高中化学 酸碱中和滴定（提高）知识讲解学案 新人教版选修4.doc

酸碱中和滴定【学习目标】1、掌握酸碱中和滴定的原理；2、初步掌握酸碱中和滴定的方法。【要点梳理】要点一、中和滴定的原理和方法。 1、定义：用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的实验方法叫中和滴定法。 2、原理：在中和反应中使用一种已知物质的量浓度的酸（或碱）溶液与未知物质的量浓度的碱（或酸）溶液完全中和，测出二者所用的体积，根据反应化学方程式中酸、碱物质的量的比求出未知溶液的物质的量浓度。 3、关键：准确测定参加反应的两种溶液的体积；准确判断中和反应是否恰好完全反应。 4、指示剂的使用。 用量不能太多，常用23滴，因指示剂本身也是弱酸或弱碱，若用量过多，会使中和滴定中需要的酸或碱的量增多或减少。 指示剂的选择。 选择指示剂时，滴定终点前后溶液的颜色改变：颜色变化对比明显。 如强酸与强碱的中和滴定，到达终点时，pH变化范围很大，可用酚酞，也可用甲基橙；强酸滴定弱碱，恰好完全反应时，生成的盐水解使溶液呈酸性，故选择在酸性范围内变色的指示剂甲基橙；强碱滴定弱酸，恰好完全反应时，生成的盐水解使溶液呈碱性，故选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。 一般不用石蕊试液，原因是其溶液颜色变化对比不明显，且变色范围较大。要点二、中和滴定操作。【高清课堂：酸碱中和滴定】 1、中和滴定的仪器和试剂。 仪器。酸式滴定管（不能盛放碱性溶液、水解呈碱性的盐溶液、氢氟酸）、碱式滴定管、铁架台、滴定管夹、烧杯、锥形瓶等。 试剂。标准溶液、待测溶液、指示剂、蒸馏水。 2、准备过程。 滴定管的使用： a检验酸式滴定管是否漏水（碱式滴定管同样检验）。 b洗净滴定管后要用标准液润洗23次，并排除滴定管尖嘴处的气泡。 c注入液体：分别将酸、碱反应液加入到酸式滴定管、碱式滴定管中，使液面位于滴定管刻度“0”以上2 mL3 mL处，并将滴定管垂直固定在滴定管夹上。 d调节起始读数：在滴定管下放一烧杯，调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反应液（如果酸式滴定管尖嘴部分有气泡，应快速放液以赶走气泡；除去碱式滴定管胶管中气泡的方法如图所示），并使液面处于某一刻度，准确读取读数并记录。 锥形瓶：只能用蒸馏水洗涤，不能用待测液润洗。 要点诠释：（1）锥形瓶不能用待测液润洗，润洗后，瓶内壁会附着一定量的待测液。 （2）在滴定过程中，锥形瓶中液体用水冲稀，对实验结果无明显影响。 （3）滴定管在加入反应液之前要用所要盛装的反应液润洗，否则装入的液体会被稀释，影响结果。 3、实验步骤（以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例）。 滴定管的检漏。 洗涤：分别取酸式滴定管和碱式滴定管各一支（注意分析它们的结构），用清水洗净，再用标准酸液和待测碱液各润洗23次，润洗液必须从滴定管下端排出。 装液：向滴定管中装入标准液，赶走气泡，使液面刻度在“0”刻度或“0”以下某一刻度处，记录读数，从碱式滴定管中放出一定体积碱液到洗净的锥形瓶中。 滴定：往锥形瓶中加入2滴3滴酚酞溶液，再向锥形瓶中滴加标准盐酸（先快后慢）。当滴定快到终点时应一滴一摇，若指示剂在半分钟内不变色，视为已到终点。滴定时应左手控制活塞，右手摇动锥形瓶（如图），两眼注视锥形瓶中颜色的变化。计算：定量测定时，只有多次重复实验才能排除偶然因素，减少实验误差。应依原理取两次或多次消耗标准溶液体积的平均值，求出。要点三、中和滴定误差分析【高清课堂：酸碱中和滴定】误差分析依据：或。 若用标准溶液滴定待测液，消耗标准溶液多，则结果偏高；消耗标准溶液少，则结果偏低。分析误差时应设定c标、V待为不变值，将所有因素归结到V标上，凡使V标偏大的因素均使c待偏高，反之亦然。归纳起来，中和滴定的误差分析如下表所示（以用标准盐酸溶液滴定待测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待测液的滴定管偏低锥形瓶洗净后瓶内还残留有蒸馏水无影响滴定滴定前滴定管尖嘴部分有气泡偏高滴定过程中振荡有液滴溅出偏低滴定时有几滴标准溶液附在锥形瓶瓶壁上偏高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 要点诠释：读数误差可以用画图的形式来理解和记忆。如开始仰视读数，滴定完毕俯视读数，结果偏低；开始俯视读数，滴定完毕仰视读数，结果偏高，如图。 读数时使眼睛和液面凹面最低点及刻度线保持水平，读取与液面凹面相切处的数据。要点四、实验测定酸碱反应曲线。 实验原理： 在酸碱反应过程中，溶液的pH会发生变化，对于强酸强碱的反应，开始时由于被中和的酸或碱浓度较大，加入少量的碱或酸对其pH的影响不大。当反应接近反应终点（pH7）时，很少量（一滴，约0.04 mL）的碱或酸就会引起溶液pH突变（如图所示），酸、碱的浓度不同，pH突变范围不同。 要点诠释：酸碱反应曲线是以酸碱混合过程中滴加酸（或碱）的量为横坐标，以溶液pH为纵坐标绘出一条溶液pH随酸（或碱）的滴加量而变化的曲线它描述了酸碱混合过程中溶液pH的变化情况，其中酸碱反应终点附近的pH突变情况，对于定量测定碱或酸的浓度实验中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。