資源簡介

課題： 酸堿中和滴定 課時 1 授課班級
教 材 分 析 本節是普通高中課程標準實驗教科書化學選修4《化學反應原理》第三章第一節教學內容。第三章《水溶液中的離子平衡》以上一章化學平衡理論為基礎，進一步探討酸、堿、鹽在水中的離子反應，內容比較豐富，理論與實際、知識與技能兼而有之。在這一章，學生們將通過分析電離平衡、水解平衡和沉淀的溶解平衡的過程，體會化學理論的指導作用；了解pH的應用、鹽類水解的應用、沉淀反應的應用，體會相關知識在實際生產、生活中的應用價值；還要掌握酸堿中和滴定實驗，這是一項重要的實驗操作技能。從具體知識結構來說，化學平衡、電離平衡是研究電解質在溶液中發生各種變化的理論基礎，而電離理論又是化學平衡和溶解平衡的紐帶，因此作為開篇第一節《弱電解質的電離》對后續章節的學習有著重要的指導作用。 本章第一節《弱電解質的電離》的課標要求主要是認識電解質的強弱和能用化學平衡理論描述電解質在水溶液中的電離平衡。本節理論性較強，是理論與實踐相結合的一節，掌握方法是學好本節知識的關鍵。在具體的學習中，注意和高中必修內容的銜接，增強知識的邏輯性，以化學平衡理論為指導，引出一系列新知識點，同時通過實驗加強科學方法、科學態度的學習，加強能力和技能培養。 本課時的酸堿中和滴定是在學習了配制一定物質的量濃度后的一個定量實驗，也是教材中的三個定量實驗之一，本課時綜合了物質的量濃度、pH的計算，酸堿指示劑變色范圍及應用，滴定實驗的有關知識及應用等。不僅在于能夠培養學生的觀察能力，還能夠深化學生對事物變化中量的關系的認識，理解化學變化的本質。教學內容設置是以定性實驗為基礎，利用專用儀器和化學反應計量關系來認識客觀世界。課堂教學設計將實驗原理、操作原理和儀器原理進行整合，使學生形成實驗過程和思維。在教學中引導學生尋找到需要測定的量，在將目標量轉化為可測量的過程中，形成實驗原理，圍繞實驗原理選擇設計出測定這些量的操作和儀器，而操作原理和儀器原理通過相互修正來共同實現實驗原理。
教 學 目 標 知識與技能 1.通過討論交流、實驗探究，了解酸堿中和滴定的原理，理解酸堿中和反應的實質，熟記酸堿中和滴定的主要儀器的名稱及用途。 2.通過演示實驗過程中的現象觀察、原理分析、問題探究、對應訓練，掌握酸堿中和滴定的實驗操作、計算方法和誤差分析。 3.通過中和反應實質、中和滴定原理的分析，體會化學反應在工農業、科研中的應用。提高學習化學的興趣。
過程與方法 通過中和反應實質、中和滴定原理的分析及酸堿中和滴定的實驗設計，體驗利用中和反應原理來設計化學定量測定實驗學科思想方法。
情感態度價值觀 通過酸堿中和反應的實質到中和滴定方法等相互之間的聯系的分析，理解化學反應在工農業、科研中的應用，激發學習化學的興趣； 2.通過專用儀器的選擇和使用，體驗定量實驗中精確度對儀器以及操作的要求，形成嚴謹的科學態度；
教學重點 中和滴定的原理及實驗設計
教學難點 酸堿中和滴定相關計算
教學過程
教學步驟、內容 教學方法
【引入】現在有一瓶沒有標簽的氫氧化鈉溶液，我們不知道它的濃度，有沒有辦法知道它的濃度呢？答案是肯定的。我們可以通過用已知濃度的鹽酸來測定它的濃度，這種方法我們稱為酸堿中和滴定，今天我們就學習這種測定方法。 【板書】活動一、酸堿中和滴定 【思考】室溫下，將pH＝12的NaOH溶液分別與等體積的下列酸溶液混合，判斷其酸堿性，計算pH，填寫下表： 酸溶液混合溶液的酸堿性pHpH＝2的鹽酸0.015 mol·L－1的硫酸0.004 mol·L－1的硫酸
【投影交流】 酸溶液混合溶液的酸堿性pHpH＝2的鹽酸中性70.015 mol·L－1的硫酸酸性20.004 mol·L－1的硫酸堿性11
