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1、课题二 物质含量的测定,第1课时 酸碱中和滴定法,1.初步掌握天平、酸度计等仪器的使用方法。 2.认识定量分析在化学研究中的重要作用,能根据误差分析的原理对实验数据进行简单分析。,一,二,一、实验原理 酸碱中和滴定指的是用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。其原理是在酸碱中和反应中,使用一种已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液与未知浓度的碱(或酸)溶液完全中和,测出二者所用的体积,根据化学方程式所表示的酸碱之间的计量关系,可以算出未知浓度的碱(或酸)的物质的量浓度。 完成中和滴定实验的两个关键问题: 1.准确测定参加中和反应的酸、碱溶液的体积。这就要求用精确度较高的仪
2、器来量取溶液的体积,如用酸碱滴定管、移液管量取酸、碱溶液的体积。 2.准确判断中和反应是否恰好完全反应。这需要选择适当的酸碱指示剂,通过颜色变化指示反应恰好完成。,一,二,二、操作步骤 1.中和滴定前的准备工作 滴定管的检漏洗涤润洗装液读数。 2.酸碱指示剂的选择 (1)滴定至酸碱恰好完全中和时称达到滴定终点。需选用变色明显,变色范围的pH与恰好中和时的pH相吻合的酸碱指示剂。 (2)强酸与强碱的中和反应通常选用甲基橙或酚酞作指示剂。 3.中和滴定操作 操作步骤可简单概括为:左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视溶液颜色变化,滴速先快后慢,接近终点时,一滴一摇,直至因加入一滴后,溶液刚好出现
3、颜色变化,且在半分钟内不改变,即达到滴定终点,准确读出溶液体积。再重复两次同样的滴定操作。,一,二,4.实验结果处理 取3次测定的标准液体积的平均值,进行计算。计算时保留的有效数字要与仪器的精确度相符合。 滴定终点是否为恰好中和点?此时溶液pH是否一定为7? 提示:滴定终点不一定是恰好中和点,此时pH也不一定为7。,一,二,三,一、滴定管的使用及注意事项 1.滴定管的使用 (1)准备工作。 检:滴定管使用前必须检查是否漏水,活塞是否转动灵活。 洗涤:使用前将滴定管洗涤干净。 润洗:关闭活塞,从滴定管上口倒入少量所要盛装的溶液,并使滴定管缓慢倾斜转动,使溶液润湿整个滴定管内壁。 装液:向滴定管中
4、注入溶液至“0”刻度以上23 mL处。 调液面:若滴定管尖嘴部分有气泡,应快速放液,赶走气泡,调整液面到“0”刻度或“0”刻度以下某个合适刻度。,一,二,三,(2)滴定:对于酸式滴定管,用左手控制滴定管的活塞,轻轻转动活塞使液体滴下;对于碱式滴定管则要轻轻挤压玻璃球使液体滴下。 (3)数据记录与处理:滴定管容易操作,易于控制所滴加液体流量,读数精确;两次读数之差为所取标准酸液或碱液的体积。 2.注意事项 (1)滴定管的优点是易于控制所滴加液体流量、读数比较精确,精确度取到小数点后两位,如:24.00 mL、23.38 mL,最后一位是估读值。 (2)中和滴定中使用的滴定管分酸式和碱式两种,使用
5、时不能混用。酸式滴定管可用于盛酸性或具有强氧化性的溶液,碱式滴定管用于盛装碱性溶液。,一,二,三,(3)滴定管在装液前要润洗,否则会引起误差。 (4)要注意滴定管的刻度,“0”刻度在上,往下越来越大,全部容积大于它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。滴定时,所用溶液不得超过最低刻度,不得一次滴定使用两支滴定管(酸式或碱式),也不得中途向滴定管中添加试剂。,一,二,三,二、指示剂的选用及滴定终点的判断 1.选用指示剂 要求:变色要明显、灵敏,且指示剂的变色范围要尽可能与恰好完全反应时的pH接近。因此: (1)强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。 (2)若反应生成强酸弱碱盐,溶液呈酸性,则选
