高中化学人教版 (2019)选择性必修1实验活动2 强酸与强域的中和滴定导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1实验活动2 强酸与强域的中和滴定导学案，共6页。学案主要包含了实验目的，实验仪器，实验药品，实验步骤，问题和讨论等内容，欢迎下载使用。
【实验目的】
1．练习中和滴定的实验操作；理解中和滴定的原理；探究酸碱中和反应过程中pH的变化特点。
2．通过实验进一步掌握数据分析的方法，体会定量实验在化学研究中的作用。
【实验仪器】
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、烧杯、锥形瓶、铁架台
【实验药品】
0.100 0 ml/L HCl溶液、0.100 0 ml/L左右的NaOH溶液、酚酞溶液、蒸馏水
【实验步骤】
一、练习使用滴定管
1．滴定管的构造
a．酸式滴定管 b．碱式滴定管
滴定管是内径均匀、带有刻度的细长玻璃管，下端有用于控制液体流量的玻璃活塞(或由乳胶管、玻璃球组成的阀)。滴定管主要用来精确地放出一定体积的溶液。
酸式滴定管可用于盛酸性、中性、强氧化性溶液；
碱式滴定管可用于盛碱性、中性溶液；
精确度均为0.01mL。
2．滴定管的使用方法
(1)检查仪器：在使用滴定管前，首先要检查活塞是否漏水。在确保不漏水后方可使用。
(2)润洗仪器：从滴定管上口加入3～5 mL所要盛装的酸或碱，
倾斜着转动滴定管，使液体润湿全部滴定管内壁。然后，一手控制活塞(轻轻转动酸式滴定管活塞；或者轻轻挤压碱式滴定管中的玻璃球)，将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中。
(3)加入反应液：分别将酸、碱加到酸式滴定管、碱式滴定管中，使液面位于滴定管刻度“0”以上2～3 mL处，并将滴定管垂直固定在滴定管夹上(如图)。
(4)调节起始读数：在滴定管下放一个烧杯，调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反应液(如果滴定管内部有气泡，除去碱式滴定管乳胶管中气泡的方法如图所示)，并使液面处于“0”刻度或以下，准确记录读数。
(5)放出反应液：根据实验需要从滴定管中逐滴放出一定量的液体。
二、用已知浓度的强酸滴定未知浓度的强碱
1．向润洗过的酸式滴定管中加入0.100 0 ml·L－1 HCl溶液，赶气泡、调节液面后记录准确读数。
2．向润洗过的碱式滴定管中加入待测浓度的NaOH溶液，赶气泡、调节液面后，用碱式滴定管向锥形瓶中滴入25.00 mL待测溶液，再向其中滴入2滴酚酞溶液，这时溶液呈红色。
3．把锥形瓶放在酸式滴定管的下方，瓶下垫一张白纸，小心地滴入酸。边滴边摇动锥形瓶(接近终点时，改为滴加半滴酸)，直到因加入半滴酸后，溶液颜色从粉红色刚好变为无色，且半分钟内不变色为止。这表示已经到达滴定终点。记录滴定管液面的读数。
4．重复实验两次，并记录相关数据。
5.取三次测定体积的平均值，计算待测NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度。
【问题和讨论】
1．在进行中和滴定时，为什么要用酸(或碱)润洗酸式(或碱式)滴定管2～3次？
答案 实验中通过酸式(或碱式)滴定管量取待测液或标准液的体积，进而计算其物质的量，若未用酸溶液(或碱溶液)润洗酸式(或碱式)滴定管，则会导致待测液或标准液的浓度偏小，影响实验结果。
2．滴定用的锥形瓶是否也要用待测的碱(或酸)润洗？锥形瓶装待测液前是否需要保持干燥？为什么？
答案 滴定用的锥形瓶不需要润洗，也不需要保持干燥。因为锥形瓶只是反应容器，润洗后会导致待测物的量偏大，影响实验结果。水不影响酸碱中和反应，对实验结果无影响，因此不需要保持干燥。
【例题】 某化学实验小组想要了解市场上所售食用白醋(主要是醋酸的水溶液)的准确浓度，现从市场上买来一瓶某品牌食用白醋，用实验室标准NaOH溶液对其进行滴定。表格中是4种常见指示剂的变色范围：
(1)反应生成的CH3COONa显__性，用离子方程式解释原因：____________ ______________________，实验中应选用上表中的____作指示剂。
(2)用标准的NaOH溶液滴定待测的白醋时，如何判断滴定终点：_________ __________________________。
(3)第一次滴定前后，碱式滴定管中的液面位置如图所示，请将有关数据填入表格的空白处。
(4)从表格中可以看出，第二次实验中记录消耗NaOH溶液的体积明显多于其余两次，其原因可能是____。
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时NaOH溶液的体积
B．盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水润洗过，未用标准液润洗
