苏教版 (2019)第二单元 溶液的酸碱性学案

这是一份苏教版 (2019)第二单元 溶液的酸碱性学案，共13页。学案主要包含了酸碱中和滴定等内容，欢迎下载使用。
基础课时18　酸碱中和滴定学 习 任 务1．通过了解酸碱中和滴定的原理，知道酸碱中和滴定中，溶液pH的变化是判断滴定终点的依据，了解指示剂的选择方法，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。2．通过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，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。一、酸碱中和滴定1．概念和原理(1)概念：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。(2)原理：在中和反应中，酸提供的H＋与碱提供的OH－之间的物质的量相等。即：c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱，则c(H＋)＝或c(OH－)＝。(3)实验关键①准确测定参加反应酸、碱的体积。②准确判断滴定终点。2．主要仪器及使用(1)仪器：滴定管，铁架台，滴定管夹，锥形瓶，烧杯。a　　　　　b仪器a是酸式滴定管， 仪器b是碱式滴定管。(2)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：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次。③装液：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。④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。3．主要试剂(1)待测液；(2)标准液；(3)指示剂(一般用酚酞或甲基橙)。4．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。(4)读数：至指示剂发生明显的颜色变化(浅红色变为无色)且半分钟内不变时，停止滴定。平视滴定管中凹液面最低点，读取溶液体积。(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。(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。　(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)锥形瓶在水洗后，要用待测液润洗2～3次 (×)(2)滴定实验中左手控制滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶 (√)(3)当观察到锥形瓶中颜色发生变化，立即停止滴定并记下滴定管液面读数 (×)二、酸碱滴定过程中pH的突变和滴定曲线1．pH的突变在酸碱反应过程中，溶液的pH会发生变化，对于强酸强碱的反应，开始时由于被中和的酸(或碱)浓度较大，加入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当反应接近终点(pH≈7)时，很少量的碱(或酸)就会引起溶液pH突变。2．滴定曲线酸碱滴定曲线是以酸碱混合过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标，以溶液pH为纵坐标绘出一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。例如：以0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 HCl溶液为例，其滴定曲线如图所示。滴定过程中溶液pH的突变酸碱中和滴定原理酸碱指示剂的变色范围酸碱指示剂是一些有机弱酸或有机弱碱，它们在水溶液中存在电离平衡，其分子与电离出的离子呈现不同的颜色。因此，当pH改变时，由于分子、离子含量的变化，会引起溶液颜色的变化。例如，石蕊(以HIn表示)的电离平衡和颜色变化如下：指示剂的颜色变化是在一定的pH范围内发生的。各种指示剂的变色范围是由实验测得的。几种常用指示剂的变色范围如图所示。[问题1]　酸碱中和滴定原理(1)进行酸碱中和滴定时，标准液和待测液哪一种放入锥形瓶中？(2)在酸碱中和滴定实验中，标准液的浓度是越大越好还是越小越好？(3)酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同？[提示]　(1)都可以。因为酸碱中和滴定时求的是 H＋与 OH－的定量关系，只要二者的物质的量相等即可，故把哪种溶液放入锥形瓶都可以，但习惯上常把被滴定的溶液放入锥形瓶中。(2)标准液的浓度一般为0.100 0 mol·L－1为宜。