高中化學 第3章 水溶液中的離子平衡 第2節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性（第3課時）pH的應用課件 新人教版選修4.ppt

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成才之路 化學,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修④,水溶液中的離子平衡,第三章,第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性,第三章,第3課時 pH的應用,酸堿中和反應的實質(zhì)是：H＋＋OH－===H2O，因此在酸堿中和反應的過程中，隨著酸(或堿)溶液的加入，溶液pH是不斷發(fā)生變化的，那么溶液pH的變化特點是什么？如果用實驗來研究這一問題，實驗的關(guān)鍵是什么？ 本課時我們將要學習的就是用中和滴定的方法，根據(jù)已知濃度的酸(或堿)測定未知濃度的堿(或酸)。,,●新知導學,血液,藥物,中和反應,pH,pH,酸堿度,中和反應,物質(zhì)的量,酸式滴定管,堿式滴定管,錐形瓶,鐵架臺,燒杯,②滴定管的構(gòu)造及使用,帶有刻度,玻璃活塞,橡皮管,玻璃球,精確地量取一定體積的液體,是否漏水,2～3,充滿反應液,使處于“0”或“0”以下某一刻度,甲基橙,酚酞,pH,1．能否選用石蕊試液作為酸堿中和滴定的指示劑？ 提示：不能。因石蕊試液在滴定終點時的顏色變化對比不明顯，且變色范圍較大。 2．為什么酸式滴定管不能用來盛裝堿液，堿式滴定管不能盛放酸性溶液？ 提示：酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞，容易被堿液腐蝕。堿式滴定管有橡膠管，容易被酸性溶液腐蝕。,●自主探究,1．結(jié)構(gòu)：滴定管是內(nèi)徑均勻、帶有刻度的細長玻璃管，分為酸式滴定管和堿式滴定管兩種，酸式滴定管下端有用于控制液體流量的玻璃活塞，堿式滴定管有由橡皮管和玻璃球組成的閥。滴定管主要用于滴定操作時準確放出一定體積的溶液。 2．規(guī)格與精確度 常用滴定管的規(guī)格為25 mL和50 mL。滴定管為精密玻璃量器，可精確到0.1 mL，需估讀到0.01 mL。滴定管“0”刻度在上方，但并不在最頂端。,滴定管的使用,●教材點撥,3．使用方法和步驟 (1)檢查儀器：檢查活塞處是否漏水，不漏水方可使用。 (2)潤洗儀器：洗凈的滴定管還要用所要盛裝的溶液潤洗2～3次。 (3)加入反應液：使液面位于“0”刻度以上2～3 mL處。 (4)調(diào)節(jié)起始讀數(shù)：排除尖嘴部分氣泡，并使液面處于“0”刻度或“0”刻度以下某一刻度，讀數(shù)并記錄。 (5)放出反應液：根據(jù)需要從滴定管中放出一定量液體，讀數(shù)并記錄。,4．注意的問題 (1)兩種滴定管不能混用，一些強氧化性的溶液(如KMnO4溶液)必須用酸式滴定管。 (2)讀數(shù)時，滴定管必須保持垂直，讀數(shù)者視線應保持平視。,有一支50 mL的酸式滴定管，其中盛有溶液，液面恰好在10 mL刻線處，把管中的溶液全部排出承接在量筒中，量筒內(nèi)溶液體積是( ) A．大于40 mL B．小于40 mL C．等于40 mL D．10 mL 【解析】 此題考查滴定管的構(gòu)造。因該滴定管50 mL刻度線以下至尖嘴部分還有液體，因此管中的溶液全部排出承接在量筒中，量筒內(nèi)溶液體積將大于50 mL－10 mL＝40 mL。 【答案】 A,●典例透析,【點評】 滴定管的刻度并不到兩端，若不明確這一點，容易錯選C。,解析：滴定管0刻度在上，精確到0.01 mL，應該從上往下讀，因此讀數(shù)為22.35 mL，B對。 答案：B,●變式訓練,酸堿中和滴定,●教材點撥,2．