡
④酸式滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗
⑤读取滴定管终点读数时,仰视刻度线
A.①②③④⑤ B.②③④⑤ C.②④⑤ D.③④⑤
题型四:酸碱中和滴定曲线杨sir化学,侵权必究
【变4-1】下图是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是
A.酚酞不能用作本实验的指示剂
B.盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.P点时恰好完全中和,溶液呈中性
D.曲线b是氢氧化钠溶液滴定盐酸的曲线
题型五:酸碱中和滴定综合考查杨sir化学,侵权必究
【例5】用0.2000mol·L-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分为如下几步:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,注入0.2000mol·L-1的标准NaOH溶液至“0”刻度线以上
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体
③调节液面至“0”或“0”刻度线以下,并记下读数
④量取20.00mL待测液注入润洗过的锥形瓶中,并加入2滴酚酞溶液
⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数
⑥重复以上滴定操作2~3次
请回答下列问题:
(1)以上步骤有错误的是___(填编号)。
(2)步骤④中,量取20.00mL待测液应使用___(填仪器名称)。
(3)步骤⑤滴定时眼睛应注视__;判断到达滴定终点的依据是___。
(4)以下是实验数据记录表
滴定次数 | 盐酸体积(mL) | NaOH溶液体积(mL) | |
滴定前 | 滴定后 | ||
1 | 20.00 | 0.00 | 18.10 |
2 | 20.00 | 2.20 | 18.40 |
3 | 20.00 | 2.00 | 18.16 |
从表中可以看出,其中1次滴定记录的NaOH溶液体积明显和另外两次的体积相差过大,其可能的原因是___。
A.锥形瓶装液前,留有少量蒸馏水
B.滴定结束时,仰视计数杨sir化学,侵权必究
C.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡
D.滴定过程刚变色就立即停止滴定
(5)根据表中记录数据,通过计算可得,该盐酸浓度为___mol·L-1。(保留4位有效数字)
题型六:氧化还原滴定杨sir化学,侵权必究
【例6】某学习小组用“间接碘量法”测定CuCl2·2H2O晶体的纯度(杂质不参与反应),过程如下:取1.90g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀(CuI)。过滤,将滤液稀释为100 mL,取20.00mL于锥形瓶中,滴加指示剂,用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液进行滴定,消耗体积为20.00mL。己知:I2+2=+2I-。下列说法错误的是
A.该实验中指示剂为淀粉溶液
B.加入过量KI固体发生的反应为:2Cu2+ + 4I- = 2CuI↓+I2
C.该样品CuCl2·2H2O晶体的纯度为:90%
D.Na2S2O3标准溶液应该装在酸式滴定管中
【变6-2】含硫化合物在生产生活中应用广泛,科学使用对人体健康及环境保护意义重大。
(1)红酒中添加一定量的SO2可以防止酒液氧化,这应用了SO2的___________性。
(2)某水体中硫元素主要以S2O
形式存在,在酸性条件下,该离子会导致水体中有黄色浑浊并可能有刺激性气味产生,原因是 ___________。(用离子方程式说明)
(3)实验室采用滴定法测定某水样中亚硫酸盐含量:
滴定时,KIO3 和KI在盐酸作用下析出I2: 5I-+ IO+ 6H+ =3I2+3H2O
生成的I2再和水样中的亚硫酸盐反应: I2+ SO+ H2O = 2H++2I-+ SO
①滴定到终点时的现象是:___________
②若滴定前盛标准液的滴定管没有用标准液润洗,则测定结果将___________(填“偏大、偏小、不变”)。
③滴定终点时,100mL 水样共消耗x mL标准溶液。若消耗lmL标准溶液相当于SO的质量1g,则该水样中SO的含量为___________g/L杨sir化学,侵权必究
【变7】某学生用溶液滴定某未知浓度的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
A.用蒸馏水洗净滴定管
B.用待测定的溶液润洗酸式滴定管
C.用酸式滴定管取稀盐酸,注入锥形瓶中,加入酚酞
D.另取锥形瓶,再重复操作次
E.检查滴定管是否漏水
F.取下碱式滴定管用标准溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
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
完成以下填空:
(1)滴定时正确操作的顺序是(用序号字母填写):
