化學魯科版選修4課件：第3章 第4節(jié) 第2課時離子反應的應用

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歡迎進入化學課堂 第2課時離子反應的應用 1 了解常見陰離子和陽離子的檢驗方法 2 理解利用酸堿中和滴定法測定強酸 強堿溶液濃度的原理和方法 3 通過離子反應在生產(chǎn)生活中的廣泛應用 使學生體會化學在人類生產(chǎn) 生活中的作用和貢獻 一 物質(zhì)檢驗與含量測定1 離子的檢驗可利用離子的來檢驗一些常見離子 特征反應 有黃色不溶于HNO3的沉淀 生成血紅色溶液 Ag I AgI Fe3 3SCN Fe SCN 3 2 測定溶液中離子的濃度 1 沉淀法 重量法 一定體積含待測定離子的溶液求得待測離子濃度 2 氧化還原滴定法可利用原理 用已知準確濃度的離子通過來測定未知濃度離子的濃度 3 中和滴定法讓已知標準濃度的酸 或堿 與未知濃度的堿 或酸 恰好反應 通過測恰好中和時來計算未知溶液的濃度 得沉淀 氧化還原反應 消耗標準液的體積 滴定 開放探究 進行酸堿中和滴定時 如何選擇酸堿指示劑 提示 強酸強堿相互滴定 由于生成的鹽溶液顯中性 可選擇酚酞或甲基橙作指示劑 強酸弱堿相互滴定 由于生成的鹽溶液顯酸性 應選擇甲基橙作指示劑 強堿弱酸相互滴定 由于生成的鹽溶液顯堿性 應選擇酚酞作指示劑 二 用于物質(zhì)制備與純化1 物質(zhì)的制備 1 氯堿工業(yè) 填離子方程式 下同 2 實驗室制取CO2 CaCO3 2H Ca2 CO2 H2O 2 物質(zhì)的純化 1 制高純度氯化鈉 除去其中少量的 2 軟化硬水 除去或降低的濃度 3 除去污水中的重金屬離子 將其轉(zhuǎn)化為而除去 Ca2 Mg2 SO42 Ca2 Mg2 沉淀 三 生活中常見的離子反應1 胃酸過多的治療 1 服用小蘇打片離子方程式為 2 服用胃舒平離子方程式為 2 硬水的形成及軟化 1 含義 硬水 含有較多的水 暫時硬水 含有較多的水 HCO3 H H2O CO2 Al OH 3 3H Al3 3H2O Ca2 Mg2 Ca HCO3 2 Mg HCO3 2 2 形成 暫時硬水 離子方程式為 3 軟化方法 加熱法 加沉淀劑法 在硬水中加入等沉淀劑的離子方程式為 CaCO3 CO2 H2O Ca2 2HCO3 MgCO3 CO2 H2O Mg2 2HCO3 Ca2 2HCO3 CaCO3 CO2 H2O Mg2 2HCO3 MgCO3 CO2 H2O Na2CO3 Ca2 CO32 CaCO3 Mg2 CO32 MgCO3 1 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堿式滴定管解析 量筒的精確度為0 1mL KMnO4溶液具有強氧化性 對橡膠有腐蝕作用 所以必須用酸式滴定管量取 答案 C 解析 膠體不是沉淀 A項錯 C項明顯氧原子不守恒 D項得失電子不守恒 答案 B 3 下列幾種情況 對中和滴定結果無影響的是 A 滴定管用蒸餾水洗后注入標準液B 滴定管尖端未充滿液體C 滴定管中標準液在零刻度以上D 盛未知濃度溶液的錐形瓶中有少量蒸餾水解析 A中應用標準液潤洗 否則濃度下降 消耗標準液多 B中致使起始讀數(shù)偏大 C中零刻度以上的液體體積無法讀出 蒸餾水的存在并不影響待測液的量 故不影響測定結果 答案 D 一 常見離子的檢驗1 常見陽離子的檢驗 1 常規(guī)檢驗法 用NaOH溶液能檢驗出Cu2 Fe3 Fe2 Al3 NH4 焰色反應用焰色反應可檢驗出溶液中的K 和Na 2 特殊檢驗法 2 常見陰離子的檢驗 1 對離子進行檢驗時需排除干擾物的影響 如用Ba2 檢驗SO42 應排除CO32 SO32 等的干擾 2 反應要有明顯的外部特征 如溶液顏色的改變 沉淀的生成或溶解 氣體的產(chǎn)生等 3 物質(zhì)檢驗的一般步驟為 各取少許 溶解 加入試劑 必要的操作 描述現(xiàn)象 得出結論 