【2012优化方案 精品课件】苏教版 化学 选修6专题6课题1　食醋总酸含量的测定（共59张PPT）

(共59张PPT)
课题1　食醋总酸含量的测定
学习目标
1.学会使用中和滴定实验有关仪器(移液管、滴定管等)的基本操作规范。
2.理解中和滴定实验中指示剂的选择和使用。
3.初步学会用滴定法测定液体样本中的总酸(或总碱)的方法。
4.通过中和滴定实验，理解化学定量分析实验中有关实验数据的收集和处理、实验结果的计算、实验误差的分析等。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
课题1
课前自主学案
自主学习
1．食醋的分类
食醋分为________和________两种。
2．食醋的总酸含量及其测定
食醋的酸味主要来自其中的______等有机酸。食醋总酸含量是指每100 mL食醋中含酸(以醋酸计)的质量，也称食醋的______。国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于_____________ 。
酿造醋
配制醋
醋酸
酸度
3.5 g/100 mL
利用__________法，用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定待测食醋样品溶液，如果测量出恰好中和时二者的_______，可测定食醋的总酸含量。滴定时反应的化学方程式是
_______________________________________。
为了准确地确定氢氧化钠溶液与食醋反应的终点,可在被测溶液中加入酸碱指示剂，根据指示剂颜色的变化确定反应终点。通常把指示剂恰好变色的这一点称为__________。
滴定分析
体积比
NaOH＋CH3COOH―→CH3COONa＋H2O
滴定终点
3．指示剂的选择
随着标准溶液的滴入，溶液的pH在发生变化，这种变化有何特征？为何能用指示剂判定终点是否到达？如何选用合适的指示剂？
(1)溶液pH变化特征
请看如下实例：用0.1000 mol·L－1 NaOH溶液滴定0.1000 mol·L－1 CH3COOH溶液时，滴定过程中溶液pH的变化情况：
由教材表6－1中数据和下图的酸碱滴定曲线可看出：在滴定开始时，pH升高缓慢。当加入的NaOH溶液的体积由19.98 mL(非常接近完全反应)增加到20.02 mL时(约1滴)，pH出现突变，由7.74增加到9.70，这种pH突变称为__________。根据这一pH的变化，我们可以选择在微碱性的溶液中变色的指示剂(如酚酞)作为本实验的指示剂。
滴定突跃
(2)酸碱指示剂的变色范围(pH)
甲基橙 ＜3.1 3.1～4.4 ＞4.4
_____ 橙 _____
酚酞 ＜8.2 8.2～10.0 ＞10.0
_____ 粉红 _____
石蕊 ＜5.0 5.0～8.0 ＞8.0
_____ 紫 _____
红
黄
红
蓝
红
无色
(3)选用指示剂
要求：变色要明显、灵敏，且指示剂的变色范围要尽可能与恰好完全反应时的pH接近。因此：
①强酸强碱相互滴定，可选用甲基橙或酚酞。尽管酚酞和甲基橙都可以用，但用强酸滴定强碱时,甲基橙加在碱里，达到终点时，溶液颜色由黄色变红色，易于观察，故选择甲基橙。用强碱滴定强酸时，酚酞加在酸中，达到终点时，溶液颜色由无色变为粉红色，易于观察，故选择酚酞。
②若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性，则选用酸性变色范围的指示剂(如________)；若反应生成强碱弱酸盐，由于溶液呈碱性，则选用碱性变色范围的指示剂(如______)。
③石蕊试液因颜色变化不明显，且变色范围过宽,一般不用作滴定指示剂。
甲基橙
酚酞
④常用的指示剂本身多是弱酸或弱碱。如石蕊、酚酞和甲基橙是比较复杂的有机酸。指示剂的分子和离子具有不同的颜色，酸或碱溶液能影响指示剂的电离平衡，因此在酸或碱溶液中指示剂会显示不同的颜色。为了使指示剂的变色不发生异常导致误差，中和滴定时指示剂的用量不可过多,一般用 _______滴。
2～3
二、实验步骤
1．配制待测食醋溶液
用25 mL_________吸取市售食醋25 mL，置于250 mL_________中，加水稀释至刻度，摇匀即得待测食醋溶液。
