2019高二化學 實驗2 酸堿中和滴定學案.docx

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酸堿中和滴定 酸堿中和滴定 1、 測定未知溶液的濃度 2、掌握滴定管的構造及使用方法 在反應時，酸和堿起反應的物質的量之比等于它們的化學計量數之比。 若A代表酸，用B代表堿 ==則CB=CA= 當一元酸和一元堿進行中和滴定時：CA=CB = C未= 酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、燒杯、滴定管夾、鐵架臺 標準液（已知濃度的溶液）、待測液（未知濃度的溶液）、指示劑 1. 滴定管上標有：溫度、容積（25ml、50ml）、0刻度（0刻度在上方）。 2. 酸式滴定管下端為玻璃活塞，可裝酸性、中性或強氧化性溶液；堿式滴定管下端為橡膠管玻璃球，可裝堿性及無氧化性的溶液。 3. 精確度：0.01ml所以讀數時要讀到小數點后兩位。如：24.00ml、23.38ml。 4. 注意最大容量刻度的位置，滴定管全部盛滿時，體積多于所標容積。 中和滴定的過程 操作方法 滴定前的準備工作 檢查儀器 加入少量水檢查活塞或橡膠管是否漏水，再檢查活塞轉動是否靈活。 潤洗儀器 在加入酸、堿反應液之前，先用蒸餾水洗凈酸式滴定管和堿式滴定管，然后再用所要裝的酸、堿溶液潤洗2～3遍。方法是：從滴定管上口加入3～5ml所要盛裝的酸或堿溶液，傾斜著轉動滴定管，使液體濕潤滴定管內壁，然后一手控制活塞（酸式滴定管輕輕轉動活塞；堿式滴定管輕輕擠壓玻璃球），將液體從滴定管下部放入預置的燒杯中 加入反應液 分別將酸、堿加入到酸式滴定管和堿式滴定管中，是液面位于0刻度以上，并將滴定管垂直固定在滴定管夾上 調整起始讀數 在滴定管下放一燒杯，調節(jié)活塞，使尖嘴內充滿溶液（如尖嘴部分有氣泡，迅速轉動活塞或迅速擠壓玻璃球將尖嘴氣泡排出）調節(jié)液面在0或者0刻度一下某一刻度，準確記錄讀數 滴定過程 加入指示劑 取一定體積的待測液于錐形瓶中，并加入2～3滴指示劑，錐形瓶下方放一張白紙，便于觀察焰色的變化 滴定時 左手握玻璃旋塞（或擠壓玻璃球），右手振蕩錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內溶液顏色變化（滴加標準液的速度先快后慢，接近終點時逐滴加入） 滴定終點時 當最后一滴剛好使指示劑顏色發(fā)生明顯變化，且半分鐘內不恢復原來的顏色，即為滴定終點，讀出體積并記錄 重復以上實驗測定2～3次，取平均值進行計算 指示劑的選擇 常見酸堿指示劑的變色范圍 PH ＜3.1 3.1～4.4 >4.4 甲基橙 紅色 橙色 黃色 PH ＜5.0 5.0 ～8.0 >8.0 石蕊 紅色 紫色 藍色 PH ＜8.2 8.2～10.0 >10.04 酚酞 無色 淺紅色 紅色 選擇原則：終點時指示劑的顏色變化明顯靈敏、易觀察。所以一般不選擇石蕊，指示劑變色范圍要與恰好中和時的PH要吻合。 用0.1000molL?1HCl溶液滴定未知濃度的NaOH溶液（25ml），重復三次的實驗數據填入下表，計算滴定所測NaOH溶液的物質的量濃度。 次數 待測液NaOH溶液體積/mL 標準液0.1000molL?1HCl溶液體積/mL 滴定前 滴定后 實際 1 25.00 V1 2 25.00 V2 3 25.00 V3 三組實驗中，若有誤差較大的一組數據應舍棄不用 VHCl =ml VNaOH =25ml CNaOH == 用0.10molL?1 HCl滴定20mL 0.10molL?1 NaOH 滴入HCl/mL 剩余NaOH/mol 過量HCl/mol pH 0.00 210?3 13.00 18.00 210?4 11.72 19.80 210?5 10.70 19.98 210?6 9.70 20.00 0 0 7.00 20.02 210?6 4.30 20.20 210?5 3.30 22.00 210?4 2.32 40.00 210?3 1.48 反應終點 （1）為什么我們在滴加指示劑的時候只滴加2～3滴？ 