有一瓶澄清的溶液 其中可能含有NH4 K Na Mg2 Ba2 Al3 Fe3 Cl I NO3 CO32 SO42 取該溶液進行以下實驗 取pH試紙檢驗 表明溶液呈強酸性 取少許溶液 加入少量CCl4及數(shù)滴新制氯水 經(jīng)振蕩后CCl4層呈紫紅色 另取溶液少許 加入NaOH溶液使溶液由酸性逐漸變?yōu)閴A性 整個操作過程均無沉淀產(chǎn)生 取 的溶液少許 加入Na2CO3溶液有白色沉淀生成 若將 的溶液加熱有氣體放出 該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍 根據(jù)上述實驗事實確定該溶液中 1 肯定存在的離子有 2 不能確定是否存在的離子有 3 取 的上層溶液做焰色實驗 火焰呈黃色 填 能 或 不能 證明原溶液中含有Na 由實驗 知溶液中一定無CO32 由實驗 知溶液中一定含有I 同時知Fe3 NO3 一定不存在 由實驗 知溶液中一定無Mg2 和Al3 再由實驗 知溶液中一定含有Ba2 同時知溶液中一定無SO42 由實驗 知溶液中含有NH4 故溶液中一定存在NH4 Ba2 I 一定不存在Mg2 Al3 Fe3 NO3 CO32 SO42 不能確定的是Na K Cl 因在實驗 中加入Na2CO3溶液 盡管焰色反應呈黃色 但仍無法判斷原溶液中是否存在Na 答案 1 NH4 Ba2 I 2 Na K Cl 3 不能 規(guī)律方法 鑒別 鑒定 推斷的異同點 1 對某酸性溶液 可能含有Br SO42 H2SO3 NH4 分別進行如下實驗 加熱時放出的氣體可以使品紅溶液褪色 加堿調(diào)至堿性后 加熱時放出的氣體可以使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍 加入氯水時 溶液略顯黃色 再加入BaCl2溶液 產(chǎn)生的白色沉淀不溶于稀硝酸對于下列物質(zhì)不能確認其在原溶液中是否存在的是 A Br B SO42 C H2SO3D NH4 解析 在酸性溶液中存在大量H 分析條件 加熱產(chǎn)生的氣體使品紅褪色 則該氣體具有漂白性或強氧化性 結合題目條件 該氣體為SO2 則原液一定含H2SO3 能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體只有NH3 則原液一定含NH4 加入氯水顯黃色 則原液一定有Br 生成Br2使水溶液呈現(xiàn)顏色 由于H2SO3 Cl2 H2O H2SO4 2HCl 則無法確定產(chǎn)生BaSO4的SO42 的來源 答案 B 二 酸堿中和滴定1 滴定管的結構和使用 1 刻度 以25mL規(guī)格為例 滴定管上標有溫度 20 和刻度 刻度共25大格 每大格為1mL 每大格分為10小格 每小格為0 1mL 因此能讀至0 01mL 估讀1位 0 刻度在上 25 刻度在下 在 0 以上至管口和 25 以下至尖嘴均無刻度 2 滴定管盛裝試劑要求酸式滴定管不能裝堿液 水解呈堿性的鹽溶液及氫氟酸 堿式滴定管不能裝酸性溶液或高錳酸鉀等強氧化性物質(zhì)的溶液 橡膠易被腐蝕 2 中和滴定操作 以標準鹽酸滴定待測氫氧化鈉溶液為例 1 滴定前的準備 查漏 檢查滴定管的活塞是否靈活 滴定管是否漏水 洗滌 酸式 堿式滴定管 錐形瓶依次用自來水 蒸餾水洗滌干凈 潤洗 用待盛溶液將酸式 堿式滴定管潤洗2 3次 以保證裝入溶液時不改變?nèi)芤旱臐舛?