C．第二次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过
D．滴加NaOH溶液过快，未充分振荡，刚看到溶液变色，立刻停止滴定
(5)根据所给数据，计算该白醋中醋酸的物质的量浓度：c＝___________。
解析 (1)醋酸钠为强碱弱酸盐，水解生成醋酸和氢氧化钠，离子方程式CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，所以醋酸钠显碱性；结合指示剂的变色范围可知，应选择酚酞作指示剂。(3)滴定管每小格表示0.10 mL，如图所示，滴定前液面读数为1.00 mL，滴定后液面处于27.10 mL处，所以滴定过程中消耗标准液体积为27.10 mL－1.00 mL＝26.10 mL。(4)第二次实验中记录消耗NaOH溶液体积明显多于其余两次，实验结束时，俯视刻度线读取滴定终点时NaOH溶液的体积，导致氢氧化钠溶液的体积偏小，所测醋酸浓度偏小，A项错误；装标准液的滴定管未用标准液润洗，导致氢氧化钠溶液的体积偏大，所测醋酸浓度偏大，B项正确；锥形瓶预先用食用白醋润洗过，醋酸的物质的量偏大，导致氢氧化钠溶液的体积偏大，所测醋酸浓度偏大，C项正确；滴加NaOH溶液时，未充分振荡，刚看到溶液变色，立刻停止滴定，导致使用的氢氧化钠体积偏小，所测醋酸浓度偏小，D项错误。(5)第二次消耗氢氧化钠溶液体积过大，应舍去，第一、三次消耗NaOH溶液的平均体积为eq \f(26.12＋26.10,2) mL＝26.11 mL，故该白醋中醋酸的物质的量浓度为eq \f(0.100 0 ml/L×26.11 mL,25.00 mL)≈0.104 4 ml/L。
答案 (1)碱性 CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－酚酞 (2)滴入最后一滴NaOH溶液时，溶液颜色由无色变为浅红色(或红色)，且半分钟内不褪色 (3)1.00 27.10 26.10 (4)BC (5)0.104 4 ml/L
【变式】 某烧碱样品中含有少量不与酸反应的可溶性杂质，为了测定其纯度，进行以下滴定操作：
A．配制250 mL烧碱溶液
B．用碱式滴定管量取25.00 mL烧碱溶液于锥形瓶中并加几滴甲基橙指示剂
C．用托盘天平准确称取烧碱样品1.5 g，在烧杯中加蒸馏水溶解
D．将物质的量浓度为0.100 ml/L的标准H2SO4溶液装入酸式滴定管中，调整液面，记下开始刻度0.10 mL
E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定到终点，记录终点刻度15.10 mL
请回答下列问题：
(1)正确的操作步骤是__→__→__→D→__(填字母)。
(2)从图中选出操作E必须用的仪器有______(填写仪器序号)，②的仪器名称为________。
(3)滴定到终点时锥形瓶内溶液颜色发生变化，且半分钟不变色，此时溶液的pH范围是______。
(4)若用H2SO4溶液滴定烧碱时，滴定前无气泡，滴定后滴定管中有气泡，会使测定结果____(填“偏高”“偏低”或“无影响”，其他操作均正确)。
(5)该烧碱样品的纯度是____。
解析 (1)结合题中所给步骤，该实验的正确顺序为C→A→B→D→E。(2)操作E是用标准H2SO4溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，需要用到的仪器有酸式滴定管、铁架台、蝴蝶夹、锥形瓶，即需要用到的仪器有①④⑤⑥；②的仪器名称为碱式滴定管。(3)指示剂为甲基橙，变色范围为3.1～4.4。(4)滴定前无气泡，滴定后滴定管中有气泡，会使标准溶液的体积读数偏小，造成测定结果偏低。(5)由H2SO4～2NaOH可知25.00 mL烧碱溶液含有的n(NaOH)＝2n(H2SO4)＝2×0.100×(15.10－0.10)×10－3 ml＝3×10－3ml，则250 mL烧碱溶液中含有的n(NaOH)＝3×10－2 ml，则该烧碱样品的纯度为eq \f(3×10－2 ml×40 g/ml,1.5 g)×100%＝80%。
答案 (1)C A B E (2)①④⑤⑥ 碱式滴定管
(3)3.1～4.4 (4)偏低 (5)80%
滴定次数
待测NaOH溶液的体积/mL
HCl溶液
滴定前的
刻度/mL
滴定后的
刻度/mL
体积/
mL
1
2
3
指示剂
石蕊
甲基橙
甲基红
酚酞
变色范围(pH)
5.0～8.0
3.1～4.4
4.4～6.2
8.2～10.0
滴定次数
待食用白醋的体积/mL
0.100 0 ml/L NaOH溶液的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
第二次
25.00
1.56
28.08
26.52
第三次
25.00
0.22
26.34
26.12