高中化學(xué) 酸堿中和滴定（提高）知識講解學(xué)案 新人教版選修4.doc

酸堿中和滴定 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、掌握酸堿中和滴定的原理； 2、初步掌握酸堿中和滴定的方法。 【要點梳理】 要點一、中和滴定的原理和方法。 1、定義：用已知物質(zhì)的量濃度的酸（或堿）來測定未知物質(zhì)的量濃度的堿（或酸）的實驗方法叫中和滴定法。 2、原理：在中和反應(yīng)中使用一種已知物質(zhì)的量濃度的酸（或堿）溶液與未知物質(zhì)的量濃度的堿（或酸）溶液完全中和，測出二者所用的體積，根據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式中酸、堿物質(zhì)的量的比求出未知溶液的物質(zhì)的量濃度。 3、關(guān)鍵：①準(zhǔn)確測定參加反應(yīng)的兩種溶液的體積；②準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好完全反應(yīng)。 4、指示劑的使用。 ①用量不能太多，常用2～3滴，因指示劑本身也是弱酸或弱堿，若用量過多，會使中和滴定中需要的酸或堿的量增多或減少。 ②指示劑的選擇。 選擇指示劑時，滴定終點前后溶液的顏色改變：顏色變化對比明顯。 如強酸與強堿的中和滴定，到達(dá)終點時，pH變化范圍很大，可用酚酞，也可用甲基橙；強酸滴定弱堿，恰好完全反應(yīng)時，生成的鹽水解使溶液呈酸性，故選擇在酸性范圍內(nèi)變色的指示劑——甲基橙；強堿滴定弱酸，恰好完全反應(yīng)時，生成的鹽水解使溶液呈堿性，故選擇在堿性范圍內(nèi)變色的指示劑——酚酞。 一般不用石蕊試液，原因是其溶液顏色變化對比不明顯，且變色范圍較大。 要點二、中和滴定操作。 【高清課堂：酸堿中和滴定】 1、中和滴定的儀器和試劑。 ①儀器。酸式滴定管（不能盛放堿性溶液、水解呈堿性的鹽溶液、氫氟酸）、堿式滴定管、鐵架臺、滴定管夾、燒杯、錐形瓶等。 ②試劑。標(biāo)準(zhǔn)溶液、待測溶液、指示劑、蒸餾水。 2、準(zhǔn)備過程。 ①滴定管的使用： a．檢驗酸式滴定管是否漏水（堿式滴定管同樣檢驗）。 b．洗凈滴定管后要用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗2～3次，并排除滴定管尖嘴處的氣泡。 c．注入液體：分別將酸、堿反應(yīng)液加入到酸式滴定管、堿式滴定管中，使液面位于滴定管刻度“0”以上2 mL～3 mL處，并將滴定管垂直固定在滴定管夾上。 d．調(diào)節(jié)起始讀數(shù)：在滴定管下放一燒杯，調(diào)節(jié)活塞，使滴定管尖嘴部分充滿反應(yīng)液（如果酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，應(yīng)快速放液以趕走氣泡；除去堿式滴定管膠管中氣泡的方法如圖所示），并使液面處于某一刻度，準(zhǔn)確讀取讀數(shù)并記錄。 ②錐形瓶：只能用蒸餾水洗滌，不能用待測液潤洗。 要點詮釋：（1）錐形瓶不能用待測液潤洗，潤洗后，瓶內(nèi)壁會附著一定量的待測液。 （2）在滴定過程中，錐形瓶中液體用水沖稀，對實驗結(jié)果無明顯影響。 （3）滴定管在加入反應(yīng)液之前要用所要盛裝的反應(yīng)液潤洗，否則裝入的液體會被稀釋，影響結(jié)果。 3、實驗步驟（以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測NaOH溶液為例）。 ①滴定管的檢漏。 ②洗滌：分別取酸式滴定管和堿式滴定管各一支（注意分析它們的結(jié)構(gòu)），用清水洗凈，再用標(biāo)準(zhǔn)酸液和待測堿液各潤洗2～3次，潤洗液必須從滴定管下端排出。 ③裝液：向滴定管中裝入標(biāo)準(zhǔn)液，趕走氣泡，使液面刻度在“0”刻度或“0”以下某一刻度處，記錄讀數(shù)，從堿式滴定管中放出一定體積堿液到洗凈的錐形瓶中。 ④滴定：往錐形瓶中加入2滴～3滴酚酞溶液，再向錐形瓶中滴加標(biāo)準(zhǔn)鹽酸（先快后慢）。當(dāng)?shù)味斓浇K點時應(yīng)一滴一搖，若指示劑在半分鐘內(nèi)不變色，視為已到終點。滴定時應(yīng)左手控制活塞，右手搖動錐形瓶（如圖），兩眼注視錐形瓶中顏色的變化。 ⑤計算：定量測定時，只有多次重復(fù)實驗才能排除偶然因素，減少實驗誤差。應(yīng)依原理取兩次或多次消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值，求出 。 要點三、中和滴定誤差分析 【高清課堂：酸堿中和滴定】 誤差分析依據(jù)： 或。 若用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測液，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液多，則結(jié)果偏高；消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液少，則結(jié)果偏低。