2021_2022学年新教材高中化学第3章水溶液中的离子反应与平衡第2节第3课时酸碱中和滴定课件新人教版选择性必修1

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名称 2021_2022学年新教材高中化学第3章水溶液中的离子反应与平衡第2节第3课时酸碱中和滴定课件新人教版选择性必修1
格式 pptx
文件大小 1.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2022-01-10 15:19:30

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文档简介

(共55张PPT)
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第3课时 酸碱中和滴定
素养目标
1.了解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,培养科学探究与创新意识
2.掌握酸碱中和滴定的实验操作、计算方法和误差分析
学法指导
1.本实验的重要基础为酸式或碱式滴定管的使用,所以要先掌握滴定管的使用方法,并在实验室中加以必要的操作训练
2.按实验步骤进行酸碱中和滴定操作训练,并在实验过程中注意减少实验误差
知识导图
课前 · 新知导学
1.定义
依据______________,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。
2.原理
(1)实质:__________________(填离子方程式)。
(2)原理:中和反应中酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等。即c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱。
中和反应 
酸碱中和滴定的原理
H++OH-===H2O 
酸碱中和滴定的基础知识
酸式滴定管 
碱式滴定管 
(2)滴定管的使用。
①检查仪器:使用前先检查滴定管活塞______________。
②润洗仪器:在加入反应液之前,洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗________次。
③加入反应液:分别将反应液加入到相应滴定管中,使液面位于滴定管刻度_______________处。
④调节起始读数:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分________________,并使液面处于______________________,准确读取数值并记录。
是否漏水 
2~3 
“0”以上2~3 mL 
充满反应液 
“0”刻度(或“0”刻度以下) 
2.试剂
酸碱中和滴定所用试剂为__________、____________和指示剂,酸碱中和滴定中通常用______________或________作指示剂。
3.常见酸碱指示剂的变色范围
指示剂 变化范围
石蕊 pH<5____色 5~8紫色 >8____色
酚酞 pH<8.2无色 8.2~10浅红色 >10____色
甲基橙 pH<3.1红色 3.1~4.4____色 >4.4黄色
标准液 
待测液 
甲基橙 
酚酞 
红 
蓝 
红 
橙 
4.实验数据的处理(以标准盐酸滴定NaOH溶液为例)
重复实验2~3次,根据c(NaOH)=______________,计算出每一次实验中待测NaOH溶液的浓度c(NaOH),然后求其平均值即可。
(1)酸碱恰好完全中和时,所用酸和碱的物质的量是否一定相等?
(2)酸碱中和滴定实验中,为何一般不用紫色石蕊作指示剂?
微思考
【答案】(1)不一定。若酸和碱的元数相同,则所用酸和碱的物质的量相等,否则不相等。
(2)石蕊的颜色变化不明显,会使滴定误差变大。
 正误判断。(对的打“√”,错的打“×”)
(1)任何酸、碱反应的离子方程式都可写作H++OH-===H2O。 (  )
(2)对滴定管内的溶液读数时,仰视使读数偏小。 (  )
(3)酸式滴定管用于量取酸性溶液,碱式滴定管用于量取碱性溶液。 (  )
(4)酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差。 (  )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)×
课堂 · 素养初培
任务一 酸碱中和滴定实验的关键及重要操作
素养探源 核心素养 考查途径
科学探究与创新意识 以实验基本操作形式考查滴定管的选用、滴定管的基本使用方法、中和滴定时的操作,特别是关于中和滴定的延伸考查,如氧化还原滴定或沉淀滴定等
[情境导入]
某班学生通过分组实验测定酸碱滴定曲线。实验用品:0.1 mol·L-1 HCl溶液、0.1 mol·L-1 NaOH溶液、蒸馏水、pH计、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台(带滴定管夹)、锥形瓶。甲、乙、丙三组同学均取20.00 mL溶液于锥形瓶中,且所用的试剂完全相同,
根据实验所得的数据绘制的曲线分别如图中
a、b、c所示,其中乙和丙两组同学的操作存在
着不足或失误。
(1)乙同学操作上的不足之处是什么?
