第二单元 溶液的酸碱性 第2课时（教学课件） 化学苏教版2019选择性必修1

专题3 水溶液中的 离子反应 第二单元 溶液的酸碱性 第2课时 酸碱中和滴定 苏教版2019选择性必修1 2 酸碱中和滴定实验 1 知识导航 酸碱中和滴定误差分析 3 酸碱中和滴定的拓展应用 知识导航 明·学习目标 1.了解酸碱中和滴定的原理，知道酸碱中和滴定中溶液pH的变化是判断滴定终点的依据，掌握滴定管的使用方法，了解指示剂的选择方法； 2.掌握酸碱中和滴定的主要仪器及用途，掌握酸碱中和滴定的实验操作、数据处理、误差分析及其在定量测定中的迁移应用。 引·新课导入 思考与讨论 溶液的pH对于人们的日常生活、工农业生产、环保领域、科研方面等有哪些重要意义？ 引·新课导入 实验室现有一瓶标签有损的氢氧化钠溶液，有没有办法知道它的浓度呢？ 操作方法 测量数据 加入一定体积已知浓度的FeCl3溶液 加入一定体积已知浓度的NH4Cl溶液并加热 加入已知浓度的HCl溶液 生成的沉淀质量 生成的氨气的体积 消耗的HCl溶液的体积 01 酸碱中和滴定实验 1.实验原理 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 酸碱中和滴定是一种快速、准确地测量未知浓度酸、碱溶液浓度的方法。将已知浓度的酸（或碱）溶液与一定体积、未知浓度的碱（或酸）溶液反应，反应完全时测定消耗的已知浓度酸（或碱）溶液的体积，根据参加反应的 酸、碱的物质的量对应关系，即可推算出未知浓度的碱（或酸）溶液的浓度。 ①反应实质： H＋＋OH－=H2O ②定量关系： n(H＋)＝n(OH－)  若是一元酸和一元碱反应，则_____________________ c酸·V酸＝c碱·V碱 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 1.实验原理 实验室现有一瓶标签有损的氢氧化钠溶液，有没有办法知道它的浓度呢？ 一元酸雨一元碱恰好反应时：c酸·V酸＝c碱·V碱 V[NaOH(aq)] V[HCl(aq)] . c(HCl) . ＝c(NaOH) c(HCl) V[HCl(aq)] c(NaOH) ＝ . V[NaOH(aq)] 已知0.100 0 mol/L 待测定 量取一定体积 1.实验原理 探·知识奥秘 你认为酸碱中和滴定实验要解决的关键问题是什么？ 一、酸碱中和滴定实验 (1)准确测量参加反应的两种溶液的体积--精度高的仪器 (2)准确判断中和反应是否恰好完全反应(滴定终点)--合适的指示剂 2.滴定管 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 c(OH-)/(mol·L－1) pH （1）分类与构造 认识滴定管 量程、温度、刻度 （0刻度在上方， 尖嘴部分无刻度） 碱式滴定管： 盛放碱性 溶液（如 NaOH、 Na2CO3等） 酸式滴定管： 盛放酸性、 中性和氧化 性溶液（如 KMnO4、 溴水等） 2.滴定管 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 c(OH-)/(mol·L－1) pH （1）分类与构造 认识滴定管 酸碱通用滴定管： 聚四氟乙烯活塞， 俗称“塑料王”， 具有耐热、耐寒性、 抗酸抗碱特点， 几乎不溶于所有 的溶剂。 棕色滴定管： 盛放见光易 分解的溶液 （如AgNO3、 氯水等） 2.滴定管 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 如何读数呢？ V初 V末 ＝ 20.50 mL－2.50 mL ＝ 18.00 mL V ＝ V末－V初 最小分刻度：0.1 mL 可估读到：0.01 mL （2）读数 2.滴定管 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 方法导引——使用滴定管的注意事项 （1）检漏：使用滴定管之前，应检查活塞是否漏水，确保活塞不漏水方可使用。 （2）润洗：加入酸、碱溶液之前，应使用待装的酸、碱溶液分别润洗酸式滴定管、碱式滴定管内壁2~3次。方法是：从滴定管上口加入3~5 mL待装的酸或碱溶液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿滴定管内壁；再将液体从滴定管下部放入预置的烧 杯中（对于酸式滴定管，轻轻转动活塞；对于碱式滴定管，轻轻挤压玻璃球）。 （3）排气泡并调节起始读数：注入待装的酸、碱溶液至滴定管“0”刻度以上2~3 mL，用滴定管夹固定滴定管。轻轻转动酸式滴定管的活塞，或轻轻挤压碱式滴定管的玻璃球，使滴定管的尖嘴部分充满溶液，并调整管中液面至“0”或“0”刻度以下，记录读数V0。 除去碱式滴定管乳胶管中的气泡 2.滴定管 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 方法导引——使用滴定管的注意事项 （4）使用酸式滴定管时，用左手控制活塞，拇指在管前，食指、中指在管后，手指略微弯曲，轻轻向内扣住活塞，手心空握以免碰到活塞使其松动漏出溶液，旋转活塞，溶液即可流出。