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2019 2020 年滬科版化學高二上 10 3 酸堿中和滴定 教案 I 一 本周教學內(nèi)容 酸堿中和滴定 二 教學目標 1 理解酸堿中和滴定的原理 2 初步了解酸堿中和滴定的操作方法 3 掌握有關(guān)酸堿中和滴定的簡單計算 三 教學重點 難點 酸堿中和滴定的原理及酸堿中和滴定的計量依據(jù)及計算 教學過程 一 酸堿中和滴定 化學定量分析的方法很多 而滴定法是其中最基本 最簡單的一種 用已知濃度的酸 或堿 滴定未知濃度的堿 或酸 溶液的方法稱為酸堿中和滴定 中和滴定的原理 酸提供的 H 和堿提供的 OH 恰好完全反應(yīng) 等物質(zhì)的量反應(yīng) 中和反應(yīng)的實質(zhì) H OH H 2O 如用 A 代表酸 用 B 代表堿 則有 又因 c 所以 n cV 則上式可表示為 BVAcvBcvAV 如為一元酸和一元堿中和時 由于 則有 c B 說明 1 在酸堿中和反應(yīng)中 使用一種已知物質(zhì)的量濃度的酸或堿溶液跟未知濃度的堿或酸溶 液完全中和 測出二者的體積 根據(jù)化學方程式中酸和堿的物質(zhì)的量的比值 就可以計算 出堿或酸的溶液濃度 2 酸和堿的中和能力是指一定物質(zhì)的量的酸 或堿 完全中和所消耗的堿 或酸 的能 力 而不是指酸堿中和后溶液的 pH 7 3 酸堿中和反應(yīng)指示劑選擇 強酸和強堿之間的滴定 在化學計量點 滴定終點 前后 溶液的 pH 會發(fā)生突變 這種突變對于選擇合適的指示劑具有重要意義 只要變色范圍在突 變范圍內(nèi)的指示劑都可選擇 一般從甲基橙 甲基紅 酚酞中選擇而不選石蕊 4 注意 酸 堿液的濃度越小 突變范圍越小 選擇的指示劑可能發(fā)生變化 例如 用 0 1000mol LNaOH 溶液滴定 0 1000mol L HCl 溶液 酚酞 甲基紅 甲基橙 用 0 01000mol LNaOH 溶液滴定 0 01000mol L HCl 溶液 藍線 酚酞 甲基紅 用 0 001000mol LNaOH 溶液滴定 0 001000mol L HCl 溶液 紅線 甲基紅 5 弱酸滴定強堿所選擇的酸堿指示劑一般用無色酚酞 而強酸滴定弱堿則選擇甲基橙 6 酸堿滴定曲線以滴加酸液或堿液的量為橫坐標 以溶液的 pH 為縱坐標 描述酸堿中 和滴定過程中溶液 pH 的變化情況 其中滴定終點附近 pH 會發(fā)生突變 因此選擇適當?shù)闹?示劑就能準確判斷滴定終點 另外 選擇滴定管以精確測量放出的酸堿液體積 二 酸堿中和滴定操作 酸堿中和滴定操作的基本儀器有 滴定管 酸式和堿式 鐵架臺 帶滴定管夾 錐 形瓶 可裝待測液 也可裝標準液 燒杯 盛廢液 不能裝待測液 酸堿中和滴定操作的操作程序 1 檢查滴定管是否漏水 2 潤洗儀器 方法 從滴定管上口倒入 3 5mL 盛裝的 溶液 傾斜著轉(zhuǎn)動滴定管 使液體濕潤全部滴定管內(nèi)壁 然后用手控制活塞 將液體放入 預置的燒杯中 3 取反應(yīng)溶液 使液面在位于 0 以上 2 3cm 處 并將滴定管固定在鐵架 臺上 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 并使液面處于 0 或 0 以下某一位置 準確讀數(shù) 并記錄 5 放出反應(yīng)液 根據(jù)需要從滴 定管逐滴放出一定量液體 6 重復滴定操作 7 數(shù)據(jù)處理 說明 