3.2 水的电离和溶液的pH 第3课时（同步课件）化学人教版选择性必修1

人教版选择性必修 1 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第3课时 酸碱中和滴定 第2节 水的电离和溶液的pH 1 酸碱中和滴定步骤 2 酸碱中和滴定原理 1 学习内容导览 2 1.掌握酸碱中和滴定的原理，熟记酸碱中和滴定的主要仪器的名称及用途。 。 2.能通过酸碱中和滴定测定未知酸或碱的浓度，掌握酸碱中和滴定的实验操作、计算方法和误差分析。 重点：酸碱中和滴定的原理及实验； 难点：酸碱中和滴定的实验操作、计算方法和误差分析。 素养锚定·课标定位 酸碱中和滴定曲线 酸碱中和滴定就是一种重要的定量分析 我们在研究物质时，常常需要对物质进行定性分析和定量分析。 情境启思·任务缘起 、酸碱中和滴定 原理 01 5 用0.1032 mol/L HCl 溶液滴定未知浓度的NaOH 溶液 一、酸碱中和滴定原理 任务一 有一瓶未知浓度的NaOH溶液，如何准确测出NaOH溶液的浓度？ NaOH + HCl = NaCl + H2O 1 mol 1 mol c(HCl) ·V[HCl(aq)] c(NaOH) ·V[NaOH(aq)] c(NaOH) ·V[NaOH(aq)]＝c(HCl) ·V[HCl(aq)] c(HCl) V[HCl(aq)] c(NaOH) ＝ . V[NaOH(aq)] 已知0.1032 mol/L 体积？ 体积？ 分层研学·探理悟新 6 1.酸碱中和滴定 知识总结 依据中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。 一、酸碱中和滴定原理 标准液 待测液 2.滴定原理 ① 中和反应的实质： ② 在酸碱恰好反应时： 反应中H+与OH-的物质的量相等 H+ + OH- = H2O n(H+) ＝ n(OH- ) ③若是一元酸和一元碱反应 c酸·V酸 ＝ c碱·V碱 分层研学·探理悟新 3.待测液的浓度计算： 知识总结 一、酸碱中和滴定原理 c(NaOH) ·V[NaOH(aq)]＝c(HCl) ·V[HCl(aq)] c(HCl) V[HCl(aq)] c(NaOH) ＝ . V[NaOH(aq)] 已知0.1032 mol/L 体积？ 体积？ 4.准确测量参加反应的两种溶液的体积 量取一定体积的待测液，用已知浓度的标准液来滴定，并记录所消耗标准液的体积，就可以计算出待测液的浓度。 C 待测 C 标准 V 标准 V 待测 分层研学·探理悟新 一、酸碱中和滴定原理 任务二 思考：你认为中和滴定实验要解决的关键问题是什么？ 酸碱恰好完全反应 c酸·V酸 ＝ c碱·V碱 NaOH + HCl = NaCl + H2O 盐酸和氢氧化钠的中和反应有明显的现象吗? 准确判断终点－选用合适的酸碱指示剂 分层研学·探理悟新 任务二 思考：你认为中和滴定实验要解决的关键问题是什么？ 酸碱指示剂的变色范围 酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，它 们在溶液中存在电离平衡，其分子与电离 出的离子呈现不同的颜色。因此，当pH 改 变时，分子、离子相对含量的变化会引起 溶液颜色的变化。例如，石蕊（以HIn 表 示）的电离平衡和颜色变化如下： HIn H++ In- 红色 蓝色 （酸色） （碱色） 指示剂的颜色变化是在一定的pH 范围内发生的。各种指示剂的变色范围是由实验测得的。几种常用指示剂的变色范围如图3-12 所示。 一、酸碱中和滴定原理 分层研学·探理悟新 10 5.酸碱指示剂 知识总结 一、酸碱中和滴定原理 指示剂有明显的颜色变化判断中和反应是否恰好进行完全 酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，它们在溶液中存在电离平衡，其分子与电离出的离子呈现不同的颜色。 分层研学·探理悟新 任务三 酸碱中和滴定滴定终点的判断 一、酸碱中和滴定原理 酸碱滴定过程中的pH突变 分层研学·探理悟新 6.滴定终点的确定 知识总结 ⑴绘制酸碱滴定曲线 一、酸碱中和滴定原理 用0.100 0mol/L NaOH溶液滴定20.00mL、0.1000mol/L HCl溶液(绘制酸碱滴定曲线) ①滴定前：c(H+)＝0.1000mol/L，pH=1.0 ②从滴定开始到化学计量点之前： 当滴入NaOH溶液 19.96mL时(比化学计量点NaOH溶液少1滴) c(H+)＝(20.00mL－19.96mL)×0.1000mol/L÷(20.00mL+19.96mL) ＝1.000×10-4mol/L pH＝-lg(1.000×10-4)＝4.0 分层研学·探理悟新 知识总结 一、酸碱中和滴定原理 6.