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酸碱中和滴定


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酸碱中和滴定
适用学科 适用区域 知识点
高中化学 人教版适用地区 酸碱中和滴定 酸碱中和滴定误差分析 知识与技能:掌握一种新的定量测定的方法——中和滴定原理及方法; 了解实验数据处理的方法和重要性。 过程与方法:通过例题引入,了解中和滴定原理;

适用年级

高中二年级

r />课时时长 (分钟) 60

教学目标

通过手持技术演示实验了解中和滴定过程中溶液 pH 变化和指示剂使用原 理; 通过中和滴定实验演示了解实验操作过程。 情感态度价值观:通过实验培养学生的科学的态度和合作探究精神;

教学重点 教学难点

酸碱中和滴定的原理 滴定终点的判定

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教学过程
一、复习预习
酸、碱发生中和反应时,反应物间按一定的物质的量之比进行,基于此,可用滴定的方法确 定未知酸或碱的浓度。 对于反应: HA 1mol C(HA).V(HA) + BOH====BA+H2O 1mol C(BOH).V(BOH)

即可得 C(HA).V(HA)=== C(BOH).V(BOH)

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二、知识讲解
考点 1 酸碱中和滴定原理
1.酸碱中和滴定概念: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) 的方法叫做酸碱中和滴定。 2.滴定的原理:n 元酸与 n′元碱恰好完全中和时:nc 酸 V 酸=n′c 碱 V 碱。如果用 A 代表一元酸,用 B 代表一元碱,可以利用下列关系式来计算未知碱(或酸)的物质的量浓度: cB=cAVA/VB。 3.酸碱中和滴定的关键:准确测定参加反应的两种溶液的体积,以及准确判断中和反应是 否恰好进行完全。

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考点 2 酸碱中和滴定实验
1.实验仪器:pH 计、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、滴定管夹、量筒、铁架台。 2.实验药品:标准液、待测液、指示剂。 3.滴定管的使用

①检查是否漏水 ②洗涤:先水洗,再用待装液润洗2-3次 ③排气泡,调液面:先装入液体至“0”刻度以上2-3厘米处,排净气泡后调整液面到“0” 或“0”以下,记下刻度,注意平视不能仰视或俯视 ④滴液:左手握住滴定管活塞(或挤压玻璃球)右手摇动锥形瓶,眼睛注视着锥形瓶颜色的 变化酸式滴定管的用法 4.酸碱中和滴定终点的确定 ①常用指示剂的变色范围 酸色 甲基橙 石蕊 酚酞 中间色 碱色

红色3.1——橙色——4.4黄色 红色5.0——紫色——8.0蓝色 无色8.2——粉红色——10红色

②指示剂的选择原则 a.常用中和滴定指示剂酚酞、甲基橙 b.指示剂的 pH 变色范围尽可能接近中和时的 pH c.颜色变化明显 ③指示剂的用量2—3滴 ④滴定终点确定 指示剂的选择: 强酸滴定弱碱 选甲基橙

甲基橙: (红)-3.1~橙色~4.4-(黄) 强碱滴定弱酸 选酚酞

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酞: (无)-8.2~粉红色~10.0-(红)

强酸滴定强碱 酚酞或甲基橙 5.在滴定终点前后,溶液的 pH 发生突跃。

[结论] ⑴在滴定终点前后,溶液的 pH 发生突跃。 ⑵酚酞的变色点落在溶液 pH 的突跃范围内。 ⑶按 pH 突跃范围内的体积计算,结果是可以达到足够的准确度。 6.实验步骤: (1)查:检查两滴定管是否漏水和堵塞; (2)洗:先用蒸馏水洗涤两滴定管,然后用所要盛装的酸碱润洗 2~3 遍; (3)盛、调:分别将酸、碱溶液注入酸、碱滴定管中,使液面位于滴定管刻度“0”以上 2~3 厘米处,并将滴定管固定在滴定管夹上,然后赶走滴定管内部气泡,调节滴定管中液面高度 处于某一刻度,并记下读数。 (4)取:从碱式滴定管中放出 25.00 mL 氢氧化钠溶液于锥形瓶中,滴入 2 滴酚酞试液,将锥 形瓶置于酸式滴定管下方,并在瓶底衬一张白纸。 (5)滴定:左手控制酸式滴定管活塞,右手拿住锥形瓶瓶颈,边滴入盐酸,边不断摇动锥形 瓶,眼睛始终注意锥形瓶内溶液颜色变化。 (6)记:当看到加一滴盐酸时,锥形瓶中溶液红色突变为无色时,停止滴定,且半分钟内不 恢复原来的颜色,准确记下盐酸读数,并准确求得滴定用去的盐酸体积。 (7)算:整理数据进行计算。 根据 cB=cAVAVB 计算。 注意事项:酸碱滴定管的选择