使用碱式滴定管时，左手拇指在前，食指在后，捏住乳胶管中玻璃球的偏上部位，挤捏乳胶管，使其与玻璃球之间形成一条缝隙，溶液即可流出。 2.滴定管 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 方法导引——使用滴定管的注意事项 （5）滴定过程中，滴加溶液的速度不能过快，一般以每秒3~4滴为宜。接近终点时，应逐渐减慢滴加的速度，减为每次加入1滴溶液。在接近终点时，半滴半滴 地滴入溶液。滴加完毕后记录读数V1，则反应消耗溶液的体积为V1－V0。 滴定时：左手控制滴定管活塞（或轻轻挤捏乳胶管中玻璃球），右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。 2.滴定管 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 方法导引——使用滴定管的注意事项 （5）滴定过程中，滴加溶液的速度不能过快，一般以每秒3~4滴为宜。接近终点时，应逐渐减慢滴加的速度，减为每次加入1滴溶液。在接近终点时，半滴半滴 地滴入溶液。滴加完毕后记录读数V1，则反应消耗溶液的体积为V1－V0。 终点的判断：当滴入最后半滴标准液时，锥形瓶内溶液颜色恰好发生明显的改变且半分钟内不变色，即为滴定终点。 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 3.指示剂 如何选择恰当的酸碱指示剂来判断酸碱是否恰好完全反应？ 一般来说，酸碱指示剂通常是一些有机弱酸或有机弱碱，它们在水溶液中存在着电离平衡。例如，某一弱酸型酸碱指示剂（用HIn表示）在溶液中存在着如下电离平衡： HIn⇌H+＋In- ，HIn和In-的颜色不同。当溶液的酸碱性改变时，氢离子浓度发生变化，HIn的电离平衡发生移动，HIn和In-的浓度随之改变，颜色就会出现变化。 酸碱指示剂的作用原理 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 3.指示剂 1. 向酸式滴定管中注入0.100 0 mol·L-1盐酸，向碱式滴定管中注入0.1000 mol·L-1氢氧化钠溶液。 2. 认真阅读pH计的使用说明，熟悉pH计的使用方法，并进行操作练习。 3. 从酸式滴定管放出20.00 mL盐酸至锥形瓶中，再滴加2滴酚酞试液作为指示剂，用pH计测定其pH并记录在表3-8中。 4. 通过碱式滴定管向盐酸中滴加氢氧化钠溶液，并不断振荡。边滴定边测定锥形瓶内溶液的pH，记录在表3-8中。反应开始时记录的间隔可稍大，接近终点时逐渐减小间隔，最终每加一滴溶液记录一次数据［可参考下列滴加溶液的间隔 （单位：mL）：5.00、10.00、15.00、18.00、19.00、19.60、 19.95、20.00、20.05、21.00、22.00、30.00］。 能否选择酚酞、甲基橙或甲基红作为酸碱中和滴定的指示剂呢？ 实验探究 中和滴定曲线的绘制 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 3.指示剂 能否选择酚酞、甲基橙或甲基红作为酸碱中和滴定的指示剂呢？ 实验探究 中和滴定曲线的绘制 (1)计算滴定过程中的pH变化，填写下表空格： V(NaOH) 0.00 18.00 19.80 19.96 19.98 20.00 20.02 20.04 20.20 22.00 40.00 pH 1.00 2.28 3.30 4.00 4.30 7.00 9.70 10.00 10.70 11.70 12.52 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 3.指示剂 能否选择酚酞、甲基橙或甲基红作为酸碱中和滴定的指示剂呢？ 实验探究 中和滴定曲线的绘制 (2)根据上表数据绘制滴定曲线 由右图可知，滴定终点前后，溶液的pH产生突跃现象，而酚酞、甲基橙和甲基红的变色范围正好处于这一突变范围内，所以不会造成较大的误差。 注意：不选石蕊做指示剂，因为其颜色变化不明显。 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 3.指示剂 能否选择酚酞、甲基橙或甲基红作为酸碱中和滴定的指示剂呢？ 实验探究 指示剂的选择方法 (1)强酸与强碱相互滴定时： 选甲基橙、甲基红或酚酞都可以，但不能选石蕊试液(遇酸、碱颜色变化不明显)。一般原则是酸滴定碱，选甲基橙；碱滴定酸，选酚酞（人眼对颜色从浅到深的变化更敏感，可减少滴定误差）。 （2）强酸与弱碱或强碱与弱酸相互滴定时，看恰好中和时溶液呈酸性还是碱性： 若强酸与弱碱互滴，生成的盐呈酸性，则选甲基橙或甲基红； 若强碱与弱酸互滴，生成的盐呈碱性，则选酚酞。 4.基础实验——测定未知浓度盐酸的物质的量浓度 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 强酸与强碱的中和滴定 一．