新人教版化學選修6高中《物質含量的測定》教案

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1、 2019 最新新人教版化學選修 6 高中《物質含量的測定》教 案 酸堿中和滴定 復習重點： 1．理解中和滴定的基本原理 2．掌握滴定的正確步驟 ,了解所用儀器的結構（兩種滴定管）。 3．理解指示劑的選用原則和終點顏色變化判定。 4．學會誤差分析及成因 復習內容： 一、中和反應及中和滴定原理 1、中和反應： 酸+堿 正鹽 +水 如：⑴ Hcl+NaOH===NaCl+H 2O； ⑵ H2SO4+2NaOH====Na 2SO4+2H 2O； ⑶N 3PO4+3

2、NaOH====Na 3PO4+3H 2O 注意：①酸和堿恰好完全中和 ,溶液不一定呈中性 ,由生成的鹽性質而定。 ②由于所用指示劑變色范圍的限制 ,滴定至終點不一定是恰好完全反應時 ,但應盡量減少誤 差。 2、中和滴定原理： 由于酸、堿發(fā)生中和反應時 ,反應物間按一定的物質的量之比進行 ,基于此 ,可用滴定的 方法確定未知酸或堿的濃度。 對于反應： HA + BOH====BA+H2O 1mol 1mol C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH) 即可得 C(HA).V(HA)=== C(BOH).V(BOH)

3、 C( BOH ) .V( BOH ) C( HA ) V( HA ) 若取一定量的 HA 溶液（ V 足） ,用標準液 BOH[ 已知準確濃度 C（標） ]來滴定 ,至終點時消 耗標準液的體積可讀出（ V 讀）代入上式即可計算得 C（ HA ） C標 .V讀 C( HA ) V定 若酸滴定堿 ,與此同理 若酸為多元酸 , HnA + nBOH===BnA+nH2O 1mol nmol

4、 1 / 7 C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH) C( BOH ) .V( HA ) C( HA ) 則有關系： n.V( HB ) 3、滴定方法的關鍵： （ 1）準確測定兩種反應物的溶液體積 （ 2）確保標準液、待測液濃度的準確 （ 3）滴定終點的準確判定（包括指示劑的合理選用） 4、滴定實驗所用的儀器和操作要點： （ 1）儀器：酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管夾（帶鐵架臺）、錐形瓶（或燒杯 + 玻棒）、量筒（或移液管）。 （ 2）操作：①滴定前的準備：查漏、洗滌、潤洗、充液（趕氣泡）調液面、讀數(shù)。②滴定：

5、移液、滴加指示劑、滴定至終點、讀數(shù)。③計算。 （ 3）滴定管“ 0”刻度在上。 二、滴定曲線和指示劑的選擇 隨著標準液的滴入 ,溶液的 PH 在發(fā)生變化 ,這種變化有何特征？為何能用指示劑判定終點是否到達？如何選用合適的指示劑？ 1、滴定曲線 請看兩個實例 實例 1：用 0.10mol/L NaOH 溶液滴定 0.10mol/L HCl 溶液 20.00mL 加入的 VNaOH 余 VHCl 過量 VNaOH PH (mL) (mL) (mL) 0.00 20.00 1.0

6、 18.00 2.00 2.3 19.80 0.20 3.3 19.98 0.02 4.3 20.00 0.00 7.0 突躍范圍 20.02 0.02 9.7 20.20 0.20 10.7 22.00 2.00 11.7 40.00 20.00 12.5 實例 2：用 0.01mol/L NaOH 滴定 20mL 0.10mol/L CH3COOH 溶液 加 入 的 余 VHCl 過量 VNaOH

7、 VNaOH (mL) (mL) PH (mL) 0.00 20.00 2.9 18.00 2.00 5.7 2 / 7 19.80 0.20 6.7 19.98 0.02 7.7 20.00 0.00 8.7 突躍范圍 20.02 0.02 9.7 20.20 0.20 10.7 22.00 2.00 11.7 40.00 20.00 12.6 由上

8、表數(shù)據(jù)可看出：在滴定接近終點時 ,少加或多加 0.02mL NaOH 溶液 ,即一滴之差造 成的誤差在允許范圍內 ,但 pH 值出現(xiàn)突變 ,因此選擇指示劑時 ,應選擇變色范圍與滴定時 pH 值突躍范圍相吻合的指示劑。 現(xiàn)將幾種典型的滴定曲線畫出如下圖。 2、酸堿指示劑 （ 1）酸堿指示劑的變色范圍（ PH 值） 3.1< 3.1~4.4 >4.4 甲基 橙 黃 紅 5< 8~10 >10 酚酞 淺紅 紅