因為指示劑本身也是弱酸或者弱堿，若用量過多，會使滴定時酸或堿的消耗量增加 （2）強酸強堿的中和滴定，達到終點時溶液pH=7。在鹽酸滴定NaOH溶液時用酚酞作指示劑，當溶液達到了滴定終點時pH=8.2，而不是理論上的7，表明實際滴定終點與理論終點之間明顯存在偏差。那為什么我們仍然可以用酚酞作這個滴定實驗的指示劑呢？ 因為酸堿中和滴定，溶液在接近中性時多/少加一滴酸/堿會使溶液的pH產生突變。在pH突變范圍內，酸/堿的實際用量與理論用量之間其實就是一兩滴的差距甚至更小——這樣的相對誤差是很小的，在允許的范圍內。 （3）用強堿滴定強酸時我們選擇的是酚酞或者石蕊，那強堿滴定弱酸時，我們一般選擇什么做指示劑？那強酸滴定弱堿呢？ 我們在選擇指示劑時，一般指示劑變色范圍要與恰好中和時的PH要吻合。強堿滴定弱酸，發(fā)生中和反應生成的鹽顯堿性，，故我們一般選擇酚酞做指示劑，強酸滴定弱堿，發(fā)生中和反應生成的鹽顯酸性，故一般選擇甲基橙做指示劑。 根據CB= ；、是化學方程式中的化學計量數，VB是待測溶液的體積，CA是標準溶液的濃度，它們均為定值，所以CB的大小取決于VA的大小。 以標準酸溶液滴定未知濃度的堿（酚酞作指示劑）為例，常見的因操作不正確二引起的誤差有： 步驟 操作 VA CB 洗滌 酸式滴定管未用標準溶液潤洗 變大 偏高 堿式滴定管為用待測液潤洗 變小 偏低 錐形瓶用待測液潤洗 變大 偏高 錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水 不變 無影響 取液 放出堿液的滴定管開始有氣泡，放出液體后氣泡消失 變小 偏低 錐形瓶中指示劑滴加過多 變大 偏高 滴定 酸式滴定管滴定前有氣泡，滴定終點時氣泡消失 變大 偏高 振蕩錐形瓶時部分液體濺出 變小 偏低 部分酸液滴出錐形瓶外 變大 偏高 溶液顏色較淺時滴入酸液過快，停止滴定后反滴加一滴NaOH溶液無變化 變大 偏高 讀數 滴定前讀數正確，滴定后俯視讀數（或前仰后俯） 變小 偏低 滴定前讀數正確，滴定后俯視讀數（或前俯后仰） 變大 偏高 兩次滴定所消耗酸液的體積相差太大 無法判斷 （1） 搖瓶時，應微動腕關節(jié)，使溶液向一個方向做圓周運動，但是勿使瓶口接觸滴定管，溶液不能濺出。 （2） 滴定時左手不能離開旋塞讓液體自行流下。 （3） 讀數時，眼睛要平視刻度線 （4） 眼睛注視錐形瓶內溶液顏色變化。開始時應邊搖邊滴，滴定速度可稍快（每秒3~4滴為宜），單是不要形成連續(xù)水流。接近終點時應改加一滴，搖幾下，最后，每加半滴，即搖動錐形瓶，直至溶液出現明顯的顏色變化，而且半分鐘內不褪色，準確到達滴定終點為止。 酸堿中和滴定原理的拓展應用 中和滴定操作不僅適用于酸堿中和反應，也可以遷移應用于氧化還原反應，NaOH、Na2CO3混合溶液與鹽酸的反應及沉淀反應。 典型事例 示例 原理 指示劑 滴定終點的現象 計算依據 KMnO4溶液滴定H2C2O4或C2O或Fe2+等還原性溶液 5H2C2O4+2MnO+6H+= Mn2++10CO2↑+8H2O MnO+5Fe2++8H+= Mn2++5Fe3++4H2O 不需另加指示劑 溶液由無色（或淺綠色）變?yōu)樽霞t色且半分鐘不褪去 2n(H2C2O4)=5n(MnO）或n(Fe2+)=5n(MnO） 1．酸與堿完全中和時（） A．酸與堿的物質的量一定相等 B．酸所能提供的H+與堿所能提供的OH－的物質的量相等 C．酸與堿的質量相等 D．溶液呈中性 【答案】B 【解析】弱酸或弱堿隨反應的進行，最終H++OH－＝H2O。 2．準確量取25.00mL高錳酸鉀溶液，可選用的儀器是（） A．50mL量筒B．10mL量筒 C．50mL酸式滴定管D．50mL堿式滴定管 【答案】C 【解析】量筒只估讀到0.1mL，滴定管能估讀到0.01mL，高錳酸鉀為強氧化性物質，不能用堿式滴定管。 3．已知常溫、常壓下，飽和CO2的水溶液的pH=3.9，則可推斷用標準的鹽酸溶液滴定NaHCO3水溶液時，適宜選用的指示劑及滴定終點時顏色變化的情況是（） A．石蕊，由藍變紅 B．甲基橙，由橙變黃 C．酚酞，紅色褪去 D．甲基橙，由黃變橙 【答案】D 【解析】甲基橙的變色范圍在pH=3.1～4.4，與該滴定后溶液的pH=3.9接近，應選擇甲基橙作指示劑，因滴定時溶液pH由大到小，故甲基橙由黃變橙，正確答案為：D。 5．某學生用堿式滴定管量取0.1molL?1的NaOH溶液，開始時仰視液面讀數為1.00mL，取出部分溶液后，俯視液面，讀數為11.00mL，該同學在操作中實際取出的液體體積為（） A．大于10.00 mL B．小于10.00mL C．等于10.00 mL D．等于11.00mL 【答案】A 【解析】滴定管的“0”刻度在上，量取NaOH溶液，開始時仰視液面使讀數偏大，取出部分溶液后，俯視液面使讀數偏小，滴定前后刻度差為10.00mL，但實際取出的液體體積偏大。 6．用標準鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液時，若測得的結果偏低，則產生誤差的原因可能是（） A．滴定時，裝未知濃度的NaOH溶液的錐形瓶忘記用NaOH溶液潤洗 B．酸式滴定管用蒸餾水洗后，沒用鹽酸潤洗 C．滴定前，滴定管的尖嘴處有氣泡，而在滴定后氣泡消失 D．滴定前仰視讀取了酸式滴定管的讀數，滴定后讀數正確 【答案】D 【解析】選項A操作正確，若錐形瓶用NaOH溶液潤洗了，會使測定結果偏高，故不潤洗是正確的；B項中酸式滴定管未用標準液潤洗，所以鹽酸變稀了，V[HCl(aq)]就大了，會使測定的c(NaOH)偏高；C項滴定前有氣泡，滴定后無氣泡，使一部分鹽酸充滿原來氣泡的體積，未與NaOH溶液反應，使鹽酸的體積比實際反應用量大，V[HCl(aq)]大了，測定的c(NaOH)也會偏高；D項滴定前仰視，讀數偏大，滴定后讀數正確，使V[HCl(aq)]小了，會使c(NaOH)偏低。 7.下面是關于酸堿中和實驗操作的敘述：①取一錐形瓶，用待測NaOH溶液潤洗兩次?、谠阱F形瓶中加入25mL待測NaOH溶液?、奂尤霂椎问锶芤鹤髦甘緞、苋∫恢崾降味ü?，洗滌干凈?、葜苯油崾降味ü苤凶⑷霕藴仕崛芤海M行滴定?、拮笫中D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溶液液面下降，直至滴定終點。文中所述操作有錯誤的序號為（） A．④⑥⑦ B．①⑤⑥⑦ C．③⑤⑦ D．①③⑤⑦ 【答案】D 【解析】錐形瓶不用待測液潤洗，①錯；石蕊變色不明顯，不易觀察顏色變化，在酸堿中和滴定時一般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。 8.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時，選用酚酞作指示劑 D．用標準鹽酸測定未知濃度NaOH溶液結束實驗時，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，錯誤。B項沖洗干凈的滴定管無論是盛裝標準溶液，還是量取待測溶液，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，錯誤。C項用NaOH標準溶液滴定鹽酸可以選用酚酞或甲基橙作指示劑，正確。D項開始實驗時酸式滴定管中無氣泡，結束實驗時有氣泡，會導致所讀取的V[HCl(aq)]偏小，依據V[HCl(aq)]c(HCl)＝V[NaOH(aq)]c(NaOH)，所測的c(NaOH)偏小。 9．下圖中，曲線a和b是鹽酸與氫氧化鈉的相互滴定的滴定曲線，下列敘述正確的是（） A．鹽酸的物質的量濃度為1molL?1 B．P點時反應恰好完全，溶液呈中性 C．曲線a是鹽酸滴定氫氧化鈉的滴定曲線 D．酚酞不能用作本實驗的指示劑 【答案】B 【解析】pH=1的鹽酸對應的物質的量濃度為0.1molL?1，A項錯；鹽酸和NaOH溶液完全反應時形成NaCl溶液，呈中性，B項正確；曲線a是用NaOH溶液滴定鹽酸的曲線，b是用鹽酸滴定NaOH溶液的曲線，通常用酚酞作指示劑，C、D兩項錯。 10．（1）圖Ⅰ表示10 mL量筒中液面的位置，A與B，B與C刻度間相差1 mL，如果刻度A為4，量筒中液體的體積為________mL。 （2）圖Ⅱ表示50mL滴定管中液面的位置，如果液面處的讀數是a，則滴定管中液體的體積（填代號）________mL。 A．是a mL B．是(50-a)mL C．一定大于a mL D．一定大于(50-a)mL （3）某學生做中和滴定實驗的過程如下：①取一支堿式滴定管；②用蒸餾水洗凈；③加入待測的NaOH溶液；④記錄液面刻度讀數；⑤用酸式滴定管精確放出一定量標準酸液；⑥置于未經標準酸液潤洗的潔凈錐形瓶中；⑦加放適量蒸餾水；⑧加入酚酞試液2滴；⑨滴定時，邊滴邊搖動；⑩邊注視滴定管內液面的變化；?當剛滴到溶液由無色變成粉紅色時，即停止滴定；?記錄液面刻度讀數；?根據滴定管的兩次讀數得出NaOH溶液的體積為22mL。指出上述實驗過程中的錯誤之處________（用編號表示）。 【答案】1.（1）3.2 （2）D 【解析】（1）量筒的刻度是由下到上按從小到大的順序排列?！?”刻度應在最下方，未標出，當刻度A為4時，B為3。因此體積為3.2mL；（2）滴定管的刻度是由上到下按從小到大的順序排列。“0”刻度在最上端，且最大刻度到尖嘴部分之間無刻度，當讀數為a mL時，滴定管中液體的體積應大于(50.00－a)mL。（3）③⑩⑾⒀；③應用待測NaOH溶液潤洗滴定管后，再裝液體。⑩滴定時應注視錐形瓶內液體的顏色變化以及滴定的速度。⑾滴定終點時溶液變成粉紅色且半分鐘內不褪色。⒀體積的讀數應讀到小數點后兩位如22.00mL。 11.用酸堿中和滴定法測定某燒堿的純度。 （1）配制待測液：將1.70g含有少量雜質(不與鹽酸反應)的固體燒堿樣品配制成200mL溶液。 （2）滴定 ①盛裝0.2000molL?1鹽酸標準液應該用________式滴定管。 ②滴定時，應先向錐形瓶中加2～3滴________作為指示劑；滴定過程中兩眼應注視____________________，當____________________時為滴定終點。 ③有關數據記錄如下： 滴定序號 待測液體積(mL) 消耗鹽酸標準液的體積(mL) 滴定前 滴定后 1 20.00 0.50 20.70 2 20.00 6.00 26.00 （3）純度計算：NaOH溶液的濃度為________ molL?1，燒堿樣品的純度為________。 （4）對下列幾種假定情況的討論(填“偏高”“偏低”或“無影響”)： ①若用蒸餾水沖洗錐形瓶，則會使測定的結果________； ②若在滴定過程中不慎將數滴酸液滴在錐形瓶外，則會使測定結果________； ③若剛見到指示劑局部的顏色有變化就停止滴定，則會使測定結果________； ④讀數時，若滴定前仰視讀數，滴定后俯視讀數，則會使測定結果________。 【答案】（2）①酸?、诩谆?或酚酞)　錐形瓶內溶液顏色的變化　滴入最后一滴時溶液的顏色由黃色突變?yōu)槌壬?或紅色變無色)且半分鐘內不恢復原色 （3）0.2010　94.59%　 （4）①無影響　②偏高?、燮汀、芷? 【解析】（2）②酸堿滴定時選用指示劑為酚酞或甲基橙，滴定時眼睛要始終注視錐形瓶內溶液顏色的變化，滴定終點的判斷是當滴入最后一滴時看錐形瓶內溶液顏色的變化，且半分鐘內不變回原色。（3）消耗鹽酸的平均體積為20.10mL，所以c(NaOH)＝(0.0201L0.2000 molL?1)0.0200L＝0.2010molL?1，因此其純度為[0.2010molL?10.200L40gmol?1]1.70g 100%≈94.59%。（4）①若用蒸餾水沖洗錐形瓶，對消耗酸液無影響，因此對測定結果無影響；若在滴定過程中不慎將數滴酸液滴在錐形瓶外導致消耗標準液體積偏大，因此測定結果偏高；若剛見到指示劑局部的顏色有變化就停止滴定，還沒有達到滴定終點，消耗標準液體積偏小，因此測定結果偏低；讀數時，若滴定前仰視讀數，滴定后俯視讀數，導致讀數比實際消耗體積偏小，因此測定結果偏低。 12.乙二酸俗名草酸，下面是化學學習小組的同學對草酸晶體(H2C2O4xH2O)進行的探究性學習的過程，請你參與并協(xié)助他們完成相關學習任務。 該組同學的研究課題是：探究測定草酸晶體(H2C2O4xH2O)中的x值。通過查閱資料和網絡查詢得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO4溶液進行滴定： 2MnO＋5H2C2O4＋6H+===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O 學習小組的同學設計了滴定的方法測定x值。 ①稱取1.260g純草酸晶體，將其制成 100.00mL水溶液為待測液。 ②取25.00mL待測液放入錐形瓶中，再加入適量的稀H2SO4。 ③用濃度為0.1000molL?1的酸性KMnO4標準溶液進行滴定，達到終點時消耗10.00mL。 （1）滴定時，將酸性KMnO4標準液裝在如圖中的___________(填“甲”或“乙”)滴定管中。 （2）本實驗滴定達到終點的標志可以是__________________________________ _______________________________________________________________。 （3）通過上述數據，求得x＝________。 討論：①若滴定終點時俯視滴定管刻度，則由此測得的x值會________(填“偏大”、“偏小”或“不變”，下同)。②若滴定時所用的酸性KMnO4溶液因久置而導致濃度變小，則由此測得的x值會________。 【答案】（1）甲　 （2）當滴入最后一滴酸性KMnO4溶液時，溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內不褪色 （3）2?、倨蟆、谄? 【解析】（1）因為酸性KMnO4溶液具有強氧化性，會腐蝕橡膠管，故應用酸式滴定管盛裝。（2）可利用酸性KMnO4溶液自身的顏色作為指示劑判斷滴定終點，當達到滴定終點時，再滴加酸性KMnO4溶液時，溶液將由無色變?yōu)樽霞t色。（3）由題給化學方程式及數據可知，1.260g純草酸晶體中含H2C2O4的物質的量為0.1000molL?110.00mL10?3 LmL?1＝0.0100mol，則1.260g H2C2O4xH2O中含H2O的物質的量為＝0.0200mol，則x＝2。若滴定終點時俯視滴定管讀數，則所得消耗酸性KMnO4溶液的體積偏小，由此所得n(H2C2O4)偏小，則n(H2O)偏大，x偏大；同理，若酸性KMnO4溶液變質，則消耗其體積偏大，所得x值偏小。