【討論1】（1）閱讀教材P47—48頁內容，思考酸堿中和滴定的原理是什么？ 【交流1】酸堿中和反應的實質可用離子方程式H＋＋OH－===H2O來表示； 【交流2】在中和反應中，H＋、OH－之間的物質的量關系是n(H＋)＝n(OH－)；若用參加反應的c(H＋)、c(OH－)來表示，其關系式為c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V堿，由此可計算c(H＋)，其表達式是c(H＋)＝；也可計算c(OH－)，其表達式是c(OH－)＝。由c(H＋)、c(OH－)可分別求出相應酸、堿的濃度。 【討論2】（2）請根據以上原理分析，歸納總結中和滴定的概念，思考酸堿中和滴定的關鍵是什么？ 【交流1】中和滴定是利用中和反應，用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實驗方法。其中已知濃度的酸(或堿)溶液常稱為標準液，未知濃度的堿(或酸)溶液常稱為待測液。 【交流2】中和滴定的關鍵是準確判斷滴定終點(中和反應恰好反應完全的時刻)，其方法是在待測液中加2～3滴指示劑，觀察滴定過程中其顏色的變化，指示劑選擇的基本原則是變色要靈敏，變色范圍要小，使變色范圍盡量與滴定終點溶液的酸堿性一致。 【交流3】常選用的指示劑是酚酞或甲基橙，不用石蕊溶液的原因是石蕊溶液顏色變化不明顯且突變范圍太寬（見教材P49頁資料）。 指示劑變色范圍的pH石蕊<5.0紅色5.0～8.0紫色>8.0藍色甲基橙<3.1紅色3.1～4.4橙色>4.4黃色酚酞<8.2無色8.2～10.0淺紅色>10.0紅色
【討論3】（3）中和滴定的有哪些主要儀器及使用注意事項是什么？ 【交流1】酸堿中和滴定所用的主要儀器是錐形瓶和滴定管。 【強調】(1)滴定管分為兩種： 【交流1】①酸式滴定管：包括玻璃活塞、長玻璃管，可盛放酸性溶液、強氧化性溶液，不能盛放堿性溶液及氫氟酸。 【交流2】②堿式滴定管：包括長玻璃管、橡皮管、玻璃球，可盛放堿性溶液。 【交流3】滴定管的上端都標有規格大小、使用溫度、“0”刻度；滴定管的精確讀數為0.01_mL。 【強調】(2)滴定管的使用方法 【交流1】①檢查儀器：使用前先檢查滴定管活塞是否漏水。 【交流2】②潤洗儀器：在加入反應液之前，潔凈的滴定管要用所要盛裝的溶液潤洗2～3遍。 【交流3】③加入溶液：分別將反應液加入到相應滴定管中，使液面位于滴定管0刻度線以上2～3_mL處。 【交流4】④調節起始讀數：在滴定管下放一燒杯，調節活塞，使滴定管尖嘴部分充滿溶液，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。 【討論4】（4）中和滴定的實驗操作步驟有哪些？ 【強調】酸堿中和滴定的實驗步驟可以提煉為6個關鍵字： 【交流1】①洗(洗滌)：洗滌儀器并進行檢漏、潤洗。 【交流2】②取(取液)：向酸(堿)式滴定管中注入標準液；向錐形瓶中注入待測液，加入2～3滴指示劑。 【交流3】③滴(滴定)：在錐形瓶下墊一張白紙，向錐形瓶中先快后慢地加入標準液(后面逐滴加入)，至指示劑發生明顯的顏色變化(如由紅色變為無色或紅色變為橙色、無色變為淺紅色等)且半分鐘內不變時，停止滴定。 【交流4】④讀(讀數)：平視滴定管中凹液面最低點，讀取溶液體積。 【交流5】⑤記(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。 【交流6】⑥算(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＝(一元酸堿)計算待測液的物質的量濃度。 【歸納總結】中和滴定的原理、終點判斷、操作要點分別是什么？ 【交流1】(1)原理：酸和堿反應的實質是H＋＋OH－===H2O。用已知濃度的鹽酸(標準液)來滴定未知濃度的NaOH溶液(待測液)的計算公式為c待＝。 【交流2】(2)準確判斷滴定終點：最后一滴恰好使指示劑顏色發生明顯的改變且半分鐘內不變色，即為滴定終點。 【交流3】(3)滴定操作要點：左手控制活塞或玻璃小球，右手搖動錐形瓶，兩眼注視錐形瓶內溶液顏色的變化。 【問題探究1】（1）什么是酸堿中和滴定曲線？有何特點和應用？ 【交流1】以滴加酸(或堿)的量為橫坐標，以溶液的pH為縱坐標繪出一條溶液的pH隨酸(或堿)的滴加量而變化的曲線。