滴定终点的确定 ⑴绘制酸碱滴定曲线 强碱滴定强酸 10 20 30 40 12 10 8 6 4 2 0 PH 分层研学·探理悟新 6.滴定终点的确定 知识总结 一、酸碱中和滴定原理 ⑴绘制酸碱滴定曲线 ③化学计量点时：溶液呈中性，c(H+)＝1.000×10-7mol/L， pH=7.0 ④化学计量点后： NaOH过量 当滴入NaOH溶液20.04mL时(比化学计量点NaOH溶液多1滴) c(OH-)＝(20.04mL－20.00mL)×0.1000mol/L÷(20.04mL+20.00mL) ＝1.000×10-4mol/L c(H+)＝1.000×10-10mol/L pH=10.0 分层研学·探理悟新 知识总结 一、酸碱中和滴定原理 6.滴定终点的确定 ⑴绘制酸碱滴定曲线 ⑤突变范围：pH在4－10之间 加入NaOH (mL) 0.00 10.00 15.00 18.00 19.00 19.96 20.00 20.04 21.00 溶液pH值 1.0 1.2 1.8 2.3 2.6 4.0 7.0 10.0 11.4 分层研学·探理悟新 知识总结 一、酸碱中和滴定原理 ⑴绘制酸碱滴定曲线 强碱滴定强酸 突变范围 反应终点 10 20 30 40 12 10 8 6 4 2 0 PH pH 20.04mL 19.96mL 分层研学·探理悟新 6.滴定终点的确定 知识总结 一、酸碱中和滴定原理 ⑵指示剂选择 10 20 30 40 12 10 8 6 4 2 0 PH 7 酚 酞 8 分层研学·探理悟新 知识总结 一、酸碱中和滴定原理 10 20 30 40 12 10 8 6 4 2 0 PH 6.滴定终点的确定 ⑵指示剂选择 甲基橙 7 3.1 4.4 分层研学·探理悟新 知识总结 一、酸碱中和滴定原理 6.滴定终点的确定 ⑶滴定终点的确定 酸碱指示剂的颜色在pH突变范围发生明显的改变，就能以允许的误差表示反应已完全，即为滴定终点。 当接近滴定终点时，极少量的碱或酸就会引起溶液的pH 突变（如图3-11）。此 时指示剂明显的颜色变化表示反应已完全，即反应到达终点。 分层研学·探理悟新 知识总结 6.滴定终点的确定 一、酸碱中和滴定原理 ⑷指示剂的用量及确定 ①一般滴加2~3滴即可，不可多加 ②一般要求变色明显 石蕊因没有明显的单一颜色变换，通常不用作指示剂通常不用作指示剂。 ③使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致 强酸—强碱：选酚酞或甲基橙都可以 强酸滴定弱碱：滴定终点为酸性，选甲基橙 强碱滴定弱酸：滴定终点为碱性，选酚酞 分层研学·探理悟新 meiyangyang8602 【例1】用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸过程中的pH变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A.b点时，加入极少量NaOH溶液都会引起pH的突变 B.选指示剂时，其变色范围应在4.30~9.70之间 C.若将盐酸换成同浓度的CH3COOH溶液，曲线ab段将会上移 D.都使用酚酞作指示剂，若将NaOH溶液换成同浓度的氨水，所消耗氨水的体积较NaOH溶液小 一、酸碱中和滴定原理 D 典例剖析·逻辑释疑 酸碱中和滴定 步骤 02 23 任务四 思考：中和滴定实验如何准确测出参加反应的两种溶液的体积。 二、酸碱中和滴定步骤 准确测量体积——滴定管 分层研学·探理悟新 1.酸碱中和滴定实验仪器 知识总结 二、酸碱中和滴定步骤 ⑴主要仪器 滴定管，铁架台，滴定管夹，锥形瓶，烧杯、洗瓶 分层研学·探理悟新 1.酸碱中和滴定实验仪器 知识总结 ⑵滴定管构造 二、酸碱中和滴定步骤 精密度： 0.01mL 酸式滴定管 碱式滴定管 标有量程、使用温度、刻度 酸性、 氧化性的试剂 碱性的试剂 尖嘴部分 无刻度 带玻璃活塞 带玻璃球的乳胶管 “0”刻度线在上方，最下面有一段无刻度 分层研学·探理悟新 知识总结 1.酸碱中和滴定实验仪器 ⑶滴定管的使用方法 二、酸碱中和滴定步骤 分层研学·探理悟新 1.酸碱中和滴定实验仪器 知识总结 二、酸碱中和滴定步骤 ⑶滴定管的使用方法 ①查： 检查滴定管活塞是否漏水。 ②洗： 用所要盛装的溶液__________遍 润洗2-3 ④装： 将溶液加入相应滴定管，使液面位于0刻度线以上2-3ml ⑥记： 排除滴定管内气泡，使其充满溶液，调节液面处于____ 某一刻度 ③润： ⑤排： 用_______________遍 蒸馏水洗涤2-3 记录滴定管的初始读数。 分层研学·探理悟新 知识总结 1.酸碱中和滴定实验仪器 二、酸碱中和滴定步骤 ⑷滴定管的读数 (视线与凹液面最低点相平) V初 V末 V ＝ V末－V初 读数：20.45mL 读数：36.10mL ΔV ＝ V末－V初＝ 36.10 mL－20.45 mL＝ 15.65 mL 分层研学·探理悟新 任务五 酸碱中和滴定实验操作 二、酸碱中和滴定步骤 用0.1032 mol/L HCl 溶液滴定未知浓度的NaOH 溶液 分层研学·探理悟新 2.酸碱中和滴定实验操作 知识总结 二、酸碱中和滴定步骤 ⑴准备工作 滴定管 检漏 水洗→润洗 装液 赶气泡 调液面→初始读数 锥形瓶 洗：不可用待测液润洗 装：装入待测液 加：2⁓3滴指示剂 分层研学·探理悟新 31 2.酸碱中和滴定实验操作 知识总结 二、酸碱中和滴定步骤 ⑵滴定操作 控制滴定管的活塞 锥形瓶内溶液颜色变化 摇动锥形瓶 终点判断：当滴入最后半滴标准液时，刚好使锥形瓶中的溶液由粉红色变为无色，且半分钟内不变色，即到滴定终点。读数并记录。 分层研学·探理悟新 2.酸碱中和滴定实验操作 知识总结 二、酸碱中和滴定步骤 ⑶数据处理 实验次数 HCl溶液的体积/mL 待测NaOH溶液的体积/mL 1 27.84 25.00 2 27.83 25.00 3 27.85 25.00 NaOH+HCl=NaCl+H2O c酸.V酸=c碱.V碱 c(HCl) V[HCl(aq)] V[NaOH(aq)] = c(NaOH ) = 0.1032 mol/L×0.02784 L 0.02500 L = 0.1149mol/L 分层研学·探理悟新 知识总结 二、酸碱中和滴定步骤 2.酸碱中和滴定实验操作 ⑶数据处理 实验次数 HCl溶液的体积/mL 待测NaOH溶液的体积/mL 1 27.84 25.00 2 27.83 25.00 3 27.85 25.00 实验2：c2(NaOH)＝0.1149mol/L 实验3：c3(NaOH)＝0.1150 mol/L 将三次滴定测出的待测NaOH溶液浓度取平均值： c(NaOH) 0.1149mol/L + 0.1149 mol/L + 0.1150mol/L ＝ ＝ 3 0.1149 mol/L 答：测得NaOH的物质的量浓度为0.1149mol/L 分层研学·探理悟新 【例2】下列有关酸碱中和滴定实验的实验装置和操作的描述正确的是( ) A．图甲操作检查碱式滴定管是否漏液 B．图乙记录滴定终点读数为12.20 mL C．图丙装置可表示以NaOH为标准溶液滴定未知浓度的醋酸溶液 D．图丁向锥形瓶中滴入最后半滴盐酸标准溶液时，溶液由浅红色变为无色，且半分钟内不恢复原色，则达到滴定终点 二、酸碱中和滴定步骤 D 典例剖析·逻辑释疑 任务六 误差分析 二、酸碱中和滴定步骤 我们在研究物质时，常常需要对物质进行定性分析和定量分析。 确定物质的成分，包括元素、无机物所含的离子和有机物所含的官能团等，在化 学上叫做定性分析。定性分析主要包括试样的外表观察和准备、初步试验（如焰色试 验、灼烧试验和溶解试验等）、阳离子分析和阴离子分析等。 测定物质中元素、离子、官能团等各成分的含量，在化学上叫做定量分析。酸碱 中和滴定就是一种重要的定量分析。根据分析方法的不同，定量分析可分为化学分析 法和仪器分析法。化学分析法是指依特定的化学反应及其计量关系对物质进行分析的 方法；仪器分析法是指利用特定的仪器对物质进行定量分析的方法。根据取样多少， 定量分析可分为常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析等。 在定量分析中，实验误差是客观存在的，所以需要对所得的数据进行处理和评 价。例如：在实验中，如果出现误差较大的数据，则需要重新进行实验；在几次实验 结果相近的情况下，可计算它们的平均值。 定性分析与定量分析 分层研学·探理悟新 知识总结 3.酸碱中和滴定实验误差分析 ⑴决定误差原因 二、酸碱中和滴定步骤 C待测= c标准 · V标准 V待测 已知，定值 已知，定值 读数 则：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 分层研学·探理悟新 二、酸碱中和滴定步骤 知识总结 3.