2019-2020年高中化学第三单元物质的检测课题二物质含量的测定第2课时学案新人教版选修.doc

2019-2020年高中化学第三单元物质的检测课题二物质含量的测定第2课时学案新人教版选修1进一步规范滴定管、容量瓶的使用。练习酸碱滴定的基本操作，了解其应用。2学习食醋中总酸量测定的原理、方法和操作技术。3熟悉液体试样中组分含量的测定方法，体验用化学定量分析方法解决实际问题的过程。4培养学生实事求是的科学态度。一、酸碱滴定曲线的测绘1pH计pH计是一种用于测量溶液pH的仪器，也叫_。它由一对_和一个_组成，工作时两个电极插入待测溶液，组成一个_，该原电池与一个精密电位计连接，用以测量其_。待测溶液所产生的电动势随溶液_的不同而变化，所测溶液的电动势在电表上直接转换成pH显示出来。2滴定曲线酸碱滴定曲线是以酸碱滴定过程中_或中和百分数为横坐标，以溶液_为纵坐标，绘出溶液pH随碱(或酸)的滴加量而变化的曲线。它描述了滴定过程中溶液pH的变化情况，特别是滴定终点附近溶液pH的_情况。滴定接近终点时，很少量的碱或酸就会引起溶液pH突变。酸、碱的浓度不同，pH突变范围_。这对于酸碱滴定中选择合适的_具有重要意义。选择变色范围与滴定时pH突变范围相吻合的指示剂即可，这样不会造成较大误差(在允许范围内)。用0.100 0 molL1 NaOH滴定20.00 mL0100 0 molL1 HCl的滴定曲线3酸碱滴定曲线的测绘实验问题与讨论(1)向一定量的NaOH溶液中滴加HCl溶液的曲线，与向一定量的HCl溶液中滴加NaOH溶液的曲线走向不同，但滴加量与pH变化的关系基本一致。(2)pH计数据测量准确，精度高，但操作复杂，受外界温度、酸度影响大。pH试纸操作简单，受外界温度影响小，但数据准确度差，受人为因素影响大。二、食醋中总酸量的测定实验原理食醋中的主要成分是_，同时也含有少量其他弱酸，如乳酸等，均可被强碱准确滴定。滴定时反应的化学方程式是：_；_。因此在本实验中用NaOH溶液滴定食用醋，测出的是_，分析结果用含量最多的醋酸表示，通常选用_作指示剂，测定结果的单位为_。国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于35 gL1。思考：为何选用酚酞作为指示剂，而不能用甲基橙？答案：一、1.酸度计电极电位计原电池电动势pH2滴加碱(或酸)的量pH突变不同酸碱指示剂二、醋酸(乙酸)NaOHCH3COOH=CH3COONaH2OnNaOHHnA=NanAnH2O总酸量酚酞gL1思考提示：由于食醋中的乙酸、乳酸等有机酸皆为弱酸，强碱滴定弱酸，滴定的pH突变在碱性范围内。变色范围：甲基橙为3.14.4，酚酞为8.210.0，因此酚酞变色范围与滴定终点更接近，误差较小，故选酚酞作指示剂。一、酸碱滴定曲线的测绘实验注意事项1所使用的酸、碱的物质的量浓度尽量不要大于0.100 0 molL1，否则将影响pH计的测量准确度。2滴定过程中要使酸碱及时混合充分，需要随时搅拌。利用玻璃棒搅拌容易损坏pH计电极头上的玻璃球，经常取出电极又影响测量的准确性，所以使用电磁搅拌器可以有效地提高准确度。3滴定过程中应当随时注意pH的变化，如果出现在变化范围之外的明显变化，应当重新标定pH计。4使用与计算机相连的pH传感器的连续测定，会得到理想的实验效果。二、食醋中总酸量的测定实验注意事项1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总酸含量，可使用pH滴定法进行测定。2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。3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。4为消除CO2对实验的影响(因为碳酸会消耗一定量NaOH溶液)，所使用的配制NaOH溶液和稀释食醋的蒸馏水应加热煮沸23分钟，以尽可能去除溶解的CO2。