1 兩種滴定管在構(gòu)造上的不同點 酸式 活塞 堿式 帶有玻璃球的橡膠管 2 滴定管的讀數(shù)方法 0 刻度在上 從上往下讀 最大量程有 25mL 50mL 等 注意與 量筒比較 3 精確度 取到小數(shù)點后兩位 如 24 00mL 23 38mL 最后一位是估計值 注意與量 筒比較 4 滴定管的洗滌 先用蒸餾水洗滌 再用標準液 或待測液 來潤洗 5 滴定管的固定 固定 垂直于桌面 高度以滴定管尖伸入錐形瓶約 1cm 為宜 6 滴定時 左手控制活塞 右手搖動錐形瓶 眼睛注視錐形瓶內(nèi)液體的顏色變化 7 滴定終點的判斷 當最后一滴液體滴下后 錐形瓶內(nèi)溶液顏色發(fā)生變化 且在半分鐘 內(nèi)不變色 說明達到滴定終點 8 再次進行滴定時 一定要將滴定管內(nèi)液體重新注入至 0 刻度處 以免滴定時液體不足 9 強酸與強堿完全中和時 溶液的 pH 就為 7 但指示劑變色時 溶液的 pH 不等于 7 是因為 強酸強堿完全中和時溶液的 pH 就為 7 而滴定的終點則是通過指示劑顏色的變化 來觀察 此時溶液的 pH 往往不是 7 但由滴定曲線可知 在滴定過程中開始一段時間溶液 的 pH 變化不大 處于量變過程中 而在接近完全中和時 滴入 0 02ml 的堿溶液時 溶液 的 pH 變化很大 溶液由酸性變中性再變成堿性發(fā)生了突變 之后再滴入堿溶液 溶液的 pH 變化又比較緩慢 說明滴定過程中 溶液的酸堿性變化經(jīng)過了由量變引起質(zhì)變的過程 有一段發(fā)生了 pH 突變的過程 完全中和和酚酞或甲基橙指示劑變色的 pH 雖不同 但只相 差半滴 即只有 0 02ml 左右 這種誤差在許可的范圍之內(nèi) 三 酸堿中和滴定誤差分析 根據(jù) c B A 為標準液 B 為待測液 強酸滴定強堿誤差分析 標準液體積偏大 實驗結(jié)果就偏大 反之 實驗結(jié)果偏小 說明 用已知濃度的鹽酸滴定未知濃度的氫氧化鈉為例 如完全中和 有 1 下列操作會使鹽酸的體積變大 滴定結(jié)果 c 偏高 滴定前未排除氣泡 滴定后氣泡消失 滴定前俯視讀數(shù)或滴定后仰視讀數(shù)或二者都發(fā)生 用有刻度的移液管移液時仰視讀數(shù) 滴定管未用標準液潤洗 直接盛放標準液 錐形瓶用水洗后又用待測液潤洗 把移液管尖端部分的殘留待測液也吹入錐形瓶中 滴定時 溶液快速成線流下 而使終點確定過遲 標準液滴入錐形瓶外 或滴在靠瓶口處的內(nèi)壁上而未用蒸餾水沖入瓶內(nèi) 標準液配制好后 倒進未用此液清洗過的試劑瓶再取用 2 下列操作會使鹽酸的體積變小 滴定結(jié)果 c 偏低 滴定前無氣泡 滴定終了有氣泡 滴定前仰視讀數(shù) 滴定后俯視讀數(shù) 有刻度的移液管移液時俯視讀數(shù) 滴定管或移液管未用待測液潤洗就直接量取待測液 移液管尖嘴處懸掛的一滴待測液未 靠 入錐形瓶中 待測液附著在錐形瓶口處未用水沖入瓶內(nèi) 錐形瓶搖動時 有待測液濺出 待測物是固體 稱量時 已吸潮 近終點時 就停止振蕩錐形瓶 或確定終點過早 盛裝過酸液的錐形瓶未經(jīng)充分洗滌又用來盛裝待測液 3 下列操作對滴定結(jié)果無影響 錐形瓶用蒸餾水洗滌后 直接盛裝待測液 向錐形瓶中注入待測液后 又用蒸餾水沖稀 例 1 用標準的 NaOH 溶液滴定未知濃度的鹽酸 選用酚酞作為指示劑 造成測定 結(jié)果偏高的原因可能是 A 配制標準溶液的 NaOH 中混有 Na2CO3雜質(zhì) B 滴定終點讀數(shù)時 俯視滴定管的刻度 