___________→___________→→___________→___________→___________→。
(2)操作中应该选择图中滴定管___________(填“甲”或“乙”)。
(3)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应注意观察___________。
(4)滴定结果如表所示:杨sir化学,侵权必究
滴定次数 | 待测液体积 | 标准溶液的体积 | |
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
1 | 25.00 | 1.02 | 21.03 |
2 | 25.00 | 0.30 | 20.30 |
3 | 25.00 | 0.20 | 20.19 |
计算该盐酸的物质的量浓度为___________(精确至0.0001)。
(5)下列操作会导致测定结果偏高的是______
A.锥形瓶洗净后用待测液润洗
B.碱式滴定管在装液前未用标准溶液润洗
C.滴定过程中,锥形瓶摇荡得太剧烈,锥形瓶内有液滴溅出
D.达到滴定终点时,仰视读数
E.碱式滴定管尖嘴部分在滴定前没有气泡,滴定终点时发现气泡
F.锥形瓶洗净后残留有一部分蒸馏水
(6)氧化还原滴定与酸碱中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。测血钙的含量时,进行如下实验:
①将血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量草酸铵晶体,反应生成沉淀,将沉淀用稀硫酸处理得溶液。杨sir化学,侵权必究
②将①得到的溶液,再用酸性溶液滴定,氧化产物为,还原产物为。
③终点时用去的,溶液。
Ⅰ:写出酸性高锰酸钾与草酸反应的离子方程式___________。
Ⅱ:判断滴定终点的现象是___________。
Ⅲ:计算血液中钙离子的浓度为___________。
【题1】下列实验误差分析不正确的是
A.用润湿的试纸测稀碱溶液的,测定值偏小
B.中和热测定实验中,用铜制环形搅拌器代替环形玻璃搅拌棒,所测放出的热量偏小
C.用标准溶液滴定溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂
D.用酸式滴定管盛放盐酸溶液,滴定前开始调节液面时,仰视读数,滴定后正常读数,最终会使所测液体体积偏低
【题2】用已知物质的量浓度的HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作会导致测定结果偏高的是
①酸式滴定管用蒸馏水洗后未用待装液润洗;②碱式滴定管用蒸馏水洗后未用待装液润洗;③滴定前酸式滴定管尖嘴处未充满溶液,滴定终点充满溶液;④取碱液时滴定管尖嘴处未充满溶液,取完后,充满溶液;⑤锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗;⑥滴定时摇动锥形瓶将液体溅出瓶外;⑦滴定过程中,滴定管漏出液体,溅至锥形瓶外;⑧读取标准溶液体积时,滴定前仰视,滴定后俯视。
A.②④ B.①③⑤⑦ C.④⑧ D.②④⑥⑧杨sir化学,侵权必究
【题3】下列图示或根据图示所得出的结论正确的是
A.图甲表示相同pH的盐酸和醋酸加水稀释过程中pH的变化,则曲线a代表醋酸
B.图乙表示温度不变,向0.1mol·L-1NH4Cl溶液中滴加0.1mol·L-1盐酸时,溶液中随盐酸体积的变化关系
C.图丙表示密闭容器中CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H3(g)到达平衡时,CH4的平衡转化率与压强、温度的变化关系曲线,说明该反应为吸热反应且P1<P2杨sir化学,侵权必究
D.图丁表示0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1醋酸溶液滴定曲线
【题4】某课外兴趣小组用0.1000mol·L-1的NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,实验操作如下,请完成以下问题。
(一)首先配制480mL0.1000mol/L的氢氧化钠溶液,有如下操作步骤:
(1)本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、___、___。需要称量NaOH固体的质量为____g。
(2)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响?(填“偏高”“偏低”或“无影响")
A.容量瓶中原有少量蒸馏水___。
B.转移溶液时,没有洗涤玻璃棒和溶解用的烧杯___。
C.定容摇匀后,静置时发现液面低于刻度线,又加水至刻度线___。
D.定容时,俯视观察液面___。
(3)用上述0.1000mol·L-1的NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸溶液。步骤如下:
A.____。
B.分别用蒸馏水洗干净酸式滴定管和碱式滴定管。
C.用待测定的盐酸溶液润洗酸式滴定管。
D.用酸式滴定管取稀盐酸25.00mL,注入事先洗干净的锥形瓶中,加入指示剂。
