第四节酸碱中和滴定Word文档格式.docx
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[板书]1.原理
[师]从酸碱反应的化学方程式来看,酸碱恰好完全反应时,其物质的量与化学计量数之间有何关系?
[生]酸碱物质的量之比等于化学计量数之比。
[师]如果我们用A表示酸、B表示碱,就有以下关系式:
[板书]nA/nB=vA/vB(A:
酸,B:
碱)
[讲述并板书]我们知道,在溶液中溶质的物质的量与溶液体积和浓度又有如下关系:
n=c·
V
代人上式可得出:
CA·
VA/CB·
VB=nA/nB
[讲述]根据以上关系式,用一种已知浓度的酸与一定体积的未知浓度的碱反应,若能测得
恰好完全反应时消耗酸的体积,就可求出碱的浓度,这就是中和滴定的原理。
即:
[板书]cB=nA/nB·
cAVA/VB
[讲述]若酸、碱都是一元的,则cB=cAVA/VB
[板书]若nA/nB=1,则cB=cAVA/VB
[师]下面我们利用以上关系式算一道题。
[投影]用0.1032mol/L的HCl溶液,滴定25.00mL未知浓度的NaOH溶液,滴定完
成时,用去HCl溶液27.84mL。
通过中和滴定测得NaOH的物质的量浓度是多少?
[边分析边板书]根据NaOH和HCl反应的方程式,它们反应时物质的量之比为1:
1,由
上述公式可求出NaOH的浓度。
解:
因HCl和NaOH都是一元的,所以cB=CAVA/VB,
c(NaOH)=0.1149mol/L
[师]请同学们根据以上原理,给中和滴定下个定义。
[学生叙述,教师板书]
2.定义:
用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法叫酸碱中和滴定。
[讲述]从原理来看,中和滴定很简单,但在实验中,要想尽可能地减小误差,获得较准确的
测量结果,还必须使用精密的实验仪器和严格的实验操作,下面我们介绍一下中和滴定仪器的
选择。
[板书]3.仪器的选择
[讲述]盛放标准液和量取待测液用到的精密仪器叫滴定管,滴定管有两种,盛放或量取酸
液要用酸式滴定管,盛放和量取碱液用碱式滴定管。
[板书]
(1)滴定管(酸式、碱式)
[展示]酸式滴定管和碱式滴定管。
[师]请同学说出滴定管结构上有何特点,为什么酸式滴定管不能盛放碱液,碱式滴定管不
能盛放酸液?
读数时可以读到小数点后几位?
[学生分组观察滴定管后回答]’
(1)零刻度在上方。
(2)酸式滴定管下端为玻璃活塞,盛放碱液会生成Na2SiO3,使活塞不能旋转。
(3)碱式滴定管下端为一段橡皮管,酸液会腐蚀橡胶。
(4)滴定管可以读到小数点后两位。
[展示]被腐蚀的酸式滴定管和碱式滴定管。
[师]这是两支被腐蚀的滴定管,已经都不能使用了,因此我们在以后的实验中一定要爱护
仪器。
那么,我们用滴定管时,滴定管如何固定呢?
[生]铁架台和滴定管夹。
[板书]
(2)铁架台、滴定管夹。
[展示铁架台和滴定管夹,并把滴定管固定在铁架台上]
[师]要计算待测液的浓度,还必须准确量取一定体积的待测液,那么用什么容器盛放待测[生]甲;
烧杯。
乙:
锥形瓶。
[讲述]在滴定过程中,为了使酸碱充分反应,要不断地摇动盛待测液的容器,因此,盛待测
液的容器口径要小,以免摇动过程中液体溅出,因此选用锥形瓶。
[板书](3)锥形瓶。
[师]我们选好了仪器,但仍然不能得到准确的实验结果,因为我们无法知道加入的标准液
是否已恰好和待测液完全中和,因此还要选择合适的指示剂,那么常用的指示剂有哪些?
在不
同的pH范围内各显什么颜色呢?
请同学们打开书74页,看表3—2。
[讲述]石蕊也是一种指示剂,但由于其色差小,变色不敏锐,因此在滴定实验中一般不用。
常用的指示剂为酚酞或甲基橙。
[板书](4)指示剂:
酚酞或甲基橙。
[师]有了这些仪器和试剂我们就可以进行实验了,那么实验前需要做什么准备工作?
实
验中需要注意什么问题?
实验后的数据如何处理?
这些问题我们下一节课讨论。
[布置作业)1.课后作业一、二。
2.完成课本P74家庭小实验。
板书设计
1.原理:
(A:
因为n=c·
所以
若:
,则
2.定义:
3.仪器的选择
(1)滴定管(酸式、碱式)
(2)铁架台、滴定管夹
(3)锥形瓶
(4)指示剂:
酚酞或甲基橙
教学说明
本节课的重点内容为中和滴定的原理,在教学中采用以旧引新的方法来完成本节的教学目标,使学生理解中和滴定的原理。
由于学生对酸碱中和反应及其方程式的书写已非常熟悉,
因此对中和滴定的原理也很容易理解,第一课时只介绍中和滴定的原理内容有点少,因此把第五节的内容分为两课时完成,把中和滴定仪器的选择放在第——课时。
中和滴定的操作及有关计算放在第二课时。
参考练习
1下列仪器中没有零刻度的是………………………………………………………()
A.温度计B.量筒
C.滴定管D.托盘天平游码标尺
答案:
B
2.有一支50mL的碱式滴定管,其中盛有0.1mol/LNaOH溶液,液面恰好在15mL
刻度处,若将试管内的碱液全部放完,恰好中和锥形瓶内35mL盐酸,盐酸的物质的量浓度为A.>
0.1mol/LB.<
0.1mol/LC.0.1mol/LD.不能确定
A
3.右图是向100mL的盐酸中,逐渐加人NaOH溶液时,溶液的
pH变化的图象,根据图象所得结论正确的是…………………()
A.原来HCl的物质的量浓度为0.1mol/L
B.x为含0.1molNaOH的溶液
C.原来HCl的物质的量浓度为1mol/L
D.x为含0.01mol的NaOH的溶液
答案:
AD
4.准确量取25.00mLKMnO4溶液,可选用的仪器是……………………………()
A.50mL量筒B.10mL量筒
C.50mL的酸式滴定管D.50mL的碱式滴定管
C
第二课时
[复习提问]什么叫酸碱中和滴定?
[生]用已知浓度的酸或碱来测定未知浓度的碱或酸的方法。
[师]中和滴定要用到哪些仪器?
[生]滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管夹。
[师]如何确定酸碱已恰好完全中和?
[生]用指示剂。
[过渡]中和滴定,先选好了精密的仪器和合适的指示剂,而没有准确无误的实验操作,同样不会得到准确的实验结果,那么应该如何操作,操作过程中应注意什么问题呢?
我们这节课就来解决这一问题。
[板书]4.操作步骤
[师]滴定开始之前,有一些准备工作必须做好,下面请大家认真看录像,注意滴定前有哪些工作需要做。
[放录像](仪器的洗涤过程)
[看完录像后学生回答]滴定前要先用水洗涤锥形瓶和滴定管并检查滴定管是否漏水,再
用蒸馏水洗涤,最后用待装的溶液分别润洗酸式滴定管和碱式滴定管2~3次。
[师]为什么滴定管用蒸馏水洗净后还要用所盛放的溶液润洗?
[学生讨论后回答]如果不用所盛溶液洗涤,滴定管内壁附着的水会使标准液及待测液浓
度变小,使实验结果不准确。
[师]若盛放标准液的滴定管未用标准液润洗,对实验结果有何影响?
[学生讨论后回答]测量结果偏大。
因为标准液的浓度已知,若盛标准液的滴定管未用标
准液润洗,会使标准液实际浓度减小,消耗标准液体积增大,根据
,若A为标准液,
由于VA增大,会使B的浓度的测量值增大。
[师]锥形瓶蒸馏水洗后,是否需要用待测液洗?
为什么?
[生]不需要。
因为若用待测液洗,会使量取的待测液的实际体积增大,消耗标准液的体积
增大,导致测量结果偏大。
[师]那么洗涤之后下一步操作是什么?
我们继续看录像。
[放录像](由装液到开始滴定)
[问]灌满液体后下一步操作是什么?
[生]排气泡
[师]如果不排去尖嘴部分的气泡,可能对实验结果有何影响?
[学生讨论后回答]若滴定后气泡消失,会使测得浓度值偏大。
[师]排气泡之后又如何操作?
[生]调整液面到零刻度以下某个位置或者到零刻度,记录液面刻度。
然后把一定量的待
测液放人锥形瓶,加2~3滴指示剂,进行滴定。
[师]在读数时要注意什么问题?
[生]视线与凹面相切。
[师]下面我们接着看滴定过程的录像,请同学们注意在滴定时,左手和右手分别干什么?
眼睛看什么?
什么时候停止滴定?
滴定完成后还需干什么?
[放录像](由开始滴定到滴定完成)
[看录像后指定学生回答上述问题)滴定过程中,左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,
眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色变化,至溶液由五色变红色,半分钟内不褪色时停止滴定,并记
录液面刻度,两次的刻度差即为消耗标准液的体积。
[讲述]为确保测定的准确性,滴定操作一般要重复两次至三次,取三次消耗标准液的平均值计算待测液的浓度。
那么在滴定过程中若有以下错误操作,
请同学们讨论一下将会使测量结果有何偏差?
[投影]1.滴定前读数仰视,滴定后读数俯视。
2.摇动锥形瓶太剧烈,有待测液溅出。
3.用NaOH滴定HCl时,快速滴定,变红色后立即读数。
[学生讨论后,汇报讨论结果,教师先不指出其结果正误,和学生共同分析得出结论]
[分析)1.滴定前读数仰视,滴定后读数俯视,如图,则所求出的;
标准液体积比实际消耗体积小,计算出的待测液浓度也偏小。
2.若有待测液溅出,则消耗标准液体积必会减少,计算出的待测
液浓度也会偏小。
3.用NaOH滴定HCl时,滴定速度太快,滴进去的标准液采不
及中和待测液,引起局部酸过量,而实际上酸不足,此时停止滴定同
样会使测量结果偏小。
[讲述]根据刚才的录像我们可以看出,用强碱滴定强酸时,若用酚酞为指示剂,则终点的
判定方法是:
溶液由无色变浅红,且半分钟内不褪色,那么用强酸滴定强碱,同样用酚酞作指示
剂,终点如何判定呢?
请同学们阅读课本72页[实验3—2]相关内容。
[学生阅读后回答]加入一滴HCl时溶液立即褪为五色即为终点。
[师]我这里有三支已用蒸馏水洗净的酸式滴定管和三支碱式滴定管,请三位同学根据刚才录像中的操作过程,演示[实验3—2],并把你的实验结果填人下表,其余同学分三个组分别观察他们的操作错误,并及时地提出,纠正错误。
实验编号
盐酸的浓度mol/L
实验完成时
消耗HCl体积(mL)
待测液NaOH溶液的体积(mL)
l
0.1154
25.00
2
O.1154
3
(学生实验完,填好上表后,要求其他学生求三次消耗HCl的平均值,并根据HCI与
NaOH反应时的物质的量关系计算NaOH的浓度)。
[师]在强酸滴定强碱或强碱滴定强酸时,还可用甲基橙作指示剂,请同学们根据课本74
页甲基橙的变色范围,说一说强酸滴定强碱时,终点的判定方法和强碱滴定强酸时终点的判定
方法。
[生]强酸滴定强碱时,加入一滴酸溶液立即由黄色变橙色即为终点,强碱滴定强酸时加人
强碱至溶液变为黄色即为终点。
[小结]这节课我们主要学习了中和滴定的操作步骤及实验数据的处理,请同学们回忆一
下本节课的内容,概括出中和滴定的主要步骤。
[学生回答,教师板书]
洗涤一检漏一蒸馏水洗一溶液润洗一灌液一排气泡一调整液面并记录一放
出待测液一加指示剂一滴定一记录一计算。
[布置作业]课本习题三、四、五题。
4.操作步骤
本节课主要内容是中和滴定的实验操作及数据处理,在教学中,可把教师演示改为学生先
看录像,讨论错误操作引起的误差,再由学生演示,这样不仅提高了学生的学习兴趣,活跃了课
堂气氛,也培养了学生的动手能力,收到了较好的教学效果。
1.称量一定质量的NaOH固体配成标准溶液,去滴定未知物质的量浓度的盐酸(甲基橙
作指示剂)时,下列情况会使测定结果偏低的是…………………………………………()
丸用含NaCl杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸。
n.用含Na2O杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸
C用含Na2CO3杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸
D.用含NaHCO3杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸
2.实验室为测定一新配制的稀盐酸的准确浓度,通常用纯净的Na2CO3(无水)配成标准
溶液进行滴定,具体操作是:
称取Wg无水Na2CO3装入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,在酸式
滴定管中加入待测盐酸滴定。
(1)锥形瓶中应加入几滴指示剂,由于CO2溶解在溶液中会影响溶液pH,为准确起见,滴
定终点宜选择在pH为4~5之间,则在中学化学里学过的几种指示剂中应选用,当
滴定至溶液由色变成色时,即表示到达终点。
(2)若滴到终点时,中和WgNa2CO3消耗盐酸ymL。
,则盐酸的物质的量浓度为
mol/L。
(3)若所称取的Na2CO3不纯,则测得盐酸的浓度就不准确。
现设盐酸的准确浓度为
c1mol/L,用不纯的Na2CO3标定而测得的盐酸浓度为c2mol/L,在下述情况下,c1和c2
的关系是(填>
、<
或=):
①当Na2CO3中含有NaHCO3时,c1c2;
②当Na2CO3中含有NaOH时,clc2;
③当Na2CO3中含有部分结晶水时,c1c2。
解析:
Na2CO3与HCl的反应为:
2HCl+Na2CO3=CO2+2NaCl+H2O
NaCl使水溶液呈中性,但“由于CO2溶解在溶液中会影响pH"
——使溶液pH明显小于
7(25℃),故应选择变色范围pH小于7的酸碱指示剂。
(1)甲基橙(或甲基红)黄橙色且约半分钟内不再变色
(2)W×
103/53V
(3)在c(HCl)=W×
103/53V中,w为常数,“W/53V"
因Na2CO3中杂质的不同而不同,V又因
“W/53V”的不同而不同。
每53gNa2CO3消耗lmolHCl
①每84gNaHCO3消耗1molHCl。
当Na2CO3中混入NaHCO3时,因W/84<
W/53,故“W/53V”
偏大、y偏小,W×
103/53V偏大,即c1<
c2。
②每40gNaOH中和1molHCl。
当Na2CO3中混有NaOH时,因W/40>
W/53,故“W/53V"
偏
小,V偏大,W×
103/53V偏小,即c1>
③与①相似,即c1<
备课资料
一、中和滴定实验中的误差因素分析
酸碱中和滴定实验中的误差因素主要来自以下6个方面。
(一)仪器润洗不当
1.盛标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗。
分析:
这时标准液的实际浓度变小了,所以会使其用量有所增加,导致c待测液(物质的量浓
度)的测定值偏大。
2.盛待测液的滴定管或移液管用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗。
分析;
这时实际所取待测液的总物质的量变少了,所以会使标准液的用量减少,导致c待测液
的测定值偏小。
3.锥形瓶用蒸馏水洗涤后再用待测液润洗。
这时待测液的实际总量变多了,使标准液的用量增加,导致c待测液的测定值偏大。
(二)读数方法有误
1.滴定前仰视,滴定后俯视。
分析:
由右图可知:
仰视时:
观察液面低于实际液面。
俯视时:
观察液面高于实际液面。
所以滴前仰视V前液偏大,滴后俯视V后测偏小。
这样V标准液(V标=
V后测—V前液)的值就偏小,导致c待测液偏小。
2.滴定前俯视,滴定后仰视
同理推知V标准液偏大,c待测液偏大。
(三)操作出现问题
1.盛标准液的滴定管漏液。
这样会增加标准液的实际用量,致使c待测液的测定值偏大。
2.盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡,终了无气泡(或前无气泡后有气泡)。
对于气泡的前有后无,会把V标准液的值读大,致使c待测液的值偏大。
反之亦反。
3.振荡锥形瓶时,不小心将待测液溅出。
这样会使待测液的总量变少,从而标准液的用量也减少,致使c待测液的值偏小。
4.滴定过程中,将标准液滴到锥形瓶外。
这样会增加标准液的用量,使c待测液的值偏大。
5.移液时,将移液管(无“吹”字)尖嘴处的残液吹人锥形瓶中。
这样会使待测液的总量变多,从而增加标准液的用量,致使c待测液的值偏大。
6.快速滴定后立即读数。
快速滴定会造成:
当已达终点时,尚有一些标准液附着于滴定管内壁,而此时立即读
数,势必造成标准液过量,而导致c待测液的值偏大。
(四)指示剂选择欠妥
1.用强酸滴定弱碱,指示剂选用酚酞。
由于滴定终点溶液呈酸性,选用酚酞势必造成酸的用量减少,从而导致c待测液的测定
值偏小。
2.用强碱滴定弱酸,指示剂选用甲基橙。
同样,由于终点时溶液呈碱性,选用甲基橙也势必造成碱的用量减少,从而致使c弱碱的
测定值偏小。
(注:
①强酸滴定弱碱,必选甲基橙;
②强碱滴定弱酸,必选酚酞;
③两强相滴定,原则上甲
基橙和酚酞皆可选用;
④中和滴定,肯定不用石蕊)
(五)终点判断不准
1.强酸滴定弱碱时,甲基橙由黄色变为红色停止滴定。
终点时的颜色变化应是由黄变橙,所以这属于过晚估计终点,致使Ct/HII~的值偏大。
2.强碱滴定弱酸时,酚酞由无色变为粉红色时立即停止滴定(半分钟后溶液又变为无色)
这属于过早估计终点,致使c待测液的值偏小。
3.滴至终点时滴定管尖嘴处半滴尚未滴下(或一滴标准液附着在锥形瓶内壁上未摆下)
此时,假如把这半滴(或一滴)标准液滴人反应液中,肯定会超过终点。
所以,这种情
况会使c待测液的值偏大。
(六)样品含有杂质
用固体配制标准液时,样品中含有杂质。
1.用盐酸滴定含Na2O的NaOH样品。
由于1molHCl~40gNaOH,而1molHCl~31gNa2O,所以实际上相当于NaOH
质量变大了,最终使w(NaOH)的值偏大。
2.用含Na2COs的NaOH标准液滴定盐酸。
若以酚酞作指示剂,由于1molHCl~40gNaOH而1molHCl~106gNa2CO3”
80gNaOH,所以这实际上相当于y(NaOH)变大了,最终导致c盐酸的值偏大。
二、酸碱指示剂是怎样被发现的
酸碱指示剂是检验溶液酸碱性的常用化学试剂,像科学上的许多其他发现一样,酸碱指示剂的发现是化学家善于观察、勤于思考、勇于探索的结果。
300多年前,英国年轻的科学家波义耳在化学实验中偶然捕捉到一种奇特的实验现象,有一天清晨,波义耳正准备到实验室去做实验,一位花木工为他送来一篮非常精美的紫罗兰,喜爱鲜花的波义耳随手取下一支带进了实验室,把鲜花放在实验桌上开始了实验,当他从大瓶里倾倒出盐酸时,一股刺鼻的气味从瓶口涌出,倒出的淡黄色液体也冒白雾,还有少许酸沫飞溅到鲜花上,他想“真可惜,盐酸弄到鲜花上了”。
为洗掉花上的酸沫,他把花放到水里,一会儿发现紫罗兰颜色变红了,当时波义耳既新奇又兴奋,他认为,可能是盐酸使紫罗兰颜色变红了,为进一步验证这一现象,他立即返回住所,把那篮鲜花全部拿到实验室,他取了当时已知的几种酸的稀溶液,把紫罗兰花瓣分别放人这些稀酸中,结果现象完全相同,紫罗兰都变为红色。
由此他推断,不仅盐酸,而且其他各种酸都能使紫罗兰变为红色。
他想,这太重要了,以后只要把紫罗兰花瓣放进溶液,看它是不是变红色,就可判别这种溶液是不是酸。
偶然的发现,激发了科学家的探求欲望,后来,他又弄来其他花瓣做试验,并制成花瓣的水或酒精的浸液,用它来检验是不是酸,同时用它来检验一些碱溶液,也产生了一些变色现象。
这位追求真知,永不困倦的科学家,为了获得丰富、准确的第一手资料,他还采集了药草、牵牛花、苔藓、月季花、树皮和各种植物的根……泡出了多种颜色的不同浸液,有些浸液遇酸变色,有些浸液遇碱变蓝色,这就是最早的石蕊试液,波义耳把它称作指示剂。
为使用方便,波义后来,随着科学技术的进步和发展,许多其他的指示剂也相继被另一些科学家所发现。
·
(摘自《中学化学教学参考》1996年第10期,作者:
唐金龙)
综合能力训练
1.等物质的量的苛性钠溶液分别用pH为2和3的醋酸溶液中和,设消耗醋酸溶液的体
积依次为Va、Vb,则两者的关系正确的是…………………………………………………()
A.Va>
10VbB.Va=10Vb
C.Vb<
10VaD.Vb>
10Va
D
2.用同一标准酸液通过酸碱中和滴定的方法测定同一未知浓度的NaOH溶液时,可选用
两种不同方法。
A法:
将一定体积未知浓度的NaOH溶液放人锥形瓶中,用标准酸液进行滴
定;
B法:
将一定体积的标准酸液放如锥形瓶中,用未知浓度的NaOH溶液进行滴定。
(1)A法必须使用滴定管,B法必须使用—-滴定管。
(2)A法最好选用作指示剂,B法最好选用.作指示剂。
(3)用A法操作时,滴定管用蒸馏水洗净之后,便注入标准液,测定结果——。
(4)用B法操作时,盛标准液的锥形瓶没有用待测液洗,则对测定结果——。
(1)酸式,碱式
(2)甲基橙,酚酞
(3)偏高
(4)无影响
3.双指示剂法可用于测定由NaOH、NaHCO3、Na2CO3中一种或两种物质组成的混合物
的含量。
操作是:
向待测溶液中加入适量酚酞,用标准盐酸滴定,当锥形瓶中溶液的红色刚刚
褪去时,NaOH完全被中和,且Na2CO3全部转化为NaHCO3,消耗VlmL盐酸,然后向待测溶