3.2 第2课时 酸碱中和滴定 学案（含答案） 2023-2024学年高二化学苏教版（2020）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 3.2 第2课时 酸碱中和滴定 学案（含答案） 2023-2024学年高二化学苏教版（2020）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 135.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-10 10:00:37 | ||
图片预览
文档简介
3.2 第2课时 酸碱中和滴定
【学习目标】
1.理解酸碱中和滴定的原理。
2.初步掌握中和滴定的仪器、操作、中和滴定的误差分析及其计算。
【合作探究】
任务1 酸碱中和滴定原理和操作
【学习情境】
评价奶制品质量的指标,最重要的一点就是其蛋白质含量,人们经常以氮含量来推测蛋白质含量,在奶制品中添加三聚氰胺可提高氮含量,因此三聚氰胺也被称为“蛋白精”。奶制品中含氮量测定原理:首先将蛋白质与浓硫酸共热,使有机氮转化为硫酸铵,加入过量的浓氢氧化钠溶液后N转化为NH3,用过量的硼酸吸收NH3生成四硼酸铵,然后用标准盐酸滴定,滴定反应的化学方程式为(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O2NH4Cl+4H3BO3。某同学完成了该滴定过程,该同学依据的实验原理是什么呢 通过本节课程的学习你也能测定奶粉中的含氮量了!
【新知生成】
1.酸碱中和滴定的含义
利用 的酸(或碱)来滴定未知浓度的碱(或酸),通过测定反应完全时消耗已知浓度的酸(或碱)的 ,从而推算出未知浓度的碱(或酸)的 的方法。
2.酸碱中和滴定实验原理
(1)中和反应的实质: 。
(2)恰好中和时满足关系:n(H+)酸=n(OH-)碱。
(3)一元强酸、强碱间的关系:c待=。
3.主要仪器及使用方法
酸碱中和滴定所使用的主要仪器是 和滴定管。滴定管分为两种: 滴定管、 滴定管。滴定管的上端都标有 、 、 ;滴定管的精确度为 。
【答案】1.已知浓度 体积 浓度 2.H++OH-H2O 3.锥形瓶 酸式 碱式 规格大小 使用温度 “0”刻度 0.01 mL
【核心突破】
典例1 在一支25 mL的酸式滴定管中装入0.1 mol·L-1的HCl溶液,其液面恰好在5 mL刻度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后用0.1 mol·L-1的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积( )
A.大于20 mL
B.小于20 mL
C.等于20 mL
D.等于5 mL
【解析】要正确解答本题,必须准确了解滴定管的刻度特征,滴定管下部直至尖嘴底部无刻度,故盐酸实际的体积大于20 mL,因此需NaOH溶液的体积大于20 mL。
【答案】A
易错辨析：滴定管的刻度自上而下由小到大,“0”刻度(最小刻度值线)在上但未到最上端,最大刻度值线在下,但未到活塞或阀处,普通滴定管上刻度精确到0.1 mL,估读到0.01 mL。在滴定管上端标注着适宜使用温度(一般为20℃)和有效容量(又叫规格)。因为下端有一部分没有刻度,所以滴定管的全部容积大于它的最大刻度值。
训练1 下列有关仪器的使用,正确的是( )
A.用托盘天平称取21.82 g食盐
B.用酸式滴定管量取15.30 mL 0.10 mol·L-1 H2SO4溶液
C.用量筒量取13.56 mL盐酸
D.滴定达终点时,下图滴定管的正确读数为23.65 mL
【解析】A项,托盘天平精确到0.1g,无法称出21.82g 食盐,错误;B项,滴定管精确到0.01mL,可量取15.30mL H2SO4溶液,正确;C项,量筒精确到0.1mL,无法量取13.56mL盐酸,错误;D项,滴定管的正确读数为22.35 mL,错误。
【答案】B
典例2 用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,所用仪器及试剂均正确的是( )
选项 锥形瓶中溶液 滴定管中溶液 选用指示剂 选用滴定管
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
【解析】解答本题的关键是明确酸、碱式滴定管使用时的注意事项和指示剂的变色范围。酸式滴定管不能盛装碱,碱式滴定管不能盛装酸和氧化性试剂,指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙,不能选用石蕊,另外还要注意在酸碱中和滴定中,无论是标准液滴定待测溶液,还是待测溶液滴定标准液,只要操作正确,都能得到正确的结果。
【答案】D
归纳总结：(1)滴定管的选择
试剂性质 滴定管 原因
酸性、氧化性 酸式滴定管 酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶
碱性 碱式滴定管 碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开
(2)常用酸碱指示剂及其变色范围
指示剂 变色的pH范围
石蕊 <5.0红色 5.0~8.0紫色 >8.0蓝色
甲基橙 <3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色
酚酞 <8.2无色 8.2~10.0浅红色 >10.0红色
训练2 如图,曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的曲线,下列叙述正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.P点时恰好完全反应,溶液呈中性
C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D.酚酞不能用作本实验的指示剂
【解析】由滴定起始时pH=1可知,盐酸的浓度为0.1 mol·L-1;曲线a起始时溶液pH=1,可知是NaOH溶液滴定盐酸的曲线;强酸、强碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂。
【答案】B
典例3 酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液。
某同学的实验操作如下:
a.用碱式滴定管取稀NaOH溶液25.00 mL,注入锥形瓶中,加入甲基橙作指示剂。
b.用待测定的溶液润洗碱式滴定管。
c.用蒸馏水洗干净滴定管。
d.取下酸式滴定管用标准HCl溶液润洗后,将标准液注入滴定管刻度“0”以上2~3 cm,再把滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下。
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,瓶下垫一白纸,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 (填字母)。
A.a、c、b、d、e、g、f
B.e、c、b、a、g、d、f
C.e、c、b、a、d、g、f
(2)某次滴定前、后的盛放盐酸滴定管中液面的位置如图。请回答:滴定后读数为 mL。
(3)在g操作中如何确定终点 。
【解析】(1)中和滴定操作步骤有检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定等操作,所以滴定操作的正确顺序是e、c、b、a、d、g、f。(2)由图可知,滴定前刻度为0.80mL,滴定后刻度为22.80mL。(3)滴定过程是利用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,选用的指示剂为甲基橙,甲基橙的变色点为3.1和4.4,pH<3.1为红色,pH在3.1和4.4之间为橙色,pH>4.4为黄色,用甲基橙作指示剂时,溶液由黄色变橙色,且半分钟内不变色,则到达滴定终点。
【答案】(1)C (2)22.80 (3)当滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复至黄色
归纳总结：实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记读数→加酚酞指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断
滴入半滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。
训练3 用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液(甲基橙作指示剂),下列操作正确的是( )
A.滴定时,边摇动锥形瓶边观察锥形瓶中溶液的颜色变化
B.滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准盐酸进行滴定
C.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,再用氢氧化钠溶液润洗
D.当滴定至溶液由红色变为橙色,且半分钟不变色,即为滴定终点
【解析】A项,滴定时,眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化,边摇动锥形瓶边观察锥形瓶中溶液的颜色变化,正确;B项,滴定管用蒸馏水洗涤后,要用标准盐酸润洗,再装入标准盐酸进行滴定,若不润洗,会使消耗盐酸的体积偏大,错误;C项,锥形瓶用蒸馏水洗涤后,若用氢氧化钠溶液润洗,会使消耗盐酸的体积偏大,错误;D项,用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液,甲基橙作指示剂,甲基橙遇碱性溶液变黄,当滴定至溶液由黄色变为橙色,且半分钟不变色,即为滴定终点,错误。
【答案】A
训练4 用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,用甲基橙作指示剂,下列说法正确的是( )
A.可以用石蕊代替指示剂
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,且半分钟内不恢复原色,即达到滴定终点
【解析】石蕊的颜色变化不明显,且变色范围较宽,一般不作指示剂,A项错误;滴定前用待测液润洗锥形瓶,滴定结果偏大,B项错误;如果氢氧化钠吸收少量二氧化碳,发生反应CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,再滴入盐酸,盐酸先和剩余的氢氧根离子反应,H++OH- H2O,再与碳酸钠反应,C+2H+H2O+CO2↑,可以发现存在关系2OH-~C~2H+,因此消耗盐酸的物质的量始终等于氢氧化钠的物质的量,因此氢氧化钠吸收少量二氧化碳,不影响测定结果,C项正确;该实验滴定终点为锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色,如果变为红色说明盐酸已经过量,D项错误。
【答案】C
任务2 酸碱中和滴定误差分析
【学习情境】
测量是人类认识和改造客观世界的一种必不可少的重要手段。对自然界所发生的量变现象的研究,常常需要借助于各式各样的实验与测量来完成,由于受对所测量体系认识能力的不足、测量方法、测量仪器、试剂以及测量工作者主观因素等方面的影响,使得测量结果不可能与真实值完全一致,这种差别在数值上的表现就是误差。中和滴定是中学化学重要定量实验之一,实验过程中经过多个步骤,多次测量都会产生误差,都会影响分析结果的准确性。因此,我们必须根据对分析结果准确度的要求,合理操作实验,对实验结果进行合理评价。
【新知生成】
误差分析依据(一元酸、碱的中和滴定)
中和滴定实验中,产生误差的原因主要有操作不当、读数不准等,依据原理c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),所以c(待测)=,c(标准)与V(待测)已确定,因此只要分析出不正确的操作引起V(标准)的变化,即可分析出结果。V(标准)变大,则c(待测)偏高;V(标准)变小,则c(待测)偏低。
【核心突破】
典例4 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,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液
C.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸时,选用酚酞作指示剂,实验时不小心多加了几滴
D.用标准盐酸测定未知浓度NaOH溶液,开始实验时,酸式滴定管尖嘴部分无气泡,实验结束时有气泡
【解析】A项,锥形瓶不能用待测液润洗,否则会使待测液的量偏大,消耗标准液的体积偏大,从而使所测浓度偏大;B项,冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液,还是待测溶液,都必须用待装溶液润洗2~3次,否则会使标准溶液或待测溶液浓度偏小,影响结果;C项,在滴定过程中,指示剂多加了几滴,一般不影响实验结果,因为指示剂不会改变反应过程中酸和碱的物质的量;D项,实验开始时酸式滴定管中无气泡,实验结束时有气泡,会导致所读取的V(HCl)偏小,依据V(HCl)·c(HCl)=V(NaOH)·c(NaOH)得所测的c(NaOH)偏小。
【答案】C
归纳总结：以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
步骤 操作 c(待测)
洗涤 酸式滴定管未用标准酸溶液润洗 偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗 偏低
锥形瓶用待测溶液润洗 偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 无影响
取液 取碱液的滴定管开始有气泡,读数时气泡消失 偏低
滴定 酸式滴定管滴定前有气泡,达到滴定终点时气泡消失 偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出 偏低
部分酸液滴在锥形瓶外 偏高
读数 酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯) 偏低
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰) 偏高
训练5 用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,选用酚酞作指示剂,下列操作会导致测定结果偏低的是( )
A.酸式滴定管未润洗就装标准液滴定
B.锥形瓶未用待测液润洗
C.读取标准液体积时,滴定前仰视,滴定到终点后俯视
D.滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡未排除,滴定后气泡消失
【解析】A项,标准液被管壁附着的水稀释,使标准液用量偏大,测定结果偏高;B项,不影响锥形瓶内NaOH的量,标准液用量不变,测定结果不受影响;C项,滴定前仰视,读数偏大,滴定终点时俯视,读数偏小,因此标准液用量偏少,测定结果偏低;D项,滴定后,原先气泡占据的体积充满标准液,使读取的标准液用量偏多,测定结果偏高。
【答案】C
课堂小结
【随堂检测】
1.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作不会引起实验误差的是( )
A.用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定
B.用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时立即停止滴定
C.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定
D.将NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,再加入少量蒸馏水后进行滴定
【解析】用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定,标准盐酸被稀释,浓度偏小,造成消耗的V(酸)偏大,测得c(碱)偏大,A项错误;用酚酞作指示剂,滴至溶液由红色变为无色,且半分钟内颜色不再变化时停止加盐酸,B项错误;蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定,导致消耗的V(酸)偏大,测得c(碱)偏大,C项错误;将NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,再加入适量蒸馏水后进行滴定,待测液的物质的量不变,对V(酸)无影响,c(碱)不变,D项正确。
【答案】D
2.下列有关中和滴定实验的叙述正确的是( )
A.中和滴定实验中所用的标准溶液越浓越好,指示剂的用量一般为2~3 mL
B.滴定管、锥形瓶均应先水洗后润洗
C.进行滴定时眼睛应注意锥形瓶内溶液的颜色变化而不应注意滴定管内的液面变化
D.用标准盐酸滴定待测NaOH溶液时,若读数时滴定前仰视,滴定后俯视,则测定值偏大
【解析】中和滴定实验中,标准溶液越浓误差越大,指示剂的用量一般为2~3滴,A项错误;盛待测液的锥形瓶不能润洗,否则测定结果偏大,B项错误;读数时滴定前仰视,读数偏大,滴定后俯视,读数偏小,致使读取的标准盐酸的体积偏小,故测定值偏小,D项错误。
【答案】C
3.用标准氢氧化钠溶液滴定某酸时,下列操作错误的是( )
A.滴定前装待测液的锥形瓶,洗涤后未干燥就盛入待测液
B.滴定前排出管内液体中的气泡
C.滴定时眼睛注视滴定管的刻度
D.滴定时不断地摇动锥形瓶
【解析】A项,滴定前装待测液的锥形瓶,洗涤后未干燥就盛入待测液,待测液物质的量不变,对滴定结果无影响,正确;B项,滴定前必须排出管内液体中的气泡,否则消耗的标准液体积偏大,测定结果偏大,正确;C项,滴定时眼睛应该注视锥形瓶,观察溶液颜色的变化,判断滴定终点,错误;D项,滴定时不断地摇动锥形瓶,使酸和碱充分反应,正确。
【答案】C
4.用已知标准浓度的NaOH溶液来滴定未知浓度的盐酸,下列操作中会使盐酸测定浓度比实际浓度高的是( )
①碱式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准溶液润洗
②锥形瓶中有少量蒸馏水,实验时没有烘干处理
③取未知浓度盐酸的酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用待测盐酸润洗
④滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失
⑤滴定后读数时,俯视读数
A.②③ B.①④ C.①⑤ D.④⑤
【解析】①碱式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准溶液润洗,导致标准溶液浓度减小,使得V(标准)偏大,则c(待测)偏高;②锥形瓶中有少量蒸馏水,实验时没有烘干处理,待测液的物质的量不变,导致V(标准)不变,则c(待测)不变;③取未知浓度盐酸的酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用待测盐酸润洗,待测液的物质的量偏小,导致V(标准)偏小,则c(待测)偏小;④滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失,导致V(标准)偏大,则c(待测)偏高;⑤滴定后读数时,俯视读数,导致V(标准)偏小,则c(待测)偏低。
【答案】B
5.某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度,其操作步骤如下:
①从碱式滴定管中放出20.00 mL待测溶液到锥形瓶中。
②将酸式滴定管用蒸馏水洗净,再用标准酸液润洗2~3次后,向其中注入0.1000 mol·L-1标准盐酸,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下的位置,记下读数。
③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂,进行滴定。滴定至指示剂刚好变色,且半分钟内颜色不再改变为止,测得消耗盐酸的体积为V1 mL。
④重复以上过程,但在滴定过程中向锥形瓶中加入5 mL的蒸馏水,测得所耗盐酸的体积为V2 mL。
试回答下列问题:
(1)锥形瓶中的溶液从 色变为 色时,停止滴定。
(2)某次滴定时滴定管中的液面如图所示,其读数为 mL。
(3)根据下列数据:
滴定次数 待测液体 积/mL 标准盐酸体积/mL
滴定前读数/mL 滴定后读数/mL
第一次 20.00 0.50 25.40
第二次 20.00 4.00 29.10
待测烧碱溶液的浓度为 mol·L-1。
【解析】(1)锥形瓶中的溶液从红色变为无色时,表明到达滴定终点。(2)滴定管读数时要使视线和凹液面的最低点相切,因此读数为22.60 mL。(3)V[HCl(aq)]==25.00 mL,根据c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=c(HCl)·V[HCl(aq)]得,c(NaOH)=0.1250 mol·L-1。
【答案】(1)红 无 (2)22.60 (3)0.1250
2
【学习目标】
1.理解酸碱中和滴定的原理。
2.初步掌握中和滴定的仪器、操作、中和滴定的误差分析及其计算。
【合作探究】
任务1 酸碱中和滴定原理和操作
【学习情境】
评价奶制品质量的指标,最重要的一点就是其蛋白质含量,人们经常以氮含量来推测蛋白质含量,在奶制品中添加三聚氰胺可提高氮含量,因此三聚氰胺也被称为“蛋白精”。奶制品中含氮量测定原理:首先将蛋白质与浓硫酸共热,使有机氮转化为硫酸铵,加入过量的浓氢氧化钠溶液后N转化为NH3,用过量的硼酸吸收NH3生成四硼酸铵,然后用标准盐酸滴定,滴定反应的化学方程式为(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O2NH4Cl+4H3BO3。某同学完成了该滴定过程,该同学依据的实验原理是什么呢 通过本节课程的学习你也能测定奶粉中的含氮量了!
