2019-2020年新人教版化學選修6高中《物質(zhì)含量的測定》word教案.doc

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2019-2020年新人教版化學選修6高中《物質(zhì)含量的測定》word教案 復習重點： 1．理解中和滴定的基本原理 2．掌握滴定的正確步驟，了解所用儀器的結(jié)構(gòu)（兩種滴定管）。 3．理解指示劑的選用原則和終點顏色變化判定。 4．學會誤差分析及成因 復習內(nèi)容： 一、中和反應及中和滴定原理 1、中和反應： 酸+堿 正鹽+水 如：⑴Hcl+NaOH===NaCl+H2O； ⑵H2SO4+2NaOH====Na2SO4+2H2O； ⑶N3PO4+3NaOH====Na3PO4+3H2O 注意：①酸和堿恰好完全中和，溶液不一定呈中性，由生成的鹽性質(zhì)而定。 ②由于所用指示劑變色范圍的限制，滴定至終點不一定是恰好完全反應時，但應盡量減少誤差。 2、中和滴定原理： 由于酸、堿發(fā)生中和反應時，反應物間按一定的物質(zhì)的量之比進行，基于此，可用滴定的方法確定未知酸或堿的濃度。 對于反應： HA + BOH====BA+H2O 1mol 1mol C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH) 即可得 C(HA).V(HA)=== C(BOH).V(BOH) 若取一定量的HA溶液（V足），用標準液BOH[已知準確濃度C（標）]來滴定，至終點時消耗標準液的體積可讀出（V讀）代入上式即可計算得C（HA） 若酸滴定堿，與此同理 若酸為多元酸， HnA + nBOH===BnA+nH2O 1mol nmol C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH) 則有關(guān)系： 3、滴定方法的關(guān)鍵： （1）準確測定兩種反應物的溶液體積 （2）確保標準液、待測液濃度的準確 （3）滴定終點的準確判定（包括指示劑的合理選用） 4、滴定實驗所用的儀器和操作要點： （1）儀器：酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管夾（帶鐵架臺）、錐形瓶（或燒杯+玻棒）、量筒（或移液管）。 （2）操作：①滴定前的準備：查漏、洗滌、潤洗、充液（趕氣泡）調(diào)液面、讀數(shù)。②滴定：移液、滴加指示劑、滴定至終點、讀數(shù)。③計算。 （3）滴定管“0”刻度在上。 二、滴定曲線和指示劑的選擇 隨著標準液的滴入，溶液的PH在發(fā)生變化，這種變化有何特征？為何能用指示劑判定終點是否到達？如何選用合適的指示劑？ 1、滴定曲線 請看兩個實例 實例1：用0.10mol/L NaOH溶液滴定0.10mol/L HCl溶液20.00mL 加入的VNaOH (mL) 余VHCl (mL) 過量VNaOH (mL) PH 0.00 20.00 1.0 18.00 2.00 2.3 19.80 0.20 3.3 19.98 0.02 4.3 20.00 0.00 7.0 突躍范圍 20.02 0.02 9.7 20.20 0.20 10.7 22.00 2.00 11.7 40.00 20.00 12.5 實例2：用0.01mol/L NaOH滴定20mL 0.10mol/L CH3COOH溶液 加入的VNaOH (mL) 余VHCl (mL) 過量VNaOH (mL) PH 0.00 20.00 2.9 18.00 2.00 5.7 19.80 0.20 6.7 19.98 0.02 7.7 20.00 0.00 8.7 突躍范圍 20.02 0.02 9.7 20.20 0.20 10.7 22.00 2.00 11.7 40.00 20.00 12.6 由上表數(shù)據(jù)可看出：在滴定接近終點時，少加或多加0.02mL NaOH溶液，即一滴之差造成的誤差在允許范圍內(nèi)，但pH值出現(xiàn)突變，因此選擇指示劑時，應選擇變色范圍與滴定時pH值突躍范圍相吻合的指示劑。 現(xiàn)將幾種典型的滴定曲線畫出如下圖。 2、酸堿指示劑 （1）酸堿指示劑的變色范圍（PH值） 甲基 3.1< 3.1~4.4 >4.4 紅 橙 黃 酚酞 5< 8~10 >10 無色 淺紅 紅 石蕊 8< 5~8 >8 紅 紫 藍 （2）根據(jù)滴定曲線和指示劑的發(fā)色范圍選用指示劑。 從上面滴定曲線圖可依次看出： ①0.1mol/L NaOH 滴定鹽酸，酚酞和甲基均可使用，當然兩者測定結(jié)果不同。 ②0.1mol/L NaOH溶液滴定0.1mol/L CH3COOH溶液 恰好中和生成CH3COONa,溶液呈弱堿性,選酚酞為指示劑,PH=8~10淺紅色,誤差小。 ③用HCl滴定NH3.H2O 恰好中和生成NH4Cl,溶液呈弱酸性,選甲基橙為指示劑,3.1~4.4橙色，誤差小。 ④用HCl滴定0.1mol/L Na2CO3溶液 第一步生成NaHCO3時，可選用酚酞為指示劑，由紅色→淺紅→無色。