其他操作正確 C 盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過 未用未知液潤洗 D 滴定到終點讀數(shù)時 發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液 解析 NaOH HCl 1 1 V NaOH c NaOH V HCl c HCl 所以 c HCl 討論 V NaOH c NaOH c HCl 的大小 可推知 c HCl 是否會出現(xiàn)誤差 對 A 選項 來說 由于等量的 NaOH 變成 Na2CO3后 所需 HCl 的量減少 所以結(jié)果偏低 對 B 選項滴 定終點時 由于滴定管 零 刻度在上 俯視讀數(shù)變小 仰視讀數(shù)變大 因為 V 堿 變小 c 酸 偏低 C 選項中 錐形瓶不用待測液潤洗 加水不影響測定 D 選項中懸掛的液體已包含 在 V NaOH 中 使 V 增大 C HCl 值偏高 答案 D 例 2 用下列方法測定空氣中的污染物含量 將一定體積的空氣通入吸收劑 并測定其 電導的變化 導體的電阻愈小 它的電導愈大 如測定 H2S 的含量 若用 CuSO4溶液吸收 可測定很大濃度范圍內(nèi)的 H2S 但電導變化不大 若用濃溴水吸收 僅限于低濃度范圍內(nèi) 的 H2S 但有很高的靈敏度 現(xiàn)要兼顧吸收容量與靈敏度 測定空氣中 Cl2的含量 則應(yīng)選 用下列吸收劑中的 A Na2SO3溶液 B KI 溶液 C NaOH 溶液 D H2O 解析 溶液電導的變化與溶液中離子濃度有關(guān) 離子濃度變大 電導變大 題中給出 的 4 種吸收劑分別與 Cl2的反應(yīng)情況如下 Na2SO3 Cl 2 H 2O Na 2SO4 2HCl 離子數(shù)目變大 2KI Cl 2 I 2 2KCl 離子數(shù)目基本不變 2NaOH Cl 2 NaCl NaClO H 2O 離子數(shù)目基本不變 Cl 2 H 2O HCl HClO 離子數(shù)目變大 再兼顧吸收容量 只有 A 符合題意 答案 A 例 3 維生素 C 又名抗壞血酸 分子式為 C6H8O6 具有較強的還原性 放置在空氣中易 被氧化 其含量可通過在弱酸性溶液中用已知濃度的 I2溶液進行測定 該反應(yīng)的化學方程 式如下 C 6H8O6 I 2 C 6H6O6 2HI 現(xiàn)欲測定某樣品中維生素 C 的含量 步驟如下 取 10mL 6mol L 的 CH3COOH 溶液加入 100mL 蒸餾水中 加熱煮沸后放置冷卻 精確稱取 0 2000g 樣品 溶解于上述冷卻的溶液中 加入 1mL 淀粉溶液后 立即用濃度為 0 05000 mol L 的 I2溶液進行滴定 直至溶液 中的藍色持續(xù)不褪為止 共消耗 21 00mLI2溶液 據(jù)此回答下列問題 為何加入的 CH3COOH 稀溶液要先經(jīng)煮沸 冷卻后才能使用 計算樣品中維生素 C 的質(zhì)量分數(shù) 解析 維生素 C 具有較強的還原性 放置在空氣中易被氧化 因此煮沸是為了除去溶 液中溶解的 O2 避免維生素 C 被 O2氧化 而冷卻是為了減緩滴定過程中維生素 C 與液面上 空氣接觸時被氧化的速率 C 6H8O6 I 2 C 6H6O6 2HI 加入淀粉是作為指示劑 測定溶液中 維生素 C 的含量 C 6H8O6 I 2 C 6H6O6 2HI 1 1 x 0 05000 mol L 0 021L 解得 x 0 00105mol 