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高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第4节 离子反应课文内容ppt课件
展开素养新目标1.了解常见阳离子和阴离子的检验方法。2.理解利用酸碱中和滴定法测强酸、强碱溶液浓度的原理、方法和误差分析。3.通过离子反应在生产、生活中的广泛应用,体会化学在人类生产、生活中的作用和贡献。
一、物质检验与含量测定1.离子检验利用离子的特征反应来检验一些常见离子。如利用Fe3+与SCN-反应生成红色溶液检验Fe3+,离子方程式为_________________________(红色);利用I-与Ag+反应生成黄色沉淀检验I-,离子方程式为________________________。
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
Ag++I-===AgI↓(黄色)
状元随笔 (1)滴定管的使用方法
二、物质制备和纯化1.物质的制备:离子反应可以用于制备一些_____、_____、____、_____等。(1)氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式:____________________________________________。(2)实验室制取CO2的离子方程式:____________________________。
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(3)从海水中提取二氧化碳:
①a室为________室,发生反应为___________________________;②c室为________室,发生反应为___________________________;③a室产生的_____透过离子交换膜进入b室,与b室中的________发生反应,反应方程式为__________________________。
4OH--4e-===2H2O+O2↑
2H++2e-===H2↑
状元随笔 在进行物质的纯化时要注意以下几个方面(1)根据杂质离子选择相应的沉淀剂。(2)除杂时,所加试剂要过量。(3)如果有多种杂质,则要确定添加试剂的顺序,保证后加的试剂能将前面过量的试剂和杂质除去。(4)不能引入新的杂质。
三、生活中的离子反应1.胃酸过多的治疗服用胃舒平[主要成分是Al(OH)3],离子反应为________________________。2.硬水及其软化(1)硬水的含义:自然界里含___________较多的水。(2)一般硬水(暂时硬水)的形成:水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2+、Mg2+进入水中形成,离子方程式为________________________________,___________________________________。
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
【即学即练】1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)用足量稀硝酸除去铁粉中的Cu。( )(2)将混有HCl的CO2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl。( )(3)可以用铁粉除去FeCl3中的FeCl2。( )
解析:Fe、Cu均溶于足量的稀硝酸。
解析: HCl与NaHCO3反应产生CO2从而除去HCl。
解析:Fe+2FeCl3===3FeCl2,无法除去FeCl2。
(4)能使石灰水变浑浊的无色无味气体一定是CO2。( )(5)中和滴定时为了节省时间,不需要重复2~3次实验。( )(6)用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3。( )
解析: CO2是无色无味可使澄清石灰水变浑浊的气体。
解析: 为了减少滴定误差,需进行2~3次实验。
解析: NaHCO3、Na2CO3与石灰水反应均产生CaCO3沉淀。
3.(双选)下列各步制取物质的方法,最终无法达到目的的是( )
解析:因浓硝酸易挥发,Al(NO3)3蒸干将得到Al(OH)3,得不到Al(NO3)3晶体;FeSO4与H2S不能反应。
4.某溶液中含有大量的K+、Cl-及X与Y两种离子,现向该溶液加入W试剂,根据实验现象得到的关于X、Y离子的推断能成立的是( )
5.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是( )A.盐酸的物质的量浓度为1 ml·L-1B.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 ml·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;酸碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂。
6.水体中的含氮化合物是引起富营养化的主要污染物,分析检测水体中的硝酸(盐)和亚硝酸(盐)含量,控制水体中的含氮污染物,对水资源的循环利用意义重大。(1)亚硝酸(HNO2)是一种弱酸,其电离平衡常数的表达式为__________________。(2)水体中亚硝酸的含量可以利用KI溶液进行分析测定。该测定反应中,含氮的生成物可以是NO、N2O、NH2OH、NH3等。①NH2OH中,氮元素的化合价为_______。