裝液 溶液裝入酸式 堿式滴定管中 所裝溶液調(diào)至 0 刻度上方2 3cm處 排氣 調(diào)節(jié)活塞 或擠壓玻璃球 趕走氣泡使滴定管尖嘴部分充滿溶液 調(diào)液面 使液面處于 0 刻度或 0 刻度以下某一刻度處 讀數(shù) 讀數(shù)時視線應與溶液凹液面最低處相平 記錄刻度 保留兩位小數(shù) 2 滴定 用堿式滴定管 或移液管 取一定體積的待測液于錐形瓶中 并滴入2 3滴酚酞試劑 把錐形瓶放在墊有一張白紙的酸式滴定管下面 用左手控制活塞 右手不斷旋轉(zhuǎn)振蕩錐形瓶 眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化及滴定流速 當溶液變至無色且半分鐘內(nèi)不再恢復紅色 記下刻度 3 數(shù)據(jù)處理按上述操作重復2 3次 求出標準鹽酸體積的平均值 計算待測液濃度 1 常用的酸堿指示劑及變色范圍 2 進行數(shù)據(jù)處理時 若出現(xiàn)某組數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)差別較大 則剔除該組數(shù)據(jù) 閱讀下列實驗內(nèi)容 根據(jù)題目要求回答問題 某學生為測定未知濃度的硫酸溶液 實驗如下 用1 00mL待測硫酸配制100mL稀硫酸溶液 以0 14mol L 1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25 00mL 滴定終止時消耗NaOH溶液15 00mL 1 該學生用標準0 14mol L 1NaOH溶液滴定硫酸的實驗操作如下 A 用酸式滴定管取稀硫酸25 00mL 注入錐形瓶中 加入指示劑B 用待測液潤洗酸式滴定管C 用蒸餾水洗干凈滴定管D 取下堿式滴定管用標準的NaOH溶液潤洗后 將標準液注入堿式滴定管 0 刻度以上2cm 3cm處 再把堿式滴定管固定好 調(diào)節(jié)液面至刻度 0 或 0 刻度以下E 檢查滴定管是否漏水F 另取錐形瓶 再重復操作一次 G 把錐形瓶放在滴定管下面 瓶下墊一張白紙 邊滴邊搖動錐形瓶直至滴定終點 記下滴定管液面所在刻度 滴定操作的正確順序是 用序號填寫 該滴定操作中應選用的指示劑是 在G操作中如何確定終點 2 堿式滴定管用蒸餾水潤洗后 未用標準液潤洗導致滴定結果 填 偏小 偏大 或 無影響 3 配制準確濃度的稀硫酸溶液 必須使用的主要容器是 4 如有1mol L 1和0 1mol L 1的NaOH溶液 應用 mol L 1的NaOH溶液 原因是 5 用標準NaOH溶液滴定時 應將標準NaOH溶液注入 選填 甲 或 乙 中 6 觀察堿式滴定管讀數(shù)時 若滴定前仰視 滴定后俯視 則結果會導致測得的稀硫酸溶液濃度測定值 填 偏大 偏小 或 無影響 思路點撥 解答本題應抓住以下兩點 1 一定要注意 滴定管的 0 刻度在上 它不同于量筒等儀器 2 分清酸式滴定管與堿式滴定管 中和滴定的指示劑以及滴定終點的判斷 結合產(chǎn)生誤差的原因分析誤差產(chǎn)生的情況 1 中和滴定的步驟為檢查 洗滌 潤洗 加液 滴定 故順序為ECDBAGF 指示劑可以使用酚酞 達到滴定終點時 溶液由無色變?yōu)闇\紅色 或粉紅色 且半分鐘不退去 2 若滴定管沒有用標準溶液潤洗 相當于溶液被稀釋 消耗的標準溶液體積就大 從而使測定結果偏大 3 配制100mL的溶液應選用100mL的容量瓶 4 進行滴定時 所用標準溶液濃度越稀 誤差就越小 故選用0 1mol L 1氫氧化鈉溶液 5 氫氧化鈉溶液應注入堿式滴定管乙中 6 當讀數(shù)時 開始仰視 會使讀數(shù)偏大 后來俯視 會使讀數(shù)偏小 計算出的體積會偏小 從而使測定結果偏小 答案 1 ECDBAGF 酚酞 溶液無色變?yōu)闇\紅色 或粉紅色 且半分鐘不退去 2 偏大 3 100mL容量瓶 4 0 1溶液濃度越稀 誤差就越小 5 乙 6 偏小 2 1 在滴定時能否選用石蕊作指示劑 為什么 還可以選用什么指示劑 2 在往錐形瓶中量取待測液時 為何不選用量筒 答案 1 指示劑應變色靈敏 即變色范圍窄 且易觀察 石蕊變色范圍較大且變色為紅 紫 藍不易觀察 故石蕊不用作酸堿滴定的指示劑 還可選用甲基橙 2 酸堿中和滴定實驗是精確的定量實驗 量筒是一個粗量器 可估讀到0 1mL 不能在中和滴定實驗中量取液體 應選用滴定管或移液管 精確到0 1mL 可估讀到0 01mL 1 如圖所示 在一支25mL的酸式滴定管中盛入0 