3.4.2 离子反应的应用1(共33张PPT)-2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第一册课件

(共33张PPT)
第3章 物质在水溶液中的行为
第4节 离子反应
第2课时 离子反应的应用1
学习目标 核心素养培养
了解酸碱中和滴定的原理,知道酸碱中和滴定中,溶液pH的突变是判断滴定终点的依据,了解指示剂的选择方法, 变化观念与平衡思想
知道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 实验探究与创新意识
知道离子反应在生活生产中的应用 科学态度与社会责任
知识体系
二、离子反应的应用
1、物质的检验和含量测定
2、物质的制备
离子检验(定性)
离子浓度测定(定量)(酸碱中和滴定)
3、生活中常见的的离子反应
离子反应的应用之一：酸碱中和滴定原理
1.酸碱中和滴定的定义:
用已知物质的量浓度的酸或碱(标准溶液)来测定未知物质的量浓度的碱或酸(待测溶液或未知溶液)的方法叫做酸碱中和滴定。
2.酸碱中和滴定的原理：
以酸碱中和反应为基础 ( H++ OH- = H2O) , 在滴定达到终点 (即酸碱恰好反应)时,有 n(H+) =n(OH-) 即：C酸(H+) V酸= C碱(H+) V碱
C碱 V碱
V酸
C酸=
C酸 V酸
V碱
C碱=
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。
3.酸碱中和滴定的关键：
⑴准确量取(测定)参加反应的酸溶液和碱溶液的体积。
⑵ 准确判断中和反应的恰好进行（判断滴定终点）。
使用酸式和碱式滴定管量取溶液体积。(或使用移液管)
使用酸碱指示剂来确定滴定终点。
酸碱指示剂：酚酞、甲基橙、石蕊等。
滴定管主要用来精确地量取(转移)一定体积的液体。滴定管的精确度：0.01 mL。
移液管是用来准确转移固定体积的液体。
酸式和碱式滴定管（移液管）的用途
移液管
滴定管是内径均匀、带有刻度的细长玻璃管，下端有控制液体流量的玻璃活塞(或由橡胶管和玻璃球组成的阀)。
滴定管有“0”刻度，且小刻度在上,由上及下增大。
最小刻度0.1 ml，精确度0.01mL。
酸式和碱式滴定管构造
①检查仪器(检漏)：
使用前先检查滴定管活塞是否漏水。
②洗涤和润洗仪器：
用蒸馏水洗涤后，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 2～3 遍。
滴定管的使用方法
⑤滴定：
滴定结束后，准确读取数值V2并记录。
④调节起始读数(调液面)：
在滴定管下放一烧杯，调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满溶液，然后调节滴定管液面使其处于某一刻度，准确读取数值V1并记录。
0刻度或大于0的某一刻度
分别将反应液加入到相应滴定管中，使液面位于滴定管0刻度线以上2～3 mL 处。
③加入溶液(装液)：
思考：
1、 有一支25ml酸式滴定管内盛有溶液，液面在10.00 ml刻度处，当管内溶液全部排出时，所得溶液的体积是 。
大于15.00ml
2、酸式滴定管和碱式滴定管的结构有什么不同，为什么？盛放溶液时有何要求？
酸式滴定管：
酸性溶液,强氧化性溶液。
碱式滴定管：碱性溶液。
见光易分解的溶液：棕色滴定管
滴定操作和排气泡方法：
思考：3、如果滴定管下端尖嘴中有气泡存在，对实验结果有什么影响？如何除去气泡？
酸式滴定管：
快速的打开玻璃塞，放出一小股液体。
碱式滴定管：
用右手手指挤压玻璃球，快速放出一小股液体
常见酸碱指示剂及选择原则
酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱溶液
种类 对应溶液的颜色 变色范围
甲基橙溶液 橙 色 红3.1橙4.4黄
酚酞溶液 无 色 无色8浅红10红
石蕊溶液 紫 色 红5紫8蓝
溶液使指示剂改变颜色，发生化学变化。指示剂滴加太多必将消耗一部分酸碱溶液(一般为1→2滴)。
常见酸碱指示剂选择原则
①终点时,指示剂的颜色变化须明显,颜色变化最好由浅到深,易观察。因为石蕊试剂变化不灵敏，所以一般不用石蕊作中和滴定的指示剂。
②变色范围越窄越好,对溶液的酸碱性变化较灵敏。指示剂的变色范围尽可能与滴定终点时溶液的pH值接近。
③强酸滴定弱碱选甲基橙(红3.1橙4.4黄)
强碱滴定弱酸选酚酞(无8粉红色10红)
强酸滴定强碱酚酞或甲基橙
中和滴定过程中溶液的pH变化
示例：
用0.1000mol/L的NaOH溶液，滴定20 .00 ml 0.1000mol/L的HCl 溶液，求随VNaOH的增大，pH=？（填写下表并绘制中和滴定pH变化曲线）
VNaOH(mL) 0.00 10.00 15.00 18.00 19.00 19.50 19.96
pH
VNaOH(mL) 20.00 20.04 20.50 21.00 22.00 25.00 30.00
pH
1.00 1.48 1.84 2.27 2.59 2.90 4.00
7.00 10.00 11.09 11.39 11.68 12.05 12.30