浓度太大，易引起较大误差；浓度太小，所需标准液体积太大，不易操作。(3)不相同。酸碱恰好完全反应是指酸与碱按照化学计量数恰好完全反应，酸和碱都不剩余，此时溶液可能为中性，也可能为酸性或碱性；而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点，二者不相同。酸碱恰好完全反应与滴定终点特别接近，在一般科学研究中不会造成大的误差。[问题2]　滴定管的使用滴定管分为酸式和碱式两种类型，应根据溶液的性质进行选择使用，但二者的使用方法基本相同。(1)为什么酸式滴定管不能用来盛装碱液，碱式滴定管不能盛放酸性溶液？(2)滴定管和量筒读数时有什么区别？(3)用量程为25.00 mL的酸式滴定管取盐酸，开始凹液面在“0”刻度处，全部放出后所取溶液是25.00 mL吗？(4)如何排出酸、碱式滴定管尖嘴处的气泡？[提示]　(1)酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞，容易被碱液腐蚀。碱式滴定管有橡胶管，容易被酸性溶液腐蚀。(2)滴定管的“0”刻度在上面，越往下刻度值越大，而量筒无“0”刻度，并且越往上刻度越大；记录数据时滴定管一般精确到0.01 mL，而量筒仅为0.1 mL。(3)不是。滴定管的刻度是“0”刻度在上，最大容量刻度在下，但最下端有一段无刻度，如果全部放出，则体积大于25． 00 mL。(4)酸式滴定管：打开酸式滴定管活塞，快速放出液体，将尖嘴处的气泡快速冲出。碱式滴定管：将碱式滴定管的玻璃尖嘴倾斜向上弯曲，用手挤捏玻璃球一侧的乳胶管，使液体流出同时带出气泡。[问题3]　指示剂的选择(1)在滴定操作时，锥形瓶下面放一张白纸的目的是什么？(2)用盐酸滴定氨水，选什么作指示剂？怎样描述滴定终点？(3)能否选用石蕊试液作为酸碱中和滴定的指示剂？[提示]　(1)白纸只是起衬托作用，是为了使滴定终点的颜色变化更加明显，便于滴定终点的判断。(2)可选择甲基橙作指示剂；滴定终点时溶液由黄色变为橙色且半分钟内不再变化。(3)不能。因石蕊试液在滴定终点时的颜色变化对比不明显，且变色范围较大。1．酸碱中和滴定时指示剂的选择滴定种类选用的指示剂达滴定终点时颜色变化指示剂用量强酸滴定强碱甲基橙黄色→橙色2～3滴酚酞红色→无色强碱滴定强酸甲基橙红色→橙色酚酞无色→粉红色强酸滴定弱碱甲基橙黄色→橙色强碱滴定弱酸酚酞无色→粉红色变色要灵敏，变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。(1)不能用石蕊作指示剂。(2)滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，如用 NaOH溶液滴定醋酸。(3)滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，如用盐酸滴定氨水。(4)强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。(5)并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的 Na2SO3溶液滴定 KMnO4溶液时，KMnO4溶液颜色恰好褪去时即为滴定终点。2．滴定终点的判断答题模板当滴入最后半滴××××××标准溶液后，溶液变成××××××色，且半分钟内不恢复原来的颜色。解答此类题目注意三个关键点：(1)最后半滴：必须说明是滴入“最后半滴”溶液。(2)颜色变化：必须说明滴入“最后半滴”溶液后溶液的颜色变化。(3)半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不恢复原来的颜色”。1．滴定实验时，必须要按以下要求做的是(　　)A．锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干B．酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应溶液润洗C．待测液一定要放在锥形瓶中，标准液一定要放在滴定管中D．滴定前读数要求精确，凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度上B　[滴定前锥形瓶用蒸馏水洗净后无须干燥，其中的蒸馏水不计入加入试剂的体积，也就不影响滴定结果，故A项不符合题意；酸式或碱式滴定管用水洗净后一定要用相应待装溶液润洗，否则会稀释溶液，故B项符合题意；待测液和标准液都可以放在锥形瓶中，盛放在锥形瓶中的溶液其体积为已知量，故C项不符合题意；滴定前，滴定管中液体的凹液面在“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度，“0”刻度以上没有刻度，故D项不符合题意。]2．