E.碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管刻度“0”以上2~3cm处,再把碱式滴定管固定好,排尽尖嘴部分的气泡,并调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下。
F.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。
G.另取锥形瓶,再重复操作一次。杨sir化学,侵权必究
(4)如图为____式定滴管(填“酸”、“碱”、“中”、)。
(5)滴定实验所需的玻璃仪器有____。(填字母)
A.酸式滴定管B.碱式滴定管C.量筒D.锥形瓶E.铁架台F.滴定管夹G.烧杯H.白纸
(6)该小组同学选用酚酞做指示剂,滴定终点的现象为___。
(7)该小组某一次滴定操作中,酸式滴定管的始终液面如图所示,则本次滴入的盐酸体积为___mL。
(8)该小组学生某3次实验的有关数据分别记录如表:
滴定次数 | 待测HCl溶液的体积/mL | 0.1000mol/LNaOH的体积(mL) | |
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
第一次 | 25.00 | 2.00 | 27.91 |
第二次 | 25.00 | 1.56 | 30.30 |
第三次 | 25.00 | 0.22 | 26.31 |
依据表中数据列式计算该HCl溶液的物质的量浓度为___。
【练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
【练2】向盛有10 mL NaOH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
A. B.
C. D.
【练3】用已知物质的量浓度的NaOH溶液测定未知物质的量浓度的盐酸,无论是酸往碱中滴,还是碱往酸中滴,在其他操作正确规范的前提下,下列操作一定会使测定结果偏高的是
A.碱式滴定管未用标准碱液润洗 B.酸式滴定管未用待测盐酸润洗杨sir化学,侵权必究
C.滴定前向锥形瓶中加了少量蒸馏水 D.滴定前仰视读数,滴定后平视读数
【练4】用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作不正确的是
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,用已知浓度的盐酸润洗酸式滴定管
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.若用甲基橙作指示剂,则锥形瓶中溶液由橙色变为黄色即达到滴定终点
D.读数时,视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
【练5】用(酸性)标准溶液滴定未知浓度的溶液。下列说法或操作正确的是
A.滴定前,用溶液润洗锥形瓶次
B.标准溶液装于碱式滴定管中
C.该实验需加入淀粉碘化钾溶液作指示剂杨sir化学,侵权必究
D.若平行实验后测得消耗溶液体积为,则
【练7】某学生用0.2000mol∙L-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分为如下几步:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,注入0.2000mol∙L-1的标准NaOH溶液至“0”刻度线以上;
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体;
③调节液面至“0”或“0”刻度线稍下,并记录读数;
④量取20.00mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞试液;
⑤用标准NaOH溶液滴定至终点,记下滴定管液面读数;
⑥重复以上滴定操作2~3次。
请回答下列问题:
(1)以上步骤有错误的是___________(填编号)。
(2)步骤④中,量取20.00mL待测液应使用___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管;在锥形瓶装液前,留有少量蒸馏水,测定结果___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。杨sir化学,侵权必究
(3)步骤⑤滴定时,眼睛应注视___________。
(4)以下是实验数据记录表:
滴定次数 | 盐酸体积/mL | NaOH溶液体积读数/mL | |
滴定前 | 滴定后 | ||
1 | 20.00 | 0.00 | 18.10 |
2 | 20.00 | 0.00 | 16.30 |
3 | 20.00 | 0.00 | 16.22 |
从上表可以看出,第1次滴定记录的NaOH溶液体积明显大于后两次的体积,其可能的原因是____(填字母)。
A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡
B.锥形瓶用待测液润洗
C.滴定结束时,俯视读数
(5)根据上表记录数据,通过计算可得,待测盐酸的物质的量浓度为___________mol∙L-1(按要求结果应保留4位有效数字)。