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第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第二節 水的電離和溶液的pH 課時3
1.了解酸堿中和滴定的原理和指示劑的選擇方法；
2.知道酸堿中和滴定的主要儀器及其用途；
3.掌握酸堿中和滴定的實驗操作并會進行數據處理和誤差分析；
4.熟悉定量實驗的學習流程。
【思考與討論】
1.如何判斷一個失去標簽的溶液是酸還是堿？
酸堿中和滴定
2.對于一未知濃度的酸或堿，如何準確測定其濃度呢？
通過酸堿指示劑、pH值試紙、pH計等
一、酸堿中和滴定
1.定義
利用中和反應，用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)濃度的實驗方法叫做酸堿中和滴定。
已知濃度的溶液——標準液
未知濃度的溶液——待測液
2.原理：中和反應中，酸提供的H＋與堿提供的OH－之間的
相等 。
物質的量
H+ + OH－ H2O
即：c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V堿
c(OH－)·V堿
V酸
c(H+)·V酸
V堿
則c(H＋)＝ 或c(OH－)＝
待測定
量取一定體積
已知0.100 0 mol/L
c(HCl)
V[HCl(aq)]
c(NaOH)
＝
.
V[NaOH(aq)]
【問題1】需測得哪些數據能計算出c(NaOH)？
實驗室有一瓶未知濃度的NaOH溶液，一瓶濃度為0.1000 mol/L的HCl溶液，如何準確測出NaOH溶液的濃度？
V[HCl(aq)]
V[NaOH(aq)]
.
c(NaOH)
.
＝c(HCl)
準確測量參加反應的兩種溶液的體積
【問題2】你認為中和滴定實驗要解決的關鍵問題是什么？
量取一定體積的待測液,用已知濃度的標準液來滴定,并記錄所消耗標準液的體積,就可以計算出待測液的濃度。
C標V標
V測
=
C測
【問題3】 如何判斷中和反應什么時候“恰好”反應完全（即判斷滴定終點）？
幾種常用指示劑的變色范圍
pH
酚酞
甲基橙
石蕊
方法：在待測溶液中加入酸堿指示劑
【困惑】強酸與強堿“恰好”反應時，所得溶液的pH＝7，用酚酞作指示劑時，實際滴定終點的pH＝8.2，為什么可以將滴定終點當成“恰好”反應的點？
計算：用0.200 0 mol/L鹽酸滴定20.00 mL 0.200 0 mol/LNaOH溶液過程中溶液的pH，填入下表：
V[HCl(aq)]/mL 19.98 (少加半滴) 20.00 20.02
（多加半滴）
溶液的pH
探究滴定終點前后溶液的pH變化
注：滴定時，每滴溶液的體積約為0.04 mL
（1）V[HCl(aq)]＝20.00 mL時，酸和堿恰反應完全
n(H+)＝n(OH-)
pH＝7
7
（2）少加入半滴HCl溶液，即V[HCl(aq)]＝19.98 mL時
堿過量：
c(OH-)＝
n(OH-)
V(混合液)
0.200 0 mol/L×(20.00－19.98) mL×10-3 L/mL
(20.00＋19.98) mL×10-3 L/mL
＝
0.200 0 mol/L×0.02 mL×10-3 L/mL
40 mL×10-3 L/mL
≈
＝1×10-4 mol/L
計算：用0.200 0 mol/L鹽酸滴定20.00 mL 0.200 0 mol/LNaOH溶液過程中溶液的pH，填入下表：
探究滴定終點前后溶液的pH變化
注：滴定時，每滴溶液的體積約為0.04 mL
V[HCl(aq)]/mL 19.98 (少加半滴) 20.00 20.02
（多加半滴）
溶液的pH
7
10
計算：用0.200 0 mol/L鹽酸滴定20.00 mL 0.200 0 mol/LNaOH溶液過程中溶液的pH，填入下表：
探究滴定終點前后溶液的pH變化
注：滴定時，每滴溶液的體積約為0.04 mL
V[HCl(aq)]/mL 19.98 (少加半滴) 20.00 20.02
（多加半滴）
溶液的pH
7
10
（3）多加入半滴HCl溶液，即V[HCl(aq)]＝20.02 mL時
c(H+)＝
n(H+)
V(混合液)
酸過量：