6、用酸性变色范围的指示剂(甲基橙);若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)。 (3)石蕊溶液因颜色变化不明显(紫色与蓝色不易辨别),且变色范围过宽,一般不作酸碱滴定的指示剂。 (4)常用的指示剂本身多是弱酸或弱碱。如石蕊、酚酞和甲基橙是比较复杂的有机酸。中和滴定时指示剂的用量不可过多,一般用23滴为宜。,一,二,三,2.滴定终点的判断(滴入最后一滴标准液,溶液变色后,半分钟内不复原),一,二,三,三、酸碱中和滴定操作中应注意的事项 1.在酸式滴定管内注入已知浓度的盐酸标准液至“0”刻度以上23 mL,并固定在滴定台上。在滴定管下放一只小烧杯,调节活塞,驱逐出滴定管下
7、端的气泡(若是酸式滴定管,应快速放液以驱赶气泡;若是碱式滴定管,可将橡皮管稍向上弯曲,挤压玻璃圆球,使溶液从玻璃圆球和橡皮管之间的缝隙中流出,气泡即被逐出)。调整液面到“0”刻度或“0”刻度以下某个刻度,记下起始读数V始。注意滴定管尖嘴处不应留存气泡。,一,二,三,2.用碱式滴定管或用移液管准确量取一定体积的待测NaOH溶液(V待,c待),注入锥形瓶中,滴入23滴酚酞指示剂,显红色。在锥形瓶下面垫一张白纸,以便观察颜色变化。 3.整个滴定过程,左手旋塞,右手摇瓶,眼睛始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化。要做到边滴边振荡,边观察颜色变化。 4.滴定开始时,滴加盐酸的速度可稍快些,但只能是一滴一滴地加
8、,不可形成一股水流。随着滴定的进行,滴入盐酸的速度也应逐渐减慢。滴定中酚酞由红色逐渐变为无色,当接近终点时,应滴入一滴停下来振荡一会儿,再滴入一滴再停下来振荡一会儿。当滴入一滴盐酸时溶液刚好由红色变为无色,且在半分钟内不变色时,即达到滴定终点。,一,二,三,5.滴定到达终点后,记下滴定管内盐酸的读数V终。则消耗盐酸标准液的体积为V酸=V终-V始。 6.按上述要求重新操作23次,且每次所量取待测液体积要相同。两次滴定所用盐酸体积相差不能超过0.02 mL,即可取平均值计算 氢氧化钠溶液的浓度:,知识点1,知识点2,知识点3,知识点1 中和滴定所用仪器及操作 【例题1】 (1)图表示10 mL量筒
9、中液面的位置,A与B、B与C刻度间相差1 mL,如果刻度A为4,量筒中液体的体积是 mL。,(2)图表示50 mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积(填代号) 。 A.是a mL B.是(50-a) mL C.一定大于a mL D.一定大于(50-a) mL,知识点1,知识点2,知识点3,(3)某学生中和滴定实验的过程如下: a.取一碱式滴定管 b.用蒸馏水洗净 c.加入待测的NaOH溶液 d.记录液面刻度读数 e.用酸式滴定管精确放出一定体积的标准酸液 f.置于未经标准酸液润洗的锥形瓶中 g.加入适量蒸馏水 h.加入酚酞溶液2滴 i.滴定时边滴边振荡 j.边注视滴
10、定管内液面变化 k.当小心滴定到由无色变为浅红色时,即停止滴定 l.记录液面读数 m.根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液体积为22 mL 指出上述错误之处: 。(用编号表示),知识点1,知识点2,知识点3,解析:使用量筒时,以与量筒液体的凹液面最低点相切的刻度计量体积。图中的10 mL量筒最小刻度值是0.2 mL,因此(1)的正确答案为3.2 mL。 从滴定管最大刻度至下端尖嘴处,这部分体积是不确定的。问题(2)中液面处读数是a,此时滴定管中液体体积除有刻度部分的体积(50-a) mL外,还需加上无刻度部分的体积。因此,最终结果一定大于(50-a) mL。 (3)错误之处有:c.盛待测NaO
11、H溶液的滴定管未用该NaOH溶液润洗;j.滴定时,眼睛要注视锥形瓶内的溶液颜色的变化;k.应滴定至溶液由无色变成浅红色并在半分钟之内不再褪色为止;m.记录NaOH溶液体积,根据滴定测量准确度,应记录到小数点后两位即22.00 mL。 答案:(1)3.2 (2)D (3)c、j、k、m,知识点1,知识点2,知识点3,点拨量筒的刻度是由底到口按从小到大的顺序排列的,且无“0”刻度;滴定管的刻度由上到下,从零开始(“0”刻度以上还有一段没有刻度)逐渐增大(在最大刻度以下至尖嘴处末端也没有刻度)。因此,滴定管最下端的一部分溶液并不能通过滴定管的刻度反映出来。,知识点1,知识点2,知识点3,知识点2 指