1mol L 1的HCl溶液 其液面恰好在5mL刻度處 若把滴定管中的溶液全部放入燒杯中 然后以0 1mol L 1的NaOH溶液進行中和 則所需NaOH溶液的體積 A 大于20mLB 小于20mLC 等于20mLD 等于5mL 解析 滴定管下部無刻度線部分直至尖嘴底部均充滿溶液 因而把溶液全部放入燒杯中 其體積大于20mL 用等濃度的NaOH溶液中和 所需NaOH溶液的體積應大于20mL 應注意的是滴定管的量程小于滴定管的最大實際容量 答案 A 2 實驗室現(xiàn)有3種酸堿指示劑 其pH變色范圍如下 甲基橙 3 1 4 4石蕊 5 0 8 0酚酞 8 2 10 0用0 1000mol L 1NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液 反應恰好完全時 下列敘述中正確的是 A 溶液呈中性 可選用甲基橙或酚酞作指示劑B 溶液呈中性 只能選用石蕊作指示劑C 溶液呈堿性 可選用甲基橙或酚酞作指示劑D 溶液呈堿性 只能選用酚酞作指示劑 解析 氫氧化鈉與醋酸等物質(zhì)的量反應時 生成的醋酸鈉溶液呈堿性 選用在堿性條件下變色的指示劑酚酞為宜 答案 D 3 下列各組溶液 不用其他試劑 就可以將它們區(qū)別開的是 A 鹽酸 氫氧化鉀 硫酸鉀 碳酸鉀B 硝酸鈉 鹽酸 氯化銨 氫氧化鉀C 氯化鋇 氯化鈣 硫酸鉀 硝酸鉀D 氫氧化鉀 碳酸鉀 硫酸鋁 硫酸氫鉀解析 對各組溶液 分別采用兩兩混合法進行鑒別 D組中 Al2 SO4 3遇K2CO3產(chǎn)生白色沉淀并放出氣體 Al2 SO4 3與KOH滴加順序不同則現(xiàn)象不同 Al2 SO4 3與KHSO4不反應 答案 D 4 2010 浙江高考 某鈉鹽溶液中可能含有NO2 SO42 SO32 CO32 Cl I 等陰離子 某同學取5份此溶液樣品 分別進行了如下實驗 用pH計測得溶液的pH大于7 加入鹽酸 產(chǎn)生有色刺激性氣體 加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀 且放出有色刺激性氣體 加足量BaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 該沉淀溶于稀硝酸且放出氣體 將氣體通入品紅溶液 溶液不退色 加足量BaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 在濾液中加入酸化的 NH4 2Fe SO4 2溶液 再滴加KSCN溶液 顯紅色該同學最終確定在上述六種離子中僅含NO2 CO32 Cl 三種陰離子 請分析 該同學只需要完成上述哪幾個實驗 即可得出此結論 A B C D 解析 中加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀 可證明有Cl 無I 且放出有色刺激性氣體 可證明有NO2 中加足量BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀 該沉淀溶于稀硝酸 可證明無SO42 和SO32 產(chǎn)生不能使品紅溶液退色的氣體 可證明有CO32 故選B 答案 B 5 2011 榆林高二質(zhì)檢 某同學用中和滴定法測定某燒堿的純度 實驗過程如下 1 配制待測液 稱取4 1g固體燒堿樣品 雜質(zhì)不與酸反應 配制成250mL溶液 2 滴定 用 量取10 00mL待測液 向錐形瓶中加入幾滴酚酞 用0 2010mol L 1標準鹽酸滴定待測燒堿溶液 邊滴邊搖動錐形瓶 眼睛注視 直到 時停止滴定 3 數(shù)據(jù)處理計算燒堿的純度為 答案 2 堿式滴定管 錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化溶液紅色褪去 3 98 05 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全