移液管
容量瓶
2．把滴定样品溶液装入酸式滴定管
将酸式滴定管洗净后，每次用3～4 mL待测食醋溶液______3次，然后加入待测食醋溶液，使液面高于“0”刻度。把滴定管夹在滴定管夹上(活塞把向右)，轻轻转动活塞，放出少量酸液，使尖嘴内充满酸液，并使液面达到_____________________ 。静置1～2分钟，读取刻度数据(应读到小数点后面两位数字)，记录为待测食醋体积的初读数。
润洗
“0”刻度或“0”刻度以下
3．把标准NaOH溶液装入碱式滴定管将碱式滴定管冼净后，每次用3～4 mL NaOH标准溶液润洗3次，然后加入NaOH标准溶液，用如右图所示的方法排除橡皮管内的气泡后，使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下。静置后，读取刻度数据，记录为氢氧化钠标准溶液体积的初读数。
4．取待测食醋溶液
从酸式滴定管中放出V mL(V值在25.00左右)待测食醋到洗净的________中，加2～3滴酚酞溶液。读取滴定管中食醋的刻度数据，记录为待测食醋体积的终读数。
锥形瓶
5．用NaOH标准溶液滴定待测食醋溶液
将盛有待测食醋的锥形瓶置于碱式滴定管下方，挤压碱式滴定管的玻璃球，使滴定管内的NaOH标准溶液滴入锥形瓶中，边加边摇动________。将要到达终点时应减慢滴入碱液的速度，当溶液的颜色变为______色且在半分钟内不褪色时，即达到滴定终点。静置后，读取NaOH标准溶液的刻度数据,记录为NaOH标准溶液体积的终读数。
锥形瓶
粉红
6．数据处理
依据实验记录的数据，计算每次测得的食醋中醋酸的质量m(CH3COOH)：
m(CH3COOH)＝
_________________________________
则100 mL食醋中所含醋酸的质量为：
m′(CH3COOH)＝
___________________________________________ 根据3次接近的平行测定值，可计算食醋中总酸含量的平均值。
c(NaOH)·V(NaOH)·M(CH3COOH)
思考感悟
(1)本实验中为什么要将市售食醋稀释10倍？
(2)若滴定的终点没有控制好，即NaOH标准溶液滴加过量，溶液呈深红色，你有何补救的办法？
【提示】　(1)由食醋的总酸含量不得低于3.5 g/100 mL可知食醋中醋酸物质的量浓度约在0.6 mol/L左右。若不稀释，浓度太大，滴定时所用体积太小，量取、滴定过程中，均易出现较大的误差，所以需稀释后再进行滴定。
(2)可采用反滴的方法补救，即向锥形瓶中缓慢滴入待测食醋溶液，当溶液的颜色由深红色变为粉红色且半分钟内不褪色时停止滴加，读取所加待测液的体积，则待测液的总体积为开始量取的体积与反滴时体积之和，然后进行计算即可。
自主体验
1．(2011年泉州高二检测)在25 mL的碱式滴定管中盛放KOH溶液，将液体的凹液面调至“0”刻度后，再把其中的液体全部放出，则流出液体的体积是(　　)
A．25 mL　　　　 B．大于25 mL
C．小于25 mL D．25.00 mL
解析：选B。滴定管的刻度“0”在上，满刻度在下,满刻度以下还有一段空间没有刻度，因此，其中液体全部流出后，体积应大于25 mL。
2．如图分别是温度计、量筒、滴定管的一部分，下述读数(虚线刻度)及说法正确的是(　　)
A．①是量筒，读数为2.5 mL
B．②是量筒，读数为2.5 mL
C．③是滴定管，读数为3.5 mL
D．②是温度计，读数是2.5 ℃
解析：选B。从图中来看，①的“0”刻度下还有刻度，应是温度计；②中大刻度在上，应是量筒；③与②正好相反，应是滴定管。此时可排除A、D选项。再观察读数，选B。
3．用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，下列操作中正确的是(　　)
A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后直接加入已知物质的量浓度的盐酸
B．锥形瓶用蒸馏水洗净后，先润洗再加入一定体积的未知物质的量浓度的NaOH溶液
C．滴定时，没有逐出滴定管尖嘴的气泡