酸堿指示劑的選擇及用量 (1)一些酸堿指示劑的變色范圍,指示劑的顏色變化都是在一定pH范圍內(nèi)發(fā)生的，我們把指示劑發(fā)生顏色變化的pH范圍叫做指示劑的變色范圍。各種指示劑的變色范圍是由實驗測得的。 酸堿滴定時一般選用的指示劑有酚酞和甲基橙，而不用石蕊，由于它變色范圍大，且變色不靈敏，石蕊的“紅色→紫色”，“紫色→藍色”的顏色變化不夠明顯，不利于及時、準確地作出酸堿是否恰好完全中和的判斷，在滴定時不宜選用石蕊作指示劑。最好在滴定終點時，指示劑應由淺變深這樣視覺靈敏誤差小。,(2)幾種常見的酸堿中和滴定指示劑的選擇,提示：(1)指示劑選用：①變色要靈敏，變色范圍要小，且變色范圍盡量與所生成鹽的溶液酸堿性一致。因此中和滴定一般選用酚酞和甲基橙，而不用石蕊試液。 ②強酸滴定強堿一般用甲基橙，但用酚酞也可以。 ③用酸滴定Na2CO3溶液，酚酞作指示劑，終點產(chǎn)物為NaHCO3和NaCl而用甲基橙作指示劑終點產(chǎn)物為NaCl、H2O、CO2。 (2)指示劑的用量：指示劑一般滴加2～3滴即可，否則它也消耗酸或堿，而引起誤差。,3．酸堿中和滴定操作步驟 (用已知濃度的堿溶液滴定未知濃度的酸溶液) (1)用移液管準確吸取一定量未知濃度的酸溶液放入錐形瓶中，滴入2～3滴酚酞指示劑。 (2)記錄堿式滴定管內(nèi)溶液的初讀數(shù)后進行滴定。滴定時左手擠壓玻璃球處的橡皮管，右手拿錐形瓶，邊滴邊振蕩(繞一個方向)，滴至溶液由無色變成淺紅色，并在半分鐘內(nèi)淺紅色不褪即到終點。記下末讀數(shù)。 消耗堿的體積：末讀數(shù)－初讀數(shù),(3)再重復滴定一次，將有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表。取兩次測定數(shù)值的平均值，根據(jù)中和原理計算出未知酸的物質(zhì)的量濃度。,提示：若是繪制酸堿反應曲線，錐形瓶中不加指示劑，而是隨標準堿液的加入，不斷用pH計測量溶液pH，并記錄。開始和終點后測試間隔可大一些，終點附近應每加一滴測一次。以加入堿液的體積為橫坐標，溶液pH為縱坐標，繪出溶液pH隨NaOH溶液加入量變化的曲線。,4．酸堿中和滴定誤差分析 (1)依據(jù)(一元強酸和一元強堿的中和滴定) 中和滴定實驗中，產(chǎn)生誤差的途徑主要有操作不當、讀數(shù)不準等，分析誤差要根據(jù)計算式分析，c待測＝c標準V標準/V待測，當用標準酸溶液滴定待測堿溶液時，c標準、V待測均為定值，c待測的大小取決于V標準的大小。 (2)常見的誤差分析(以用標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例),提示：①分析酸堿中和滴定實驗誤差時，可把一切影響因素歸結(jié)到標準液用量的大小上來判斷。若標準液用量偏大，則測定結(jié)果偏高；標準液用量偏小，測定結(jié)果偏低；若不影響標準液用量，則對測定結(jié)果無影響。 ②在滴定操作時，通常在錐形瓶下墊一張白紙，其作用是使滴定終點顏色變化更易觀察，便于滴定終點判斷，減小實驗誤差。,③讀數(shù)誤差可以用畫圖的形式來理解和記憶。如開始讀數(shù)仰視，滴定完畢讀數(shù)俯視。如圖Ⅰ；開始讀數(shù)俯視，滴定完畢讀數(shù)仰視，如圖Ⅱ。 (V標偏小，結(jié)果偏低) (V標偏大，結(jié)果偏高),,5．酸堿滴定曲線的繪制 (1)酸堿滴定過程中溶液pH的變化特點 在酸堿反應過程中，溶液的pH會發(fā)生變化，對于強酸強堿的反應，開始時由于被中和的酸(或堿)濃度較大，加入少量的堿(或酸)對其pH的影響不大。當反應接近終點(pH≈7)時，很少量的堿(或酸)就會引起溶液pH突變，酸、堿的濃度不同，pH突變范圍不同。,(2)酸堿滴定曲線的繪制 酸堿滴定曲線是以酸堿混合過程中滴加酸(或堿)的量為橫坐標，以溶液pH為縱坐標繪出的一條溶液pH隨酸(或堿)的滴加量而變化的曲線。 向20. 