高届高级高三化学创新设计选修6浙江省学考选考专题6课题一.docx
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高届高级高三化学创新设计选修6浙江省学考选考专题6课题一
课题一 食醋总酸含量的测定
【学考报告】
知识条目
加试要求
①移液管、滴定管的使用方法
②中和滴定原理和基本操作
③酸碱滴定中指示剂的选择方法
④用滴定法测定液体试样中的总酸（或总碱）
⑤中和滴定实验的数据处理和误差的简单分析
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一、知识预备
1.食醋的总酸含量及其测定
食醋的酸味主要来自其中的醋酸等有机酸。
食醋总酸含量是指每100mL食醋中含酸（以醋酸计）的质量,也称食醋的酸度。
国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于3.5g/100mL。
利用滴定分析法,用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定待测食醋样品溶液,如果测量出恰好中和时二者的体积,可测定食醋的总酸含量。
滴定时反应的化学方程式是NaOH＋CH3COOH===CH3COONa＋H2O。
2.酸碱中和滴定过程中的pH的变化
用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定0.1000mol·L－1CH3COOH溶液（20.00mL）时,滴定过程中溶液pH的变化情况:
在滴定开始时,pH升高缓慢。
当加入的NaOH溶液的体积由19.98mL（非常接近完全反应）增加到20.02mL时（约1滴）,pH出现突变,由7.74增加到9.70,这种pH突变称为滴定突跃。
根据这一pH的变化,我们可以选择在微碱性的溶液中变色的指示剂（如酚酞）作为本实验的指示剂。
3.酸碱中和滴定指示剂的选择
原则:
变色要明显、灵敏,且指示剂的变色范围要尽可能与恰好完全反应时的pH接近。
因此
（1）强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。
（2）若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂（如甲基橙）；若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂（如酚酞）。
（3）石蕊溶液因颜色变化不明显（紫色与蓝色不易辨别）,且变色范围过宽,一般不作滴定指示剂。
（4）常用的指示剂本身多是弱酸或弱碱。
为了使指示剂的变色不发生异常导致误差,中和滴定时指示剂的用量不可过多,一般用2～3滴。
思考1:
何为滴定终点？
如何根据指示剂的颜色变化判断滴定终点？
提示 把指示剂恰好变色的这一点称为滴定终点。
通常根据指示剂颜色的变化来确定滴定终点,即滴入最后一滴标准液,溶液变色后,半分钟内不复原。
指示剂操作
酚酞
甲基橙
强碱滴定强酸
无色变为浅红色
橙色变为黄色
强酸滴定强碱
浅红色变为无色
黄色变为橙色
二、课题方案设计
1.配制待测食醋溶液
用25mL移液管吸取市售食醋25.00mL,置于250mL容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀即得待测食醋溶液。
2.把滴定样品溶液装入酸式滴定管
将酸式滴定管洗净后,每次用3～4mL待测食醋溶液润洗3次,然后加待测食醋溶液,使液面高于“0”刻度。
把滴定管夹在滴定管夹上（活塞把向右）,轻轻转动活塞,放出少量酸液,使尖嘴内充满酸液,并使液面达到“0”刻度或“0”刻度以下。
静置1～2min,读取刻度数据（应读到小数点后面两位数字）,记录为待测食醋体积的初读数。
3.把标准NaOH溶液装入碱式滴定管
将碱式滴定管洗净后,每次用3～4mLNaOH标准溶液润洗3次,然后加入NaOH标准溶液,用如图所示的方法排除橡皮管内的气泡后,使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下。
静置后,读取刻度数据,记录为氢氧化钠标准溶液体积的初读数。
4.取待测食醋溶液
从酸式滴定管中放出VmL（V值在25.00左右）待测食醋到洗净的锥形瓶中,加2～3滴酚酞溶液。
读取滴定管中食醋的刻度数据,记录为待测食醋体积的终读数。
5.用NaOH标准溶液滴定待测食醋溶液
将盛有待测食醋的锥形瓶置于碱式滴定管下,挤压碱式滴定管的玻璃球,使滴定管内的NaOH标准溶液滴入锥形瓶中,边加边摇动锥形瓶。
将要到达终点时应减慢加入碱
液的速度,当溶液的颜色变为粉红色且在半分钟内不褪色,即达到滴定终点。
静置后,读取NaOH标准溶液的刻度数据,记录为NaOH标准溶液体积的终读数。
6.数据处理
依据实验记录数据计算每次测得的食醋中醋酸的质量
m（CH3COOH）＝c（NaOH）·V（NaOH）·M（CH3COOH）,
则100mL食醋中所含醋酸的质量为:
m′（CH3COOH）＝c（NaOH）·V（NaOH）·M（CH3COOH）×
×
根据3次接近的平行测定值,可计算食醋中的总酸含量的平均值。
思考2:
酸碱恰好中和反应时就是滴定终点吗？
此时溶液一定显中性吗？
提示 滴定终点是指酸碱中和反应时指示剂颜色恰好变化的点,不一定就是酸碱恰好中和时的点（但在误差允许范围之内）,此时溶液不一定显中性,如NaOH与CH3COOH恰好中和时溶液显碱性。
点拨一、滴定管和移液管的使用
1.滴定管及其使用
（1）滴定管的优点是易于控制所滴加液体的流量、读数比较精确,滴定管的最小刻度为0.1mL,可估读到0.01mL（如20.18mL,最后一位是估计值）。
（2）中和滴定中使用的滴定管分酸式和碱式两种,使用时不能混用。
酸式滴定管还可用于盛其他酸性或具有强氧化性的物质,碱式滴定管还能用于盛装其他碱性物质。
（3）中和滴定中有关仪器的洗涤。
滴定管在使用前经检查不漏水后要进行洗涤,须先用自来水洗（必要时用特殊试剂洗）再用蒸馏水洗,然后再用待盛液润洗2～3次。
但锥形瓶用蒸馏水洗净后不能再用待盛液润洗,否则将会引起误差。
（4）要注意滴定管的刻度,0刻度在上,往下越来越大,全部容积大于它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。
滴定时,所用溶液不得超过最低刻度,也不得一次滴定使用两滴定管酸（或碱）,也不得中途向滴定管中添加试剂。
2.移液管的使用
移液管是准确量取一定体积液体的量具。
吸取液体时,左手拿洗耳球,右手将移液管插入溶液中吸取,当溶液吸至标线以上时,立即用食指将管口堵住,将管尖离开液面,稍松食指使液面平稳下降,至凹液面最低处与标线相切,立即按紧管口。
将移液管垂直放入稍倾斜的容器中,并使管尖与容器内壁接触,松开食指使溶液全部流出,数秒后,取出移液管（管尖残留的液体不要吹出,管上注明需吹出的例外）。
移液管使用完毕后,应立即洗净,放在移液管架上。
点拨二、中和滴定实验注意事项
1.用NaOH溶液滴定时,实际测出的是总酸量。
分析结果用含量最多的醋酸表示。
2.由于是强碱滴定弱酸,滴定的pH突变在碱性范围内,理论上滴定终点的pH在8.7左右。
通常选用酚酞为指示剂,滴至溶液呈粉红色且30s内不褪色,表明滴定达终点。
3.最好用白醋。
若样品为颜色较深的食醋,需用蒸馏水稀释5倍以上,直到溶液颜色变得很浅、无碍于观察酚酞溶液的颜色变化为止。
如果经稀释或活性炭脱色后颜色仍较深,则此品牌食醋不适于用酸碱指示剂滴定法测定酸含量。
4.为了减小随机误差,应适当增加平行测定次数,通常平行测定三次。
5.在一组测定数据中,若某个实验数据与其他数据相差较大,这一数据称为异常值,一般将其舍弃。
为了保证测定结果的准确度,应重新滴定一次。
点拨三、中和滴定中常见的误差分析（以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例）
步骤
操作
c（NaOH）
洗涤
未用标准溶液润洗滴定管
偏高
锥形瓶用待测溶液润洗
偏高
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
偏低
锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水
无影响
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
偏低
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数
偏高
操作不当
滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去
偏低
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡
偏高
滴定过程中振荡时有液滴溅出
偏低
滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水
无影响
所配标准盐酸的物质的量浓度偏大
偏低
特别提醒 读数误差可以用画图的形式来理解和记忆。
如开始读数仰视,滴定完毕读数俯视,如图Ⅰ；开始读数俯视,滴定完毕读数仰视,如图Ⅱ。
[典例剖析]
某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。
实验一 配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250mL0.2mol·L－1的醋酸溶液,用0.2mol·L－1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。
回答下列问题:
（1）配制250mL0.2mol·L－1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、 和 。
（2）为标定某醋酸溶液的准确浓度,用0.2000mol·L－1的NaOH溶液对20.00mL醋酸溶液进行滴定,几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
实验序号
1
2
3
4
消耗NaOH溶液的体积（mL）
20.05
20.00
18.80
19.95
则该醋酸溶液的准确浓度为 。
（保留小数点后四位）
实验二 探究浓度对醋酸电离程度的影响
用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸溶液的pH,结果如下:
醋酸溶液浓度（mol·L－1）
0.0010
0.0100
0.0200
0.1000
0.2000
pH
3.88
3.38
3.23
2.80
2.73
回答下列问题:
（1）根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是___________________________________________________________________。
（2）从表中的数据,还可以得出另一结论:
随着醋酸溶液浓度的减小,醋酸的电离程度 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
实验三 探究温度对醋酸电离程度的影响
请你设计一个实验完成该探究,请简述你的实验方案________________________
____________________________________________________________________。
解析 实验一:
（2）首先分析NaOH溶液的体积,第3次数据显然误差较大,应舍去。
另外三次所用NaOH溶液的平均体积为20.00mL,代入计算可知醋酸的浓度为0.2000mol/L。
实验二:
（1）孤立的看每次测量值,H＋浓度远小于醋酸的浓度,说明醋酸不完全电离；联系起来看,浓度为0.1000mol/L、0.0100mol/L及0.0010mol/L的醋酸浓度相差10倍时,pH变化值小于1。
（2）以0.1000mol/L、0.0100mol/L醋酸为例,设0.1000mol/L的醋酸溶液体积为1L,将其稀释至0.0100mol/L,体积变为10L,两溶液中H＋的物质的量分别为10－2.80mol、10－2.38mol,可见溶液变稀,电离出的H＋物质的量增加,说明醋酸的电离程度增大。
实验三:
将相同浓度的醋酸放在不同的温度环境中,然后测其pH即可。
答案 实验一:
（1）胶头滴管 250mL容量瓶
（2）0.2000mol·L－1 实验二:
（1）0.0100mol·L－1醋酸溶液的pH大于2（或醋酸稀释10倍时,pH的变化值小于1）
（2）增大 实验三:
用pH计（或pH试纸）测定相同浓度的醋酸在几种不同温度时的pH
[跟踪训练]
某工厂废水中含游离态氯,通过下列实验测定其浓度:
①取水样10.0mL于锥形瓶中,加入10.0mLKI溶液（足量）,滴入指示剂2～3滴。
②取一滴定管依次用自来水、蒸馏水洗净,然后注入0.01mol·L－1Na2S2O3溶液,调整液面,记下读数。
③将锥形瓶置于滴定管下进行滴定,发生的反应为:
I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6
试回答下列问题:
（1）步骤
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