高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第二节 水的电离和溶液的酸碱性教案

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第二节 水的电离和溶液的酸碱性教案，共6页。教案主要包含了中和滴定的原理，实验操作，误差分析等内容，欢迎下载使用。
课题：第二节 水的电离和溶液的酸碱性(三)
授课班级
课 时
2
教
学
目
的
知识
与
技能
1、掌握酸碱中和滴定概念。
2、理解酸碱中和反应的实质。
3、熟记酸碱中和滴定实验用到主要仪器名称、仪器的用途。
4、掌握中和滴定实验计算的步骤和方法。
过程
与
方法
1、通过中和反应实质、中和滴定原理的分析，体会化学家是怎样利用中和反应来设计化学定量测定方法的。
2、掌握酸碱中和滴定反应中的化学计算方法。
情感态度
价值观
通过酸碱中和反应的实质到中和滴定方法等相互之间的联系的分析，理解化学反应在工农业、科研中的应用。提高学习化学的兴趣。
重 点
中和滴定原理的认识
难 点
酸碱中和滴定有在关计算
知
识
结
构
与
板
书
设
计
五、中和滴定的原理
1、定义：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：C(B)==
3、关键：(1) 准确地测定两种溶液的体积 (2) 准确地判断滴定终点
4、酸碱指示剂的选择
六、实验操作
1、滴定管的结构
2、滴定管的使用
(1) 检漏 （2）润洗仪器 (3) 装液
3、中和滴定操作
4、数据处理
七、误差分析
误差分析依据：C待=
实验操作中可能引起C标和V待的变化，最终影响V标。
产生误差的来源
操作不当
eq \\ac(○,1) 滴定管的洗涤不当 eq \\ac(○,2) 锥形瓶的洗涤
eq \\ac(○,3) 滴定管尖嘴部分留有气泡 eq \\ac(○,4) 读数不规范
(2) 终点判断不当。
(3)标准溶液配制不当
教学过程
教学步骤、内容
教学方法动
【引入】计算用0.1ml／L的氢氧化钠溶液与20mL0.1ml／L的盐酸溶液反应时，当分别滴入NaOH；（1）5mL，（2）8mL，（3）10mL，（4）15mL，（5）18mL，（6）19mL，（7）19.5mL，（8）19.8mL，（9）20mL，（10）21mL，（11）23mL，（12）25mL时溶液的pH，并画出反应过程中溶液pH变化的曲线图（以pH变化为纵坐标，以烧碱溶液的体积为横坐标）。
【投影】展示所画的滴定曲线图：
【讲解】从未滴定前到滴入10mL,pH由 1增到 1.48 （用 10mL）；从 10 mL到19.5mL，pH 由1.48到 2.9（用 9.5 mL）；从19.5mL到 20mL pH由2.9到 7.0 （用0.5mL）；从 20mL到 21mL，pH由 7 到11.4 （用1mL）；从 21mL到 25mL ，pH由11.4到 12（用 4mL）。
【讲解】从未滴定前到滴入10mL，pH由1增到1.48（用10mL）；从10mL到19.5mL，pH由1.48到2.9（用9.5mL）；从19.5mL到20mL，pH由2.9到7.0（用0.5mL）；从20mL到21mL，pH由7到11.4（用1mL）；从21mL到25mL，pH由11.4到12（用4mL）。
【小结】接近终点（pH≈7）时，很少量的酸和碱会引起pH突变，酸碱反应终点附近pH突变情况是定量测定酸或碱浓度时选择指示剂的重要依据。
【讲解】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。当反应接近反应终点(pH≈7时)，很少量(一滴 ，约0.05 mL)的碱或酸就会引起溶液的pH突变，酸、碱的浓度不同，pH突变范围不同。
