人教版 (新课标)选修6 实验化学实验3-2 几种有机物的检验优秀ppt课件

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第1课时　酸碱中和滴定法
1.初步掌握天平、酸度计等仪器的使用方法。2.认识定量分析在化学研究中的重要作用,能根据误差分析的原理对实验数据进行简单分析。
一、实验原理酸碱中和滴定指的是用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。其原理是在酸碱中和反应中,使用一种已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液与未知浓度的碱(或酸)溶液完全中和,测出二者所用的体积,根据化学方程式所表示的酸碱之间的计量关系,可以算出未知浓度的碱(或酸)的物质的量浓度。完成中和滴定实验的两个关键问题:1.准确测定参加中和反应的酸、碱溶液的体积。这就要求用精确度较高的仪器来量取溶液的体积,如用酸碱滴定管、移液管量取酸、碱溶液的体积。2.准确判断中和反应是否恰好完全反应。这需要选择适当的酸碱指示剂,通过颜色变化指示反应恰好完成。
二、操作步骤1.中和滴定前的准备工作滴定管的检漏→洗涤→润洗→装液→读数。2.酸碱指示剂的选择(1)滴定至酸碱恰好完全中和时称达到滴定终点。需选用变色明显,变色范围的pH与恰好中和时的pH相吻合的酸碱指示剂。(2)强酸与强碱的中和反应通常选用甲基橙或酚酞作指示剂。3.中和滴定操作操作步骤可简单概括为:左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视溶液颜色变化,滴速先快后慢,接近终点时,一滴一摇,直至因加入一滴后,溶液刚好出现颜色变化,且在半分钟内不改变,即达到滴定终点,准确读出溶液体积。再重复两次同样的滴定操作。
4.实验结果处理取3次测定的标准液体积的平均值,进行计算。计算时保留的有效数字要与仪器的精确度相符合。滴定终点是否为恰好中和点?此时溶液pH是否一定为7?提示:滴定终点不一定是恰好中和点,此时pH也不一定为7。
一、滴定管的使用及注意事项1.滴定管的使用(1)准备工作。检:滴定管使用前必须检查是否漏水,活塞是否转动灵活。洗涤:使用前将滴定管洗涤干净。润洗:关闭活塞,从滴定管上口倒入少量所要盛装的溶液,并使滴定管缓慢倾斜转动,使溶液润湿整个滴定管内壁。装液:向滴定管中注入溶液至“0”刻度以上2~3 mL处。调液面:若滴定管尖嘴部分有气泡,应快速放液,赶走气泡,调整液面到“0”刻度或“0”刻度以下某个合适刻度。
(2)滴定:对于酸式滴定管,用左手控制滴定管的活塞,轻轻转动活塞使液体滴下;对于碱式滴定管则要轻轻挤压玻璃球使液体滴下。(3)数据记录与处理:滴定管容易操作,易于控制所滴加液体流量,读数精确;两次读数之差为所取标准酸液或碱液的体积。2.注意事项(1)滴定管的优点是易于控制所滴加液体流量、读数比较精确,精确度取到小数点后两位,如:24.00 mL、23.38 mL,最后一位是估读值。(2)中和滴定中使用的滴定管分酸式和碱式两种,使用时不能混用。酸式滴定管可用于盛酸性或具有强氧化性的溶液,碱式滴定管用于盛装碱性溶液。
(3)滴定管在装液前要润洗,否则会引起误差。(4)要注意滴定管的刻度,“0”刻度在上,往下越来越大,全部容积大于它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。滴定时,所用溶液不得超过最低刻度,不得一次滴定使用两支滴定管(酸式或碱式),也不得中途向滴定管中添加试剂。
二、指示剂的选用及滴定终点的判断1.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。(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(甲基橙);若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)。(3)石蕊溶液因颜色变化不明显(紫色与蓝色不易辨别),且变色范围过宽,一般不作酸碱滴定的指示剂。(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。中和滴定时指示剂的用量不可过多,一般用2~3滴为宜。
2.滴定终点的判断(滴入最后一滴标准液,溶液变色后,半分钟内不复原)
三、酸碱中和滴定操作中应注意的事项1.在酸式滴定管内注入已知浓度的盐酸标准液至“0”刻度以上2~3 mL,并固定在滴定台上。在滴定管下放一只小烧杯,调节活塞,驱逐出滴定管下端的气泡(若是酸式滴定管,应快速放液以驱赶气泡;若是碱式滴定管,可将橡皮管稍向上弯曲,挤压玻璃圆球,使溶液从玻璃圆球和橡皮管之间的缝隙中流出,气泡即被逐出)。调整液面到“0”刻度或“0”刻度以下某个刻度,记下起始读数V始。注意滴定管尖嘴处不应留存气泡。
2.用碱式滴定管或用移液管准确量取一定体积的待测NaOH溶液(V待,c待),注入锥形瓶中,滴入2~3滴酚酞指示剂,显红色。在锥形瓶下面垫一张白纸,以便观察颜色变化。3.整个滴定过程,左手旋塞,右手摇瓶,眼睛始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化。要做到边滴边振荡,边观察颜色变化。4.滴定开始时,滴加盐酸的速度可稍快些,但只能是一滴一滴地加,不可形成一股水流。随着滴定的进行,滴入盐酸的速度也应逐渐减慢。滴定中酚酞由红色逐渐变为无色,当接近终点时,应滴入一滴停下来振荡一会儿,再滴入一滴再停下来振荡一会儿。当滴入一滴盐酸时溶液刚好由红色变为无色,且在半分钟内不变色时,即达到滴定终点。
5.滴定到达终点后,记下滴定管内盐酸的读数V终。则消耗盐酸标准液的体积为V酸=V终-V始。6.按上述要求重新操作2~3次,且每次所量取待测液体积要相同。两次滴定所用盐酸体积相差不能超过0.02 mL,即可取平均值计算氢氧化钠溶液的浓度:
知识点1 中和滴定所用仪器及操作【例题1】 (1)图Ⅰ表示10 mL量筒中液面的位置,A与B、B与C刻度间相差1 mL,如果刻度A为4,量筒中液体的体积是　　　mL。 
(2)图Ⅱ表示50 mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积(填代号)　　　　。 A.是a mLB.是(50-a) mLC.一定大于a mLD.一定大于(50-a) mL
(3)某学生中和滴定实验的过程如下:a.取一碱式滴定管b.用蒸馏水洗净c.加入待测的NaOH溶液d.记录液面刻度读数e.用酸式滴定管精确放出一定体积的标准酸液f.置于未经标准酸液润洗的锥形瓶中g.加入适量蒸馏水h.加入酚酞溶液2滴i.滴定时边滴边振荡j.边注视滴定管内液面变化k.当小心滴定到由无色变为浅红色时,即停止滴定l.记录液面读数m.根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液体积为22 mL指出上述错误之处:　　　　。(用编号表示) 
解析:使用量筒时,以与量筒液体的凹液面最低点相切的刻度计量体积。图中的10 mL量筒最小刻度值是0.2 mL,因此(1)的正确答案为3.2 mL。从滴定管最大刻度至下端尖嘴处,这部分体积是不确定的。问题(2)中液面处读数是a,此时滴定管中液体体积除有刻度部分的体积(50-a) mL外,还需加上无刻度部分的体积。因此,最终结果一定大于(50-a) mL。(3)错误之处有:c.盛待测NaOH溶液的滴定管未用该NaOH溶液润洗;j.滴定时,眼睛要注视锥形瓶内的溶液颜色的变化;k.应滴定至溶液由无色变成浅红色并在半分钟之内不再褪色为止;m.记录NaOH溶液体积,根据滴定测量准确度,应记录到小数点后两位即22.00 mL。答案:(1)3.2　(2)D　(3)c、j、k、m
点拨量筒的刻度是由底到口按从小到大的顺序排列的,且无“0”刻度;滴定管的刻度由上到下,从零开始(“0”刻度以上还有一段没有刻度)逐渐增大(在最大刻度以下至尖嘴处末端也没有刻度)。因此,滴定管最下端的一部分溶液并不能通过滴定管的刻度反映出来。
知识点2 指示剂的选用【例题2】 实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:甲基橙:3.1~4.4　石蕊:5.0~8.0　酚酞:8.2~10.0用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是 (　　)A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂解析:用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,生成CH3COONa是强碱弱酸盐,因发生水解而使溶液显碱性,因此,应该选用在碱性范围内变色的酚酞作指示剂。答案:D