酸碱中和滴定实验误差分析 ⑵读数引起的误差 量筒、滴定管读数误差分析 注意：俯视(视线偏高)及仰视(视线偏低)；两者刻度不同。 分层研学·探理悟新 二、酸碱中和滴定步骤 知识总结 ⑶以用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例 3.酸碱中和滴定实验误差分析 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 碱式滴定管未用标准溶液润洗 锥形瓶用待测溶液润洗 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 取液 放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失 变大 偏高 变小 偏低 变大 偏高 不变 无影响 变小 偏低 分层研学·探理悟新 39 二、酸碱中和滴定步骤 知识总结 ⑶以用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例 滴定 酸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 部分酸液滴出锥形瓶外 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 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) 变大 偏高 变小 偏低 变大 偏高 变大 偏高 变小 偏低 变大 偏高 分层研学·探理悟新 【例3】某同学用0.1000mol•L﹣1的NaOH标准溶液滴定20.00mL未知浓度的盐酸，下列操作中，导致所测盐酸浓度偏高的是(　　) A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后，未用待测盐酸润洗，直接量取20.00mL盐酸注入锥形瓶中 B．碱式滴定管滴定前调节液面至“0”刻度，滴定后俯视读数 C．将盐酸注入锥形瓶前，先用少量待测盐酸润洗锥形瓶内壁 D．滴定终点时，视线与滴定管凹液面最低点保持水平读数 二、酸碱中和滴定步骤 C 典例剖析·逻辑释疑 酸碱中和滴定 酸碱中和滴定原理 酸碱中和滴定步骤 酸碱中和滴定 滴定原理 酸碱中和滴定实验仪器 酸碱中和滴定实验操作 酸碱中和滴定实验误差分析 待测液的浓度计算 准确测量参加反应的两种溶液的体积 酸碱指示剂 滴定终点的确定 体系梳整·认知升华 1．如图所示为常温下用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定10.00mL未知浓度的硫酸(用酚酞作指示剂)的滴定曲线。下列说法正确的是( )     A．水电离出的氢氧根离子浓度：a>b B．硫酸的物质的量浓度为0.2000mol·L－1 C．指示剂变色时，说明硫酸与NaOH恰好完全反应 D．当滴加NaOH溶液的体积为10.00mL时，该混合液的=0.05mol·L－1 D 当堂诊学·成效校验 2. 准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液滴定。下列说法正确的是(　　) A．滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定 B．随着NaOH溶液的滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大 C．用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定 D．滴定过程中，眼睛应注视滴定管内液面的下降 B 当堂诊学·成效校验 3.用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，待测液放在锥形瓶中。中和滴定时下列操作会使测定结果偏低的是(锥形瓶中溶液用滴定管量取)(　　) A．碱式滴定管未用待测碱液润洗 B．酸式滴定管未用标准盐酸润洗 C．滴定过程中滴定管内不慎有标准液溅出 D．滴定前俯视读数，滴定后读数正确 A 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 人教版选择性必修 1 https://www.zxxk.com/user/13354804 46 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $