鲁科版 高中化学选修四 第三章 第四节 离子反应 酸碱中和滴定
文档属性
| 名称 | 鲁科版 高中化学选修四 第三章 第四节 离子反应 酸碱中和滴定 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 874.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-03-22 09:22:45 | ||
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文档简介
如何比较精确地测出一瓶未知浓度的NaOH溶液（或HCl溶液）的浓度？
酸碱中和滴定
一、酸碱中和滴定：
1、定义：酸碱中和滴定是利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
已知浓度的溶液——标准液
未知浓度的溶液——待测液
当酸和碱恰好中和时，n（H+)=n(OH-),
对于一元酸与一元碱反应时：
C酸V酸=C碱V碱
2、酸碱中和滴定的原理：
中和滴定以酸碱中和反应为基础，
H+ + OH- = H2O
即：C(标)·V(标) = C(待)·V(待)
C(待)＝
C(标)·V(标)
V(待)
3、关键：
①准确测出参加反应的两种溶液的体积。
②准确判断中和反应是否恰好进行完全。
如何准确量取一定体积的未知浓度的溶液？如何测出所消耗标准溶液的体积？
可以选用滴定管，因为滴定管比较精确，滴定管能精确到0.01 mL。
滴定管的构造
最小分刻度：0.1mL，读数精确到0.01mL
（精量仪可估读一位，粗量仪不能估读）
滴定管的构造
①滴定管上标有： 、 、 ；
温度
刻度
容积
全部盛满溶液时，体积_____所标容积。
多于
②滴定管的最小刻度为 , 允许估计 至 , 因此读数的精确度为 mL.
0.1mL
0.01
0.01
2. 滴定管的刻度特点和读数方法
①0刻度在上方
②精密度：0.01ml，所以读数时要 读到小数点后两位。
③实际滴出的溶液体积
=滴定后的读数-滴定前的读数
0刻度处
25ml刻
度处
25ml酸式滴定管
玻璃塞
玻璃球
橡皮管
标注：规格、温度
思考1：酸式滴定管与碱式滴定管有哪些差异？分析如此设计的原因？
思考2：如何选择仪器量取高锰酸钾、盐酸、碳酸钠、四氯化碳、溴水、氯化铵溶液？
思考3：量筒与滴定管有哪些差异？
交流讨论
玻璃活塞
橡胶管玻璃球
1. 酸式滴定管和碱式滴定管的区别和使用方法
1. 酸式滴定管和碱式滴定管的区别和使用方法
注意：酸式滴定管不能用于装碱性溶液（会粘结活塞）； 碱式滴定管不能用于装酸性溶液或强氧化性的溶液(会腐蚀橡胶管）。
1.检漏：检查活塞是否漏水。
2.洗涤：先水洗，再用待装液润洗2～3次。
3.排气泡，调液面：先装入液体至“0”刻度以上，排净气泡后调整液面到“0”或“0”以下，记下刻度，注意平视，不能仰视或俯视。
4.滴液：左手握住滴定管活塞（或挤压玻璃球），右手摇动锥形瓶，眼睛注视着锥形瓶中溶液颜色的变化。
【注意事项】
滴定管的使用
（一滴溶液约 ）
7.0
探究
滴定过程中溶液的pH变化
用0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L盐酸
1.0
4.0
10.0
12.3
②如何准确判断中和反应是否恰好进行完全？
0.00
19.96
20.00
20.04
30.00
溶液PH值
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
突变范围
反应终点
0
pH
强碱滴定强酸
绘制中和滴定曲线曲线
0.00
19.96
20.00
20.04
30.00
溶液PH值 1.0 4.0 7.0 10.0 12.3
颜色突变范围
7
酚 酞
指示剂选择
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
0
8
10
颜色突变范围
7
指示剂选择
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
0
甲基橙
3.1
4.4
突跃范围
20.02mL
19.98mL
加入NaOH溶液的体积V(mL)
溶液的pH
“突跃”的存在为准确判断终点提供了方便
②如何准确判断中和反应是否恰好进行完全？
向20 .00ml 0.0100mol/L的HCl 溶液加入如下体积的0.0100mol/L的NaOH溶液，
求(1)当NaOH溶液体积为19.80mL时，pH=？
(2)当NaOH溶液体积为19.98mL时，pH=？
(3)当NaOH溶液体积为20.00mL时，pH=？
(4)当NaOH溶液体积为20.02mL时，pH=？
(5)当NaOH溶液体积为20.20mL时，pH=？
(1)当NaOH标准液加入量为19.98mL时，溶液呈酸性
c (H+)过量
=5× 10 - 6 mol/L
此时溶液的pH= —lg(5×10 -6) = 5.3
(2)当NaOH标准液加入量为20.00mL时，溶液呈中性
此时溶液的pH= 7
(3)当NaOH标准液加入量为20.02mL时，溶液呈碱性
c (OH—)过量
0.0100 mol/L× 0.02 mL
(20.00+20.00+0.02) mL
=
=5× 10 - 6 mol/L
c (H+)
=
=2× 10 - 9 mol/L
此时溶液的pH= —lg(2×10 -9) = 8.7
突跃范围
20.02mL
19.98mL
加入NaOH溶液的体积V(mL)
溶
液
的pH
“突跃”的存在为准确判断终点提供了方便
当多加半滴（0.02ml)NaOH标准液时，
锥形瓶内液体呈碱性，pH=8.7
误差为：+1‰
到达滴定终点时，多滴加或少滴加一滴标准液，对溶液的pH影响很大，但误差仅仅是千分之一，是可以忽略的误差。
当少加半滴（0.02ml)NaOH标准液时，
锥形瓶内液体呈酸性，pH=5.3
误差为：1‰
尽管
1.所选用的酸碱指示剂并不是在溶液呈中性时变色
2.到达滴定终点时，盛待测溶液的锥形瓶内中的液体并不呈中性
但是，
中和滴定实验依然具有足够的准确性!
指示剂的选择及滴定终点的判断
（1）指示剂
甲基橙 3.1-4.4 红－橙－黄
酚酞 8.2-10.0 无－粉红－红
（2）滴定终点的判断
不用石蕊作指示剂原因：颜色变化不明显
指示剂的颜色发生突变并且半分钟不变色即达到滴定终点。
（1）强酸强碱间的滴定：
（2）强酸滴定弱碱
两者正好完全反应，生成强酸弱碱盐，酸性选用甲基橙作指示剂
（3）强碱滴定弱酸
酸碱中和滴定中指示剂的选择：
两者正好完全反应，生成强碱弱酸盐，碱性选用酚酞作指示剂
酚酞溶液、甲基橙
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，有时还可用移液管
试剂：标准液、待测液、指示剂
实验仪器及试剂:
实验步骤：
1、查漏：检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活
2、洗涤：用水洗净后，各用少量待装液润洗滴定管2－3次
3、装液：用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中，使液面高于刻度2-3cm
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
5、调液：
调节滴定管中液面高度，记下读数。
6、取液：
(1)从碱式滴定管中放出25.00ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中
(2)滴入2~3滴酚酞试液，将锥形瓶置于酸式滴定管下方，并在瓶底衬一张白纸。
7、滴定：左手控制酸式滴定管活塞，右手拿住锥形瓶瓶颈，边滴入盐酸，边不断顺时针方向摇动，眼睛要始终注视锥形瓶溶液的颜色变化。
9、计算：整理数据进行计算。
8、记录：当看到加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变无色且半分钟不褪色时，停止滴定，准确记下盐酸读数，求得滴定用去的盐酸体积。
数据处理和计算：
一次滴定 二次滴定 三次滴定
终点读数 起点读数 用量
V标HCl
V待NaOH
C待NaOH
C待平均
(5)读数时，视线与液面的凹液面的最低处及刻度在同一水平线上。
应注意的几个问题：
(1)酸、碱式滴定管的构造以及读数准确度0.01 mL。
(2)溶液使指示剂滴加一般为1~2滴。
(3)滴定速度，先快后慢，接近滴定终点时，应一滴一摇动。
(4)颜色发生变化半分钟后溶液颜色不恢复为原状，滴定达到终点。
拓展：有关氧化还原反应的滴定
1、Na2S2O3与I2的相互滴定：
原理：Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
指示剂：淀粉溶液。
终点： 蓝色——无色（无色——蓝色）
2、酸性KMnO4 与还原剂的相互滴定：
原理：KMnO4 被还原而褪色
指示剂：不用指示剂
终点：紫红色——无色（无色——紫红色）
中和滴定误差分析
已知
已知
读数
决定误差原因：
将误差转化为对标准液体积的影响进行判断
滴定前仰视，滴定后俯视
滴定前
滴定后
滴定前俯视，滴定后仰视
滴定前
滴定后
一、酸式滴定管
1.未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管 （ ）
2.滴定管内壁不干净，滴定后，酸式滴定管内壁挂水珠 （ ）
3.滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失（ ）
4.滴定操作时，有少量盐酸滴于锥形瓶外（ ）
5.滴定前仰视刻度，滴定后俯视刻度（ ）
偏高
偏高
偏高
偏高
偏低
二、锥形瓶
6.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（ ）
7.锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液（ ）
8.滴定过程中摇动锥形瓶，不慎将瓶内的溶液溅出一部分。（ ）
9.指示剂滴加过多（ ）
偏高
无影响
偏低
偏低
三、碱式滴定管
10.碱式滴定管用水洗后，未用待测液润洗 （ ）
11.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
四、含杂质
12.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。（ ）
13.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
酸碱中和滴定
一、酸碱中和滴定：
1、定义：酸碱中和滴定是利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
已知浓度的溶液——标准液
未知浓度的溶液——待测液
当酸和碱恰好中和时，n（H+)=n(OH-),
对于一元酸与一元碱反应时：
C酸V酸=C碱V碱
2、酸碱中和滴定的原理：
中和滴定以酸碱中和反应为基础，
H+ + OH- = H2O
即：C(标)·V(标) = C(待)·V(待)
C(待)＝
C(标)·V(标)
V(待)
3、关键：
①准确测出参加反应的两种溶液的体积。
②准确判断中和反应是否恰好进行完全。
如何准确量取一定体积的未知浓度的溶液？如何测出所消耗标准溶液的体积？
可以选用滴定管，因为滴定管比较精确，滴定管能精确到0.01 mL。
滴定管的构造
最小分刻度：0.1mL，读数精确到0.01mL
（精量仪可估读一位，粗量仪不能估读）
滴定管的构造
①滴定管上标有： 、 、 ；
温度
刻度
容积
全部盛满溶液时，体积_____所标容积。
多于
②滴定管的最小刻度为 , 允许估计 至 , 因此读数的精确度为 mL.
0.1mL
0.01
0.01
2. 滴定管的刻度特点和读数方法
①0刻度在上方
②精密度：0.01ml，所以读数时要 读到小数点后两位。
③实际滴出的溶液体积
=滴定后的读数-滴定前的读数
0刻度处
25ml刻
度处
25ml酸式滴定管
玻璃塞
玻璃球
橡皮管
标注：规格、温度
思考1：酸式滴定管与碱式滴定管有哪些差异？分析如此设计的原因？
思考2：如何选择仪器量取高锰酸钾、盐酸、碳酸钠、四氯化碳、溴水、氯化铵溶液？
思考3：量筒与滴定管有哪些差异？
交流讨论
玻璃活塞
橡胶管玻璃球
1. 酸式滴定管和碱式滴定管的区别和使用方法
1. 酸式滴定管和碱式滴定管的区别和使用方法
注意：酸式滴定管不能用于装碱性溶液（会粘结活塞）； 碱式滴定管不能用于装酸性溶液或强氧化性的溶液(会腐蚀橡胶管）。
1.检漏：检查活塞是否漏水。
2.洗涤：先水洗，再用待装液润洗2～3次。
3.排气泡，调液面：先装入液体至“0”刻度以上，排净气泡后调整液面到“0”或“0”以下，记下刻度，注意平视，不能仰视或俯视。
4.滴液：左手握住滴定管活塞（或挤压玻璃球），右手摇动锥形瓶，眼睛注视着锥形瓶中溶液颜色的变化。
【注意事项】
滴定管的使用
（一滴溶液约 ）
7.0
探究
滴定过程中溶液的pH变化
用0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L盐酸
1.0
4.0
10.0
12.3
②如何准确判断中和反应是否恰好进行完全？
0.00
19.96
20.00
20.04
30.00
溶液PH值
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
突变范围
反应终点
0
pH
强碱滴定强酸
绘制中和滴定曲线曲线
0.00
19.96
20.00
20.04
30.00
溶液PH值 1.0 4.0 7.0 10.0 12.3
颜色突变范围
7
酚 酞
指示剂选择
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
0
8
10
颜色突变范围
7
指示剂选择
PH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
0
甲基橙
3.1
4.4
突跃范围
20.02mL
19.98mL
加入NaOH溶液的体积V(mL)
溶液的pH
“突跃”的存在为准确判断终点提供了方便
②如何准确判断中和反应是否恰好进行完全？
向20 .00ml 0.0100mol/L的HCl 溶液加入如下体积的0.0100mol/L的NaOH溶液，
求(1)当NaOH溶液体积为19.80mL时，pH=？
(2)当NaOH溶液体积为19.98mL时，pH=？
(3)当NaOH溶液体积为20.00mL时，pH=？
(4)当NaOH溶液体积为20.02mL时，pH=？
(5)当NaOH溶液体积为20.20mL时，pH=？
(1)当NaOH标准液加入量为19.98mL时，溶液呈酸性
c (H+)过量
=5× 10 - 6 mol/L
此时溶液的pH= —lg(5×10 -6) = 5.3
(2)当NaOH标准液加入量为20.00mL时，溶液呈中性
此时溶液的pH= 7
(3)当NaOH标准液加入量为20.02mL时，溶液呈碱性
c (OH—)过量
0.0100 mol/L× 0.02 mL
(20.00+20.00+0.02) mL
=
=5× 10 - 6 mol/L
c (H+)
=
=2× 10 - 9 mol/L
此时溶液的pH= —lg(2×10 -9) = 8.7
突跃范围
20.02mL
19.98mL
加入NaOH溶液的体积V(mL)
溶
液
的pH
“突跃”的存在为准确判断终点提供了方便
当多加半滴（0.02ml)NaOH标准液时，
锥形瓶内液体呈碱性，pH=8.7
误差为：+1‰
到达滴定终点时，多滴加或少滴加一滴标准液，对溶液的pH影响很大，但误差仅仅是千分之一，是可以忽略的误差。
当少加半滴（0.02ml)NaOH标准液时，
锥形瓶内液体呈酸性，pH=5.3
误差为：1‰
尽管
1.所选用的酸碱指示剂并不是在溶液呈中性时变色
2.到达滴定终点时，盛待测溶液的锥形瓶内中的液体并不呈中性
但是，
中和滴定实验依然具有足够的准确性!
指示剂的选择及滴定终点的判断
（1）指示剂
甲基橙 3.1-4.4 红－橙－黄
酚酞 8.2-10.0 无－粉红－红
（2）滴定终点的判断
不用石蕊作指示剂原因：颜色变化不明显
指示剂的颜色发生突变并且半分钟不变色即达到滴定终点。
（1）强酸强碱间的滴定：
（2）强酸滴定弱碱
两者正好完全反应，生成强酸弱碱盐，酸性选用甲基橙作指示剂
（3）强碱滴定弱酸
酸碱中和滴定中指示剂的选择：
两者正好完全反应，生成强碱弱酸盐，碱性选用酚酞作指示剂
酚酞溶液、甲基橙
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，有时还可用移液管
试剂：标准液、待测液、指示剂
实验仪器及试剂:
实验步骤：
1、查漏：检查两滴定管是否漏水、堵塞和活塞转动是否灵活
2、洗涤：用水洗净后，各用少量待装液润洗滴定管2－3次
3、装液：用倾倒法将盐酸、氢氧化钠溶液注入酸、碱滴定管中，使液面高于刻度2-3cm
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
5、调液：
调节滴定管中液面高度，记下读数。
6、取液：
(1)从碱式滴定管中放出25.00ml氢氧化钠溶液于锥形瓶中
(2)滴入2~3滴酚酞试液，将锥形瓶置于酸式滴定管下方，并在瓶底衬一张白纸。
7、滴定：左手控制酸式滴定管活塞，右手拿住锥形瓶瓶颈，边滴入盐酸，边不断顺时针方向摇动，眼睛要始终注视锥形瓶溶液的颜色变化。
9、计算：整理数据进行计算。
8、记录：当看到加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变无色且半分钟不褪色时，停止滴定，准确记下盐酸读数，求得滴定用去的盐酸体积。
数据处理和计算：
一次滴定 二次滴定 三次滴定
终点读数 起点读数 用量
V标HCl
V待NaOH
C待NaOH
C待平均
(5)读数时，视线与液面的凹液面的最低处及刻度在同一水平线上。
应注意的几个问题：
(1)酸、碱式滴定管的构造以及读数准确度0.01 mL。
(2)溶液使指示剂滴加一般为1~2滴。
(3)滴定速度，先快后慢，接近滴定终点时，应一滴一摇动。
(4)颜色发生变化半分钟后溶液颜色不恢复为原状，滴定达到终点。
拓展：有关氧化还原反应的滴定
1、Na2S2O3与I2的相互滴定：
原理：Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
指示剂：淀粉溶液。
终点： 蓝色——无色（无色——蓝色）
2、酸性KMnO4 与还原剂的相互滴定：
原理：KMnO4 被还原而褪色
指示剂：不用指示剂
终点：紫红色——无色（无色——紫红色）
中和滴定误差分析
已知
已知
读数
决定误差原因：
将误差转化为对标准液体积的影响进行判断
滴定前仰视，滴定后俯视
滴定前
滴定后
滴定前俯视，滴定后仰视
滴定前
滴定后
一、酸式滴定管
1.未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管 （ ）
2.滴定管内壁不干净，滴定后，酸式滴定管内壁挂水珠 （ ）
3.滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失（ ）
4.滴定操作时，有少量盐酸滴于锥形瓶外（ ）
5.滴定前仰视刻度，滴定后俯视刻度（ ）
偏高
偏高
偏高
偏高
偏低
二、锥形瓶
6.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（ ）
7.锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液（ ）
8.滴定过程中摇动锥形瓶，不慎将瓶内的溶液溅出一部分。（ ）
9.指示剂滴加过多（ ）
偏高
无影响
偏低
偏低
三、碱式滴定管
10.碱式滴定管用水洗后，未用待测液润洗 （ ）
11.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
四、含杂质
12.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。（ ）
13.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