00 mL 0.1000 molL－1HCl溶液中滴加0.1000 molL－1 NaOH溶液過程中pH變化如下表所示：,由表中數(shù)據(jù)繪制滴定曲線。如下圖,,提示：由于指示劑的原因，到達滴定終點時，酸堿并非恰好完全反應。所以，滴定終點和反應終點并不完全一致。但是，由于接近中性時，很少量的酸(或堿)就會導致溶液pH發(fā)生突變，因此用滴定終點代替反應終點誤差極小。,用中和滴定法測定某燒堿樣品的純度，試根據(jù)實驗回答下列問題： (1)準確稱量8.2 g含有少量中性易溶雜質(zhì)的樣品，配成500 mL待測溶液。稱量時，樣品可放在__________(填編號字母)稱量。 A．小燒杯中 B．潔凈紙片上 C．托盤上,●典例透析,(2)滴定時，用0.2000 mol/L的鹽酸標準液來滴定待測溶液，不可選用__________(填編號字母)作指示劑。 A．甲基橙 B．石蕊 C．酚酞 D．甲基紅 (3)滴定過程中，眼睛應注視__________；在鐵架臺上墊一張白紙，其目的是______________________________。,(4)根據(jù)下表數(shù)據(jù)，計算被測燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度是__________mol/L，燒堿樣品的純度是__________。,2．(2015廣東理綜)準確移取20.00 mL某待測HCl溶液于錐形瓶中，用0.100 0 molL－1 NaOH溶液滴定，下列說法正確的是 ( ) A．滴定管用蒸餾水洗滌后，裝入NaOH溶液進行滴定 B．隨著NaOH溶液滴入，錐形瓶中溶液pH由小變大 C．用酚酞作指示劑，當錐形瓶中溶液由紅色變無色時停止滴定 D．滴定達終點時，發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴部分有懸滴，則測定結(jié)果偏小,●變式訓練,解析：A項，滴定管洗滌后還需用NaOH溶液潤洗；B項，隨著NaOH溶液滴入，錐形瓶中發(fā)生反應HCl＋NaOH=== NaCl＋H2O，直至HCl完全被消耗，因此溶液的pH由小變大；C項，酚酞滴入待測HCl溶液中，溶液是無色的，當溶液由無色變?yōu)榧t色，且半分鐘內(nèi)不褪色時停止滴定；D項，尖嘴部分的懸滴并未與待測HCl溶液反應，但已被計算在消耗的NaOH溶液的體積中，從而使測定結(jié)果偏大。 答案：B,1．在一支25 mL的酸式滴定管中盛入0.1 molL－1的HCl溶液，其液面恰好在5 mL刻度處，若把滴定管中的溶液全部放入燒杯中，然后以0.1 molL－1的NaOH溶液進行中和，則所需NaOH溶液的體積( ) A．大于20 mL B．小于20 mL C．等于20 mL D．等于5 mL,解析：若要正確解答本題，必須準確了解滴定管的刻度特征，如圖：滴定管下部有一段無刻度線，故從5 mL刻度到尖嘴底部的溶液體積大于20 mL，因此所需NaOH溶液的體積大于20 mL。 答案：A,,2．下列有關(guān)中和滴定的操作：①用標準液潤洗滴定管；②往滴定管內(nèi)注入標準溶液；③檢查滴定管是否漏水；④滴定；⑤滴加指示劑于待測液；⑥洗滌。正確的操作順序是( ) A．⑤④③②①⑥ B．⑤①②⑥④③ C．③⑥①②⑤④ D．③①②④⑤⑥ 解析：酸堿中和滴定的操作：①滴定管的準備：查漏、洗滌、潤洗、充液、趕氣泡、調(diào)液面、讀數(shù)；②滴定：移取待測液、加入指示劑、滴定、判斷終點、讀數(shù)；③數(shù)據(jù)處理：取兩次或多次消耗標準溶液體積的平均值，依方程式求c(測)。 答案：C,3．用標準鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液，下列各操作中，不會引起實驗誤差的是( ) A．用蒸餾水洗凈滴定管后，裝入標準鹽酸進行滴定 B．