高中化学第二节 水的电离和溶液的酸碱性教案设计

这是一份高中化学第二节 水的电离和溶液的酸碱性教案设计，共11页。
课时3　酸碱中和滴定目标与素养：1.掌握酸、碱中和滴定的概念和原理。(宏观辨识与模型认知)2.掌握中和滴定的实验步骤、数据处理和误差分析。(科学探究与科学精神)一、中和滴定的原理1．概念：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：n(H＋)＝n(OH－)即：mc酸·V酸＝nc碱·V碱(m、n代表酸和碱的元数)3．仪器4．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。二、实验操作(以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)1．滴定前准备(1)检查：使用滴定管前，首先要检查是否漏水。(2)润洗：滴定管加入酸、碱反应液之前，先用蒸馏水洗涤干净，然后分别用待装液润洗2～3遍。(3)装液：分别将酸、碱反应液加入酸式、碱式滴定管中，使液面位于“0”刻度以上2～3_mL处。(4)调液：调节活塞或玻璃球，使滴定管尖嘴部分充满反应液，并使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下。(5)放液：从碱式滴定管中放出一定量的NaOH溶液于锥形瓶中，并滴2～3滴指示剂(甲基橙或酚酞)。2．滴定(1)左手握滴定管活塞，右手摇动锥形瓶。(2)眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。(3)终点判断：当滴入最后一滴标准液时，刚好使锥形瓶中的溶液变色，且在半分钟内不变色，即到滴定终点。读数并记录。3．实验数据的处理重复滴定操作2～3次，取消耗标准液体积的平均值，根据c(NaOH)＝，计算出待测NaOH溶液的c(NaOH)。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时，二者恰好反应。  (　　)(2)酸、碱式滴定管的0刻度在上，仰视读数时，读数偏大。 (　　)(3)酸式滴定管一般用于量取酸性溶液，碱式滴定管用于量取碱性溶液。  (　　)(4)中和滴定前，锥形瓶可用待测液润湿。 (　　)[答案]　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×2．某学生用0.100 mol·L－1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作如下：A．移取20 mL待测盐酸注入洁净的锥形瓶中，并加入2～3滴酚酞；B．用标准溶液润洗滴定管2～3次；C．把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管使尖嘴处充满溶液；D．取标准KOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上2～3 mL处；E．调节液面至“0”或“0”以下刻度，记下读数；F．把锥形瓶放在滴定管下面，用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。就此实验完成填空：(1)正确操作步骤的顺序是_____________________________________________________________________________________(填字母)。(2)上述B步骤操作的目的是_________________________________________________________________________________。(3)判断达到滴定终点的实验现象是___________________________________________________________________________。[答案]　(1)BDCEAF　(2)洗去附在滴定管壁上的水，防止因将标准溶液稀释而带来误差　(3)滴入最后一滴KOH溶液，溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色酸碱中和滴定的实验问题1.准确测定参加反应的酸碱溶液的体积用滴定管测定酸碱溶液的体积，不能用量筒，因为量筒只能粗略量取液体体积，精确度为0.1 mL，而滴定管的精确度为0.01 mL。2．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，但不能选石蕊溶液(遇酸、碱颜色变化不明显)。3．滴定终点的判断(以NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸为例)(1)若用酚酞作指示剂，当滴入最后一滴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。(2)若用甲基橙作指示剂，当滴入最后一滴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。 模型认知：pH曲线的理解(以0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1盐酸为例)【典例】　用某浓度的HCl溶液滴定某浓度的NaOH溶液25.00 mL，滴定曲线如图所示。则HCl溶液与NaOH溶液的物质的量浓度可能是(单位：mol·L－1)(　　)选项ABCDHCl0.120.100.100.08NaOH0.100.120.080.10C　[A项，根据pH＝7，推出n(H＋)＝n(OH－)，即20×10－3×0.12＝25×10－3×c(OH－)，c(OH－)＝0.096 mol·L－1，错误；B项，根据A选项的分析，c(OH－)＝0.08 mol·L－1，错误；C项，根据选项B的分析，正确；D项，c(OH－)＝0.064 mol·L－1，错误。]本题实验可选用甲基橙指示剂，终点现象是____________________________________________________________________。[答案]　当滴入最后一滴盐酸时，溶液颜色由黄色变为橙色，且半分钟内不变为原色1．