3.2 课时3 酸碱中和滴定 课件 (共34张PPT)2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

(共34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 课时3
1.了解酸碱中和滴定的原理和指示剂的选择方法；
2.知道酸碱中和滴定的主要仪器及其用途；
3.掌握酸碱中和滴定的实验操作并会进行数据处理和误差分析；
4.熟悉定量实验的学习流程。
【思考与讨论】
1.如何判断一个失去标签的溶液是酸还是碱？
酸碱中和滴定
2.对于一未知浓度的酸或碱，如何准确测定其浓度呢？
通过酸碱指示剂、pH值试纸、pH计等
一、酸碱中和滴定
1.定义
利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)浓度的实验方法叫做酸碱中和滴定。
已知浓度的溶液——标准液
未知浓度的溶液——待测液
2.原理：中和反应中，酸提供的H＋与碱提供的OH－之间的
相等 。
物质的量
H+ + OH－ H2O
即：c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱
c(OH－)·V碱
V酸
c(H+)·V酸
V碱
则c(H＋)＝ 或c(OH－)＝
待测定
量取一定体积
已知0.100 0 mol/L
c(HCl)
V[HCl(aq)]
c(NaOH)
＝
.
V[NaOH(aq)]
【问题1】需测得哪些数据能计算出c(NaOH)？
实验室有一瓶未知浓度的NaOH溶液，一瓶浓度为0.1000 mol/L的HCl溶液，如何准确测出NaOH溶液的浓度？
V[HCl(aq)]
V[NaOH(aq)]
.
c(NaOH)
.
＝c(HCl)
准确测量参加反应的两种溶液的体积
【问题2】你认为中和滴定实验要解决的关键问题是什么？
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标V标
V测
=
C测
【问题3】 如何判断中和反应什么时候“恰好”反应完全（即判断滴定终点）？
几种常用指示剂的变色范围
pH
酚酞
甲基橙
石蕊
方法：在待测溶液中加入酸碱指示剂
【困惑】强酸与强碱“恰好”反应时，所得溶液的pH＝7，用酚酞作指示剂时，实际滴定终点的pH＝8.2，为什么可以将滴定终点当成“恰好”反应的点？
计算：用0.200 0 mol/L盐酸滴定20.00 mL 0.200 0 mol/LNaOH溶液过程中溶液的pH，填入下表：
V[HCl(aq)]/mL 19.98 (少加半滴) 20.00 20.02
（多加半滴）
溶液的pH
探究滴定终点前后溶液的pH变化
注：滴定时，每滴溶液的体积约为0.04 mL
（1）V[HCl(aq)]＝20.00 mL时，酸和碱恰反应完全
n(H+)＝n(OH-)
pH＝7
7
（2）少加入半滴HCl溶液，即V[HCl(aq)]＝19.98 mL时
碱过量：
c(OH-)＝
n(OH-)
V(混合液)
0.200 0 mol/L×(20.00－19.98) mL×10-3 L/mL
(20.00＋19.98) mL×10-3 L/mL
＝
0.200 0 mol/L×0.02 mL×10-3 L/mL
40 mL×10-3 L/mL
≈
＝1×10-4 mol/L
计算：用0.200 0 mol/L盐酸滴定20.00 mL 0.200 0 mol/LNaOH溶液过程中溶液的pH，填入下表：
探究滴定终点前后溶液的pH变化
注：滴定时，每滴溶液的体积约为0.04 mL
V[HCl(aq)]/mL 19.98 (少加半滴) 20.00 20.02
（多加半滴）
溶液的pH
7
10
计算：用0.200 0 mol/L盐酸滴定20.00 mL 0.200 0 mol/LNaOH溶液过程中溶液的pH，填入下表：
探究滴定终点前后溶液的pH变化
注：滴定时，每滴溶液的体积约为0.04 mL
V[HCl(aq)]/mL 19.98 (少加半滴) 20.00 20.02
（多加半滴）
溶液的pH
7
10
（3）多加入半滴HCl溶液，即V[HCl(aq)]＝20.02 mL时
c(H+)＝
n(H+)
V(混合液)
酸过量：
0.2000 mol/L×(20.02－20.00) mL×10-3 L/mL
(20.00＋20.02) mL×10-3 L/mL
＝