12、示剂的选用 【例题2】 实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:甲基橙:3.14.4 石蕊:5.08.0 酚酞:8.210.0 用0.100 0 molL-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是 ( ) A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂 B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂 C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂 D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂 解析:用0.100 0 molL-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,生成CH3COONa是强碱弱酸盐,因发生水解而使溶液显碱性,因此,应该选用在碱性
13、范围内变色的酚酞作指示剂。 答案:D,知识点1,知识点2,知识点3,点拨指示剂的选用要求是变色明显,且变色范围与恰好完全反应后所得反应混合液的pH接近。,知识点1,知识点2,知识点3,知识点3 中和滴定的计算 【例题3】 甲、乙两个同学同时设计了一份表格,用于酸碱中和滴定实验的数据记录和处理。甲同学设计的表格和实验记录结果如下:,知识点1,知识点2,知识点3,乙同学设计的表格和实验记录结果如下:,请回答下列问题: (1)认真比较甲、乙两表和记录,你觉得两同学的表格和实验记录有无不妥之处?原因是 。 (2)分析乙同学的实验数据,若c(HCl)=0.100 0 molL-1,则测得的c(NaOH)
14、= molL-1。,知识点1,知识点2,知识点3,解析:(1)甲设计的表格中无“始读数”和“终读数”,不符合中和滴定实验报告要求;甲表中记录实验的3组数据误差过大,如果实验操作规范,则可能是读数有误。而乙表设计则较规范。(2)乙表中第二组因数据误差过大要舍弃,故采用第一组和第三组数据进行计算。V(NaOH)=24.85 mL、V(HCl)=24.75 mL、c(HCl)=0.100 0 molL-1, 答案:(1)甲不符合中和滴定实验报告要求 (2)0.099 6 点拨本题考查对实验数据的处理能力。由于实验中或多或少受仪器、环境、操作者失误等影响,数据有一些误差甚至失真,则需要去伪存真、还原真
15、相,对数据作科学处理。数据处理最简单的方法是将明显失真的数据删除。,1 2 3 4,1下列关于仪器“0”刻度位置的叙述正确的是( ) A.在量筒的上端 B.在滴定管的上端 C.在托盘天平刻度尺的正中 D.在温度计的下方 解析:本题主要考查计量仪器的“0”刻度位置。量筒无“0”刻度;滴定管的“0”刻度在上方;托盘天平的“0”刻度在刻度尺的左端;温度计种类不同,“0”刻度位置也不同,有的“0”刻度在中间,有的无“0”刻度。 答案:B,1 2 3 4,2以下是几种酸碱指示剂变色的pH范围:甲基橙3.14.4;甲基红4.46.2;酚酞8.210.0,现用0.100 0 molL-1 NaOH溶液滴定浓
16、度相近的甲酸时,上述指示剂( ) A.都可以用 B.只能用 C.可以用或 D.可以用或 解析:当滴定完全时,溶液中的溶质为强碱弱酸盐HCOONa,因其水解使溶液显弱碱性(pH7),故宜选用在此pH范围变色的酚酞作指示剂。 答案:B,1 2 3 4,3准确量取25.00 mL KMnO4溶液,可选用的仪器是 ( ) A.50 mL量筒 B.10 mL量筒 C.50 mL酸式滴定管 D.50 mL碱式滴定管 解析:由于量的体积精确度为0.01 mL,故应选用滴定管,而KMnO4等强氧化剂易腐蚀碱式滴定管的橡皮管而只能盛装在酸式滴定管中。 答案:C,1 2 3 4,4某烧碱样品中含有少量不与酸作用的可溶性杂质,为了测定其纯度,进行以下滴定操作: A.在250 mL容量瓶中配制250 mL烧碱溶液; B.用移液管(或碱式滴定管)量取25 mL烧碱溶液于锥形瓶