【新知生成】
1.酸碱中和滴定的含义
利用 的酸(或碱)来滴定未知浓度的碱(或酸),通过测定反应完全时消耗已知浓度的酸(或碱)的 ,从而推算出未知浓度的碱(或酸)的 的方法。
2.酸碱中和滴定实验原理
(1)中和反应的实质: 。
(2)恰好中和时满足关系:n(H+)酸=n(OH-)碱。
(3)一元强酸、强碱间的关系:c待=。
3.主要仪器及使用方法
酸碱中和滴定所使用的主要仪器是 和滴定管。滴定管分为两种: 滴定管、 滴定管。滴定管的上端都标有 、 、 ;滴定管的精确度为 。
【答案】1.已知浓度 体积 浓度 2.H++OH-H2O 3.锥形瓶 酸式 碱式 规格大小 使用温度 “0”刻度 0.01 mL
【核心突破】
典例1 在一支25 mL的酸式滴定管中装入0.1 mol·L-1的HCl溶液,其液面恰好在5 mL刻度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后用0.1 mol·L-1的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积( )
A.大于20 mL
B.小于20 mL
C.等于20 mL
D.等于5 mL
【解析】要正确解答本题,必须准确了解滴定管的刻度特征,滴定管下部直至尖嘴底部无刻度,故盐酸实际的体积大于20 mL,因此需NaOH溶液的体积大于20 mL。
【答案】A
易错辨析：滴定管的刻度自上而下由小到大,“0”刻度(最小刻度值线)在上但未到最上端,最大刻度值线在下,但未到活塞或阀处,普通滴定管上刻度精确到0.1 mL,估读到0.01 mL。在滴定管上端标注着适宜使用温度(一般为20℃)和有效容量(又叫规格)。因为下端有一部分没有刻度,所以滴定管的全部容积大于它的最大刻度值。
训练1 下列有关仪器的使用,正确的是( )
A.用托盘天平称取21.82 g食盐
B.用酸式滴定管量取15.30 mL 0.10 mol·L-1 H2SO4溶液
C.用量筒量取13.56 mL盐酸
D.滴定达终点时,下图滴定管的正确读数为23.65 mL
【解析】A项,托盘天平精确到0.1g,无法称出21.82g 食盐,错误;B项,滴定管精确到0.01mL,可量取15.30mL H2SO4溶液,正确;C项,量筒精确到0.1mL,无法量取13.56mL盐酸,错误;D项,滴定管的正确读数为22.35 mL,错误。
【答案】B
典例2 用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,所用仪器及试剂均正确的是( )
选项 锥形瓶中溶液 滴定管中溶液 选用指示剂 选用滴定管
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
【解析】解答本题的关键是明确酸、碱式滴定管使用时的注意事项和指示剂的变色范围。酸式滴定管不能盛装碱,碱式滴定管不能盛装酸和氧化性试剂,指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙,不能选用石蕊,另外还要注意在酸碱中和滴定中,无论是标准液滴定待测溶液,还是待测溶液滴定标准液,只要操作正确,都能得到正确的结果。
【答案】D
归纳总结：(1)滴定管的选择
试剂性质 滴定管 原因
酸性、氧化性 酸式滴定管 酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶
碱性 碱式滴定管 碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开
(2)常用酸碱指示剂及其变色范围
指示剂 变色的pH范围
石蕊 <5.0红色 5.0~8.0紫色 >8.0蓝色
甲基橙 <3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色
酚酞 <8.2无色 8.2~10.0浅红色 >10.0红色
训练2 如图,曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的曲线,下列叙述正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.P点时恰好完全反应,溶液呈中性
C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D.酚酞不能用作本实验的指示剂
【解析】由滴定起始时pH=1可知,盐酸的浓度为0.1 mol·L-1;曲线a起始时溶液pH=1,可知是NaOH溶液滴定盐酸的曲线;强酸、强碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂。
【答案】B
典例3 酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液。
某同学的实验操作如下:
a.用碱式滴定管取稀NaOH溶液25.00 mL,注入锥形瓶中,加入甲基橙作指示剂。
b.用待测定的溶液润洗碱式滴定管。
c.用蒸馏水洗干净滴定管。
d.取下酸式滴定管用标准HCl溶液润洗后,将标准液注入滴定管刻度“0”以上2~3 cm,再把滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下。
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,瓶下垫一白纸,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 (填字母)。
A.a、c、b、d、e、g、f
B.e、c、b、a、g、d、f
C.e、c、b、a、d、g、f
(2)某次滴定前、后的盛放盐酸滴定管中液面的位置如图。请回答:滴定后读数为 mL。
(3)在g操作中如何确定终点 。
【解析】(1)中和滴定操作步骤有检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定等操作,所以滴定操作的正确顺序是e、c、b、a、d、g、f。(2)由图可知,滴定前刻度为0.80mL,滴定后刻度为22.80mL。(3)滴定过程是利用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,选用的指示剂为甲基橙,甲基橙的变色点为3.1和4.4,pH<3.1为红色,pH在3.1和4.4之间为橙色,pH>4.4为黄色,用甲基橙作指示剂时,溶液由黄色变橙色,且半分钟内不变色,则到达滴定终点。
【答案】(1)C (2)22.80 (3)当滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复至黄色
归纳总结：实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记读数→加酚酞指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断
滴入半滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。
训练3 用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液(甲基橙作指示剂),下列操作正确的是( )
A.滴定时,边摇动锥形瓶边观察锥形瓶中溶液的颜色变化
B.滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准盐酸进行滴定
C.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,再用氢氧化钠溶液润洗
D.当滴定至溶液由红色变为橙色,且半分钟不变色,即为滴定终点
【解析】A项,滴定时,眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化,边摇动锥形瓶边观察锥形瓶中溶液的颜色变化,正确;B项,滴定管用蒸馏水洗涤后,要用标准盐酸润洗,再装入标准盐酸进行滴定,若不润洗,会使消耗盐酸的体积偏大,错误;C项,锥形瓶用蒸馏水洗涤后,若用氢氧化钠溶液润洗,会使消耗盐酸的体积偏大,错误;D项,用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液,甲基橙作指示剂,甲基橙遇碱性溶液变黄,当滴定至溶液由黄色变为橙色,且半分钟不变色,即为滴定终点,错误。
【答案】A
训练4 用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,用甲基橙作指示剂,下列说法正确的是( )
A.可以用石蕊代替指示剂
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,且半分钟内不恢复原色,即达到滴定终点
【解析】石蕊的颜色变化不明显,且变色范围较宽,一般不作指示剂,A项错误;滴定前用待测液润洗锥形瓶,滴定结果偏大,B项错误;如果氢氧化钠吸收少量二氧化碳,发生反应CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,再滴入盐酸,盐酸先和剩余的氢氧根离子反应,H++OH- H2O,再与碳酸钠反应,C+2H+H2O+CO2↑,可以发现存在关系2OH-~C~2H+,因此消耗盐酸的物质的量始终等于氢氧化钠的物质的量,因此氢氧化钠吸收少量二氧化碳,不影响测定结果,C项正确;该实验滴定终点为锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色,如果变为红色说明盐酸已经过量,D项错误。
【答案】C
任务2 酸碱中和滴定误差分析
【学习情境】
测量是人类认识和改造客观世界的一种必不可少的重要手段。对自然界所发生的量变现象的研究,常常需要借助于各式各样的实验与测量来完成,由于受对所测量体系认识能力的不足、测量方法、测量仪器、试剂以及测量工作者主观因素等方面的影响,使得测量结果不可能与真实值完全一致,这种差别在数值上的表现就是误差。中和滴定是中学化学重要定量实验之一,实验过程中经过多个步骤,多次测量都会产生误差,都会影响分析结果的准确性。因此,我们必须根据对分析结果准确度的要求,合理操作实验,对实验结果进行合理评价。