分析誤差時應(yīng)設(shè)定c標(biāo)、V待為不變值，將所有因素歸結(jié)到V標(biāo)上，凡使V標(biāo)偏大的因素均使c待偏高，反之亦然。歸納起來，中和滴定的誤差分析如下表所示（以用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定待測NaOH溶液為例）： 步驟 操作 c(NaOH) 洗滌 未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管 偏高 錐形瓶用待測溶液潤洗 偏高 未用待測溶液潤洗取待測液的滴定管 偏低 錐形瓶洗凈后瓶內(nèi)還殘留有蒸餾水 無影響 滴定 滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡 偏高 滴定過程中振蕩有液滴濺出 偏低 滴定時有幾滴標(biāo)準(zhǔn)溶液附在錐形瓶瓶壁上 偏高 讀數(shù) 滴定前仰視讀數(shù)或滴定后俯視讀數(shù) 偏低 滴定前俯視讀數(shù)或滴定后仰視讀數(shù) 偏高 要點詮釋：讀數(shù)誤差可以用畫圖的形式來理解和記憶。如開始仰視讀數(shù)，滴定完畢俯視讀數(shù)，結(jié)果偏低；開始俯視讀數(shù)，滴定完畢仰視讀數(shù)，結(jié)果偏高，如圖。 讀數(shù)時使眼睛和液面凹面最低點及刻度線保持水平，讀取與液面凹面相切處的數(shù)據(jù)。 要點四、實驗測定酸堿反應(yīng)曲線。 實驗原理： 在酸堿反應(yīng)過程中，溶液的pH會發(fā)生變化，對于強酸強堿的反應(yīng)，開始時由于被中和的酸或堿濃度較大，加入少量的堿或酸對其pH的影響不大。當(dāng)反應(yīng)接近反應(yīng)終點（pH≈7）時，很少量（一滴，約0.04 mL）的堿或酸就會引起溶液pH突變（如圖所示），酸、堿的濃度不同，pH突變范圍不同。 要點詮釋：酸堿反應(yīng)曲線是以酸堿混合過程中滴加酸（或堿）的量為橫坐標(biāo)，以溶液pH為縱坐標(biāo)繪出一條溶液pH隨酸（或堿）的滴加量而變化的曲線．它描述了酸堿混合過程中溶液pH的變化情況，其中酸堿反應(yīng)終點附近的pH突變情況，對于定量測定堿或酸的濃度實驗中如何選擇合適的酸堿指示劑具有重要意義。 附：參考實驗記錄表： HCl溶液滴定NaOH溶液過程中的pH變化。 溫度：________ V(NaOH)/mL 0.00 10.00 15.00 18.00 19.00 19.96 20.00 20.04 21.00 22.00 30.00 pH 說明：此處pH的測定使用pH計，讀數(shù)保留兩位小數(shù)，如7.00。 【典型例題】 例1 用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度，參考下圖，從下表中選出正確選項（ ） 錐形瓶中的溶液 滴定管中的溶液 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 甲 D 酸 堿 酚酞 乙 【答案】C、D 【解析】本題考查中和滴定中酸式滴定管、堿式滴定管和酸堿指示劑的選擇。甲為酸式滴定管，乙為堿式滴定管，酸性溶液、強氧化性溶液（如KMnO4溶液）一般裝在酸式滴定管中，堿性溶液一般裝在堿式滴定管中。指示劑的選擇比較復(fù)雜。一般情況下，強堿滴定強酸用酚酞指示劑，強酸滴定強堿用甲基橙或酚酞指示劑。當(dāng)指示劑可以有多種選擇時，選擇的指示劑最好是到達(dá)滴定終點時由淺變深發(fā)生變化。中和滴定時，一般情況下是把已知物質(zhì)的量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入待測的未知濃度的溶液中，但把未知物質(zhì)的量濃度的溶液滴入已知物質(zhì)的量濃度的溶液中，只要操作正確，也可以求得待測溶液的濃度。 【點撥】在中和滴定實驗中，已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)液是放在錐形瓶中還是滴定管中是人為規(guī)定的，只要指示劑和滴定管能夠和實驗要求相符合（指示劑變色范圍在終點pH突變范圍之內(nèi)，滴定管不過大或過?。┘纯伞? 舉一反三： 【變式1】用NaOH溶液滴定鹽酸時，由于滴定速率太快，當(dāng)混合溶液變紅時，不知NaOH是否過量，判斷它是否過量的方法是（ ）。 A．加入5 mL鹽酸進(jìn)行滴定 B．返滴一滴待測鹽酸 C．重新進(jìn)行滴定 D．以上方法均不適用 【答案】B 例2 實驗室常利用甲醛法測定(NH4)2SO4樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其反應(yīng)原理為： 4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+ [滴定時，1 mol(CH2)6N4H+與1 mol H+相當(dāng)]， 然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)生成的酸。