三、酸碱中和滴定的误差分析以一元酸和一元碱的中和滴定为例：c待V待c标V标c待因c标、V待分别代表标准液浓度、所取待测液体积，均为定值，故可代入上式计算。但是实际中c标、V待都可能引起误差，一般可把各因素引起的误差转移到V标上。若V标偏大，则测定结果偏大；若V标偏小，则测定结果偏小，故通过分析V标的变化情况，可分析滴定的误差。引起误差的可能因素有以下几种：1视(读数)误读及结果：若起始平视，终点仰视，则V待偏大c待偏大。若起始平视，终点俯视，则V待偏小c待偏小。若先仰视后俯视，则V待偏小，c待偏小。若先俯视后仰视，则V标偏大，c待偏大。注意：滴定管中液体读数时精确到0.01 mL。一般需滴定23次，取其平均值。2洗(仪器洗涤)滴定管需要用待测液润洗，锥形瓶不能润洗。错误洗法导致结果：(1)滴定管仅用水洗，使标准液变稀，故消耗标准液的体积变大，V标变大，结果偏大。(2)移液管仅用水洗，则待测液变稀，所取待测液溶质的物质的量变少，V标变小，结果偏小。(3)锥形瓶用待测液洗过，则瓶内待测液溶质的量偏多，V标偏大，结果偏大。(4)第一次滴定完后，锥形瓶内液体倒去后，尚未清洗，接着第二次滴定，滴定结果如何，取决于上次滴定情况如何。3漏(液体溅漏)(1)滴定过程中锥形瓶内液体溅出，则结果偏小。(2)终点已到，滴定管下端尖嘴有液滴，则V标偏大，测定结果偏大。4泡(滴定管尖嘴有气泡)正确操作应在滴定前把尖嘴管中的气泡赶尽，最后也不能出现气泡。如滴定开始有气泡，后气泡消失，则结果偏大；若先无气泡，后有气泡，则结果偏小。5色(指示剂变色控制与选择)滴定时，眼睛应紧盯着锥形瓶内溶液的颜色变化。指示剂变色后应半分钟内不复原。如变色后立即复原，则结果偏小。另外，同一种滴定，选择的指示剂不同，测定结果不同。6杂(标准物含杂质)用于配制标准液的固体应该是纯净物。但其中有可能混有杂质，称量时又按所需标准物固体质量来称取，故一般均会产生误差，在此杂质又分两种情况：(1)杂质与待测液不反应如NaOH中含NaCl，所配的NaOH溶液浓度变小，滴定盐酸时，NaCl不参与反应，所需标准液的体积偏大，故测定结果偏大。(2)若杂质与待测液反应，则应作具体分析关键：比较与等物质的量的待测物反应消耗的杂质质量和标准物的质量。若消耗杂质的质量较大，则相当于削弱了原标准液的作用能力，故与一定量待测物反应时，消耗标准液的体积变大，测定结果偏大。或者可用等质量的杂质、标准物分别与待测物反应，根据消耗的待测物质量的多少来判断。如杂质作用待测物的质量越多，说明作用能力被增强，故测定结果偏小。知识点1 酸碱中和滴定曲线绘制及误差分析【例题1】 (1)实验室用标准NaOH溶液来滴定盐酸，测定盐酸浓度，若用酚酞作指示剂，下列操作可能使测定结果偏低的是()。A碱式滴定管中装碱液前未用标准液润洗23次B开始实验时，碱式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中气泡消失C盛盐酸的锥形瓶用待测盐酸润洗23次D锥形瓶内溶液的颜色由无色变为浅红色，立即记下滴定管内液面所在刻度E滴定前平视，滴定终点时俯视滴定管刻度(2)下图为某浓度的NaOH溶液滴定10.00 mL一定浓度的盐酸的示意图。根据图像分析：HCl溶液的浓度是_，NaOH溶液的浓度是_；x_。 (3)现有四瓶溶液，分别是NaCl(0.1 molL1)、HCl(0.1 molL1)、NaOH(0.1 molL1)和酚酞试液(0.1%)，不用其他试剂把它们一一鉴别开来，实验步骤如下：各取溶液少许，两两混合，根据现象不同分成两组：组是HCl和_，组是NaOH和_。取组中C、D混合液，不断滴入组中A溶液，若无明显现象，则A是_，B是_。把已鉴别出的B溶液取3滴滴入2 mL C溶液，再加入D溶液4 mL，在整个过程中无明显变化，则C是_，D是_。解析：(1)由c待，其中标、待分别为标准酸或碱的元数、待测酸或碱的元数。