D．读数时，视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
解析：选D。滴定管未润洗就直接加入标准液，会导致标准液物质的量浓度偏低，耗用体积偏大,代入计算公式，结果使所求待测液物质的量浓度偏高；锥形瓶不用待测液润洗，因为待测液中溶质的物质的量一定，消耗的标准液的物质的量就一定；滴定时没逐出尖嘴处的气泡，会导致消耗标准液体积的读数偏大,代入计算公式，结果所求待测液物质的量浓度偏高；读数时视线应平视。
课堂互动讲练
食醋中总酸含量测定的原理
1．中和滴定原理
利用酸和碱的中和反应，用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸)的方法。强酸滴定强碱，即强酸与强碱完全中和，H＋＋OH－===H2O，n(H＋)＝n(OH－)；强酸滴定弱碱或弱酸滴定强碱，也是酸碱完全中和，即n(酸)＝n(碱)。多元酸或多元碱的中和反应按化学方程式中的化学计量数之比进行计算。
中和滴定终点判断，即酸碱恰好完全反应的点，借助酸碱指示剂判断，当滴入最后一滴溶液时，颜色突然变化，且半分钟之内不变，则为滴定反应的终点。
2．氢氧化钠与醋酸反应
(1)实验原理
醋酸是弱酸，在水溶液中部分电离，即CH3COOH??CH3COO－＋H＋，当加入标准氢氧化钠溶液以后，氢氧化钠电离出的OH－与醋酸电离出的H＋反应生成弱电解质水，到达滴定终点时，n(OH－)＝n(H＋)，即n(NaOH)＝n(CH3COOH)。
(2)实验步骤
①称量样品[m(样品)]
先称量一个洁净的锥形瓶的质量，用样品润洗过的移液管取10 mL食醋样品，再称量其质量，两次质量差即为样品质量。
②盛装NaOH标准溶液
洗涤好的碱式滴定管，应检查碱式滴定管的乳胶管和玻璃球是否合适，适宜后用标准NaOH溶液润洗2～3次，每次3～4 mL，再加入标准NaOH溶液，赶走气泡，调“0”等待滴定。
③滴定
向盛有食醋的锥形瓶中加入1～2滴酚酞试液，然后用NaOH标准溶液滴定食醋，左手控制滴定管，右手旋摇锥形瓶，眼睛注视瓶内的颜色变化，直到溶液恰好呈粉红色且在半分钟内不褪色时停止滴定，记录数据，重复滴定操作三次。
④数据处理
将滴定记录的数据V(NaOH)取三次的平均值，代入原理推出的公式，即可求得w%。
小结：称量食醋样品―→盛装标准NaOH溶液―→用NaOH溶液滴定食醋―→记录并处理实验数据。
3．指示剂的选择
氢氧化钠与醋酸反应生成的醋酸钠属于强碱弱酸盐，强碱弱酸盐水解呈碱性，其水解的离子方程式为CH3COO－＋H2O??CH3COOH＋OH－。
因此，在用氢氧化钠溶液滴定醋酸时，应选择在碱性范围内变色的酚酞(pH变色范围为8.2～10.0)作为指示剂。
(2011年福州高二检测)食醋是日常饮食中的一种调味剂，它对改善食物的口感，增进食欲，促进食物消化有独特的功能，因而深受人们青睐。国家标准规定，酿造的食醋中醋酸的含量不得低于3.5 g/100 mL。某校兴趣小组的学生到超市购买了某品牌食醋，在实验室中进行食醋中醋酸含量的定量测定实验。
例1
[实验原理]
用已知浓度的氢氧化钠溶液和醋酸反应，反应的化学方程式为：
CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O。
[实验步骤]
(1)因食醋有颜色，可能干扰中和滴定时对指示剂颜色的观察，所以须先脱色，但又不能影响到测定的醋酸含量，下列所加脱色剂正确的是__________。
A．氯水 B．Na2O2
C．活性炭 D．SO2
(2)用__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管取步骤(1)所得的食醋20.00 mL，加入到一洁净的锥形瓶中，并滴加2滴酚酞作指示剂。
(3)用0.5000 mol·L－1的氢氧化钠溶液进行滴定，并重复滴定操作三次。某同学的实验数据记录如下表：
食醋的体积/mL 所用氢氧化钠溶液的体积/mL
第一次 20.00 19.8
第二次 20.00 21.2
第三次 20.00 19.7
[交流反思]
(1)在实验步骤(2)中，向锥形瓶中加适量水稀释食醋，对实验结果有无影响？__________(填“有影响”或“无影响”)，为什么？