0.2000 mol/L×(20.02－20.00) mL×10-3 L/mL
(20.00＋20.02) mL×10-3 L/mL
＝
0.2000 mol/L×0.02 mL×10-3 L/mL
40 mL×10-3 L/mL
≈
＝1×10-4 mol/L
4
pH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
反應終點
V[HCl(aq)]/mL
中和反應過程中的pH變化曲線
突變范圍
0
V[HCl(aq)]/mL 19.98 20.00 20.02
pH 10 7 4
誤差 -0.1% 0 +0.1%
幾種常用指示劑的變色范圍
指示劑選擇原則：在突變范圍內指示劑有明顯的顏色變化。
25.00 mL待測NaOH溶液
0.100 0 mol/L鹽酸
酚酞
甲基橙
石蕊
特別提醒：若滴定終點為堿性時，選擇酚酞，酸性時，選擇甲基橙，中性時，酚酞、甲基橙都行，石蕊的紫色和藍色差別不夠明顯，不用作指示劑。
pH
12
10
8
6
4
2
10
20
30
40
反應終點
V[HCl(aq)]/mL
突變范圍
0
酚酞
甲基橙
由曲線可以看出，在酸、堿中和滴定過程中，溶液的pH在接近滴定終點時有一個突變過程，在此范圍內，滴加很少的酸(或堿)，溶液的pH就有很大的變化，能使指示劑的顏色變化明顯，所以即使酚酞、甲基橙的變色不在恰好中和的pH＝7的點上，但體積差距很小，可以忽略不計。
二、酸堿中和滴定實驗操作
1.實驗用品
（1）儀器：酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、 鐵架臺、滴定管夾、燒杯、白紙（有時還需要移液管）
（2）主要試劑
待測液；標準液；指示劑(一般用酚酞或甲基橙)
儀器a是酸式滴定管， 儀器b是堿式滴定管
① 讀數精確度：0.01mL
② 酸式滴定管盛裝：酸性、強氧化性試劑
堿式滴定管盛裝：堿性試劑
標注溫度、量程
“0”刻度線在上
玻璃塞
帶玻璃球的橡膠塞
注意：
酸式滴定管不能用于裝堿性溶液，
堿式滴定管不能用于裝酸性溶液或會腐蝕橡膠的溶液（如強氧化性的溶液）
V ＝ V末－V初
＝ 18.50 mL－2.50 mL
＝ 16.00 mL
V初
V末
V ＝ V末－V初
稀釋后溶液pH的變化規律
滴定管的使用方法
①查漏：使用前先檢查滴定管活塞是否漏水。
②潤洗：滴定管在加入反應液之前，先用蒸餾水洗滌干凈，然后分別用所要盛裝的溶液潤洗2～3遍。
③裝液：分別將反應液加入相應滴定管中，使液面位于滴定管“0”刻度線以上2～3mL處。
⑤調液面記數據：在滴定管下放一燒杯，調節活塞，使滴定管尖嘴部分充滿反應液，然后調節滴定管液面使其處于某一刻度，準確讀取數值并記錄。
④趕氣泡：酸式滴定管→快速放液；
堿式滴定管→橡皮管向上翹起
2.實驗操作
以標準鹽酸滴定待測氫氧化鈉溶液為例：
(1)洗滌：洗滌儀器并進行檢漏、潤洗
(2)取液：向堿式滴定管中注入待測液氫氧化鈉溶液，取一定體積注入錐形瓶中，并加入2～3滴酚酞指示劑；向酸式滴定管中注入標準液鹽酸。
(3)滴定：在錐形瓶下墊一張白紙，左手控制滴定管的活塞，向錐形瓶中先快后慢地加入標準液(后面逐滴加入)，右手搖動錐形瓶，眼睛觀察錐形瓶內溶液的顏色變化。
控制滴定管的活塞
錐形瓶內溶液的顏色變化
搖動錐形瓶
(4)讀數：當滴入最后一滴鹽酸時，剛好使錐形瓶中的溶液發生明顯的顏色變化(淺紅色變為無色)，且半分鐘內不變色時，即到終點，停止滴定。平視滴定管中凹液面最低點，讀取溶液體積。
(6)計算：以(V終－V始)為消耗的標準液的體積，取2～3次實驗結果的平均值，依據c待＝ 計算待測液的物質的量濃度。
(5)記錄：記錄滴定前和滴定終點時滴定管中標準液的刻度，重復滴定2～3次將數據記入表中。
中和滴定記憶口決
先查漏液再潤洗，裝液排氣調液面;
左手活塞右手瓶，瓶不潤洗要記清；
眼看顏色手不停，三十秒鐘要記清。
三、酸堿中和滴定實驗的誤差分析
C(待)=
C(標)×V(標)
V(待)
已知
已知
讀數
決定誤差原因：
1.誤差分析依據(一元酸、堿的中和滴定)
中和滴定實驗中，產生誤差的途徑主要有操作不當、讀數不準等，分析誤差要根據計算式分析，當用標準酸溶液滴定待測堿溶液時，c標準、V待測均為定值，c待測的大小取決于V標準的大小。