則維生素 C 的質(zhì)量分數(shù)為 答案 煮沸是為了除去溶液中溶解的 O2 避免維生素 C 被 O2氧化 冷卻是為了減緩滴 定過程中維生素 C 與液面上空氣接觸時被氧化的速率 92 40 例 4 用雙指示劑法測定試樣中含有 NaOH NaHCO 3 Na 2CO3中的一種或兩種物質(zhì)的含量 具體做法是 先向待測溶液中加入酚酞 用標準鹽酸滴定 當 NaOH 或 Na2CO3被轉(zhuǎn)化為 NaCl 或 NaHCO3時 酚酞由粉紅色褪為無色 消耗 V1mL 鹽酸 然后滴加甲基橙 繼續(xù)用標 準鹽酸滴定 當 NaHCO3轉(zhuǎn)化為 NaCl 時 溶液由黃色變?yōu)槌壬?消耗 V 2mL 鹽酸 試根據(jù)下表給出的 V1 V 2數(shù)據(jù)范圍 判斷原混合物的成分 填化學式 若稱取含雜質(zhì)的試樣 1 200g 雜質(zhì)不與 HCl 反應(yīng) 配制成 100 0mL 水溶液 取出 20 00mL 用 0 1000mol L 標準鹽酸滴定 測得 V1 35 00mL V 2 5 00mL 求試樣的成分 及其試樣中各成分的質(zhì)量分數(shù) V1 0 V 2 0 V1 0 V 2 0 V1 V 2 0 V2 V 1 0 V1 V 2 0 解析 NaOH NaHCO 3 Na 2CO3三種物質(zhì)都可以與鹽酸反應(yīng) NaOH HCl NaCl H 2O Na 2CO3 2HCl 2NaCl H 2O CO 2 向中逐滴滴加鹽酸時 反應(yīng)分兩步進行 Na2CO3 HCl NaHCO 3 NaCl NaHCO 3 HCl NaCl H 2O CO 2 NaHCO 3 HCl NaCl H 2O CO 2 同時 混合物中 NaOH 與 NaHCO3不能共存 否則會反應(yīng)產(chǎn)生 Na2CO3 則 V 1 0 V 2 0 時 原溶液就是 NaHCO3 此時 只存在 NaHCO3 HCl NaCl H 2O CO 2 V 1 0 V 2 0 說明此時無氣體放出 原物質(zhì)只是 NaOH V 1 V 2 0 說明在用酚酞或甲基橙作指示劑時 消耗的酸的物質(zhì)的量相同 則原物 質(zhì)只能是 Na2CO3 發(fā)生的反應(yīng)為 Na2CO3 HCl NaHCO 3 NaCl NaHCO 3 HCl NaCl H 2O CO 2 在 Na2CO3 HCl NaHCO 3 NaCl NaHCO 3 HCl NaCl H 2O CO 2 兩步反應(yīng)中消耗的 酸的物質(zhì)的量相同 現(xiàn) V2 V 1 0 說明第二步反應(yīng)中的 NaHCO3大于第一步生成的 NaHCO3 說明原混合物為 NaHCO3和 Na2CO3 同樣 在 Na2CO3 HCl NaHCO 3 NaCl NaHCO 3 HCl NaCl H 2O CO 2 兩步反應(yīng)中 消耗的酸的物質(zhì)的量相同 現(xiàn)有 V1 V 2 0 說明在第一步過程中還有一種物質(zhì)可與酸反應(yīng) 根據(jù)物質(zhì)共存的規(guī)律 肯定不是 NaOH 與 NaHCO3 同時又不是 NaHCO3和 Na2CO3 則只能是 NaOH Na 2CO3 由 V1 35 00mL V 2 5 00mL 說明 V1 V 2 0 即原混合物由 NaOH Na 2CO3組成 則有 假設(shè)原混合物中 NaOH 的物質(zhì)的量為 x Na 