用蒸餾水洗凈錐形瓶后，再用NaOH溶液潤洗，而后裝入一定體積的NaOH溶液進行滴定 C．用堿式滴定管取10.00 mL NaOH溶液放入用蒸餾水洗凈的錐形瓶中，再加入適量蒸餾水進行滴定 D．改用移液管取10.00 mL的NaOH溶液，放入錐形瓶后，把移液管尖嘴液體吹出,解析：A項未用標準液潤洗，使c(酸)變小，則V(酸)偏大，c(堿)偏高；B項錐形瓶用NaOH溶液潤洗，使n(堿)偏大，耗酸量增大，則結(jié)果c(堿)偏高；C項加水，n(堿)不變，結(jié)果不變；D項中尖嘴液體不應吹出，否則使堿量增加，結(jié)果偏高。 答案：C,4．(2015四川宜賓中學月考)如下圖，曲線a和b是鹽酸與氫氧化鈉溶液的相互滴定的滴定曲線，下列敘述正確的是( ),,A．鹽酸的物質(zhì)的量濃度為1 mol/L B．P點時反應恰好完全，溶液呈中性 C．曲線a是鹽酸滴定氫氧化鈉溶液的滴定曲線 D．酚酞不能用作本實驗的指示劑 解析：pH＝1的鹽酸對應的物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L，A項錯；鹽酸和NaOH溶液完全反應時形成NaCl溶液，呈中性，B項正確；曲線a是用NaOH溶液滴定鹽酸的曲線，b是用鹽酸滴定NaOH溶液的曲線，通常用酚酞作指示劑，C、D兩項錯。 答案：B,5．(2015遼寧六校聯(lián)考)實驗室中有一未知濃度的稀鹽酸，某同學在實驗室中進行實驗測定鹽酸的濃度。請完成下列填空： (1)配制100 mL 0.10 molL－1 NaOH標準溶液。 ①主要操作步驟：計算→稱量→溶解→__________(冷卻后)→洗滌(并將洗滌液移入容量瓶)→__________→ __________ →將配制好的溶液倒入試劑瓶中，貼上標簽。 ②稱量__________g氫氧化鈉固體所需儀器有：天平(帶砝碼、鑷子)、__________、__________。,(2)取20.00 mL待測鹽酸放入錐形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示劑，用配制的標準NaOH溶液進行滴定。重復上述滴定操作2～3次，記錄數(shù)據(jù)如下：,①滴定達到終點的標志是__________。 ②根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計算出該鹽酸的濃度約為__________ (保留兩位有效數(shù)字)。 ③在上述實驗中，下列操作(其他操作正確)會造成測定結(jié)果偏高的有__________。 A．滴定終點讀數(shù)時俯視讀數(shù) B．酸式滴定管使用前，水洗后未用待測鹽酸潤洗 C．錐形瓶水洗后未干燥 D．堿式滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后消失,解析：(1)題目要求配制100 mL 0.10 molL－1 NaOH標準液，應用天平稱取0.1 L0.10 molL－140 gmol－1＝0.4 g氫氧化鈉固體。由于NaOH屬于腐蝕性藥品，不能放在天平上用小紙片稱量，應放在玻璃器皿(一般用燒杯或表面皿)中進行稱量。 (2)①根據(jù)指示劑在酸性溶液或堿性溶液中的顏色變化，判斷中和反應是否恰好進行完全。②計算鹽酸的濃度時，應計算三次的平均值，因NaOH標準液濃度以及待測液的體積都一樣，故只算NaOH溶液體積的平均值即可。,③滴定終點時俯視讀數(shù)，相當于把數(shù)值看小，造成測定結(jié)果偏?。凰崾降味ü艿淖饔迷诒绢}中是移取溶液，水洗后未用待測液潤洗導致待測液濃度偏小，測定結(jié)果偏低；錐形瓶水洗后未干燥對結(jié)果無影響。 答案：(1)①轉(zhuǎn)移 定容 搖勻 ②0.4 燒杯(或表面皿) 藥匙 (2)①最后一滴NaOH溶液加入時，溶液由無色恰好變成淺紅色并且在半分鐘內(nèi)不褪色 ②0.11 molL－1 ③D,