9、 無色 8< 5~8 >8 石蕊 紫 藍 紅 （ 2）根據(jù)滴定曲線和指示劑的發(fā)色范圍選用指示劑。從上面滴定曲線圖可依次看出： ①0.1mol/L NaOH 滴定鹽酸 ,酚酞和甲基均可使用 ,當然兩者測定結果不同。 ② 0.1mol/L NaOH 溶液滴定 0.1mol/L CH 3COOH 溶液 恰好中和生成 CH 3COONa, 溶液呈弱堿性 ,選酚酞為指示劑 ,PH=8~10 淺紅色 ,誤差小。 ③用 HCl 滴定 NH 3.H2O 恰好中和生成 NH4Cl, 溶液呈弱酸性 ,選甲基橙為指示劑 ,3.1~4.4

10、橙色 ,誤差小。 ④用 HCl 滴定 0.1mol/L Na 2CO3 溶液 第一步生成 NaHCO 3 時 ,可選用酚酞為指示劑 ,由紅色→淺紅→無色?；瘜W方程式為： Na2CO3+HCl===NaHCO 3+NaOH 3 / 7 第二步生成碳酸（ CO 2↑ +H 2O ） ,可選用甲基橙為指示劑 ,由黃色→橙色 ,化學方程式為： NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2 ↑ 知識小結： ⑴指示劑的選擇：（由滴定曲線可知） ①強酸強堿相互滴定 ,可選用甲基橙或酚酞。 ②若反應生

11、成強酸弱堿鹽溶液呈酸性 ,則選用酸性變色范圍的指示劑（甲基橙）；若反應生成強堿弱酸鹽 ,溶液呈堿性 ,則選用堿性變色范圍的指示劑（酚酞） ③石蕊試液因顏色變化不明顯 ,且變色范圍過寬 ,一般不作滴定指示劑。 ⑵終點判斷：（滴入最后一滴 ,溶液變色后 ,半分鐘內不復原） 指示劑 酚酞 甲基橙 操 作 強堿滴定強酸 無色變?yōu)闇\紅色 橙色變?yōu)辄S色 強酸滴定強堿 淺紅色變?yōu)闊o色 黃色變?yōu)槌壬? ⑶誤差分析 : 以一元酸和一元堿的中的滴定為例 C測 .V定 C標 .V讀 C 標 .

12、V讀 C測 V定 因 C 標、 V 定分別代表標準液濃度、所取待測液體積 ,均為定值 ,代入上式計算。 但是實際中 C 標、 V 定都可能引起誤差 ,一般可把各因素引起的誤差轉嫁到 V 讀上 ,若 V 讀偏大 ,則測定結果偏大；若 V 讀偏小 ,則測定結果偏小 ,故通過分析 V 讀的變化情況 ,可分 析滴定的誤差。 引起誤差可能因素有以下幾種： （ 1）視（讀數(shù)） 上 0 刻 俯視：看小 度

13、 由 平視：正確 小 到 仰視：看大 大 下  誤讀及結果： 若起始平視 ,終仰視 ,則 V 讀 偏大 C 測 偏大若起始平視 ,終俯視 ,則 V 讀 偏小 C 測 偏小若先仰后俯 ,則 V 讀 偏小 ,C 測 偏小 若先俯后仰 ,則 V 讀 偏小 ,C 測 偏大 注意：①滴定管中液體讀數(shù)時精確到 0.01mL ②一般需滴定 2-3 次 ,取其平均值 （ 2）洗（儀器洗滌） 4 / 7 正確洗法： 二

14、管二洗——滴定管和移液管先用蒸餾水清洗多次 ,再用待裝液潤洗幾次。 一瓶一洗——錐形瓶只能用蒸餾水洗。 注意：一般滴定管裝標準液 ,錐形瓶里裝待測液。 錯誤洗法導致結果： ①滴定管僅用水洗 ,使標準液變稀 ,故消耗標準液體積一定變大 ,V 讀變大 ,結果偏大。 ②移液管僅用水洗 ,則待測液變稀 ,所取待測液溶質物質的量變少 ,V 讀變小 ,結果偏小。 ③錐形瓶用待測液洗過 ,則瓶內待測液的溶質量偏多 ,V 讀偏大 ,結果偏大。 ④第一次滴定完后 ,錐形瓶內液體倒去后 ,尚未清洗 ,接著第二次滴定 ,滴定結果如何 ,取決于上次滴定情況如何。 （ 3

15、）漏（液體濺漏）①滴定過程中錐形瓶內液體濺出 ,則結果偏小。 ②終點已到 ,滴定管下端尖中級有液滴 ,則 V 讀偏大 ,測定結果偏大。 （ 4）泡（滴定管尖嘴氣泡） 正確操作應在滴定前把尖嘴管中的氣泡趕盡 ,最后也不能出現(xiàn)氣泡。如滴定開始有氣泡 ,后氣 泡消失 ,則結果偏大。若先無氣泡 ,后有氣泡 ,則結果偏小。 （ 5）色（指示劑變色控制與選擇） 滴定時 ,眼睛應緊盯著錐形瓶內溶液的顏色變化。指示劑變色后應半分鐘內不復原。如變色 后立即復原 ,則結果偏小。另外 ,同一種滴定 ,選擇的指示劑不同 ,測定結果不同。 （ 6）雜（標準物含雜）

16、 用于配制標準液的固體應該是純凈物。但其中有可能混有雜質 ,稱量時又按需標準物固體質 量來稱取的 ,幫一般均會產(chǎn)生誤差 ,在此雜質又分兩種情況： ①雜質與待測液不反應 如 NaOH 中含 NaCl, 所配的 NaOH 溶液濃度變小 ,滴定鹽酸時 ,NaCl 不參與反應 ,所需標準液的體積偏大 ,故測定結果偏大。 ②若雜質與待測液反應 ,則應作具體分析。關鍵：比較與等物質的量的待測物反應消耗的雜 質質量和標準物的質量。若消耗雜質的質量較大 ,則相當于削弱了原標準液的作用能力 ,故與 一定量待測物反應時 ,消耗的標準體積變大 ,測定結果偏大。 或者

17、可用等質量的雜質、標準物分別與待測物反應 ,根據(jù)消耗的待測物質量的多少來判斷。 如雜質作用待測物質量越多 ,說明作用能力被增強 ,故測定結果偏小。 實例應用： 例 1：圖示為 10mL 一定物質的量濃度的鹽酸 x,用一定濃度的 NaOH 溶液 y 滴定。根 據(jù)圖示推出 x 和 y 的物質的量濃度是（ D ） A B C D X 濃度（ mol/L ） 0.12 0.04 0.03 0.09 Y 濃度（ mol/L ） 0.04 0.12 0.09 0.03

18、 5 / 7 PH 值 解：分析 加入 NaOH 溶液為 30mL 時,PH=7 可知 C（HCl ）:C(NaOH)=3:1從加入 NaOH 溶液為 20mL 時 ,PH=2, 可計算出 D 選項滿足題意。 例 2：實驗室有一瓶混有氯化鈉的氫氧化鈉固體試劑 ,經(jīng)測定 NaOH 的質量分數(shù)約為 82.0%, 為了驗證其純度 ,用濃度為 0.2mol/L 的鹽酸進行滴定 ,試回答下列問題： (1) 托盤天平稱量 5.0g 固體試劑 ,用蒸餾水溶解于燒杯

19、中 ,并振蕩 ,然后立即直接轉入 500mL 容量瓶中 ,恰好至刻度線 ,配成待測液備用。請改正以上操作中出現(xiàn)的五處錯誤。 (2) 將標準鹽酸裝在 25.00mL 滴定管中 ,調節(jié)液面位置在 處 ,并記下刻度。 (3) 取 20.00mL 待測液 ,待測定。該項實驗操作的主要儀器 有。用 試劑作指示劑時 ,滴定 到溶液顏色由 剛好至 色時為止。 (4) 滴定達終點后 ,記下鹽酸用去 20.00mL, 計算 NaOH 的質量分數(shù)為 。 (5) 試分析滾蛋定誤差可能由下列哪些實驗操作引起的 。

20、 A 、轉移待測液至容量瓶時 ,末洗滌燒杯 B、酸式滴定管用蒸餾水洗滌后 ,直接裝鹽酸 C、滴定時 ,反應容器搖動太激烈 ,有少量液體濺出 D、滴定到終點時 ,滴定管尖嘴懸有液滴 E、讀滴定管開始時仰視 ,讀終點時俯視 答案： (1)①末攪拌 ②末冷卻即轉移 ③末用玻璃棒引流 ④末用膠頭滴管加水定容 ⑤ 末振蕩、搖勻 (2) 酸式 “ 0”刻度或“ 0” 以下刻度 (3) 堿式滴定管 ,錐形瓶 甲基橙 黃 色 橙