0.2000 mol/L×0.02 mL×10-3 L/mL
40 mL×10-3 L/mL
≈
＝1×10-4 mol/L
4
pH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
反应终点
V[HCl(aq)]/mL
中和反应过程中的pH变化曲线
突变范围
0
V[HCl(aq)]/mL 19.98 20.00 20.02
pH 10 7 4
误差 -0.1% 0 +0.1%
几种常用指示剂的变色范围
指示剂选择原则：在突变范围内指示剂有明显的颜色变化。
25.00 mL待测NaOH溶液
0.100 0 mol/L盐酸
酚酞
甲基橙
石蕊
特别提醒：若滴定终点为碱性时，选择酚酞，酸性时，选择甲基橙，中性时，酚酞、甲基橙都行，石蕊的紫色和蓝色差别不够明显，不用作指示剂。
pH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
反应终点
V[HCl(aq)]/mL
突变范围
0
酚酞
甲基橙
由曲线可以看出，在酸、碱中和滴定过程中，溶液的pH在接近滴定终点时有一个突变过程，在此范围内，滴加很少的酸(或碱)，溶液的pH就有很大的变化，能使指示剂的颜色变化明显，所以即使酚酞、甲基橙的变色不在恰好中和的pH＝7的点上，但体积差距很小，可以忽略不计。
二、酸碱中和滴定实验操作
1.实验用品
（1）仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、 铁架台、滴定管夹、烧杯、白纸（有时还需要移液管）
（2）主要试剂
待测液；标准液；指示剂(一般用酚酞或甲基橙)
仪器a是酸式滴定管， 仪器b是碱式滴定管
① 读数精确度：0.01mL
② 酸式滴定管盛装：酸性、强氧化性试剂
碱式滴定管盛装：碱性试剂
标注温度、量程
“0”刻度线在上
玻璃塞
带玻璃球的橡胶塞
注意：
酸式滴定管不能用于装碱性溶液，
碱式滴定管不能用于装酸性溶液或会腐蚀橡胶的溶液（如强氧化性的溶液）
V ＝ V末－V初
＝ 18.50 mL－2.50 mL
＝ 16.00 mL
V初
V末
V ＝ V末－V初
稀释后溶液pH的变化规律
滴定管的使用方法
①查漏：使用前先检查滴定管活塞是否漏水。
②润洗：滴定管在加入反应液之前，先用蒸馏水洗涤干净，然后分别用所要盛装的溶液润洗2～3遍。
③装液：分别将反应液加入相应滴定管中，使液面位于滴定管“0”刻度线以上2～3mL处。
⑤调液面记数据：在滴定管下放一烧杯，调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反应液，然后调节滴定管液面使其处于某一刻度，准确读取数值并记录。
④赶气泡：酸式滴定管→快速放液；
碱式滴定管→橡皮管向上翘起
2.实验操作
以标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例：
(1)洗涤：洗涤仪器并进行检漏、润洗
(2)取液：向碱式滴定管中注入待测液氢氧化钠溶液，取一定体积注入锥形瓶中，并加入2～3滴酚酞指示剂；向酸式滴定管中注入标准液盐酸。
(3)滴定：在锥形瓶下垫一张白纸，左手控制滴定管的活塞，向锥形瓶中先快后慢地加入标准液(后面逐滴加入)，右手摇动锥形瓶，眼睛观察锥形瓶内溶液的颜色变化。
控制滴定管的活塞
锥形瓶内溶液的颜色变化
摇动锥形瓶
(4)读数：当滴入最后一滴盐酸时，刚好使锥形瓶中的溶液发生明显的颜色变化(浅红色变为无色)，且半分钟内不变色时，即到终点，停止滴定。平视滴定管中凹液面最低点，读取溶液体积。
(6)计算：以(V终－V始)为消耗的标准液的体积，取2～3次实验结果的平均值，依据c待＝ 计算待测液的物质的量浓度。
(5)记录：记录滴定前和滴定终点时滴定管中标准液的刻度，重复滴定2～3次将数据记入表中。
中和滴定记忆口决
先查漏液再润洗，装液排气调液面;
左手活塞右手瓶，瓶不润洗要记清；
眼看颜色手不停，三十秒钟要记清。
三、酸碱中和滴定实验的误差分析
C(待)=
C(标)×V(标)
V(待)
已知
已知
读数
决定误差原因：
1.误差分析依据(一元酸、碱的中和滴定)
中和滴定实验中，产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等，分析误差要根据计算式分析，当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时，c标准、V待测均为定值，c待测的大小取决于V标准的大小。