点拨指示剂的选用要求是变色明显,且变色范围与恰好完全反应后所得反应混合液的pH接近。
知识点3 中和滴定的计算【例题3】 甲、乙两个同学同时设计了一份表格,用于酸碱中和滴定实验的数据记录和处理。甲同学设计的表格和实验记录结果如下:
乙同学设计的表格和实验记录结果如下:
请回答下列问题:(1)认真比较甲、乙两表和记录,你觉得两同学的表格和实验记录有无不妥之处?原因是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)分析乙同学的实验数据,若c(HCl)=0.100 0 ml·L-1,则测得的c(NaOH)=　　 ml·L-1。 
解析:(1)甲设计的表格中无“始读数”和“终读数”,不符合中和滴定实验报告要求;甲表中记录实验的3组数据误差过大,如果实验操作规范,则可能是读数有误。而乙表设计则较规范。(2)乙表中第二组因数据误差过大要舍弃,故采用第一组和第三组数据进行计算。V(NaOH)=24.85 mL、V(HCl)=24.75 mL、c(HCl)=0.100 0 ml·L-1, 答案:(1)甲不符合中和滴定实验报告要求(2)0.099 6点拨本题考查对实验数据的处理能力。由于实验中或多或少受仪器、环境、操作者失误等影响,数据有一些误差甚至失真,则需要去伪存真、还原真相,对数据作科学处理。数据处理最简单的方法是将明显失真的数据删除。
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1下列关于仪器“0”刻度位置的叙述正确的是(　　)A.在量筒的上端B.在滴定管的上端C.在托盘天平刻度尺的正中D.在温度计的下方解析:本题主要考查计量仪器的“0”刻度位置。量筒无“0”刻度;滴定管的“0”刻度在上方;托盘天平的“0”刻度在刻度尺的左端;温度计种类不同,“0”刻度位置也不同,有的“0”刻度在中间,有的无“0”刻度。答案:B
2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 ml·L-1 NaOH溶液滴定浓度相近的甲酸时,上述指示剂(　　)A.都可以用B.只能用③C.可以用①或②D.可以用②或③解析:当滴定完全时,溶液中的溶质为强碱弱酸盐HCOONa,因其水解使溶液显弱碱性(pH>7),故宜选用在此pH范围变色的酚酞作指示剂。答案:B
3准确量取25.00 mL KMnO4溶液,可选用的仪器是 (　　)A.50 mL量筒B.10 mL量筒C.50 mL酸式滴定管D.50 mL碱式滴定管解析:由于量的体积精确度为0.01 mL,故应选用滴定管,而KMnO4等强氧化剂易腐蚀碱式滴定管的橡皮管而只能盛装在酸式滴定管中。答案:C
4某烧碱样品中含有少量不与酸作用的可溶性杂质,为了测定其纯度,进行以下滴定操作:A.在250 mL容量瓶中配制250 mL烧碱溶液;B.用移液管(或碱式滴定管)量取25 mL烧碱溶液于锥形瓶中并加几滴甲基橙作指示剂;C.在天平上准确称取烧碱样品W g,在烧杯中加蒸馏水溶解;D.将物质的量浓度为M ml·L-1的标准H2SO4溶液装入润洗后的酸式滴定管,调整液面,记下开始刻度数V1 mL;E.在锥形瓶下垫一张白纸,滴定到终点,记录终点时滴定管读数为V2 mL。
回答下列问题:(1)正确的操作步骤顺序是(填写字母)　　→　　　　→　　　　→D→　　　。 (2)滴定管读数时应注意　　　　　。 (3)操作中的锥形瓶下垫一张白纸的作用是　　　　　　。 (4)操作D中液面应调整到　　　　　　　　　　　;尖嘴部分应　　　　。 (5)滴定到终点时锥形瓶内溶液的pH约为　　　;终点时颜色变化是　　　　。 (6)若酸式滴定管没有用标准H2SO4溶液润洗,则测定结果有何影响　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”,其他操作均正确)。 (7)该烧碱样品的纯度计算式是　　　　。