2CO3的物質(zhì)的量為 y NaOH HCl NaCl H 2O Na 2CO3 HCl NaHCO 3 NaCl 1 1 1 1 x x y y NaHCO3 HCl NaCl H 2O CO 2 1 1 y y 則有 y 0 005L 0 1000mol L 5 10 4 mol 則 x 0 035L 0 1000mol L 5 10 4 mol 3 10 3 mol 由此可得 Na 2CO3 22 08 NaOH 50 答案 V1 0 V 2 0 V1 0 V 2 0 V1 V 2 0 V2 V 1 0 V1 V 2 0 NaHCO3 NaOH Na2CO3 Na2CO3 NaHCO 3 NaOH Na 2CO3 NaOH 和 Na2CO3 Na 2CO3 22 08 NaOH 50 00 1 量筒和滴定管所盛放液體的凹面 都在 10 mL 刻度 若都采用仰視讀數(shù) 則前者比后 者的讀數(shù) A 大于 B 小于 C 等于 D 不能比較 2 用已知濃度的鹽酸滴定未知濃度的 NaOH 溶液時 下列操作中正確的是 A 酸式滴定管用蒸餾水洗凈后 直接加入已知濃度的鹽酸 B 錐形瓶用蒸餾水洗凈后 直接加入一定體積的未知濃度的 NaOH 溶液 C 滴定時 沒有逐出滴定管下口的氣泡 D 讀數(shù)時 視線與滴定管內(nèi)液體的凹液面最低處保持水平 3 室溫下 0 l mol L NaOH 溶液滴定 a mL 某濃度的 HCl 溶液 達到終點時消耗 NaOH 溶 液 b mL 此時溶液中氫離子的濃度 c H 是 單位 mol L A 0 la a b B 0 1b a b C 1 107 D 1 10 7 4 有 三瓶體積相等 濃度都是 1 mol L 的 HCl 溶液 將 加熱蒸發(fā)至體積 減 少一半 在 中加入少量 CH3COONa 固體 加入后溶液仍呈強酸性 不作改變 然后以 酚酞做指示劑 用 NaOH 溶液滴定上述三種溶液 所消耗的 NaOH 溶液的體積是 A B C D 5 實驗室用標準鹽酸溶液測定某 NaOH 溶液的濃度 用甲基橙作指示劑 下列操作中可 能使測定結(jié)果偏低的是 A 酸式滴定管在裝酸液前未用標準鹽酸溶液潤洗 2 3 次 B 開始實驗時酸式滴定管尖嘴部分有氣泡 在滴定過程中氣泡消失 C 錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化由黃色變橙色 立即記下滴定管液面所在刻度 D 盛 NaOH 溶液的錐形瓶滴定前用 NaOH 溶液潤洗 2 3 次 6 用已知濃度的鹽酸滴定由 NaOH 固體配成的溶液時 下列操作會使滴定結(jié)果偏低的是 A NaOH 固體稱量時間過長 B 盛放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 中含有 KOH 雜質(zhì) 7 用 0 l mol L NaOH 溶液滴定 100mL0 l mol L 的 HCl 溶液時 如果滴定誤差在 0 1 以內(nèi) 反應(yīng)完畢后 溶液的 pH 值范圍為 A 6 9 7 1 B 3 3 10 7 C 4 3 9 7 D 6 8 8 以下是幾種酸堿指示劑變色的 pH 范圍 甲基橙 3 1 4 4 甲基紅 4 4 6 2 酚酞 8 2 10 現(xiàn)用 0 1000 mol L 1 NaOH 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 C 可以用 或 D 可以用 或 9 有一支 50 mL 