【新知生成】
误差分析依据(一元酸、碱的中和滴定)
中和滴定实验中,产生误差的原因主要有操作不当、读数不准等,依据原理c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),所以c(待测)=,c(标准)与V(待测)已确定,因此只要分析出不正确的操作引起V(标准)的变化,即可分析出结果。V(标准)变大,则c(待测)偏高;V(标准)变小,则c(待测)偏低。
【核心突破】
典例4 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,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液
C.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸时,选用酚酞作指示剂,实验时不小心多加了几滴
D.用标准盐酸测定未知浓度NaOH溶液,开始实验时,酸式滴定管尖嘴部分无气泡,实验结束时有气泡
【解析】A项,锥形瓶不能用待测液润洗,否则会使待测液的量偏大,消耗标准液的体积偏大,从而使所测浓度偏大;B项,冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液,还是待测溶液,都必须用待装溶液润洗2~3次,否则会使标准溶液或待测溶液浓度偏小,影响结果;C项,在滴定过程中,指示剂多加了几滴,一般不影响实验结果,因为指示剂不会改变反应过程中酸和碱的物质的量;D项,实验开始时酸式滴定管中无气泡,实验结束时有气泡,会导致所读取的V(HCl)偏小,依据V(HCl)·c(HCl)=V(NaOH)·c(NaOH)得所测的c(NaOH)偏小。
【答案】C
归纳总结：以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
步骤 操作 c(待测)
洗涤 酸式滴定管未用标准酸溶液润洗 偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗 偏低
锥形瓶用待测溶液润洗 偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 无影响
取液 取碱液的滴定管开始有气泡,读数时气泡消失 偏低
滴定 酸式滴定管滴定前有气泡,达到滴定终点时气泡消失 偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出 偏低
部分酸液滴在锥形瓶外 偏高
读数 酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯) 偏低
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰) 偏高
训练5 用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,选用酚酞作指示剂,下列操作会导致测定结果偏低的是( )
A.酸式滴定管未润洗就装标准液滴定
B.锥形瓶未用待测液润洗
C.读取标准液体积时,滴定前仰视,滴定到终点后俯视
D.滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡未排除,滴定后气泡消失
【解析】A项,标准液被管壁附着的水稀释,使标准液用量偏大,测定结果偏高;B项,不影响锥形瓶内NaOH的量,标准液用量不变,测定结果不受影响;C项,滴定前仰视,读数偏大,滴定终点时俯视,读数偏小,因此标准液用量偏少,测定结果偏低;D项,滴定后,原先气泡占据的体积充满标准液,使读取的标准液用量偏多,测定结果偏高。
【答案】C
课堂小结
【随堂检测】
1.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作不会引起实验误差的是( )
A.用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定
B.用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时立即停止滴定
C.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定
D.将NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,再加入少量蒸馏水后进行滴定