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考点 3 酸碱中和滴定误差分析
中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当,读数不准等,分析误差要根据计算式分 析,c 待测=c 标准?V 标准 V 待测,当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时,c 标准、V 待测均 为定值,c 待测的大小取决于 V 标准的大小。 下列为不正确操作导致的实验结果偏差: (1)仪器洗涤 ①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);③碱 式滴定管水洗后,未润洗(偏低);④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。 (2)量器读数 ①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高); ②滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低)如图所示; ③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。 (3)操作不当 ①酸式滴定管漏液(偏高);②滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定过程中气泡变小 (偏 高);③滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低);④滴定过程中,锥形瓶内加 少量蒸馏水(无影响); ⑤用甲基橙作指示剂进行滴定时,溶液由橙色变红色时停止滴定 (偏 高);⑥用甲基橙作指示剂,溶液由黄色变橙色,5 s 后又褪去(偏低)。

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三、例题精析
【例题 1】下列溶液一定呈中性的是(
A.c(H )=c(OH )=10 B.pH=7 的溶液 C.使石蕊试液呈紫色的溶液 D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
+ - -6

)

mol/L 的溶液

【答案】A 【解析】溶液呈中性,则 c(H )=c(OH ),A 项正确;如果升高温度,水的 KW 增大,pH=7 的溶液则会显碱性,故 B 项不正确;C 项中溶液可显弱酸性或弱碱性;D 项中生成的正盐如 果能够水解,则溶液不呈中性。
+ -

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【例题 2】室温下,将 1.000 mol/L 盐酸滴入 20.00 mL1.000 mol/L 氨水中,溶液 pH 和温度
随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是( + - A.a 点由水电离出的 c(H )=1.0× 10 14 mol/L B.b 点:c(NH4 )+c(NH3· H2O)=c(Cl ) C.c 点:c(Cl )=c(NH4 ) D.d 点后,溶液温度略下降的主要原因是 NH3· H2O 电离吸热
- + + -

)

【答案】C 【解析】 :本题考查电解质溶液中的离子浓度关系,意在考查学生对化 学图像的分析能力及 对酸碱中和滴定和混合溶液中离子浓度关系的掌握情况。a 点即是 1.000 mol/L 的氨水, NH 3· H2O 是弱电解质,未完全电离,c(OH )<1 mol/L,水电离出的 c(H )>1.0× 10
- + -14

mol/L,

A 项错误;b 点处,加入盐酸的体积未知,不能进行比较,B 项错误;c 点溶液显中性,即 c(OH )=c(H ),结合电荷守恒关系:c(OH )+c(Cl )=c(H )+c(NH4 ),有 c(Cl )=c(NH4 ), C 项正确;d 点后,溶液温度下降是由于加入的冷溶液与原溶液发生热传递,D 项错误。
- + - - + + - +

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【例题 3】称取一定质量的 NaOH 来测定未知浓度的盐酸时(NaOH 放在锥形瓶内,盐酸放
在滴定管中)。用 A.偏高;B.偏低;C.无影响;D.无法判断,填写下列各项操作会给实验造 成的误差。 (1)称量固体 NaOH 时,未调节天平的零点( ) )

(2)将 NaOH 放入锥形瓶中加水溶解时,加入水的体积不准确( (3)滴定管装入盐酸前未用盐酸洗( ) )

(4)开始滴定时,滴定管尖端处有气泡,滴定完毕气泡排出(

(5)滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下,结束时初读数按 0 计算( (6)在滴定过程中活塞处漏液( ) )

)

(7)摇动锥形瓶时,因用力过猛,使少量溶液溅出( (8)滴定前读数时仰视,滴定完毕读数时俯视( )

【答案】 (1)D (2)C (3)B

(4)B

(5)A

(6)B

(7)A

(8)A

【解析】 (1)称量固体 NaOH 时,未调节天平零点,不能确定称量结果是偏大还是偏小, 故选 D。(2)锥形瓶内是否含水或加多少水并不影响 NaOH 与 HCl 的中和反应。(3)滴定管中 装盐酸前未润洗相当于将待测液稀释了,导致测定结果偏低。 (4)滴定前有气泡,滴定后无 气泡,相当于待测液比实际用量多了,导致结果偏低。(5)读出的数据比实际值小,导致结 果偏大。(6)滴定过程中漏液使读出的待测液的体积比实际消耗量多,导致结果偏低。(7)摇 动锥形瓶时,用力过猛,使少量液体溅出,致使一部分 NaOH 未被中和,消耗待测液体积 减小,使测定结果偏高。(8)读出的数据比实际值偏小,使结果偏高。

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四、课堂运用
【基础】
下列指示剂的选择不正确的是( )

(已知:I2+2Na2S2O3) 2NaI+Na2S4O6 标准溶液 待测溶液 指示剂 A HCl NaOH 甲基橙 B NaOH HCl 酚酞 C I2 Na2S2O3 淀粉 D KMnO4 Na2SO3 酚酞

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【答案】 D 【解析】强酸与强碱滴定时,甲基橙或酚酞均可以,但一般强酸滴定强碱时用甲基橙,反之 用酚酞,A、B 均正确;据 I2 遇淀粉变蓝可检验 I2,C 正确;D 项中 KMnO4 本身有颜色, 无需再用其他指示剂,D 不正确。

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【巩固】
用标准盐酸测定未知浓度的氢氧化钠溶液,下列操作导致结果偏低的是( ①锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用待测液润洗 2~3 次 ②滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失 ③滴定前仰视读数,滴定后平视读数 ④摇动锥形瓶时,有少量液体溅出 ⑤滴定时,锥形瓶里加入少量蒸馏水稀释溶液 A.③ B.④⑤ C.①②③ D.③④ )

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【答案】 D 【解析】①中相当于向锥形瓶中事先加入了一部分 NaOH,会多耗用盐酸,导致结果偏高; ②中气泡体积充当了标准盐酸,导致 V(HCl)偏大,结果偏高;③中滴定前仰视使 V(HCl)初 偏大, 则Δ V(HCl)=V(HCl)末-V(HCl)初偏小, 结果偏低; ④中使 NaOH 溅出, 则使 V(HCl) 偏小,结果偏低;⑤对结果无影响,综合分析,选 D。

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【拔高】
用 0.1 mol?L-1 NaOH 溶液滴定 0.1 mol?L-1 的盐酸,如果达到滴定终点时不慎多加了 1 滴 NaOH 溶液(1 滴溶液体积约为 0.05 mL)继续加水至 50 mL,所得溶液 pH 是( A.4 B.7.2 C.10 D.11.3 )

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【答案】 C 【解析】 本题是以酸碱中和滴定为素材设计的题目,涉及到溶液中 OH-、H+、pH 的计 算,考查学生的计算能力。用 0.1 mol?L-1 的 NaOH 溶液滴定 0.1 mol?L-1 的盐酸,滴定 到终点时溶液呈中性。多加 1 滴 NaOH 溶液(1 滴溶液体积为 0.05 mL),加水至 50 mL,此 时溶液中 c(OH-)=0.1 mol?L-1×0.05 mL50 mL=1×10-4 mol?L-1 =1.0× 10-141× 10-4=1× 10-10 pH=10 即选项 C 正确。 OH- c(H+)=1.0× 10-14c mol?L-1

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课程小结
中和滴定要注意指示剂的选择,而且要尽量按要求操作减小误差,中和滴定前,必须用 滴定液多次润洗滴定管, 以确保溶液的浓度不被剩余在滴定管中的水稀释变小; 加入指示剂 的量控制在2滴~3滴, 以避免指示剂消耗酸或碱; 临近终点时, 滴液要慢, 至指示剂变色 “不 立即”褪去或变为原色即为终点,避免过量。重视测定结果的复核。即重复实验测定2次以 上,取实验平均值。根据计算公式,求出计算值。

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课后作业
【基础】
下列实验操作不会引起误差的是( )

A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶 B.酸碱中和滴定时,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液 C.用 NaOH 标准溶液测定未知浓度的盐酸溶液时,选用酚酞作指示剂,实验时不小心多加 了几滴 D.用标准盐酸测定未知浓度 NaOH 结束实验时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,开始实验时 无气泡

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【答案】 C 【解析】 A:锥形瓶一定不要用待测液润洗,否则使待测液的量偏大,消耗标准液的体积 偏大从而使所测浓度偏大。 B: 冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液, 还是量取待测溶液, 都必须用待装溶液润洗 2~ 3 次,否则会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度偏小,影响结果。 C:在滴定过程中,指示剂略多加了几滴,一般不影响实验结果,因为指示剂不会改变反应 过程中酸和碱的物质的量。 D:开始实验时酸式滴定管中无气泡,结束实验时有气泡,会导致所读取的 V(HCl)偏小,依 据 V(HCl)?c(HCl)=V(NaOH)?c(NaOH),使所测的 c(NaOH)偏小。.

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【巩固】
某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的 NaOH 溶液时,选择甲基橙 作指示剂。请填写下列空白: (1)用标准的盐酸滴定待测的 NaOH 溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶, 眼睛注视________,直到因加入一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并______为止。 (2)下列操作中可能使所测 NaOH 溶液的浓度数值偏低的是( A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸 B.滴定前盛放 NaOH 溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥 C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失 D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数 (3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为________mL,终 点读数为________mL,所用盐酸溶液的体积为________mL。 (4)某学生根据 3 次实验分别记录有关数据如下表: 滴定次数 待测 NaOH 溶液的体积/mL 0.100 0 mol?L-1 盐酸的体积/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 溶液体积/mL 第一次 25.00 0.00 26.11 26.11 第二次 25.00 1.56 30.30 28.74 第三次 25.00 0.22 26.31 26.09 依据上表数据列式计算该 NaOH 溶液的物质的量浓度。 )

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【答案】(1)锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不变色 (2)D (3)0.00 26.10 26.10 (4)V=26.11 mL+26.09 mL2=26.10 mL,c(NaOH)=0.100 0 mol?L-1×26.10 mL25.00 mL =0.104 4 mol?L-1aq]。 欲求 c(NaOH),须先求 V[(HCl)aq]再代入公式;进行误差分析时,要考虑实际操作对每一个 量即 V[(HCl)aq]和 V[(NaOH)aq]的影响,进而影响 c(NaOH)。 V[ HCl NaOH aq]V[ HCl

【解析】 在求 c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式:c(NaOH)=c (1)考查酸碱中和滴定实验的规范操作。 (2)考查由于不正确操作引起的误差分析。滴定管未用标准盐酸润洗,内壁附着一层水,可 将加入的盐酸稀释,消耗相同量的碱,所需盐酸的体积偏大,结果偏高;用碱式滴定管取出 的待测 NaOH 溶液的物质的量一旦确定, 倒入锥形瓶后, 水的加入不影响 OH-的物质的量, 也就不影响结果;若排出气泡,液面会下降,故读取 V 酸偏大,结果偏高;正确读数(虚线 部分)和错误读数(实线部分)如图所示。 (3)读数时,以凹液面的最低点为基准。 (4)先算出耗用标准酸液的平均值 V=26.11 mL+26.09 mL2=26.10 mL(第二次偏差太大,舍去)。c(NaOH)=0.1000 mol?L-1 ×26.10 mL25.00 mL=0.104 4 mol?L-1。

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【拔高】
氧化还原滴定实验与中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或 反之)。 现有 0.001 mol?L-1KMnO4 酸性溶液和未知浓度的无色 NaHSO3 溶液。反应离子方程式是 2MnO-4+5HSO-3+H+===2Mn2++5SO2-4+3H2O 填空完成问题: (1)该滴定实验所需仪器有下列中的________。 A.酸式滴定管(50 mL) B.碱式滴定管(50 mL) C.量筒(10 mL) D.锥形瓶 E.铁架 台 F.滴定管夹 G.烧杯 H.白纸 I.胶头滴管 J.漏斗 (2)不用________(酸、碱)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因 ________________________________________________________________________。 (3)选何种指示剂,说明理由______________________________________________。 (4)滴定前平视 KMnO4 液面,刻度为 a mL,滴定后俯视液面刻度为 b mL,则(b-a) mL 比 实际消耗 KMnO4 溶液体积______(多、少)。根据(b-a)mL 计算得到的待测浓度,比实际浓 度______(大、小)。

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【答案】(1)A、B、D、E、F、G、H (2)碱 KMnO4 溶液能把橡胶管氧化 (3)不用指示剂,因为 KMnO4 被还原剂还原成 Mn2+,紫红色褪去,所以不需要指示剂 (4)少 小 【解析】 (1)(2)酸性 KMnO4 具有强氧化剂,要放在酸式滴定管中,取用待测 NaHSO3 溶 液要用碱式滴定管,再根据滴定所需的仪器可选出正确答 案。 (3)酸性 KMnO4 被还原为 Mn2+后由紫色变为无色。 (4)俯视读得的数值偏小。


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