2. 滴定管讀數誤差分析
滴定管正確的讀數方法是視線、刻度線、凹液面最低點在同一水平線上。
c待= ————
c標. V標
V待
偏高
（1）滴定時起始讀數正確，達到終點后仰視刻度線
（2）滴定時起始讀數正確，達到終點后俯視刻度線
偏低
c待= ————
c標. V標
V待
（3）滴定前仰視刻度線，滴定后俯視刻度線
先偏大
后偏小
V=V(后)-V(前)，讀數偏小
偏低
先仰后俯
0
實際讀數
正確讀數
c待= ————
c標. V標
V待
V=V(后)-V(前)，讀數偏大
（4）滴定前俯視刻度線，滴定后仰視刻度線
先偏小
后偏大
偏高
先俯后仰
0
實際讀數
正確讀數
c待= ————
c標. V標
V待
歸納總結：
滴定時讀數不準引起的誤差 所消耗標準液的體積 c待
滴定開始讀數 滴定結束讀數
平視 仰視
平視 俯視
仰視 俯視
俯視 仰視
滴定后，滴定管尖嘴處掛一滴標準液
取液時讀數不準引起的誤差 所取待測液的體積 c待
滴定開始讀數 滴定結束讀數
仰視 平視
平視 俯視
仰視 俯視
平視 仰視
偏高
偏低
偏低
偏高
偏高
偏高
偏高
偏低
偏高
2. 實驗操作不當造成的誤差分析
關于酸式滴定管
1.未用標準液(HCl)潤洗酸式滴定管（ ）
2.滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失（ ）
3.滴定操作時，有少量鹽酸滴于錐形瓶外（ ）
4.滴定前仰視刻度，滴定后俯視刻度（ ）
偏高
偏高
偏高
偏低
關于堿式滴定管
8.堿式滴定管用水洗后，未用待測液潤洗（ ）
9.取待測液時，未將盛待測液的堿式滴定管尖嘴的氣泡排除。取液后滴定管尖嘴充滿溶液（ ）
偏低
偏低
關于錐形瓶
5. 錐形瓶內用蒸餾水洗滌后，再用待測氫氧化鈉潤洗2-3次，將潤洗液倒掉，再裝NaOH溶液（ ）
6. 錐形瓶用蒸餾水洗后未倒盡即裝NaOH溶液（ ）
7. 滴定過程中搖動錐形瓶，不慎將瓶內的溶液濺出一部分（ ）
偏高
無影響
偏低
1.下列說法正確的是（ ）
A.用圖示儀器Ⅰ準確量取25.00 mL酸性KMnO4溶液
B.裝置Ⅱ可用于已知濃度的氫氧化鈉溶液測定未知濃
度鹽酸的實驗
C.中和滴定時，滴定管用所盛裝的待裝液潤洗2～3次
D.中和滴定實驗時，用待測液潤洗錐形瓶
C
【解析】酸性KMnO4溶液不能用堿式滴定管量取，A項不正確；
NaOH溶液不能盛裝在酸式滴定管中，B項不正確；
中和滴定時滴定管需用待裝液潤洗，而錐形瓶不能用待測液潤洗，C項正確、D項不正確。
【練一練】
2.在鹽酸滴定NaOH溶液的實驗中，用甲基橙作指示劑，滴定到終點時，溶液的顏色變化是( )
A.由黃色變為紅色 B.由黃色變為橙色
C.由橙色變為紅色 D.由紅色變為橙色
B
【解析】甲基橙在NaOH溶液中顯黃色，滴定終點時，由黃色變為橙色，由于pH<3.1時甲基橙為紅色，所以若滴定至紅色則無法判斷滴過量多少。
3.某同學欲用已知物質的量濃度為0.1000 mol·L－1的鹽酸測定未知物質的量濃度的氫氧化鈉溶液時，選擇酚酞作指示劑。請填寫下列空白：
(1)用標準的鹽酸滴定待測的氫氧化鈉溶液時，左手把握酸式滴定管的活塞，右手搖動錐形瓶，眼睛注視 。直到因加入一滴鹽酸，溶液的顏色由 色變為 色，半分鐘不恢復原色，立即停止滴定。
(2)下列操作中可能使所測氫氧化鈉溶液的濃度數值偏低的是
(填字母)。
A.酸式滴定管未用標準鹽酸潤洗就直接注入標準鹽酸
B.滴定前盛放氫氧化鈉溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失
D.讀取鹽酸體積時，開始仰視讀數，滴定結束時俯視讀數
E.滴定過程中，錐形瓶的振蕩過于激烈，使少量溶液濺出
錐形瓶內溶液顏色的變化
紅
無
DE
酸堿中和滴定
定義
原理
儀器及試劑
已知物質的量的濃度的酸（或堿）來測定未知濃度的堿（或酸）
c酸v酸=c堿v堿 (一元酸和一元堿)
酸、堿式滴定管等
標準液、待測液、 酸堿指示劑
步驟
誤差分析
查漏
洗滌、潤洗
裝液、調液和取液（記下讀數）
滴定操作
記錄（記下讀數）并計算

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