决定c待大小的因素在于V标的误差，A中未用标准碱液润洗，使V标增大，c待偏高；B中由于气泡的存在使V标增大；C中由于锥形瓶用待测液润洗，使V标增大；D中颜色变红，立即停止，由于混合不均匀，V标过小；E中俯视终点刻度，使V标减小，故D、E符合。(2)由图可知，未滴定时，pH1，说明盐酸中H浓度为0.100 0 molL1，即盐酸浓度为0.100 0 molL1，而加入20.00 mL NaOH溶液可以中和10.00 mL 0.100 0 molL1盐酸，说明NaOH溶液浓度为0.050 00 molL1，n(NaOH)0.050 00 molL10.02 L0.001 mol。(3)两两相互混合后，酚酞遇NaOH变红为组，组为NaCl和HCl。组中混合液若加入组中HCl，则红色消失，而加入组中的A无明显现象，说明A是NaCl，B是HCl。如果B(HCl)加入C(若为酚酞)无现象，再加入D(若为NaOH)则出现红色，而题目中一直无明显变化，则C为NaOH，D为酚酞。答案：(1)DE(2)0.100 0 molL10.050 00 molL10.001(3)NaCl酚酞NaClHClNaOH酚酞点拨：滴定过程中任何错误操作都可能导致c标、V标、V待的误差，但在实际操作中认为c标是已知的，V待是固定的，所以一切的误差都归结为对V标的影响，V标偏大则c待偏大，V标偏小则c待偏小。误差分析的关键是要体会错误操作与正确操作的对比，从而得出c待是偏大、偏小还是不变。知识点2 食醋中总酸量的测定【例题2】 某实验小组拟用酸碱中和滴定法测定食醋的总酸量(g/100 mL)，现邀请你参与本实验并回答相关问题。(有关实验药品为：市售食用白醋样品500 mL、0.100 0 molL1 NaOH标准溶液、蒸馏水、0.1%甲基橙溶液、0.1%酚酞溶液、0.1%石蕊溶液).实验步骤：(1)用滴定管量取10.00 mL市售白醋样品，置于100 mL容量瓶中，加蒸馏水(已煮沸除去CO2并迅速冷却)稀释至刻度线，摇匀即得待测食醋溶液。(2)用酸式滴定管取待测食醋溶液20.00 mL于_中。(3)盛装标准NaOH溶液，静置后，读取数据，记录为NaOH标准溶液体积的初读数。(4)滴定，并记录NaOH的终读数。重复滴定23次。.实验记录及数据处理：则c(样品)_ molL1；样品总酸量为_ g/100 mL。.交流与讨论：(1)甲同学在处理数据过程中计算得：(NaOH)(14.9815.0015.0215.95)/4 mL15.24 mL。试分析他的计算是否合理，如果不合理请说明理由。_。(2)乙同学用0.100 0 molL1 NaOH溶液滴定另一市售白醋样品溶液时，滴定过程中使用pH计将溶液的pH变化情况记录如下表所示。0.0010.0018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.00溶液pH2.884.705.706.747.748.729.7010.7011.70由表可知：在允许的误差范围(0.1%)内，pH突变(滴定突跃)范围为_。所以可选择_作指示剂。解析：.实验步骤：(1)为便于计算，一般将食醋稀释10倍后，制得试样。(2)食醋作为待测液，一般应放在锥形瓶中，用标准液(NaOH溶液)滴定待测液。.实验记录及数据处理：实验中出现的异常值，应舍去。答案：.锥形瓶.0.754.50.不合理，因为第四组数据与前3组相差较大，属异常值，应舍去7749.70酚酞点拨：掌握中和滴定实验，要抓住两个关键：一是解决实验中的有关问题，如仪器的使用、操作(滴定前的准备，有关仪器的检漏、洗涤、润洗，指示剂的选择等)、误差分析等，通过动手实验，增强学习的实效性。二是理解中和滴定的实验原理，解决好有关计算的问题。1(xx福建厦门模拟)某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行了如下操作，其中正确的是()。