如圖所示為用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 HCl溶液過程中的pH變化曲線。 【交流2】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，能使指示劑的顏色發生明顯變化，有利于確定滴定終點。 【問題探究2】（2）KMnO4(H＋)溶液、溴水、Na2CO3溶液、稀鹽酸應分別盛放在哪種滴定管中？ 【交流】強氧化性溶液、酸性溶液應盛放在酸式滴定管中，堿性溶液應盛放在堿式滴定管中。即酸性KMnO4溶液、溴水、稀鹽酸應盛放在酸式滴定管中，Na2CO3溶液應盛放在堿式滴定管中。 【問題探究3】（3）滴定管盛標準溶液時，其液面一定要在0刻度嗎？滴定終點就是酸堿恰好中和的點嗎？ 【交流】不一定。只要在0刻度或0刻度以下的某刻度即可，但一定要記錄下滴定開始前液面的讀數。滴定終點是指示劑顏色發生突變的點，不一定是酸堿恰好中和的點。 【典例1】下列有關滴定操作的順序正確的是(　　) ①檢查滴定管是否漏水　②用蒸餾水洗滌玻璃儀器　③用標準溶液潤洗盛標準溶液的滴定管，用待測液潤洗盛待測液的滴定管　④裝標準溶液和待測液并調整液面和記錄初始讀數　⑤取一定體積的待測液于錐形瓶中　⑥滴定操作 A．①③②④⑤⑥ B．①②③④⑤⑥ C．②③①④⑤⑥ D．④⑤①②③⑥ 【答案】　B 【解析】　滴定操作的順序為查漏—洗滌—潤洗—注液—滴定。 【典例2】用中和滴定法測定某燒堿樣品的純度，試根據實驗回答下列問題： (1)準確稱量8.2 g含有少量中性易溶雜質的樣品，配成500 mL待測溶液。稱量時，樣品可放在________(填字母)稱量。 A．小燒杯中　　B．潔凈紙片上　　C．托盤上 (2)滴定時，用0.200 0 mol·L－1的鹽酸來滴定待測溶液，不可選用________(填字母)作指示劑。 A．甲基橙　　B．石蕊　　C．酚酞　　D．甲基紅 (3)滴定過程中，眼睛應注視__________________；在鐵架臺上墊一張白紙，其目的是______________________。 (4)根據下表數據，計算被測燒堿溶液的物質的量濃度是________ mol·L－1，燒堿樣品的純度是________。 滴定次數待測溶液體積(mL)標準酸體積滴定前的刻度(mL)滴定后的刻度(mL)第一次10.000.4020.50第二次10.004.1024.00
【答案】　(1)A　(2)B (3)錐形瓶內溶液顏色的變化　便于觀察錐形瓶內液體顏色的變化，減小滴定誤差 (4)0.400 0　97.56% 【解析】　(1)稱量氫氧化鈉等易潮解、腐蝕性強的試劑時，樣品應放在小燒杯中。(2)酸堿中和滴定時，一般應選甲基橙、酚酞等顏色變化較明顯的指示劑，石蕊在酸或堿溶液中顏色變化不明顯，易造成誤差。(4)根據c(NaOH)＝分別求第一、二次的值，再求平均值，解得c(NaOH)＝0.400 0 mol·L－1，ω(NaOH)＝×100%≈97.56%。 【板書】活動二　酸堿中和滴定誤差分析 【討論】小組討論交流，在中和滴定實驗過程中，哪些環節可能會對實驗結果產生誤差？ 【交流】中和滴定實驗中，產生誤差的主要原因有操作不當、讀數不準等，分析誤差要根據計算式分析，c待測＝，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。 【問題探究1】（1）在酸堿中和滴定前的準備工作中，滴定管用蒸餾水洗凈后，為什么還要用標準液潤洗2～3次？ 【交流】否則，會使標準液實際濃度減小，消耗標準液體積增大，由c待＝可知，所測得的待測液濃度偏大。 【問題探究2】（2）在滴定前，錐形瓶用蒸餾水洗凈后，是否要用待測液潤洗？為什么？ 【交流】否。因為若用待測液潤洗錐形瓶，會使量取的待測液的實際體積增大，消耗標準液的體積增大，使測定結果偏大。 【問題探究3】（3）滴定管正確的讀數方法是什么？