实验仪器和药品 仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶 药品：0.1000mol·L-1NaOH溶液，未知浓度的盐酸、酚酞、蒸馏水 二．实验步骤 (1)准备阶段： 滴定管：查漏→洗涤→润洗→装液→调液面（赶气泡）→记读数 锥形瓶：洗涤→注待测液→记读数→加指示剂 4.基础实验——测定未知浓度盐酸的物质的量浓度 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 强酸与强碱的中和滴定 二．实验步骤 (2)滴定阶段： 滴定：左手控制滴定管活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内颜色变化。 (3)终点判断：当滴入最后半滴氢氧化钠溶液，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不恢复原来的颜色，视为滴定终点。记录消耗标准液的体积。 4.基础实验——测定未知浓度盐酸的物质的量浓度 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 强酸与强碱的中和滴定 4.基础实验——测定未知浓度盐酸的物质的量浓度 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 强酸与强碱的中和滴定 三．数据处理 计算待测盐酸的物质的量浓度，求出三次测定数值的平均值。若几次测定结果相差较大，应重新进行测定。 实验编号 待测盐酸的体积/mL 0.1000mol/L NaOH溶液 滴定前读数 滴定后读数 体积/mL 1 20.00 0.00 19.92 19.92 2 20.00 0.00 19.94 19.94 3 20.00 0.00 19.93 19.93 4.基础实验——测定未知浓度盐酸的物质的量浓度 探·知识奥秘 一、酸碱中和滴定实验 三．数据处理 实验编号 待测盐酸的体积/mL 0.1000mol/L NaOH溶液 滴定前读数 滴定后读数 体积/mL 1 20.00 0.00 19.92 19.92 2 20.00 0.00 19.94 19.94 3 20.00 0.00 19.93 19.93 c1(HCl) c(NaOH)·V[NaOH(aq)] ＝ V[HCl(aq)] ＝ 0.09960 mol/L + 0.09970 mol/L + 0.09965mol/L 3 0.100 0 mol/L×0.01992 L 0.02000 L ＝ ＝0.09960 mol/L c(HCl) ＝0.09965 mol/L 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)一支标有“20 ℃、25 mL”字样的滴定管内装液体到刻度1.00 mL时，管内液体的体积大于24.00 mL( ) (2)用50 mL酸式滴定管可准确量取25.00 mL KMnO4溶液( ) (3)“中和滴定”实验中，锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用，滴定管用蒸馏水洗净后，必须润洗后方可使用( ) (4)当观察到锥形瓶中颜色发生变化，立即停止滴定并记下滴定管液面读数( ) (5)量取20.00 mL待测液时可用量筒量取( ) (6)滴定管盛标准溶液时，调液面一定要调到“0”刻度( ) 析·典型范例 √ √ √ × × × A. 滴定时应选择酚酞作指示剂 B．反应到达滴定终点时，溶液由 浅红色变为无色 C．选择甲基红作指示剂，会导致 所测c(NaOH)偏小 D．标准溶液改用等浓度的盐酸，突变范围会变大 2．常温下，用0.100 0 mol·L－1 CH3COOH标准溶液滴定20.00 mL未知浓度的NaOH溶液，pH随CH3COOH溶液体积的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) 析·典型范例 C 02 酸碱中和滴定误差分析 探·知识奥秘 二、酸碱中和滴定误差分析 核 心 公 式 c待测＝ V待测 c标准·V标准 定值 定值 V标偏大→c测偏大 V标偏小→c测偏小 探·知识奥秘 二、酸碱中和滴定误差分析 以标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸(酚酞作指示剂)为例 步骤 操作 V标准 c待测 洗涤 碱式滴定管未用标准溶液润洗 酸式滴定管未用待测溶液润洗 锥形瓶用待测溶液润洗 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 取液 放出酸液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失 偏大 偏大 偏小 偏小 偏大 偏大 不变 不变 偏小 偏小 探·知识奥秘 二、酸碱中和滴定误差分析 