②某水样中含有亚硝酸盐,加入少量稀硫酸酸化后,用KI溶液测定,且选用淀粉溶液作指示剂,反应中含N的生成物为NO,反应的离子方程式为_______________________________________________________________________,其中氧化产物为____ (写化学式)。③取20 mL含NaNO2的水样,酸化后用0.001 ml·L-1的KI标准溶液滴定(反应中含N的生成物为NO),滴定前和滴定后的滴定管内液面高度如图所示,由此可知水样中NaNO2的浓度为_____ mg·L-1。
解析:。②亚硝酸具有氧化性,被I-还原,生成NO,I-被氧化为I2。③由滴定前后的滴定管读数可知消耗的KI标准溶液为2.00 mL,反应的关系式为NaNO2~HNO2~I-,故n(NaNO2)=n(I-)=2.00×10-3 L×0.001 ml·L-1=2×10-6 ml,则水样中NaNO2的浓度为2×10-6 ml×69 g·ml-1÷0.02 L=6.9×10-3 g·L-1=6.9 mg·L-1。
目标一 酸碱中和滴定例1 实验室中有一未知浓度的盐酸,某学生为测定该盐酸的浓度在实验室中进行如下实验:取20.00 mL待测稀盐酸放入锥形瓶中,并滴入2~3滴酚酞作指示剂,用氢氧化钠标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2次,记录数据如下:
(1)滴定达到终点的标志是___________________________________________________________。(2)根据上述数据,可计算出该盐酸的物质的量浓度约为_________(保留2位有效数字)。(3)排去碱式滴定管中气泡的方法应采用操作(如图所示)中的_____,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
最后半滴氢氧化钠溶液加入时,溶液由无色恰好变成粉红色,且半分钟内不褪色
0.11 ml·L-1
(4)上述实验中,下列操作(其他操作均正确)会造成测定结果偏高的有________(填字母)。A.滴定至终点时俯视读数B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗C.锥形瓶水洗后未干燥D.称量好的氢氧化钠固体中混有碳酸钠固体E.配制好的氢氧化钠标准溶液保存不当,部分与空气中的二氧化碳反应生成了碳酸钠F.滴定前碱式滴定管尖端部分有气泡,滴定后消失
状元随笔 酸碱中和滴定的顺口溜酸式碱式莫混用,读数视线要水平;充满尖嘴不留气,液面不要高于零;适量滴加指示剂,初始读数要记清;左手轻轻旋开关,右手摇动锥形瓶;两眼紧盯待测液,颜色突变等30 s;记下刻度来计算,中和滴定操作完。
[提升1] 常温下,用0.1 ml·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1 ml·L-1的盐酸和苯甲酸溶液,滴定曲线如图所示,
下列说法正确的是( )A.图Ⅰ、图Ⅱ分别是NaOH溶液滴定苯甲酸、盐酸的曲线B.滴定苯甲酸溶液时最好选用甲基橙作指示剂C.达到B、D状态时,NaOH溶液分别与盐酸、苯甲酸恰好发生中和反应D.V(NaOH)=10.00 mL时,滴定苯甲酸的混合溶液中c(C6H5COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
解析:盐酸是强酸、苯甲酸是弱酸,0.1 ml·L-1的盐酸和苯甲酸的pH:苯甲酸>盐酸,未加NaOH溶液时图Ⅰ的pH=1、图Ⅱ的pH>1,则图Ⅰ、图Ⅱ分别是NaOH溶液滴定盐酸、苯甲酸的曲线,A项错误;苯甲酸钠溶液呈碱性,用NaOH溶液滴定苯甲酸溶液时应该选取酚酞作指示剂,B项错误;达到B状态时,NaOH溶液与盐酸恰好发生中和反应;D状态混合溶液的pH=7,溶液呈中性,苯甲酸钠溶液呈碱性,要使苯甲酸和NaOH混合溶液呈中性,苯甲酸应该稍微过量,所以B点酸碱恰好完全反应,D点苯甲酸过量,C项错误;V(NaOH)=10.00 mL时,苯甲酸的物质的量是NaOH的2倍,所得溶液含等物质的量浓度的苯甲酸和苯甲酸钠,根据图Ⅱ知,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒:c(C6H5COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),则c(C6H5COO-)>c(Na+),混合溶液中c(C6H5COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),D项正确。
状元随笔 滴定操作注意事项(1)锥形瓶不能用待测液润洗。因润洗后,瓶内壁会附着一定量的待测液而造成测量误差。(2)滴定管在装液前一定要用待装溶液润洗,否则,装入的液体会被稀释,影响测量结果。(3)滴定速率是先快后慢,当接近终点时应半滴一摇动。(4)读数时,视线、凹液面最低处、刻度线三者在同一水平线上。(5)滴定管读数应精确到小数点后两位,如25.00 mL是正确的,而不能读成25 mL。