用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：(1)准确称量8.2 g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500 mL待测溶液。滴定时，用0.200 0 mol·L－1的盐酸来滴定待测溶液，不可选用________(填字母)作指示剂。A．甲基橙　　 B．石蕊　　　　　C．酚酞(2)滴定过程中，眼睛应注视______________________；在铁架台上垫一张白纸，其目的是______________________________________________________________________________________。(3)根据下表数据，计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________mol·L－1，烧碱样品的纯度是________。滴定次数待测溶液体积(mL)标准酸体积滴定前的刻度(mL)滴定后的刻度(mL)第一次10.000.4020.50第二次10.004.1024.00[解析]　(1)酸碱中和滴定时，一般应选甲基橙、酚酞等颜色变化较明显的指示剂，石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显，易造成误差；(3)由表中数据知，滴定时所用盐酸的体积为20.00 mL，根据c(NaOH)＝，求得c(NaOH)＝0.400 0 mol·L－1。[答案]　(1)B(2)锥形瓶内溶液颜色的变化　便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差(3)0.400 0　97.56%常见的酸碱指示剂的颜色范围滴定误差分析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．误差分析(以NaOH标准溶液滴定一定体积的待测HCl为例)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出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有气泡滴前有气泡，滴后无气泡偏高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，滴后俯视偏低到达终点后，滴定管尖嘴处悬一滴标准液偏高2．实验室用标准盐酸滴定某NaOH溶液，用甲基橙作指示剂。下列操作中可能使测定结果偏低的是(　　)A．酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗2～3次B．开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中气泡消失C．滴定前平视读数，滴定后俯视读数D．盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2～3次　C　[酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗，则相当于把标准液稀释了，滴定消耗标准液的体积增大，使测定结果偏高，A错误；开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中气泡消失，气泡的体积也算进了标准液，使消耗标准液的体积偏大，结果偏高，B错误；滴定前平视读数，滴定后俯视读数，由于滴定管的“0”刻度在上边，俯视使读数偏小，得到的消耗标准液的体积偏小，结果偏低，C正确；盛NaOH溶液的锥形瓶不能用NaOH溶液润洗，否则增加了待测液的量，使消耗标准液的体积偏大，结果偏高，D错误。]量器读数易错点(1)量筒：量筒的小刻度在仪器的下方，因此仰视时读数偏小，俯视时读数偏大，如图甲所示。(2)滴定管：滴定管的0刻度在仪器的上方，因此仰视读数，视线将液面“下压”，读数偏大；俯视读数，视线将液面“上提”，读数偏小，如图乙所示。(3)容量瓶：容量瓶定容时，视线应与容量瓶上的刻度线相平。若仰视定容，则所配溶液浓度偏低；若俯视定容，则所配溶液浓度偏高，如图丙所示。系列微专题5：氧化还原反应的滴定1．原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质；或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些氧化剂或还原剂反应的物质。2．试剂：常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、I2、K2Cr2O7等。常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。3．指示剂。氧化还原滴定法的指示剂有三类：(1)氧化还原指示剂，如KSCN溶液指示Fe3＋的生成。(2)专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。(3)自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点时溶液呈现高锰酸钾溶液的浅红色。4．计算：可根据电子守恒，找出关系式如5Fe2＋——MnO，I2——SO2(H2O)。1．氯化铁是常见的水处理剂。某氯化铁(FeCl3·6H2O)样品含有少量FeCl2杂质。现要测定其中FeCl3·6H2O的质量分数，实验按以下步骤进行：已知有关离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O。(1)取少量氯化铁样品滴入50 mL沸水中，加热片刻液体呈现红褐色，反应的离子方程式为______________________________。(2)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有________、________(填仪器名称)。(3)操作Ⅱ必须用到的仪器是________(填编号)。a．50 mL烧杯　　 b．10 mL量筒c．