用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，根据下表及图示选出正确选项(　　)序号锥形瓶中溶液滴定管中溶液选用指示剂选用滴定管①碱酸石蕊甲②酸碱酚酞甲③碱酸甲基橙甲④酸碱酚酞乙甲　乙A．①②　　　B．②③　　　C．③④　　　D．②④C　[酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂，①错误；酸式滴定管中不能盛放碱液，②错误。]酸碱中和滴定误差分析误差分析是指对误差在完成系统功能时，对所要求的目标的偏离产生的原因、后果及发生在系统的哪一个阶段进行分析，把误差减小到最低限度。在实验中，如果出现误差较大的数据，则需要重新进行实验，在几次实验结果相近的情况下，可计算它们的平均值。研究误差的目的，不是要消除它，因为这是不可能的，也不是使它小到不能再小，这不一定必要，因为这要花费大量的人力和物力；而是在一定的条件下得到更接近于真实值的最佳测量结果。[问题1]　酸碱中和滴定时，用待测液润洗锥形瓶，会产生什么结果？[提示]　锥形瓶一定不要用待测液润洗，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。[问题2]　酸碱中和滴定时，用冲洗干净的滴定管直接盛装标准溶液，会产生什么结果？[提示]　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的浓度变小，影响结果。[问题3]　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，会产生什么结果？[提示]　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。[问题4]　用标准盐酸测定未知浓度的NaOH溶液，实验结束时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，开始实验时无气泡，会产生什么结果？[提示]　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)，所测得的c(NaOH)偏小。[问题5]　酸式滴定管或碱式滴定管滴至终点后，俯视或仰视读数，对滴定结果有影响吗？[提示]　滴定管滴至终点后，俯视或仰视读数，会使测得的待测液的浓度偏低或偏高。1．选取适当指示剂，准确判断滴定终点(1)指示剂的选择：强酸与强碱相互滴定时，选甲基橙或酚酞都可以，但不能选石蕊试液(遇酸、碱颜色变化不明显)。一般原则是：酸滴定碱，选甲基橙；碱滴定酸，选酚酞。(2)滴定终点的判断(以NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸为例)：若用酚酞作指示剂，当滴入最后半滴NaOH溶液时，溶液的颜色由无色突变为粉红色，且半分钟内不褪色，说明达到滴定终点。若用甲基橙作指示剂，当滴入最后半滴NaOH溶液时，溶液的颜色由红色变为橙色，且半分钟内不变为原色，说明达到滴定终点。2．中和滴定的误差分析(1)误差分析依据分析误差要根据计算式：c待测＝，当用标准液滴定待测液时，c标准、V待测均为定值，c待测的大小由V标准的大小决定。(2)常见误差分析可能情况操作及读数误差分析仪器的洗涤或润洗未用标准液润洗滴定管偏高未用待测液润洗移液管或所用的滴定管偏低用待测液润洗锥形瓶偏高洗涤后锥形瓶未干燥无影响滴定时溅落液体标准液漏滴在锥形瓶外一滴偏高待测液溅出锥形瓶外一滴偏低将移液管下部的残留液吹入锥形瓶偏高尖嘴处气泡处理不当滴前有气泡，滴后无气泡偏高滴前无气泡，滴后有气泡偏低读数不正确滴前仰视，滴后平视偏低滴前平视，滴后仰视偏高滴前仰视，滴后俯视偏低达终点后，滴定管尖嘴处悬一滴标准液偏高方法指导：读数误差可以用画图的形式来理解和记忆。如开始读数仰视，滴定完毕读数俯视，如图Ⅰ；开始读数俯视，滴定完毕读数仰视，如图Ⅱ。1．当用酸滴定碱时，下列操作中会使测定结果(碱的浓度)偏低的是(　　)A．酸式滴定管滴至终点后，俯视读数B．碱液移入锥形瓶后，加了10 mL蒸馏水再滴定C．酸式滴定管用蒸馏水润洗后，未用标准液润洗D．酸式滴定管注入酸液后，尖嘴留有气泡即开始滴定，滴定终点时气泡消失A　[A项，俯视读数，则读数偏小，结果偏低，正确；B项，加水不会影响测定结果，错误；C项，相当于稀释盐酸使标准液的浓度变小，消耗盐酸的体积偏大，结果偏高，错误；D项，酸式滴定管注入酸液后，尖嘴留有气泡即开始滴定，滴定终点时气泡消失相当于消耗盐酸的体积偏大，结果偏高，错误。]2．用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，用酚酞为指示剂，造成测定结果偏高的原因可能是(　　)A．配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质B．盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，没有用待测液洗C．滴定到终点读数时，俯视刻度线D．滴定到终点读数时，滴定管尖嘴处有气泡A　[配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质，则消耗标准溶液的体积偏大，测定结果偏高，故A正确；盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，没有用待测液洗，对实验无影响，故B不正确；滴定到终点读数时，俯视刻度线，导致V(NaOH)偏小，则测定结果偏低，故C不正确；滴定到终点读数时，滴定管尖嘴处有气泡，导致V(NaOH)偏小，则测定结果偏低，故D不正确。]酸碱中和滴定1．准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液滴定，下列说法正确的是(　　)A．滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定B．随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大C．用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定D．滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小B　[A项，滴定管用水洗涤后，还要用待装溶液润洗，否则将会引起误差，错误；B项，在用NaOH溶液滴定盐酸的过程中，锥形瓶内溶液由酸性逐渐变为中性，溶液的pH由小变大，正确；C项，用酚酞作指示剂，锥形瓶中溶液应由无色变为粉红色，且半分钟内不恢复原色时才能停止滴定，错误；D项，滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则消耗碱液的体积偏大，测定结果偏大，错误。]2．实验室用标准KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液，下列说法或操作正确的是(　　)A．盛FeSO4溶液的锥形瓶滴定前用FeSO4溶液润洗2～3次B．选碱式滴定管量取标准KMnO4溶液，并用碘化钾淀粉溶液作指示剂C．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数会导致滴定结果偏低D．锥形瓶内溶液颜色变化由浅绿色变为紫红色，立即记下滴定管液面所在刻度C　[滴定操作时锥形瓶只需水洗干净即可，不能用待测液润洗，A项错误；标准KMnO4溶液应用酸式滴定管量取，不用添加任何指示剂，B项错误；实验时，读数前仰后俯，导致读数体积小于实际消耗的标准溶液体积，所测溶液浓度将偏低，C项正确；确定滴定终点时，需溶液由浅绿色变为紫红色，且30 s内溶液颜色不再发生变化，才可以确定滴定终点，D项错误。]3．以下是几种酸碱指示剂变色的pH范围：①甲基橙3.1～4.4　②甲基红4.4～6.2　③酚酞8.2～10.0，现用0.100 0 mol·L－1的NaOH溶液滴定浓度相近的乙酸时，上述指示剂(　　)A．都可以用　　　　 B．只能用③C．可以用①或②   D．可以用②或③B　[氢氧化钠溶液与乙酸等物质的量反应时，生成的乙酸钠溶液呈碱性，选用在碱性条件下变色的指示剂酚酞为宜。]4．以酚酞溶液作指示剂，对某新制NaOH溶液进行中和滴定实验，数据记录如下表：实验编号待测液消耗标准盐酸(0.01 mol·L－1) 的体积①20 mL NaOH溶液V1 mL②20 mL NaOH溶液＋10 mL H2OV2 mL③敞口隔夜放置的20 mL NaOH溶液V3 mL则该新制的NaOH溶液的浓度c(mol·L－1)计算合理的是(　　)A．c＝0.01×(V1＋V2＋V3)/(3×20)B．c＝0.01×(V1＋V2)/(2×20)C．c＝0.01×(V1＋V3)/(2×20)D．c＝0.01×V1/20B　[②20 mL NaOH溶液中加入10 mL H2O，其溶质的物质的量不变，仍用20 mL来进行计算，也可得正确值；③敞口隔夜放置的NaOH溶液已发生反应生成部分Na2CO3溶液，用酚酞作指示剂，消耗盐酸的量将发生改变。]5．在25 ℃时，用0.125 mol·L－1的标准盐酸滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示。图中K点代表的pH为(　　)A．13　　　B．12　　　C．10　　　D．11A　[由图示可知，在V(HCl)＝20.00 mL时，pH＝7，HCl与NaOH恰好完全反应，由c(HCl)·V(HCl)＝c(NaOH)·V(NaOH)知c(NaOH)＝＝＝0.1 mol·L－1。由Kw＝c(H＋)·c(OH－)知，0.1 mol·L－1的NaOH溶液的c(H＋)＝10－13 mol·L－1，即其pH＝13。]