【解析】用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定,标准盐酸被稀释,浓度偏小,造成消耗的V(酸)偏大,测得c(碱)偏大,A项错误;用酚酞作指示剂,滴至溶液由红色变为无色,且半分钟内颜色不再变化时停止加盐酸,B项错误;蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定,导致消耗的V(酸)偏大,测得c(碱)偏大,C项错误;将NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,再加入适量蒸馏水后进行滴定,待测液的物质的量不变,对V(酸)无影响,c(碱)不变,D项正确。
【答案】D
2.下列有关中和滴定实验的叙述正确的是( )
A.中和滴定实验中所用的标准溶液越浓越好,指示剂的用量一般为2~3 mL
B.滴定管、锥形瓶均应先水洗后润洗
C.进行滴定时眼睛应注意锥形瓶内溶液的颜色变化而不应注意滴定管内的液面变化
D.用标准盐酸滴定待测NaOH溶液时,若读数时滴定前仰视,滴定后俯视,则测定值偏大
【解析】中和滴定实验中,标准溶液越浓误差越大,指示剂的用量一般为2~3滴,A项错误;盛待测液的锥形瓶不能润洗,否则测定结果偏大,B项错误;读数时滴定前仰视,读数偏大,滴定后俯视,读数偏小,致使读取的标准盐酸的体积偏小,故测定值偏小,D项错误。
【答案】C
3.用标准氢氧化钠溶液滴定某酸时,下列操作错误的是( )
A.滴定前装待测液的锥形瓶,洗涤后未干燥就盛入待测液
B.滴定前排出管内液体中的气泡
C.滴定时眼睛注视滴定管的刻度
D.滴定时不断地摇动锥形瓶
【解析】A项,滴定前装待测液的锥形瓶,洗涤后未干燥就盛入待测液,待测液物质的量不变,对滴定结果无影响,正确;B项,滴定前必须排出管内液体中的气泡,否则消耗的标准液体积偏大,测定结果偏大,正确;C项,滴定时眼睛应该注视锥形瓶,观察溶液颜色的变化,判断滴定终点,错误;D项,滴定时不断地摇动锥形瓶,使酸和碱充分反应,正确。
【答案】C
4.用已知标准浓度的NaOH溶液来滴定未知浓度的盐酸,下列操作中会使盐酸测定浓度比实际浓度高的是( )
①碱式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准溶液润洗
②锥形瓶中有少量蒸馏水,实验时没有烘干处理
③取未知浓度盐酸的酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用待测盐酸润洗
④滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失
⑤滴定后读数时,俯视读数
A.②③ B.①④ C.①⑤ D.④⑤
【解析】①碱式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准溶液润洗,导致标准溶液浓度减小,使得V(标准)偏大,则c(待测)偏高;②锥形瓶中有少量蒸馏水,实验时没有烘干处理,待测液的物质的量不变,导致V(标准)不变,则c(待测)不变;③取未知浓度盐酸的酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用待测盐酸润洗,待测液的物质的量偏小,导致V(标准)偏小,则c(待测)偏小;④滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失,导致V(标准)偏大,则c(待测)偏高;⑤滴定后读数时,俯视读数,导致V(标准)偏小,则c(待测)偏低。
【答案】B
5.某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度,其操作步骤如下:
①从碱式滴定管中放出20.00 mL待测溶液到锥形瓶中。
②将酸式滴定管用蒸馏水洗净,再用标准酸液润洗2~3次后,向其中注入0.1000 mol·L-1标准盐酸,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下的位置,记下读数。
③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂,进行滴定。滴定至指示剂刚好变色,且半分钟内颜色不再改变为止,测得消耗盐酸的体积为V1 mL。
④重复以上过程,但在滴定过程中向锥形瓶中加入5 mL的蒸馏水,测得所耗盐酸的体积为V2 mL。
试回答下列问题:
(1)锥形瓶中的溶液从 色变为 色时,停止滴定。
(2)某次滴定时滴定管中的液面如图所示,其读数为 mL。
(3)根据下列数据:
滴定次数 待测液体 积/mL 标准盐酸体积/mL
滴定前读数/mL 滴定后读数/mL
第一次 20.00 0.50 25.40
第二次 20.00 4.00 29.10
待测烧碱溶液的浓度为 mol·L-1。
【解析】(1)锥形瓶中的溶液从红色变为无色时,表明到达滴定终点。(2)滴定管读数时要使视线和凹液面的最低点相切,因此读数为22.60 mL。(3)V[HCl(aq)]==25.00 mL,根据c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=c(HCl)·V[HCl(aq)]得,c(NaOH)=0.1250 mol·L-1。
【答案】(1)红 无 (2)22.60 (3)0.1250
2