21、色 (4)80% (5)A 、 B、 C、D 、 E 學生練習： 【學生練習 1】用 0.01mol/LH 2SO4 滴定 0.01mol/LNaOH 溶液 ,中和后加水至 100mL 。 若滴定時終點判斷有誤差：①多加了 1 滴 H2SO4；②少加了 1 滴 H 2SO4（設 1 滴為 0.05mL ）。則①和②中 c（ H +）之比是 （ ） A ． 5103 B ． 104 C． 50

22、 D． 10 【學生練 習 2】朱經(jīng)武教授等人發(fā)現(xiàn)的高溫超導材料 YBa 2Cu3O7-x ,其零電阻轉變溫度 Tw =90K 。 YBa 2Cu3 O7-x 中 x 的值與 TW 有一定的關系 ,x 值介于 0.00～ 0.50 之間 ,一般 x 的值越接近于零 ,T w 就越 高。在 YBa 2Cu3O7-x 中 ,Y 、 Ba、 O 都有固定的化合價 ,分 6

23、/ 7 圖 15 不同溫度下的電阻值 別為 +3、 +2、 -2；而 Cu 有 +2、+3 價的混合情況?？捎玫饬糠y定 Cu 的量繼而求得 x 的 值。碘量法是氧化還原滴定法的一種 ,通常用標準碘溶液直接滴定還原性物質 ,也可根據(jù)某些 氧化性物質在酸性溶液中與 I-作用生成單質碘的性質 ,用標準還原劑 Na2S2O3 溶液滴定生成 的碘單質 ,間接計算該氧化性物質的含量。在滴定過程中 ,S2O32- 轉化為 S4O6 2-,Cu2+、 Cu 3+均 被還原為 CuI 。

24、 現(xiàn)取 4.00 10-2 gYBa2Cu3O7-x 樣品 ,用稀鹽酸溶解 ,在氬氣保護下加入 1.00gKI固體充分 反應 ,Cu2+、Cu 3+均轉化為 CuI,用 0.0100mol/LNa 2S2O3 溶液滴定反應生成的 I2,在滴定終點時 消耗 0.0100mol/LNa 2 2 3 溶液 18.14mL 。填空并回答： S O (1)盛裝 Na2S2O3 溶液進行滴定的儀器是 , 該實驗選用的指示劑為 , 到達滴定終點的 現(xiàn)象是 。

25、 (2)寫出滴定過程中 S2O32- 轉化為 S4O62- 的離子方程式： (3)求出所用樣品中 x 的值： x= 。 (4) 根據(jù)題給 YBa 2Cu3O7-x 的電阻與溫度關系的 R－T 圖示說明曲線中 AB 、 BC 段的物理意 義。 答案 ： (1) 堿式滴定管 淀粉 藍色變?yōu)闊o色 2- 2- +2I - (2)2 S2O3 +I 2=S4O6

26、 (3)0.06 (4)AB 段表示溫度降到 B 點即 90K 時 ,超導體 YBa 2Cu3O7-x 電阻為零。 BC 段表示自 90K 起 ,隨溫度升高 ,電阻逐漸增大 【 學生練習 3】用酸堿中和滴定的方法測定 NaOH 和 Na2CO3 的混合液中的 NaOH 含量時,可先在混合液中加過量的 BaCl2 溶液 ,使 Na2CO3 完全變成 BaCO3 沉淀 ,然后用標準鹽酸滴定（用酚酞用指示劑） ,試回答： （ 1）向混有 BaCO3 沉淀的 NaOH 溶液中滴入鹽酸 ,為什么不會使 BaCO 3 沉淀溶解而能 測定 NaOH 的含量？ 。 （ 2 ）滴定時 ,若滴定管中滴定液一直下降到活塞處才達到滴定終點 ,則能否由此準確地計 算出結果？ 。 （ 3 ） 能 否 改 用 甲 基 橙 作指 示 劑 ？ , 若 用 甲 基 橙 作 指 示 劑 , 則 測 定 結 果 如 何？ 。 答案 ：（ 1）因為酚酞指示劑的變色范圍為 8.2~10, 在此條件下 BaCO3 不溶解。（ 2）不 能（ 3）不能；結果偏大。 7 / 7