試分析下列圖示讀數對滴定結果的影響有何影響？ 【交流1】滴定管正確的讀數方法是視線、刻度線、凹液面在同一水平線上。 【交流2】如圖Ⅰ，開始仰視讀數，滴定完畢俯視讀數，滴定結果會偏小。 【交流3】如圖Ⅱ，開始俯視讀數，滴定完畢仰視讀數，滴定結果會偏大。 【典例1】下列實驗操作不會引起誤差的是(　　) A．酸堿中和滴定時，用待測液潤洗錐形瓶 B．酸堿中和滴定時，用沖洗干凈的滴定管盛裝標準溶液 C．用NaOH標準溶液測定未知濃度的鹽酸溶液時，選用酚酞作指示劑，實驗時不小心多加了幾滴 D．用標準鹽酸測定未知濃度NaOH溶液，實驗結束時，酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，開始實驗時無氣泡 【答案】　C 【解析】　A項，錐形瓶一定不要用待測液潤洗，否則會使待測液的量偏大，消耗標準液的體積偏大，從而使所測濃度偏大；B項，沖洗干凈的滴定管無論是盛裝標準溶液，還是待測溶液，都必須用待裝溶液潤洗2～3次，否則會使標準溶液或待測溶液比原來溶液的濃度偏小，影響結果；C項，在滴定過程中，指示劑略多加了幾滴，一般不影響實驗結果，因為指示劑不會改變反應過程中酸和堿的物質的量；D項，實驗開始時酸式滴定管中無氣泡，實驗結束時有氣泡，會導致所讀取的V(HCl)偏小，依據V(HCl)·c(HCl)＝V(NaOH)·c(NaOH)得所測得的c(NaOH)偏小。 【典例2】用標準濃度的NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸時，下列情況會使鹽酸物質的量濃度偏低的是(　　) A．堿式滴定管用蒸餾水洗凈后，直接注入標準濃度的NaOH溶液 B．堿式滴定管尖端有氣泡，滴定后氣泡消失 C．記錄消耗的堿液，滴定前平視，滴定后俯視凹液面 D．錐形瓶用蒸餾水洗凈后，直接裝入未知濃度的鹽酸 【答案】　C 【解析】　未用NaOH溶液潤洗滴定管，即NaOH溶液濃度下降；把氣泡誤算為NaOH溶液的體積，讀取的NaOH溶液的體積比實際用量大，結果偏高；滴定前平視，滴定后俯視凹液面，這樣讀取的NaOH溶液的體積比實際用量小，結果偏低；錐形瓶中含有蒸餾水，對測定結果無影響。 【課堂檢測】1．用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度，所選用的滴定管如圖甲、乙所示，從下表中選出正確選項(　　) 錐形瓶中溶液滴定管中溶液選用指示劑選用滴定管A堿酸石蕊乙B酸堿酚酞甲C堿酸甲基橙乙D酸堿酚酞乙
【答案】　D 【解析】　甲為酸式滴定管，乙為堿式滴定管。酸堿中和滴定中一般不選用石蕊溶液作指示劑，故A項不正確；酸式滴定管不能盛放堿液，故B項不正確；C項，滴定管選用不正確。 2．下面是一段關于酸堿中和滴定實驗操作的敘述：①取一錐形瓶，用待測NaOH溶液潤洗兩次　②在錐形瓶中加入 25 mL 待測NaOH溶液　③加入幾滴石蕊溶液作指示劑　④取一支酸式滴定管，洗滌干凈　⑤直接往酸式滴定管中注入標準酸溶液，進行滴定　⑥左手旋轉滴定管的玻璃活塞，右手不停搖動錐形瓶　⑦兩眼注視著滴定管內鹽酸液面的下降，直至滴定終點。文中所述操作有錯誤的序號為(　　) A．④⑥⑦ B．①②⑤⑥ C．③⑤⑦ D．①③⑤⑦ 【答案】　D 【解析】　錐形瓶不用待測液潤洗，①錯；③石蕊變色不明顯，不易觀察顏色變化，在酸堿中和滴定時不用石蕊溶液作指示劑，③錯；滴定管使用前要潤洗，⑤錯；滴定過程中眼睛觀察錐形瓶中溶液顏色變化，⑦錯。 3．用滴定法測定Na2CO3(含NaCl雜質)的質量分數，下列操作會引起測定值偏高的是(　　) A．試樣中加入酚酞作指示劑，用標準酸液進行滴定 B．滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入標準酸液進行滴定 C．錐形瓶用蒸餾水洗滌后，直接注入待測溶液進行滴定 D．滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入待測液，取20.00 mL 進行滴定 【答案】　B 【解析】 此實驗過程中，待測值為c(Na2CO3)，根據酸與Na2CO3的反應可知，c(Na2CO3)·V待測液＝k·c酸·V酸(k為標準酸與Na2CO3反應時的化學計量數之比)。A項，加入酚酞時，對實驗數據無影響；B項，此操作使V酸數值偏大，故使c(Na2CO3)偏大，最終所得Na2CO3質量分數偏高；C項，此操作對實驗數據無影響；D項，此操作使c(Na2CO3)數值偏小，最終使所得Na2CO3質量分數偏低。 4．下面a～e是中學化學實驗中常見的幾種定量儀器： a．量筒　b．容量瓶　c．滴定管　d．托盤天平　e．溫度計 (1)無“0”刻度的是________(填字母)。 (2)下列操作合理的是________(填字母)。 A．用25 mL堿式滴定管量取20.00 mL NaHCO3溶液 B．用托盤天平準確稱量10.20 g碳酸鈉固體 C．用100 mL量筒量取3.2 mL濃硫酸 D．用500 mL容量瓶配制1 mol·L－1的氫氧化鈉溶液495.5 mL (3)某學生欲用已知物質的量濃度的鹽酸來測定未知物質的量濃度的氫氧化鈉溶液，若滴定開始和結束時，酸式滴定管中的液面如圖所示：則所用鹽酸的體積為________mL。 (4)某學生根據三次實驗分別記錄有關數據如下表： 滴定次數待測氫氧化鈉溶液的體積/mL0.100 0 mol·L－1鹽酸的體積/mL滴定前刻度滴定后刻度溶液體積第一次25.000.0026.1126.11第二次25.001.5630.3028.74第三次25.000.2226.3126.09
請選用其中合理數據列出該氫氧化鈉溶液物質的量濃度(計算結果保留4位有效數字)：c(NaOH)＝________。 (5)由于錯誤操作，使得上述所測氫氧化鈉溶液的濃度偏高的是________(填字母)。 A．中和滴定達終點時俯視滴定管內液面讀數 B．堿式滴定管用蒸餾水洗凈后立即取用25.00 mL待測堿溶液注入錐形瓶進行滴定 C．酸式滴定管用蒸餾水洗凈后立即裝標準溶液來滴定 D．把配好的標準溶液倒入剛用蒸餾水洗凈的試劑瓶中然后用來滴定 【答案】　(1)ab　(2)A　(3)26.00　(4)0.104 4 mol·L－1 (5)CD 【解析】　(1)滴定管、容量瓶無“0”刻度，托盤天平的“0”刻度在刻度尺的最左邊。 (2)B項，托盤天平的精確度為0.1 g；C項，量取3.2 mL的濃H2SO4應用5 mL的量筒；D項，500 mL容量瓶只能配制500 mL溶液。 (3)滴定管可估讀一位，其體積應為26.00 mL。 (4)舍去第二組數據c(NaOH)＝＝0．104 4 mol·L－1。 【歸納梳理】酸式堿式莫混用，讀數視線要水平； 充滿尖嘴不留氣，液面不要高于零； 適量滴加指示劑，初始讀數要記清； 左手慢慢旋活塞，右手旋搖錐形瓶； 兩眼緊盯待測液，顏色突變立即停； 記下刻度來計算，中和滴定操作完。 【課后鞏固】教材作業：P53習題9、10、11
知識 結構 與 板書 設計 第二節 水的電離和溶液的酸堿性 一、酸堿中和滴定 1.定義：用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實驗方法。其中已知濃度的酸(或堿)溶液常稱為標準液，未知濃度的堿(或酸)溶液常稱為待測液。 2.主要儀器：錐形瓶和酸（堿）式滴定管。 3.操作步驟：洗(洗滌)：②取(取液)：③滴(滴定)：④讀(讀數)：⑤記(記錄)：⑥算(計算)。 4.終點判斷：最后一滴恰好使指示劑顏色發生明顯的改變且半分鐘內不變色，即為滴定終點。 二　酸堿中和滴定誤差分析 1.原理：c待測＝，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.誤差分析：

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