关键能力酸碱中和滴定的实验操作与误差分析(1)原理:①定量分析:化学上把测定物质各组成成分含量的过程,称为定量分析过程。中和滴定是定量分析的一种方法。②中和滴定:用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法就叫酸碱中和滴定。实质:H++OH-===H2O即酸中的H+和碱中的OH-物质的量相等。
(2)实验用品:①用到的仪器:酸式滴定管,碱式滴定管,移液管,滴定管夹,锥形瓶,烧杯,铁架台。②滴定管的结构和使用:
a.刻度(以50 mL规格为例)滴定管上标有温度(20 ℃)和刻度,刻度共50大格,每大格为1 mL,每大格分为10小格,每小格为0.1 mL,因此能读至0.01 mL(估读1位)。“0”刻度在上,“50”刻度在下,在“0”以上至管口和“50”以下至尖嘴均无刻度。b.滴定管盛装试剂要求——“二不能”酸式滴定管不能装碱性溶液、水解呈碱性的盐溶液及氢氟酸。碱式滴定管不能装酸性溶液或高锰酸钾等强氧化性物质的溶液(橡胶易被腐蚀)。
(3)试剂:①标准液、待测液。②指示剂(加2~3滴)。(4)操作(以标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例):①滴定前的准备:a.查漏:检查滴定管的活塞是否灵活、滴定管是否漏水。b.洗涤:酸式、碱式滴定管、锥形瓶依次用自来水、蒸馏水洗涤干净。c.润洗:用待盛溶液将酸式、碱式滴定管润洗2~3次,以保证装入溶液时不改变溶液的浓度。
d.装液:溶液装入酸式、碱式滴定管中,所装溶液调至“0”刻度上方2~3 cm处。e.排气:调节活塞(或挤压玻璃球),赶走气泡使滴定管尖嘴部分充满溶液。f.调液面:使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下某一刻度处。g.读数:读数时视线应与溶液凹液面最低处相平,记录刻度(保留两位小数)。
解析:根据实验①混合物溶于水,得到澄清透明溶液,而CaCO3难溶于水,即白色固体中一定不含CaCO3;根据实验②做焰色反应时焰色呈紫色(透过蓝色钴玻璃)可确定含有钾元素,即白色固体中含有KCl;结合实验③向溶液中加碱产生白色沉淀,可知溶液中含有能与OH-反应生成白色沉淀的离子,只能为Mg2+,即白色固体的另一成分为MgSO4。结合上述分析,可知B项正确。
关键能力1.离子的推断利用离子反应进行物质的推断是推断题中的一种重要题型。这类试题常将物质拆分为离子,通过实验并根据其现象推断出相关物质。解答此类问题的关键是依据题目表述的现象和离子的性质,初步推出可能的物质,然后逐步分析,从而得出正确的结果。2.离子检验(1)离子检验的类型①生成沉淀;②生成气体;③显示特殊颜色。
1.准确移取20.00 mL某待测HCl溶液置于锥形瓶中,用0.100 0 ml·L-1 NaOH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
2.(双选)下列物质提纯方案错误的是( )
4.下列滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是( )提示:2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4===6K2SO4+2MnSO4+3H2O、I2+Na2S===2NaI+S↓
5.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,从下表中选出正确选项( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
解析:酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂,①错误;酸式滴定管不能盛放碱液,②错误。
6.用沉淀滴定法快速测定待测溶液中Cl-的浓度。滴定的主要步骤:a.取待测溶液25.00 mL置于锥形瓶中。b.加入25.00 mL 0.100 0 ml·L-1 AgNO3溶液(过量),使Cl-完全转化为AgCl沉淀。c.加入少量硝基苯并振荡,使其覆盖沉淀,避免沉淀与溶液接触。d.加入NH4Fe(SO4)2溶液作为指示剂。e.用0.100 0 ml·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀。f.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:g.数据处理。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10 ml2·L-2,Ksp(AgSCN)=2×10-12 ml2·L-2。(1)滴定终点的现象为________________________________。(2)步骤c中加入硝基苯的目的是__________________________。(3)计算待测溶液中Cl-的浓度为_____ ml·L-1。(4)判断下列操作对Cl-的浓度测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”):①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果______;②若在滴定终点读取滴定管刻度时,仰视标准液液面,则测定结果_______。
溶液变红,且半分钟内不褪色
防止AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀
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