________________________________________________________________________。
(2)老师在审核了这一表格后指出，所记录的数据有一明显失误，此失误是______________________________。实验操作中也存在着失误，在计算时应舍去一组数据，这一组是第__________次滴定的数据。
[数据处理]
请以表格中的数据通过计算后说明该食醋是否符合国家标准________(填“符合”或“不符合”)。(不需写出计算过程)
【解析】　本题取材来自于生活，提倡学以致用。所考查的内容还是中和滴定的基本原理及操作。
【答案】　[实验步骤](1)C　(2)酸式
[交流反思](1)无影响　稀释过程中溶质物质的量不变，消耗的NaOH物质的量不变
(2)滴定管的读数在小数点后没有保留两位　二
[数据处理]不符合
变式训练1　某学生为了测定醋酸溶液中醋酸的含量，进行了如下实验：
①准确称取12.0 g NaOH固体,配制1000 mL溶液。
②取10.00 mL醋酸溶液，用第一步配得的NaOH溶液进行滴定。用去NaOH溶液19.90 mL。
③重复上述滴定操作一次，此次用去NaOH溶液20.10 mL。
(1)在称量样品时，若把砝码和被称量物质的位置放反，且使用游码，那么所得样品的质量________(填编号)。
A．大于12.0 g B．小于12.0 g
C．恰好等于12.0 g D．不能确定
(2)配制NaOH溶液所用的主要玻璃仪器中除了玻璃棒、胶头滴管外，还需要____________________；滴定时应用的指示剂是________。
(3)终点时，溶液中各离子浓度的大小关系为_________________________________________。
(4)下列操作会使结果偏高的是________(填编号)。
A．滴定管用蒸馏水洗净后，即注入标准NaOH溶液
B．用酸式滴定管取用待测酸液前，尖嘴部分有气泡，取用过程中气泡消失
C．滴定前，读碱液体积时仰视；滴定后，读碱液体积时俯视
D．滴定终点溶液呈红色
解析：放反后，称量时，药品放在右盘，且使用游码，故小于称量质量。(2)(3)强碱滴定弱酸，终点时，主要产物为CH3COONa，显碱性；(4)取酸时，有气泡，实际取液体体积小于理论所取体积。
答案：(1)B　(2)1000 mL容量瓶、烧杯　酚酞
(3)c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)
(4)AD
酸碱中和滴定误差分析
1.标准液配制引起的误差[c(标)误差] 偏高/偏低/无影响
(1)称取氢氧化钠配制标准液时，物码倒置 偏高
(2)配制标准液时，烧杯及玻璃棒未洗涤 偏高
(3)配制标准液时，定容俯视 偏低
(4)配制标准液时，定容仰视 偏高
(5)配制标准NaOH溶液时，NaOH中混有碳酸钠 偏高
(6)配制标准NaOH溶液时，NaOH中混有碳酸氢钠 偏高
(7)配制标准NaOH溶液时，NaOH中混有KOH 偏高
(8)滴定管水洗后，未用标准液洗涤 偏高
2.标准液操作引起的误差[V标误差] 偏高/偏低/无影响
(1)滴定前读数仰视，滴定后读数俯视 偏低
(2)滴定结束，滴定管尖嘴外有一滴未滴下 偏高
(3)滴定前有气泡未赶出，后来消失 偏高
3.待测液操作引起的误差[V待误差] 偏高/偏低/无影响
(1)锥形瓶水洗后，用待测液润洗后再装待测液 偏高
(2)锥形瓶有少量蒸馏水，直接放入待测液 无影响
(3)摇动锥形瓶时，溅出部分溶液 偏低
例2
用已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，由于碱式滴定管调零时仰视读数，使计算出的盐酸浓度与实际浓度比较(　　)
A．偏高 B．准确
C．偏低 D．可能偏高或偏低
【答案】　C
变式训练2　用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，用酚酞作指示剂，下列操作中会导致实验结果偏低的是(　　)
①碱式滴定管用蒸馏水洗净后没有用标准液润洗
②用酸式滴定管加待测液时，刚用蒸馏水洗净后的滴定管未用待测液润洗