【答案】由曲线 b可知,乙同学在滴定过程中,在滴定终点附近测试和记录pH的间隔过大,应在滴定突变时记录消耗NaOH溶液的体积。
(2)造成丙组同学的曲线与甲组同学不同的原因可能是什么?
【答案】甲同学所用NaOH溶液体积较少,丙同学所用NaOH溶液体积较多。原因可能是用待测液润洗锥形瓶或者滴定使用的滴定管的尖嘴部分在滴定前有气泡未排出,滴定后气泡消失等。
(3)在中和滴定实验中,已知浓度的标准溶液是放在锥形瓶中还是滴定管中是人为规定的,只要指示剂和滴定管能够和实验要求相符合(指示剂变色范围在终点pH突变范围之内,滴定管不过大或过小)即可。当然,一般情况下,待测液和指示剂放在锥形瓶中,标准溶液放在滴定管中。
 阅读下列实验内容,根据题目要求回答问题。
某学生为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:用1.00 mL待测硫酸溶液配制成100 mL稀硫酸;以0.14 mol·L-1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25.00 mL,滴定终止时消耗NaOH溶液15.00 mL。
(1)该学生用0.14 mol·L-1NaOH标准溶液滴定稀硫酸的实验操作如下:
A.用酸式滴定管取稀硫酸25.00 mL,注入锥形瓶中,加入指示剂
B.用待测液润洗酸式滴定管
[典例精练]
C.用蒸馏水洗干净滴定管
D.取碱式滴定管用标准NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2~3 mL处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至“0”刻度
E.检查滴定管是否漏水
F.另取锥形瓶,再重复操作一次
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
①滴定操作的正确顺序是____________________(用序号填写)。
②该滴定操作中应选用的指示剂是______________。
③在G操作中判断滴定终点的方法是______________
______________。
(2)如有1 mol·L-1和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,应用__________ mol·L-1的NaOH溶液,原因是_______________________________。
【答案】 (1)①ECDBAGF ②酚酞 ③滴入半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟内不褪色
(2)0.1 溶液浓度越稀,误差就越小
【解析】(1)①中和滴定实验的步骤为检漏→洗涤→润洗→加液→滴定,故顺序为ECDBAGF;②指示剂可以使用酚酞;③达到滴定终点时,滴入半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟不褪色。(2)进行滴定时,所用标准溶液浓度越稀,误差就越小,故选用0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液。
 用物质的量浓度为a mol·L-1的标准NaOH溶液去滴定V mL盐酸,请填写下列空白:
(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后,接下来应该进行的操作是__________________________。
(2)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入
________(填“甲”或“乙”)中。
(3)如图是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数,c(HCl)=________________ mol·L-1。
(4)取20.00 mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验 编号 NaOH溶液的浓度/(mol·L-1) 滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积/mL 待测盐酸的体积/mL
1 0.10 22.62 20.00
2 0.10 22.72 20.00
3 0.10 22.80 20.00
①滴定达到终点的标志是_________________________________。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为______(保留两位有效数字)。
【解析】滴定管用蒸馏水洗净后应用待装液润洗。
任务二 酸碱中和滴定误差分析
素养探源 核心素养 考查途径
科学探究与创新意识 在实验基本操作综合题中考查滴定基本仪器的选择或实验方法,及不当操作可能带来的误差分析,难度一般不大
[情境导入]
在化学实验操作中,往往由于读数不规范导致较大的实验误差。
图1
图2
图3
(1)图1:配制500 mL 1 mol·L-1稀硫酸实验中,用量筒量取18 mol·L-1浓硫酸时俯视读数,会导致所配溶液浓度有何变化?
【答案】先计算所需体积再量取,俯视读数使得所量液体体积小于所需的体积,使配得溶液浓度偏低。
(2)图2:配制100 mL 5 mol·L-1氯化钠溶液实验中,定容时仰视,会导致所配溶液浓度有何变化?
【答案】定容时仰视,当液面已超过刻度线后才认为恰好与刻度线相切,使配得溶液浓度偏低。
(3)图3:用标准盐酸滴定待测NaOH溶液实验中,使用碱式滴定管开始平视,后来俯视读数,会导致所测溶液的浓度有何变化?