20 mL量筒 d．25 mL滴定管(4)指示剂是淀粉溶液，则达到滴定终点的现象是________________________________________________________________。(5)滴定时，消耗浓度为0.100 0 mol·L－1的标准Na2S2O3溶液18.17 mL。该样品中FeCl3·6H2O的质量分数为________。[解析]　(1)取少量氯化铁样品滴入50 mL沸水中，加热片刻，液体呈现红褐色，生成的是氢氧化铁胶体，反应的离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋。(2)配制一定物质的量浓度的溶液所必须的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、玻璃棒、一定规格的容量瓶。(3)10.00 mL的溶液需要用精密量具量取，烧杯是粗略量具，量筒只能精确到0.1 mL，所以选用精确到0.01 mL的滴定管量取10.00 mL的溶液。(4)淀粉遇碘变蓝色，随标准Na2S2O3溶液滴入与碘单质反应，溶液恰好由蓝色变为无色且半分钟内不变色，说明达到滴定终点。(5)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，I2＋2S2O===2I－＋S4O，2FeCl3·6H2O～2Fe3＋～I2～2S2O；滴定时，10.00 mL溶液中碘单质消耗浓度为0.100 0 mol·L－1的标准Na2S2O3溶液18.17 mL，则该样品中FeCl3·6H2O的质量分数＝×100%≈98.30%。[答案]　(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋(2)100 mL容量瓶　胶头滴管(3)d(4)滴入最后一滴标准液后，锥形瓶中溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色(5)0.983 0(或98.30%)2．氢氧化铈溶于硫酸得到硫酸铈，标准硫酸铈溶液常作Fe2＋的滴定剂。为了测定KMnO4溶液浓度，进行如下实验：取x mL KMnO4溶液于锥形瓶中，加入V1 mL c1 mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1标准Ce(SO4)2溶液滴定Fe2＋至终点，消耗V2 mL标准Ce(SO4)2溶液(滴定反应：Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋)。c(KMnO4)＝________ mol·L－1(用代数式表示)；若盛装标准硫酸铈溶液的滴定管没有用待装液润洗，则测得的结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。[解析]　根据得失电子守恒有：c(KMnO4)·x×10－3 L×5＋c2V2×10－3 mol＝c1V1×10－3 mol，c(KMnO4)＝ mol·L－1。若滴定管未用待装液润洗，则V2偏大，测得的结果偏低。[答案]　　偏低1．下列与滴定实验有关的说法中正确的是(　　)A．用NaOH滴定盐酸时，只能用酚酞作指示剂B．用KMnO4滴定亚硫酸钠溶液的实验中不需要另外加入指示剂C．用滴定管准确量取20.0 mL盐酸D．用NaOH滴定盐酸时，若滴定结束时俯视刻度，会导致测定结果偏高B　[A项，氢氧化钠滴定盐酸时，还可以借助甲基橙，pH计等确定滴定终点，错误；B项，高锰酸钾溶液本身有颜色且消耗完后为无色，正确；C项，使用滴定管量取溶液时，数字记录应精确到0.01 mL，错误；D项，俯视刻度会导致读数偏小，结果偏低，错误。]2．下列有关中和滴定的操作：①用标准液润洗滴定管；②向滴定管内注入标准溶液；③检查滴定管是否漏水；④滴定；⑤滴加指示剂于待测液；⑥洗涤。正确的操作顺序是(　　)A．③⑥①②⑤④　　 B．⑤①②⑥④③C．⑤④③②①⑥ D．③①②④⑤⑥A　[有关中和滴定的实验操作，首先是检查滴定管是否漏水，然后是洗涤滴定管，再润洗，向滴定管中注入标准溶液，然后向待测溶液中滴加指示剂，最后滴定。因此顺序是③⑥①②⑤④。]3．如图是常温下向20.0 mL的盐酸中逐滴加入0.10 mol·L－1 NaOH溶液时，溶液的pH随NaOH溶液的体积V(mL)变化的曲线，根据图像所得的下列结论中正确的是   (　　)A．原盐酸的浓度为0.10 mol·L－1B．x的值为2.0C．pH＝12时，V值为20.4D．原盐酸的浓度为1.0 mol·L－1A　[当V(NaOH)＝0 mL时，盐酸的pH＝1，因此c(HCl)＝0.10 mol·L－1；当反应后溶液pH＝7时，HCl与NaOH恰好完全反应，因此n(HCl)＝n(NaOH)，故V(NaOH)＝20.0 mL；当反应后溶液pH＝12时，V(NaOH)≈24.4 mL。]4．用中和滴定法测定烧碱的纯度，若烧碱中不含有与酸反应的杂质，试根据实验回答：(1)准确称取烧碱样品2.50 g，将样品配成250 mL的待测液。(2)滴定管使用前洗涤后应 ________________。(3)取10.00 mL待测液，用________(填仪器名称)量取注入锥形瓶中。(4)用0.200 0 mol·L－1标准盐酸滴定待测烧碱溶液，滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞，右手不停地摇动锥形瓶，两眼注视________直到滴定终点。(5)根据下列测定数据，分析得到合理数据，计算待测烧碱溶液的浓度为________。滴定次数待测液体积/mL标淮盐酸体积/mL滴定前读数滴定后读数第一次10.000.5010.40第二次10.004.0014.10第三次10.004.2015.70(6)根据上述测定数据，分析得到合理数据，计算烧碱的纯度为________。(7)若锥形瓶中的溶液在滴定过程中溅出，结果偏________________；酸式滴定管装液后尖嘴部位有气泡，滴定后气泡消失，结果偏________。[答案]　(2)用待盛液润洗　(3)碱式滴定管　(4)锥形瓶中溶液颜色的变化　(5)0.200 0 mol·L－1　(6)80%　(7)小　大