酸碱反应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为纵坐标给出一条溶液pH随酸的滴加量而变化的曲线。它描述了酸碱混合过程中溶液的pH的变化情况，其中酸碱反应终点附近的pH突变情况，对于定量测定碱或酸的浓度实验中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。
【板书】五、中和滴定的原理
1、定义：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。
【讲解】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跟未知浓度的碱或酸溶液完全中和，测出二者所用的体积，根据化学方程式中酸和碱完全中和时的物质的量的比值，从而求得求知浓度的碱或酸溶液的物质的量浓度。
【板书】2、原理：C(B)==
【讲解】酸碱中和滴定的关键有两个：其一是要准确测定出参加中和反应的酸、碱溶液的体积，这需要选用精确度较高的实验仪器，并正确使用，其二是要准确判断中和反应是否恰好完全反应，这需要选用适当的酸碱指示剂，并通过颜色变化来准确判断
【板书】3、关键：(1) 准确地测定两种溶液的体积
(2) 准确地判断滴定终点
【讲解】中和滴定所用的实验仪器有酸式滴定管、碱式滴定管、移液管或量筒、滴定管夹、铁架台、锥形瓶等。中和滴定所用的试剂有已知浓度的酸或碱溶液，也称标准溶液、未知浓度的碱或酸溶液也称待测溶液、适当的指示剂。在这里最为关键的就是酸碱指示剂的选择。
【板书】4、酸碱指示剂的选择
【讲解】酸碱恰好完全中和的时刻叫滴定终点，为准确判定滴定终点，须选用变色明显，变色范围的pH与恰好中和时的pH吻合的酸碱指示剂。通常是甲基橙或酚酞指示剂而不能选用石蕊试液。
【投影】
中和情况
指示剂
变色情况
强碱滴定酸
酚酞
无色—粉红色
酸滴定强碱
粉红色—无色
碱滴定强酸
甲基橙
红色—橙色
强酸滴定碱
黄色—红色
【讲解】指示剂的用量一般是2-3滴。当指示剂刚好变色，并在半分钟内不褪色，即认为已达到滴定终点。
【过渡】下面让我们讨论一下实验仪器的使用和基本操作
【板书】六、实验操作
1、滴定管的结构
【投影】
【讲解】酸式滴定管有一玻璃活塞，因碱溶液与玻璃反应生成硅酸盐，是一种矿物胶，具有粘性，故不能把碱溶液装入酸式滴定管。而碱式滴定管有一段橡皮胶管，因此，不能装酸液，酸会腐蚀橡皮管；碱式滴定管也不能装有氧化性的溶液，氧化剂会把橡皮管氧化。
【提问】在使用滴定管前要进行一些准备工作，其中最重要的是检查是否漏水。
【板书】2、滴定管的使用
(1) 检漏 （2）润洗仪器。
【讲解】从滴定管上口倒入3～5mL盛装的溶液，倾斜着转动滴定管，使液体湿润全部滴定管内壁，然后用手控制活塞，将液体放入预置的烧杯中。在加入酸、碱反应液之前，洁净的酸式滴定管和碱式滴定管还要分别用所要盛装的酸、碱溶液润洗2-3次。
【板书】(3) 装液
【讲解】在滴定管下放一烧杯，调节活塞，是滴定管尖嘴部分充满溶液，并使液面处于0或0以下某一位置，准确读数，并记录。
【投影】
【过渡】下面以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例来讲述一下实验过程。
【板书】3、中和滴定操作
【投影】实验步聚：
【讲解】（1）量取待测盐酸溶液20。00mL 于锥形瓶中，滴入2-3滴酚酞 ，振荡。
（2）把锥形瓶放在碱式滴定管的下面，并在瓶子底垫一块白瓷砖，小心滴入碱液，边滴边摇动锥形瓶，直到因加入一滴碱液后，溶液由元色变成红色，并在半分钟内不褪去为止，滴定结束。
（3）参考实验记录表，每隔一定体积，记录并测pH：

（4）根据实验数据，以氢氧化钠体积为横坐标，以所测的pH为纵坐标绘制中和反应曲线：
【思考与交流】强酸与强碱完全中和时，溶液的pH就为7，但指示剂变色时，溶液的pH不等于7，为什么可将滴定终点当成完全中和的点？