酸式滴定管 其中盛有溶液 液面恰好在 10 0 mL 刻度處 把滴定管中 的溶液全部流下排出 盛接在量筒中 量筒內(nèi)溶液的體積 A 大于 40 0 mL B 為 40 0 mL C 小于 40 0 mL D 為 10 0 mL 10 下圖是向 100 mL 的鹽酸中逐漸加入 NaOH 溶液時 溶液的 pH 變化圖 根據(jù)圖所得結(jié) 論正確的是 A 原來鹽酸的物質(zhì)的量濃度為 0 1 mol L 1 B 處為 0 1 mol 的 NaOH 溶液 C 原來鹽酸的物質(zhì)的量濃度為 1 mol L 1 D 處為 0 01 mol 的 NaOH 溶液 11 用 0 1 mol L 1 NaOH 溶液滴定 0 1 mol L 1 鹽酸 如達到滴定的終點時不慎多加 了 1 滴 NaOH 溶液 1 滴溶液的體積約為 0 05 mL 繼續(xù)加水至 50 mL 所得溶液的 pH 是 A 4 B 7 2 C 10 D 11 3 12 下面是一段關(guān)于酸堿中和實驗操作的敘述 取一錐形瓶 用待測 NaOH 溶液潤洗兩 次 在一錐形瓶中加入 25 mL 待測 NaOH 溶液 加入幾滴石蕊試劑做指示劑 取一支 酸式滴定管 洗滌干凈 直接往酸式滴定管中注入標準酸溶液 進行滴定 左手旋轉(zhuǎn) 滴定管的玻璃活塞 右手不停搖動錐形瓶 兩眼注視著滴定管內(nèi)鹽酸溶液液面下降 直 至滴定終點 文中所述操作有錯誤的序號為 A B C D 13 若完全中和某一強酸需用一定量的 NaOH 1 若改用和這些 NaOH 質(zhì)量相同的 Ca OH 2 則反應(yīng)后溶液顯 性 2 若改用相同物質(zhì)的量的 Ba OH 2 則反應(yīng)后溶液顯 性 3 若改用相同物質(zhì)的量的氨水溶液 則反應(yīng)后溶液顯 性 14 草酸晶體的組成可表示為 H2C2O4 xH2O 為測定 x 進行下述實驗 1 稱取 W g 草酸晶體配成 100 00 mL 溶液 2 取 25 00 mL 置于錐形瓶中 加入適量稀硫酸 用濃度為 a mol L 高錳酸鉀溶液 滴定 滴定所發(fā)生反應(yīng)為 2KMnO 4 5H 2C2O4 3H 2SO4 K 2SO4 10CO 2 2MnSO 4 8H 2O 回 答下列問題 1 實驗 2 滴定時 高錳酸鉀溶液應(yīng)裝在 2 若滴定用的 KMnO4溶液因久置部分變質(zhì) 濃度偏低 則實驗結(jié)果所測定的 x 值將 3 若滴定中共用去 KMnO4溶液 V mL 則實驗測得所配草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為 由此算了草酸晶體中結(jié)晶水的 x 值是 15 有 pH 為 13 的 Ba OH 2 NaOH 的混合溶液 100mL 從中取出 25mL 用 0 025mol LH2SO4 滴定 當?shù)味ㄖ脸恋聿辉僭黾訒r 所消耗的酸的體積是滴定至終點所耗酸體積的一半 求 1 當?shù)蔚匠恋聿辉僭黾訒r 溶液的 pH 設(shè)體積可以加和 2 原混合溶液中 Ba OH 2和 NaOH 的物質(zhì)的量濃度 參考答案 1 B 2 BD 3 C 4 C 5 C 6 D 7 B 8 B 9 A 10 A 11 C 12 D 13 1 堿性 2 酸性 3 酸性 14 1 酸式滴定管中 2 偏大 3 0 1aVmol L 草酸晶體中結(jié)晶水的 x 值是 15 1 12 4 2 0 025mol L 0 05mol L