A用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中B称取4.0 g NaOH到1 000 mL容量瓶加水至刻度，配成1.00 molL1 NaOH标准溶液C用NaOH溶液滴定白醋，使用酚酞作指示剂，溶液颜色恰好由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色时，为滴定终点D滴定时眼睛要注视着滴定管内NaOH溶液的液面变化，防止滴定过量2已知常温、常压下，饱和CO2水溶液的pH为3.9，则可推断用标准盐酸滴定NaHCO3水溶液时，适宜选用的指示剂以及滴定至终点时颜色变化的情况是()。A石蕊，由蓝变红B甲基橙，由黄变橙C酚酞，红色褪去D甲基橙，由橙色变黄3下列几种情况，(其他操作均正确)对中和滴定结果无影响的是()。A滴定前标准液在“0”刻度以上B盛未知浓度溶液的锥形瓶里有少量蒸馏水C滴定管用蒸馏水冲洗后即注入标准液D滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度4(1)邻苯二甲酸氢钾(相对分子质量为204.2)可以用于标定NaOH溶液的浓度，反应如下：KHC8H4O4NaOH=KNaC8H4O4H2O准确称取0.510 5 g KHC8H4O4晶体，溶于水后加入酚酞指示剂，用NaOH溶液滴定至溶液呈淡红色，消耗20.00 mL NaOH。计算NaOH溶液的浓度(结果保留四位有效数字)。(2)测定食醋的总酸度：食醋中除醋酸(CH3COOH)外，还含有少量其他有机酸。食醋的总酸度以每1 000 mL食醋中含醋酸(其他酸也折算为醋酸)的质量(g)表示，通常写作w(CH3COOH)。用移液管移取50.00 mL市售食醋，置于250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。再从中量取25.00 mL，用(1)小题已知浓度的NaOH溶液滴定，消耗碱液的体积为V(mL)，请写出w(CH3COOH)的计算式。答案：1C解析：本题考查一定物质的量浓度溶液的配制及酸碱中和滴定实验。A项，应用酸式滴定管量取；B项，称取4.0 g NaOH后要在烧杯中溶解，冷却至室温后转移到1 000 mL容量瓶加水至刻度，配制成标准溶液，NaOH的物质的量浓度为0.100 0 molL1；D项，滴定过程中眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。2B解析：用标准盐酸滴定NaHCO3水溶液时，滴定终点的溶液是饱和CO2的水溶液，溶液的pH为3.9。因此应选择在酸性范围内变色的指示剂甲基橙。3B解析：A由于滴定前标准液在“0”刻度以上，滴定中用去“0”刻度以上的那部分标准液的体积不在滴定后读出的V标内，也就是实际用去的标准溶液的体积比V标要大，所以这样操作使待测溶液浓度偏小。B盛装待测液的锥形瓶内有水的话，虽然使锥形瓶内的溶液浓度变稀了，但待测溶液中溶质的物质的量没有变化，因而对测定结果无影响。C滴定管用蒸馏水冲洗后，未用标准溶液润洗，使滴定管内的标准溶液变稀，V标变大，导致待测溶液浓度偏大。D滴定管滴定前读数正确，滴定后，读数时视线俯视，使V标读数变小，结果使待测溶液浓度偏小。4答案：(1)0.125 0 molL1(2)见解析。解析：第(1)小题要求由质量、摩尔质量以及体积、浓度分别求出酸和碱的物质的量，再根据中和反应中酸、碱物质的量关系式求得碱的浓度。第(2)小题在上题求得c(NaOH)的基础上，同样利用酸碱中和反应求得食醋稀释后CH3COOH的物质的量，经换算后求得w(CH3COOH)的表示式。与(1)题相比要经过换算以及正确理解w(CH3COOH)的含义，难度略有上升。(1)c(NaOH)0.125 0 molL1(2)w(CH3COOH)1 000 mL(或1 000 mL1.500V g)对中和滴定知识及其应用的拓展延伸考查，是高考“变中求新”的具体体现，也是考查学科能力和学科内综合的重要方式，该题就是以中和滴定知识为依托的递进关联型考题。