【答案】假设由滴定管放出20.00 mL待测NaOH溶液到锥形瓶中,起始时液面在“0”刻度处,俯视时液面已超过20.00 mL刻度后才认为恰好为20.00 mL,放出的液体偏多,消耗的盐酸偏多,所测浓度偏高。
(4)图3:用标准NaOH溶液滴定待测盐酸实验中,使用碱式滴定管开始平视,后来俯视读数会导致所测溶液的浓度有何变化?
【答案】NaOH是标准溶液,俯视使读数偏小、V标偏小,待测液浓度偏低。
2.常见的误差分析
可能情况 操作及读数 结果
仪器的洗涤或润洗 未用标准液润洗滴定管 偏高
未用待测液润洗移液管或所用的滴定管 偏低
用待测液润洗锥形瓶 偏高
洗涤后锥形瓶未干燥 无影响
滴定时溅落液体 标准液滴在锥形瓶外一滴 偏高
待测液溅出锥形瓶外一滴 偏低
将移液管下部的残留液吹入锥形瓶 偏高
可能情况 操作及读数 结果
尖嘴处气泡处理不当 滴定前有气泡,滴定后无气泡 偏高
滴定前无气泡,滴定后有气泡 偏低
读数不正确 滴定前仰视,滴定后平视 偏低
滴定前平视,滴定后仰视 偏高
滴定前仰视,滴定后俯视 偏低
达终点后,滴定管尖嘴处悬一滴标准液 偏高
3.俯视或仰视所产生的误差分析
在进行误差分析时,要特别注意俯视(视线偏高)及仰视(视线偏低)的含义,并注意区分俯视、仰视对量筒、滴定管产生误差的不同(如图)。
 下列实验操作不会引起误差的是 (  )
A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶
B.酸碱中和滴定时,用蒸馏水冲洗干净的滴定管直接盛装标准溶液
C.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸时,选用酚酞做指示剂,实验时不小心多加了几滴指示剂
D.用标准盐酸测定未知浓度NaOH溶液,结束实验时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,开始实验时无气泡
[典例精练]
【答案】C
【解析】锥形瓶一定不要用待测液润洗,否则使待测液的体积偏大,消耗标准液的体积偏大,从而使所测浓度偏大,A错误;用蒸馏水冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液,还是量取待测溶液,都必须用待装溶液润洗2~3次,否则会使待装溶液比原来溶液的浓度偏小,影响结果,B错误;开始实验时酸式滴定管中无气泡,结束实验时有气泡,会导致所读取的V(盐酸)偏小,依据V(盐酸)·c(HCl)=V(NaOH溶液)·c(NaOH),所测的c(NaOH)偏小,D错误。
 用标准NaOH溶液滴定待测盐酸的下列操作中,会使测定结果偏高的是 (  )
A.碱式滴定管用蒸馏水洗净后,未经标准液润洗就注入标准NaOH溶液
B.用酸式滴定管取待测液时,尖嘴部分有气泡,使用过程中变无
C.锥形瓶中有少量蒸馏水
D.滴定前,读碱液体积时,仰视读数
【答案】A
【解析】c(NaOH)标准·V(NaOH溶液)标准=c(HCl)待测·V(HCl溶液)待测,A项未润洗,会使V(NaOH溶液)增大,使c(HCl)偏高;B项气泡体积充当了盐酸的体积,会使消耗V(NaOH溶液)偏少,c(HCl)偏低;锥形瓶中有少量水对测定结果无影响;D项滴定前仰视,会使V(NaOH)偏小,使测得c(HCl)偏低。
辨析 · 易错易混
 对滴定管的基本结构模糊导致判断或读数出现问题
例题 一支规格为a mL的滴定管,其尖嘴部分充满溶液,管内液面在m mL处,当液面降到n mL处时,下列判断正确的是 (  )
A.流出溶液的体积为(m-n)mL
B.流出溶液的体积为(n-m)mL
C.管内溶液体积等于(a-n)mL
D.管内溶液体积多于n mL
错解:A或C
错因分析:若忽视了滴定管的刻度“上小下大”,误认为m>n而致错选A;由于规格为a mL,则最大刻度为a mL,但该刻度下还有一段无刻度的部分,若忽视这部分结构,则易错选C。
满分策略:滴定管的结构特点:“0”刻度在上,自上而下,刻度数值逐渐增大,故放出液体的体积为(n-m)mL。
正解:B
小练 · 素养达成
1.用甲基橙作指示剂,用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液,下列说法正确的是 (  )
A.可以用酚酞代替指示剂
B.滴定前用待测液润洗锥形瓶