以标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸(酚酞作指示剂)为例 步骤 操作 V标准 c待测 滴定 碱式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失 振荡锥形瓶时部分液体溅出 部分碱液滴出锥形瓶外 滴入碱液过快，溶液变为红色后停止滴定，再加一滴盐酸红色未褪去 偏大 偏大 偏小 偏小 偏大 偏大 偏大 偏大 探·知识奥秘 二、酸碱中和滴定误差分析 以标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸(酚酞作指示剂)为例 步骤 操作 V标准 c待测 读数 滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯) 滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰) 开始仰视读数（读大了），滴定完毕俯视读数（读小了），滴定结果会偏小 开始俯视读数（读小了），滴定完毕仰视读数（读大了），滴定结果会偏大 偏小 偏小 偏大 偏大 1．使用酸碱中和滴定的方法，用0.01 mol·L－1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液，下列操作会使测定结果偏高的是(　　) ①用量筒量取浓盐酸配制0.01 mol·L－1稀盐酸时，量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸　②配制稀盐酸定容时，俯视容量瓶刻度线　③滴定结束时，读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴　④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下 A．①③ B．②④ C．②③④ D．①②③④ 析·典型范例 A 2．实验室用0.100 mol·L－1NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，下列操作会导致实验结果偏低的是（ ）。 A．碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗 B．盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗 C．滴定终点读数时，仰视滴定管的刻度 D．滴定过程中振荡锥形瓶，液体不慎溅出 析·典型范例 D 03 酸碱中和滴定的拓展应用 1.氧化还原滴定 探·知识奥秘 三、酸碱中和滴定拓展应用 (1)原理：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。 (2)实例：①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液： 原理：2MnO4－＋6H＋＋5H2C2O4=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。 指示剂：酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂，当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后，溶液由无色变浅红色，且半分钟内不褪色，说明到达滴定终点。 1.氧化还原滴定 探·知识奥秘 三、酸碱中和滴定拓展应用 (1)原理：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。 (2)实例：②Na2S2O3溶液滴定碘液 原理：2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI。 指示剂：用淀粉作指示剂，当滴入最后半滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点。 2.沉淀滴定 探·知识奥秘 三、酸碱中和滴定拓展应用 (1)原理：沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小，否则不能用这种指示剂。 （2）实例：生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，实际上应用最多的是银量法，即利用Ag＋与卤素离子的反应来测定Cl－、Br－、I－浓度。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl－的含量时常以CrO42-为指示剂，这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。 1．已知Ag2CrO4是砖红色沉淀，且AgCl比Ag2CrO4更难溶。下列滴定反应中，指示剂使用不正确的是（　　） A．用标准FeCl3溶液滴定KI溶液，选择KSCN溶液 B．用I2溶液滴定Na2SO3溶液，淀粉作指示剂 C．用AgNO3溶液滴定NaCl溶液，Na2CrO4作指示剂 D．用H2O2溶液滴定KI溶液，淀粉作指示剂 析·典型范例 D 计算试样中过氧化氢的浓度为　　　　mol·L－1。 ③若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则测定结果　　　　（填“偏高”“偏低”或“不变”）。 2．过氧化氢的水溶液适用于医用消毒、环境消毒和食品消毒。 (1)酸性条件下H2O2可将Fe2＋转化成Fe3＋，由此说明H2O2具有　　　　性。 (2)某兴趣小组同学用0.100 0 mol·L－1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中的过氧化氢，反应原理为2MnO4-＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑。 ①滴定达到终点的现象是　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②用移液管移取25.00 mL试样置于锥形瓶中，重复滴定四次，每次消耗酸性高锰酸钾标准溶液的体积如表所示：计算试样中过氧化氢的浓度为　 mol·L－1　 析·典型范例 氧化 锥形瓶内溶液恰好由无色变为浅紫色，且30秒内不褪色 0.180 0 酸碱中和滴定 实验 酸碱中和滴定拓展应用 实验原理 认识滴定管 选择指示剂 氧化还原滴定 沉淀滴定 理·核心要点 酸碱中和滴定 酸碱中和滴定误差分析 洗涤、取液 滴定、读数 基础实验 核心公式 1．下列关于各实验的叙述不正确的是(　　) A．①可用于测溶液的pH B．②是用酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液 C．③是滴定时手的正确操作 D. ④中最后半滴NaOH标准溶液使溶液由 无色变为红色，即到达滴定终点 练·技能实战 D A．100 ℃时水的电离常数较小 B．前者c(H＋)比后者大 C．水的电离过程是一个吸热过程 D．Kw和温度无直接关系 2．下列几种情况对中和滴定结果无影响的是(　　) 练·技能实战 B ①盛待测液的锥形瓶里留有蒸馏水 ②滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡，滴定后消失 ③滴定管在滴定前未将刻度调在“0”，而调在“2.40” ④滴定到达终点时，视线高于滴定管内液体的凹液面的最低点 A．① B．①③　　C．③④ D．②③ 解析 H2SO4电离出的c(H＋)＝0.02 mol·L－1，由Kw＝1.0×10－14可知c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1，OH－是由水电离产生的，则水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1。 3.用1.0 mol·L－1NaOH溶液中和某浓度硫酸时，其pH和所加NaOH溶液的体积(V)关系如图所示。原硫酸的物质的量浓度和反应后溶液的总体积是(　　) 练·技能实战 A．1 mol·L－1　60 mL B．0.5 mol·L－1 80 mL C．0.5 mol·L－1　60 mL D．1 mol·L－1　80 mL B A．常温下，将1 mL pH＝4的盐酸稀释至100 mL后，pH等于6 A．滴定选用的指示剂为甲基橙 B．本次实验测得Cl元素的质量分数为B．常温下，pH均为3的醋酸和硝酸，CH3COOH的浓度大于HNO3的浓度 C．常温下，pH为1的硝酸中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液，恰好完全中和 D．常温下，若V1 L pH＝11的NaOH溶液与V2 L pH＝3的HA溶液混合后显中性，则V1≤V2 4．通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷（POCl3）样品中Cl元素的含量，实验步骤如下： Ⅰ.取m g样品于锥形瓶中，加入足量的NaOH溶液，待完全反应后加稀硝酸至溶液显酸性； Ⅱ.向锥形瓶中加入0.100 0 mol·L－1的AgNO3溶液50.00 mL，使Cl－完全沉淀； Ⅲ.向其中加入2 mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖； Ⅳ.加入指示剂，用c mol·L－1NH4SCN溶液滴定过量Ag＋至终点，记下所用体积为VmL。 已知：AgCl易转化为AgSCN。下列说法正确的是（　　） 练·技能实战 B A．滴定选用的指示剂为甲基橙 B．本次实验测得Cl元素的质量分数为 C．硝基苯的作用为防止沉淀被氧化 D．若取消步骤Ⅲ，测定结果偏大 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