根据滴定曲线图进行分析（结合滴定曲线说明）强酸强碱完全中和时溶液的pH就为7，而滴定的终点则是通过指示剂颜色的变化来观察，此时溶液的pH往往不是7，但由滴定曲线可知：在滴定过程中开始一段时间溶液的pH变化不大，处于量变过程中，而在接近完全中和时，滴入0.02的碱溶液时，溶液的pH变化很大，溶液由酸性变中性再变成碱性发生了突变，往事后再滴入碱溶液，溶液的pH变化又比较缓慢，说明滴定过程中，溶液的酸碱性变化经过了由量变引起质变的过程，有一段发生了pH突变的过程，完全中和和酚酞或甲基橙指示剂变色的pH虽不同，但只相差半滴，即只有0.02左右，这种误差是在许可的范围之内。
【小结】中和滴定前，必须用滴定液多次润洗滴定管，以确保溶液的浓度不被剩余在滴定管中的水稀释变小；加入指示剂的量控制在2滴～3滴，以避免指示剂消耗酸或碱；临近终点时，滴液要慢，至指示剂变色“不立即”褪去或变为原色即为终点，避免过量。重视测定结果的复核。即重复实验测定2次以上，取实验平均值。根据计算公式，求出计算值。
【过渡】当实验结束后我们又应该如何处理数据呢？
【板书】4、数据处理
【点击例题】用0.1032 ml/L HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，重复三次的实验数据如下表所示。计算滴定所测NaOH溶液的物质的量浓度。
实验序号
HCl溶液体积
待测NaOH溶液 体积
1
27.84
25.00
2
27.83
25.00
3
27.85
25.00
解：V(HCl)==27.84 mL
C(NaOH)==0.1149 ml/L
【讲解】此题有两种方法，法一，即教材所给出的，先求出三次滴定时消耗的盐酸的中，并求出其耗用盐酸的体积的平均值。本法适用于每次所取待测液体积相同时的数据处理。方法二是分别未别求出NaOH溶液待测溶液的体积，再求平均值。本法适用于每次所取待测注的体积不同时的数据处理，若计算出的三个浓度的数据相差较大，表明实验失败，应重做。
【过渡】滴定法测定待测液的浓度时，消耗标准溶液偏多，则结果偏高；消耗标准溶液偏少，则结果偏纸。其误差可从计算式分析，以用已知浓度的酸滴定未知浓度的碱为例。
【板书】七、误差分析
误差分析依据：C待=
实验操作中可能引起C标和V待的变化，最终影响V标。
2、产生误差的来源
（1）操作不当
（2） 滴定管的洗涤不当。
【讲解】正确的方法是先水洗后润洗。滴
【投影】A、定管用水先后未用标准液润洗就直接注入标准液(实际消耗V标偏大，结果偏大)。
B、滴定管用水洗后未用待测液润洗就直接注入锥形瓶(实际滴定的V测减小，消耗V标减小，结果偏小)。
【板书】 eq \\ac(○,2) 锥形瓶的洗涤
【讲解】正确的方法是只水洗。
【投影】A、锥形瓶用水洗后用待测液润洗(实际滴定的V测增大，消耗V标增大，结果偏大)
B、锥形瓶用水洗后没有干燥(无影响)
C、滴定前向锥形瓶中加入蒸馏水(无影响)
【板书】 eq \\ac(○,3) 滴定管尖嘴部分留有气泡
【讲解】正确的方法是移液或滴定前排尽滴定管尖嘴部分气泡
【投影】A、滴定前盛标准液的滴定管尖嘴有气泡，滴定后消失(实际消耗的V标多一个气泡体积，结果偏大)
B、盛待测液的滴定管尖端嘴有气泡，移到锥形瓶后消失(锥形瓶中V测少一个气泡的体积，实际消耗的V标减少，结果偏小)
【板书】 eq \\ac(○,4) 读数不规范
【讲解】正确的读数方法是：滴定后等1-2 min待滴定管内壁附着液体自然流下再读数，视线与液体凹液面保持水平。俯视读数，结果偏小，仰视读数，结果偏大。
【投影】A、滴定前仰视，滴定后俯视(V标=滴定后读数一滴定前读数，V标数偏小，结果偏小。但实际放出的液体体积偏大)
B、滴定完毕立即读数(V标读数偏大，结果偏大)
【板书】(2) 终点判断不当。
【讲解】终点判断是中和滴定的关键。以指示剂的变色，且半分钟不褪色为标准。
【投影】A、过早地估计终点(未完全中和，V标偏小，结果偏小)
B、用HCl滴定NaOH，以甲基橙做指标剂，溶液由黄—橙---红作为终点(HCl 过量，V标读数偏大，结果偏大)
【板书】(3)标准溶液配制不当
【讲解】标准液的配制或存放不当，会因在滴定中消耗标准液的体积改变而造成实验误差。此类问题采用极端假设法帮助分析。
教学回顾：