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

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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(diǎn)梳理】 要點(diǎn)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(lái)測(cè)定未知物質(zhì)的量濃度的堿（或酸）的實(shí)驗(yàn)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(cè)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(cè)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(guò)多，會(huì)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(shí)，滴定終點(diǎn)前后溶液的顏色改變：顏色變化對(duì)比明顯。 如強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和滴定，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，pH變化范圍很大，可用酚酞，也可用甲基橙；強(qiáng)酸滴定弱堿，恰好完全反應(yīng)時(shí)，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(qiáng)堿滴定弱酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)，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(duì)比不明顯，且變色范圍較大。 要點(diǎn)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(tái)、滴定管夾、燒杯、錐形瓶等。 ②試劑。標(biāo)準(zhǔn)溶液、待測(cè)溶液、指示劑、蒸餾水。 2、準(zhǔn)備過(guò)程。 ①滴定管的使用： a．檢驗(yàn)酸式滴定管是否漏水（堿式滴定管同樣檢驗(yàn)）。 b．洗凈滴定管后要用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)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(cè)液潤(rùn)洗。 要點(diǎn)詮釋：（1）錐形瓶不能用待測(cè)液潤(rùn)洗，潤(rùn)洗后，瓶?jī)?nèi)壁會(huì)附著一定量的待測(cè)液。 （2）在滴定過(guò)程中，錐形瓶中液體用水沖稀，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)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(rùn)洗，否則裝入的液體會(huì)被稀釋，影響結(jié)果。 3、實(shí)驗(yàn)步驟（以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)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(cè)堿液各潤(rùn)洗2～3次，潤(rùn)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(diǎn)時(shí)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(diǎn)。滴定時(shí)應(yīng)左手控制活塞，右手搖動(dòng)錐形瓶（如圖），兩眼注視錐形瓶中顏色的變化。 ⑤計(jì)算：定量測(cè)定時(shí)，只有多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)才能排除偶然因素，減少實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(cè)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(shí)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(lái)，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(cè)NaOH溶液為例）： 步驟 操作 c(NaOH) 洗滌 未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管 偏高 錐形瓶用待測(cè)溶液潤(rùn)洗 偏高 未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗取待測(cè)液的滴定管 偏低 錐形瓶洗凈后瓶?jī)?nèi)還殘留有蒸餾水 無(wú)影響 滴定 滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡 偏高 滴定過(guò)程中振蕩有液滴濺出 偏低 滴定時(shí)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(diǎn)詮釋：讀數(shù)誤差可以用畫圖的形式來(lái)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(shí)使眼睛和液面凹面最低點(diǎn)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(diǎn)四、實(shí)驗(yàn)測(cè)定酸堿反應(yīng)曲線。 實(shí)驗(yàn)原理： 在酸堿反應(yīng)過(guò)程中，溶液的pH會(huì)發(fā)生變化，對(duì)于強(qiáng)酸強(qiáng)堿的反應(yīng)，開始時(shí)由于被中和的酸或堿濃度較大，加入少量的堿或酸對(duì)其pH的影響不大。當(dāng)反應(yīng)接近反應(yīng)終點(diǎn)（pH≈7）時(shí)，很少量（一滴，約0.04 mL）的堿或酸就會(huì)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(diǎn)詮釋：酸堿反應(yīng)曲線是以酸堿混合過(guò)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(guò)程中溶液pH的變化情況，其中酸堿反應(yīng)終點(diǎn)附近的pH突變情況，對(duì)于定量測(cè)定堿或酸的濃度實(shí)驗(yàn)中如何選擇合適的酸堿指示劑具有重要意義。 附：參考實(shí)驗(yàn)記錄表： HCl溶液滴定NaOH溶液過(guò)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(shuō)明：此處pH的測(cè)定使用pH計(jì)，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(cè)定某H2SO4溶液的濃度，參考下圖，從下表中選出正確選項(xiàng)（ ） 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(qiáng)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(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸用酚酞指示劑，強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿用甲基橙或酚酞指示劑。當(dāng)指示劑可以有多種選擇時(shí)，選擇的指示劑最好是到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)由淺變深發(fā)生變化。中和滴定時(shí)，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(cè)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(cè)溶液的濃度。 【點(diǎn)撥】在中和滴定實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)要求相符合（指示劑變色范圍在終點(diǎn)pH突變范圍之內(nèi)，滴定管不過(guò)大或過(guò)?。┘纯伞? 舉一反三： 【變式1】用NaOH溶液滴定鹽酸時(shí)，由于滴定速率太快，當(dāng)混合溶液變紅時(shí)，不知NaOH是否過(guò)量，判斷它是否過(guò)量的方法是（ ）。 A．加入5 mL鹽酸進(jìn)行滴定 B．返滴一滴待測(cè)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(shí)驗(yàn)室常利用甲醛法測(cè)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(shí)，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(shí)驗(yàn)： 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(diǎn)。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(cè)得樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________（填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”）。 ②錐形瓶用蒸餾水洗滌后，水未倒盡，則滴定時(shí)用去NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積________（填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”）。 ③滴定時(shí)邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察________。 A．滴定管內(nèi)液面的變化 B．錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化 ④滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，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(cè)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(wú)影響 ③B ④無(wú) 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(rùn)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(cè)定結(jié)果偏高；②錐形瓶洗滌后水未倒盡，對(duì)消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積無(wú)影響；③滴定時(shí)眼睛應(yīng)注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液的顏色變化；④酚酞遇酸性物質(zhì)顯無(wú)色，遇堿性物質(zhì)顯粉紅色（或紅色），故終點(diǎn)時(shí)應(yīng)由無(wú)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(diǎn)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(shí)，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(wú)明顯變化時(shí)，也要選擇合適的指示劑指示終點(diǎn)。 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(cè)燒堿，下列錯(cuò)誤操作將對(duì)c(堿)有何影響？（用“偏高”“偏低”或“無(wú)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(shí)液體飛濺出來(lái)________； C、開始讀標(biāo)準(zhǔn)酸時(shí)用仰視________； D、終點(diǎn)讀標(biāo)準(zhǔn)酸時(shí)用俯視________； E、滴定前盛放NaOH溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒(méi)有干燥________。 【答案】A、偏大 B、偏小 C、偏小 D、偏小 E、無(wú)影響