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
反应终点
0
pH
突变范围
用NaOH溶液滴定HCl 溶液
中和滴定曲线
V(NaOH)/mL
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
反应终点
0
pH
突变范围
V(NaOH)/mL
酚酞变色点
甲基橙变色点
10
8
4.4
3.1
指示剂的变色范围和接近滴定终点时的PH突变范围的关系
变成红色
变成黄色
用NaOH溶液滴定HCl 溶液
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
0
用盐酸溶液滴定NaOH溶液滴定曲线曲线如下：
PH
V(HCl)/mL
pH
突变范围
反应终点
酚酞变色点
甲基橙变色点
10
8
4.4
3.1
结论：利用酚酞和甲基橙作为标识酸碱中和滴定终点的指示剂，符合误差标准的要求。
变成无色
变成橙色
4、酸碱中和滴定实验
酸碱中和滴所用的仪器：
酸式滴定管、碱式滴定管、
滴定管夹、铁架台、
锥形瓶、 烧杯。
酸碱中和滴定所用的试剂
标准液（已知准确浓度的溶液）、适当的指示剂
酸碱中和滴定的操作步骤
①检查是否漏水
②洗涤、用待装液润洗滴定管(2～3次)。
加入少量水检查活塞或橡胶管是否漏水,再检查活塞转动是否灵活。
先分别用自来水、蒸馏水洗涤滴定管，然后再用待装液润洗滴定管(2～3次)。
⑴滴定的准备
想滴定管中注入溶液至“0”刻度线以上；固定在滴定管夹上；迅速转动活塞（挤压橡胶管内的玻璃珠，将尖嘴气泡排除并调整液面在“0”刻度或以下。记下准确读数(V标1)。
③装液、调节起始刻度。
锥形瓶不能用待测液润洗
⑵滴定过程
①取待测液V待测：
②用标准液滴定(并在瓶底衬一张白纸)。
③根据指示剂颜色变化判断终点。
④读出滴定管中标准液体积读数V标2。
⑤记录数据(两次体积差为所消耗体积)。
往洁净的锥形瓶内准确放入的待测液，在锥形瓶中加入指示剂。
左手控制活塞(活塞朝右，滴液先快后慢）右手持锥形瓶，不断旋转。眼睛注视锥形瓶中的颜色变化滴定的速度
当滴入半滴标准液,锥形瓶中溶液颜色发生变化且在半分钟内不褪色（不再恢复原来的颜色时）,到达滴定终点。
视线和凹液面最低点相切。
V标准=V标2－V标1
⑶计算滴定结果。
次 数 待测液体积（Ｌ） 标准液体积（Ｌ）
滴定前 滴定后 实际 平均值
①
②
③
操作2～３次取平均值代入公式计算：
c标准×V标准
V待测
=
c待测
误差的大小要根据计算式分析。
一般来说，实验中造成的误差对c待测的影响，均可以转化为：c标准、V待测均为定值，实验中最终所使用的V标准的数值的大小。
V标准多，c待测偏大，V标准少，c待测偏小
5、中和滴定误差分析
例题1：用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液(氢氧化钠放于锥形瓶中)下列操作(其它操作均正确),对氢氧化钠溶液浓度有什么影响？
⑴未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管
⑵滴定管内壁不干净,滴定后,酸式滴定管内壁挂水珠
⑶滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
偏高
偏高
偏高
c标准×V标准
V待测
=
c待测
⑷滴定操作时,有少量盐酸滴于锥形瓶外
⑸锥形瓶内用蒸馏水洗涤后,再用待测氢氧化钠润洗2-3次,将润洗液倒掉,再装NaOH溶液
⑹锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液
无影响
偏高
偏高
⑺滴定前仰视刻度,滴定后俯视刻度
偏低
俯视V1读数偏小
平视V2正确读数
仰视V3读数偏大
V偏小
V偏大
⑻滴定过程中摇动锥形瓶，不慎将瓶内的溶液溅出一部分。
⑼指示剂滴加过多。
⑽碱式滴定管用水洗后,未用待测液润洗
⑾取待测液时,未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除,取液后滴定管尖嘴充满溶液
偏低
偏高
偏低
偏低
⑿在配制待测氢氧化钠溶液过程中,称取一定质量的氢氧化钠时,内含少量的氢氧化钾,用标准盐酸溶液进行滴定。
⒀同上情况，若氢氧化钠中含有少量的碳酸钠，结果如何
偏低
偏低
例题2：用0.1000 mol/L的 HCl 溶液滴定20 .00 ml 0.1000 mol/L的 NaOH 溶液，计算确定NaOH的物质的量浓度。
实验编号 盐酸的浓度 (mol/L) 滴定完成时滴入盐酸的体积V标准=V标2－V标1（m L） 待测液NaOH溶液的体积（m L）
1 0.1000 26.72 25.00
2 0.1000 26.70 25.00
3 0.1000 26.71 25.00
=
0.1000mol/L×0.02671L
0.02500 L
= 0.1068mol/L
答：测得NaOH的物质的量浓度为0.1068mol/L。
解：
26.72mL+26.70mL+26.71mL
3
=
V[HCl(aq)]=
26.71 mL
c(HCl) V[HCl(aq)]
c(NaOH)=
V[NaOH(aq)]