附：参考实验记录表：HCl溶液滴定NaOH溶液过程中的pH变化。温度：_V(NaOH)/mL0.0010.0015.0018.0019.0019.9620.0020.0421.0022.0030.00pH 说明：此处pH的测定使用pH计，读数保留两位小数，如7.00。【典型例题】例1 用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考下图，从下表中选出正确选项（ ）锥形瓶中的溶液滴定管中的溶液选用指示剂选用滴定管A碱酸石蕊乙B酸碱酚酞甲C碱酸甲基橙甲D酸碱酚酞乙 【答案】C、D 【解析】本题考查中和滴定中酸式滴定管、碱式滴定管和酸碱指示剂的选择。甲为酸式滴定管，乙为碱式滴定管，酸性溶液、强氧化性溶液（如KMnO4溶液）一般装在酸式滴定管中，碱性溶液一般装在碱式滴定管中。指示剂的选择比较复杂。一般情况下，强碱滴定强酸用酚酞指示剂，强酸滴定强碱用甲基橙或酚酞指示剂。当指示剂可以有多种选择时，选择的指示剂最好是到达滴定终点时由浅变深发生变化。中和滴定时，一般情况下是把已知物质的量浓度的标准溶液滴入待测的未知浓度的溶液中，但把未知物质的量浓度的溶液滴入已知物质的量浓度的溶液中，只要操作正确，也可以求得待测溶液的浓度。【点拨】在中和滴定实验中，已知浓度的标准液是放在锥形瓶中还是滴定管中是人为规定的，只要指示剂和滴定管能够和实验要求相符合（指示剂变色范围在终点pH突变范围之内，滴定管不过大或过小）即可。举一反三： 【变式1】用NaOH溶液滴定盐酸时，由于滴定速率太快，当混合溶液变红时，不知NaOH是否过量，判断它是否过量的方法是（ ）。 A加入5 mL盐酸进行滴定 B返滴一滴待测盐酸C重新进行滴定 D以上方法均不适用【答案】B例2 实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH4+6HCHO=3H+6H2O+(CH2)6N4H+ 滴定时，1 mol(CH2)6N4H+与1 mol H+相当，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验： 步骤 称取样品1.500 g。 步骤 将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。 步骤 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min后，加入12滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。 （1）根据步骤填空： 碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数_（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。 锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积_（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察_。 A滴定管内液面的变化 B锥形瓶内溶液颜色的变化 滴定达到终点时，酚酞指示剂由_色变成_色。 （2）滴定结果如下表所示：滴定次数待测溶液的体积/mL标准溶液的体积滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL125.001.0221.03225.002.0021.99325.000.2020.20 若NaOH标准溶液的浓度为0.1010 molL1，则该样品中氮的质量分数为_。 【答案】（1）偏高 无影响 B 无 粉红（或浅红） （2）18.85 【解析】（1）碱式滴定管洗净后未用标准液润洗直接加入NaOH标准液，相当于使标准液变稀，使测定结果偏高；锥形瓶洗涤后水未倒尽，对消耗标准液的体积无影响；滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化；酚酞遇酸性物质显无色，遇碱性物质显粉红色（或红色），故终点时应由无色变粉红色。（2）根据题给信息可以推断n(N)=n(NH4+)=n(NaOH)，根据三次滴定所用NaOH溶液的体积平均应为20.00 mL，所以n(N)=0.1010 molL120.00103 L=0.00202 mol，样品中氮的质量分数为。 【点拨】中和滴定操作不仅适用于酸碱中和滴定，也适用于其他类型反应的滴定，如氧化还原滴定等，其基本操作程序相似，但需注意： （1）氧化剂只能用酸式滴定管盛装，不能用碱式滴定管盛装（氧化剂能腐蚀橡皮管）。（2）氧化还原滴定时，若反应前后溶液颜色有明显变化，则不用另加指示剂，若反应前后溶液颜色无明显变化时，也要选择合适的指示剂指示终点。举一反三：【高清课堂：酸碱中和滴定】 【变式1】用标准盐酸滴定待测烧碱，下列错误操作将对c(碱)有何影响？（用“偏高”“偏低”或“无影响”等填空）： A、盛标准酸的滴定管尖嘴部分有气泡未排除就开始滴定_； B、振荡时液体飞溅出来_； C、开始读标准酸时用仰视_； D、终点读标准酸时用俯视_； E、滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥_。【答案】A、偏大 B、偏小 C、偏小 D、偏小 E、无影响