③锥形瓶用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗
④滴定前滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失
⑤终点读数时俯视，其他读数方法正确
A．④⑤ B．①④
C．②③⑤ D．②⑤
解析：选D。②用酸式滴定管加待测液时，刚用蒸馏水洗净后的滴定管未用待测液润洗，使得所取的待测液的实际浓度变小，所以消耗标准液的体积偏小，导致最终结果也偏小。⑤终点读数时俯视，其他读数方法正确，使计算得到的标准液的体积偏小，导致最终结果偏低。
探究整合应用
配制并标定氢氧化钠溶液
测定食醋中醋酸的浓度时，需要用浓度约为0.1000 mol·L－1 NaOH标准溶液，该标准溶液浓度的准确性直接影响分析结果的可靠性。
NaOH易吸收空气中的CO2，使得溶液中含有Na2CO3：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。
为了配制不含Na2CO3的NaOH溶液，可先将NaOH配成饱和溶液(NaOH饱和溶液的质量分数约为52%，溶液密度约为1.56 g·cm－3)。由于Na2CO3在饱和的NaOH溶液中不溶解，待Na2CO3沉淀后,量取一定量上层清液，稀释至所需的浓度，即得NaOH标准溶液。用来配制NaOH溶液的蒸馏水，应先加热煮沸后迅速冷却，以除去其中的CO2。
配制的NaOH溶液的准确浓度是未知的，需要用基准物质来标定。标定碱液的基准物质很多，如草酸、苯甲酸、邻苯二甲酸氢钾等。其中最常用的是邻苯二甲酸氢钾，该滴定反应的化学方程式如下：
滴定至终点时，由于弱酸盐的水解，溶液呈碱性,所以应采用酚酞作指示剂。
某学生用邻苯二甲酸氢钾 (相对分子质量为204.0)测定未知NaOH溶液的浓度，在本实验中达到滴定终点时，溶液的pH约为9.1。
(1)该学生用托盘天平称量时，先在两边托盘上放等质量的纸片，再在左盘上放一个1 g的砝码，调整游码平衡时如图所示。由此可知，所取邻苯二甲酸氢钾的质量为________g。
例
(2)将称好的邻苯二甲酸氢钾置于锥形瓶中，加适量蒸馏水完全溶解得到无色溶液，再加入1～2滴________(填“甲基橙”、“酚酞”或“石蕊”)作指示剂，当观察到__________________
现象时，可停止滴定，记录数据。
(3)该学生进行了三次实验，所取固体的质量均相同，所需未知氢氧化钠溶液的体积如下表：
根据上述数据，你认为该学生是否有必要再重复
实验获取更多数据？原因是
________________________________________________________________________。
实验编号 NaOH溶液的体积(mL)
1 18.2
2 19.7
3 19.5
(4)若不再重复实验，利用上述数据计算得到的NaOH溶液的物质的量浓度为________mol·L－1(准确到小数点后两位)。
(5)以下操作会造成计算NaOH溶液的浓度的结果偏大的是________(填序号)。
①未用氢氧化钠溶液洗涤碱式滴定管
②滴定前平视，滴定后俯视
③滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失
④滴定前未用邻苯二甲酸氢钾溶液润洗锥形瓶
【解析】　(1)使用托盘天平称量药品时，称量物应放在左盘，砝码放在右盘，本题中物码倒放，故所称取邻苯二甲酸氢钾的质量＝1 g－0.6 g＝0.4 g。
(2)因为邻苯二甲酸是弱酸，它与强碱反应生成的盐水解显碱性，故选用酚酞作指示剂。
(3)表中的所有数据小数点后只有一位，且第一组数据误差较大，因此有必要再重复实验。
(4)利用上表中数据2、3取平均值，即可计算出NaOH溶液的物质的量浓度。
【答案】　(1)0.4
(2)酚酞　无色溶液变成浅红色，且30秒内不褪色
(3)有必要再重复实验，原因有两个：①所有数据小数点后只有一位，不准确；②第一组数据误差较大，应舍去，需有三组平行数据
(4)0.10
(5)②
知能优化训练
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