某興趣小組用甲醛法進(jìn)行了如下實驗： 步驟Ⅰ 稱取樣品1.500 g。 步驟Ⅱ 將樣品溶解后，完全轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中，定容，充分搖勻。 步驟Ⅲ 移取25.00 mL樣品溶液于250 mL錐形瓶中，加入10 mL 20％的中性甲醛溶液，搖勻、靜置5 min后，加入1～2滴酚酞試液，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。按上述操作方法再重復(fù)2次。 （1）根據(jù)步驟Ⅲ填空： ①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接加入NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，則測得樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。 ②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，則滴定時用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積________（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。 ③滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察________。 A．滴定管內(nèi)液面的變化 B．錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化 ④滴定達(dá)到終點時，酚酞指示劑由________色變成________色。 （2）滴定結(jié)果如下表所示： 滴定次數(shù) 待測溶液的體積/mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 滴定前刻度/mL 滴定后刻度/mL 1 25.00 1.02 21.03 2 25.00 2.00 21.99 3 25.00 0.20 20.20 若NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.1010 molL－1，則該樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 【答案】（1）①偏高 ②無影響 ③B ④無 粉紅（或淺紅） （2）18.85％ 【解析】（1）①堿式滴定管洗凈后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗直接加入NaOH標(biāo)準(zhǔn)液，相當(dāng)于使標(biāo)準(zhǔn)液變稀，使測定結(jié)果偏高；②錐形瓶洗滌后水未倒盡，對消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積無影響；③滴定時眼睛應(yīng)注視錐形瓶內(nèi)溶液的顏色變化；④酚酞遇酸性物質(zhì)顯無色，遇堿性物質(zhì)顯粉紅色（或紅色），故終點時應(yīng)由無色變粉紅色。（2）根據(jù)題給信息可以推斷n(N)=n(NH4+)=n(NaOH)，根據(jù)三次滴定所用NaOH溶液的體積平均應(yīng)為20.00 mL，所以n(N)=0.1010 molL－120.0010－3 L=0.00202 mol，樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。 【點撥】中和滴定操作不僅適用于酸堿中和滴定，也適用于其他類型反應(yīng)的滴定，如氧化還原滴定等，其基本操作程序相似，但需注意： （1）氧化劑只能用酸式滴定管盛裝，不能用堿式滴定管盛裝（氧化劑能腐蝕橡皮管）。 （2）氧化還原滴定時，若反應(yīng)前后溶液顏色有明顯變化，則不用另加指示劑，若反應(yīng)前后溶液顏色無明顯變化時，也要選擇合適的指示劑指示終點。 舉一反三： 【高清課堂：酸堿中和滴定】 【變式1】用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測燒堿，下列錯誤操作將對c(堿)有何影響？（用“偏高”“偏低”或“無影響”等填空）： A、盛標(biāo)準(zhǔn)酸的滴定管尖嘴部分有氣泡未排除就開始滴定________； B、振蕩時液體飛濺出來________； C、開始讀標(biāo)準(zhǔn)酸時用仰視________； D、終點讀標(biāo)準(zhǔn)酸時用俯視________； E、滴定前盛放NaOH溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥________。 【答案】A、偏大 B、偏小 C、偏小 D、偏小 E、無影響