C.若氢氧化钠吸收少量CO2,不影响滴定结果
D.当锥形瓶内溶液由橙色变为红色,且半分钟内不褪色,即达到滴定终点
【答案】C
2.下列有关叙述正确的是 (  )
A.滴定管下端连有乳胶管的为酸式滴定管
B.滴定前,锥形瓶用蒸馏水洗净后必须要烘干
C.滴定前,应先排出滴定管尖嘴部分的气泡
D.滴定过程中眼睛应注视滴定管内液面的变化
【答案】C
【解析】滴定管下端连有乳胶管的为碱式滴定管,A错误;滴定前,锥形瓶洗净后无须干燥,B错误;滴定过程中眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化,D错误。
3.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,所选用的滴定管如图甲、乙所示,从下表中选出正确选项 (  )
选项 锥形瓶中溶液 滴定管中溶液 指示剂 滴定管
A 碱 酸 石蕊 乙
B 酸 碱 酚酞 甲
C 碱 酸 甲基橙 乙
D 酸 碱 酚酞 乙
【答案】D
【解析】甲为酸式滴定管,乙为碱式滴定管。酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂,且碱式滴定管不能盛放酸液,酸式滴定管不能盛放碱液。
4.下列有关中和滴定的操作:①用标准液润洗滴定管;②向滴定管内注入标准溶液;③检查滴定管是否漏水;④滴定;⑤滴加指示剂于待测液;⑥洗涤。正确的操作顺序是 (  )
A.③⑥①②⑤④ B.⑤①②⑥④③
C.⑤④③②①⑥ D.③①②④⑤⑥
【答案】A
【解析】有关中和滴定的实验操作,首先是检查滴定管是否漏水,然后是洗涤滴定管,再润洗,向滴定管中注入标准溶液,然后向待测溶液中滴加指示剂,最后滴定。因此顺序是③⑥①②⑤④。
5.如图所示是用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度盐酸(酚酞作指示剂)的滴定曲线。下列说法正确的是 (  )
A.水电离出的氢离子浓度:a>b
B.用NaOH溶液滴定盐酸时选择的指示剂只能是酚酞
C.指示剂变色时,说明盐酸与NaOH恰好完全反应
D.该未知浓度盐酸浓度为0.100 0 mol·L-1
【答案】D
【解析】a点pH小,H+浓度大,a点H+对H2O的电离抑制作用更强,所以水电离出的氢离子浓度:a<b,A错误;用NaOH溶液滴定盐酸时选择的指示剂可以是酚酞,也可以是甲基橙,B错误;酚酞的变色范围为8.2~10,所以指示剂变色时,盐酸与NaOH不是恰好完全反应,C错误;滴定20.00 mL该盐酸至pH等于7时,消耗0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液20.00 mL,则HCl浓度等于NaOH浓度,也为0.100 0 mol·L-1,D正确。
6.某同学欲用已知物质的量浓度为0.100 0 mol·L-1的盐酸测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视_____________________ _________________。直到因加入半滴盐酸,溶液的颜色由________色变为____色,半分钟内不恢复原色,立即停止滴定。
(2)下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是________(填序号)。
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
E.滴定过程中,锥形瓶的振荡过于激烈,使少量溶液溅出
(3)若第一次滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示。则起始读数为V1=________ mL,终点读数V2=________ mL。
(4)再结合下表数据,计算被测氢氧化钠溶液的物质的量浓度是________ mol·L-1。
滴定次数 待测溶液体积/mL 标准盐酸的体积/mL
滴定前的刻度/mL 滴定后的刻度/mL
第一次 10.00 V1 V2
第二次 10.00 4.10 21.10
第三次 10.00 0.40 17.60
【答案】(1)锥形瓶内溶液颜色的变化 黄 橙
(2)DE (3)9.00 26.10 (4)0.171 0