2. 滴定管读数误差分析
滴定管正确的读数方法是视线、刻度线、凹液面最低点在同一水平线上。
c待= ————
c标. V标
V待
偏高
（1）滴定时起始读数正确，达到终点后仰视刻度线
（2）滴定时起始读数正确，达到终点后俯视刻度线
偏低
c待= ————
c标. V标
V待
（3）滴定前仰视刻度线，滴定后俯视刻度线
先偏大
后偏小
V=V(后)-V(前)，读数偏小
偏低
先仰后俯
0
实际读数
正确读数
c待= ————
c标. V标
V待
V=V(后)-V(前)，读数偏大
（4）滴定前俯视刻度线，滴定后仰视刻度线
先偏小
后偏大
偏高
先俯后仰
0
实际读数
正确读数
c待= ————
c标. V标
V待
归纳总结：
滴定时读数不准引起的误差 所消耗标准液的体积 c待
滴定开始读数 滴定结束读数
平视 仰视
平视 俯视
仰视 俯视
俯视 仰视
滴定后，滴定管尖嘴处挂一滴标准液
取液时读数不准引起的误差 所取待测液的体积 c待
滴定开始读数 滴定结束读数
仰视 平视
平视 俯视
仰视 俯视
平视 仰视
偏高
偏低
偏低
偏高
偏高
偏高
偏高
偏低
偏高
2. 实验操作不当造成的误差分析
关于酸式滴定管
1.未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管（ ）
2.滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失（ ）
3.滴定操作时，有少量盐酸滴于锥形瓶外（ ）
4.滴定前仰视刻度，滴定后俯视刻度（ ）
偏高
偏高
偏高
偏低
关于碱式滴定管
8.碱式滴定管用水洗后，未用待测液润洗（ ）
9.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
偏低
关于锥形瓶
5. 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（ ）
6. 锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液（ ）
7. 滴定过程中摇动锥形瓶，不慎将瓶内的溶液溅出一部分（ ）
偏高
无影响
偏低
1.下列说法正确的是（ ）
A.用图示仪器Ⅰ准确量取25.00 mL酸性KMnO4溶液
B.装置Ⅱ可用于已知浓度的氢氧化钠溶液测定未知浓
度盐酸的实验
C.中和滴定时，滴定管用所盛装的待装液润洗2～3次
D.中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶
C
【解析】酸性KMnO4溶液不能用碱式滴定管量取，A项不正确；
NaOH溶液不能盛装在酸式滴定管中，B项不正确；
中和滴定时滴定管需用待装液润洗，而锥形瓶不能用待测液润洗，C项正确、D项不正确。
【练一练】
2.在盐酸滴定NaOH溶液的实验中，用甲基橙作指示剂，滴定到终点时，溶液的颜色变化是( )
A.由黄色变为红色 B.由黄色变为橙色
C.由橙色变为红色 D.由红色变为橙色
B
【解析】甲基橙在NaOH溶液中显黄色，滴定终点时，由黄色变为橙色，由于pH<3.1时甲基橙为红色，所以若滴定至红色则无法判断滴过量多少。
3.某同学欲用已知物质的量浓度为0.1000 mol·L－1的盐酸测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时，选择酚酞作指示剂。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 。直到因加入一滴盐酸，溶液的颜色由 色变为 色，半分钟不恢复原色，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
(填字母)。
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
锥形瓶内溶液颜色的变化
红
无
DE
酸碱中和滴定
定义
原理
仪器及试剂
已知物质的量的浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）
c酸v酸=c碱v碱 (一元酸和一元碱)
酸、碱式滴定管等
标准液、待测液、 酸碱指示剂
步骤
误差分析
查漏
洗涤、润洗
装液、调液和取液（记下读数）
滴定操作
记录（记下读数）并计算