化學方程式為： Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaOH 第二步生成碳酸（CO2↑+H2O），可選用甲基橙為指示劑，由黃色→橙色，化學方程式為：NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑ 知識小結(jié)： ⑴指示劑的選擇：（由滴定曲線可知） ①強酸強堿相互滴定，可選用甲基橙或酚酞。 ②若反應生成強酸弱堿鹽溶液呈酸性，則選用酸性變色范圍的指示劑（甲基橙）；若反應生成強堿弱酸鹽，溶液呈堿性，則選用堿性變色范圍的指示劑（酚酞） ③石蕊試液因顏色變化不明顯，且變色范圍過寬，一般不作滴定指示劑。 ⑵終點判斷：（滴入最后一滴，溶液變色后，半分鐘內(nèi)不復原） 指示劑 操 作 酚酞 甲基橙 強堿滴定強酸 無色變?yōu)闇\紅色 橙色變?yōu)辄S色 強酸滴定強堿 淺紅色變?yōu)闊o色 黃色變?yōu)槌壬? ⑶誤差分析: 以一元酸和一元堿的中的滴定為例 因C標、V定分別代表標準液濃度、所取待測液體積，均為定值，代入上式計算。 但是實際中C標、V定都可能引起誤差，一般可把各因素引起的誤差轉(zhuǎn)嫁到V讀上，若 V讀偏大，則測定結(jié)果偏大；若V讀偏小，則測定結(jié)果偏小，故通過分析V讀的變化情況，可分析滴定的誤差。 引起誤差可能因素有以下幾種： （1）視（讀數(shù)） 誤讀及結(jié)果： 若起始平視，終仰視，則V讀偏大C測偏大 若起始平視，終俯視，則V讀偏小C測偏小 若先仰后俯，則V讀偏小，C測偏小 若先俯后仰，則V讀偏小，C測偏大 上 0 俯視：看小 平視：正確 仰視：看大 刻度由小到大 下 注意：①滴定管中液體讀數(shù)時精確到0.01mL ②一般需滴定2-3次，取其平均值 （2）洗（儀器洗滌） 正確洗法： 二管二洗——滴定管和移液管先用蒸餾水清洗多次，再用待裝液潤洗幾次。 一瓶一洗——錐形瓶只能用蒸餾水洗。 注意：一般滴定管裝標準液，錐形瓶里裝待測液。 錯誤洗法導致結(jié)果： ①滴定管僅用水洗，使標準液變稀，故消耗標準液體積一定變大，V讀變大，結(jié)果偏大。 ②移液管僅用水洗，則待測液變稀，所取待測液溶質(zhì)物質(zhì)的量變少，V讀變小，結(jié)果偏小。 ③錐形瓶用待測液洗過，則瓶內(nèi)待測液的溶質(zhì)量偏多，V讀偏大，結(jié)果偏大。 ④第一次滴定完后，錐形瓶內(nèi)液體倒去后，尚未清洗，接著第二次滴定，滴定結(jié)果如何，取決于上次滴定情況如何。 （3）漏（液體濺漏） ①滴定過程中錐形瓶內(nèi)液體濺出，則結(jié)果偏小。 ②終點已到，滴定管下端尖中級有液滴，則V讀偏大，測定結(jié)果偏大。 （4）泡（滴定管尖嘴氣泡） 正確操作應在滴定前把尖嘴管中的氣泡趕盡，最后也不能出現(xiàn)氣泡。如滴定開始有氣泡，后氣泡消失，則結(jié)果偏大。若先無氣泡，后有氣泡，則結(jié)果偏小。 （5）色（指示劑變色控制與選擇） 滴定時，眼睛應緊盯著錐形瓶內(nèi)溶液的顏色變化。指示劑變色后應半分鐘內(nèi)不復原。如變色后立即復原，則結(jié)果偏小。另外，同一種滴定，選擇的指示劑不同，測定結(jié)果不同。 （6）雜（標準物含雜） 用于配制標準液的固體應該是純凈物。但其中有可能混有雜質(zhì)，稱量時又按需標準物固體質(zhì)量來稱取的，幫一般均會產(chǎn)生誤差，在此雜質(zhì)又分兩種情況： ①雜質(zhì)與待測液不反應 如NaOH中含NaCl，所配的NaOH溶液濃度變小，滴定鹽酸時，NaCl不參與反應，所需標準液的體積偏大，故測定結(jié)果偏大。 ②若雜質(zhì)與待測液反應，則應作具體分析。關(guān)鍵：比較與等物質(zhì)的量的待測物反應消耗的雜質(zhì)質(zhì)量和標準物的質(zhì)量。若消耗雜質(zhì)的質(zhì)量較大，則相當于削弱了原標準液的作用能力，故與一定量待測物反應時，消耗的標準體積變大，測定結(jié)果偏大。 或者可用等質(zhì)量的雜質(zhì)、標準物分別與待測物反應，根據(jù)消耗的待測物質(zhì)量的多少來判斷。如雜質(zhì)作用待測物質(zhì)量越多，說明作用能力被增強，故測定結(jié)果偏小。 實例應用： 例1：圖示為10mL一定物質(zhì)的量濃度的鹽酸x，用一定濃度的NaOH溶液y滴定。根據(jù)圖示推出x和y的物質(zhì)的量濃度是（ D ） A B C D X濃度（mol/L） 0.12 0.04 0.03 0.09 Y濃度（mol/L） 0.04 0.12 0.09 0.03 PH值 解：分析 加入NaOH溶液為30mL時，PH=7可知C（HCl）:C(NaOH)=3:1 從加入NaOH溶液為20mL時，PH=2，可計算出D選項滿足題意。 例2：實驗室有一瓶混有氯化鈉的氫氧化鈉固體試劑，經(jīng)測定NaOH的質(zhì)量分數(shù)約為82.0%，為了驗證其純度，用濃度為0.2mol/L的鹽酸進行滴定，試回答下列問題： (1)托盤天平稱量5.0g固體試劑，用蒸餾水溶解于燒杯中，并振蕩，然后立即直接轉(zhuǎn)入 500mL容量瓶中，恰好至刻度線，配成待測液備用。請改正以上操作中出現(xiàn)的五處錯誤。 (2)將標準鹽酸裝在25.00mL 滴定管中，調(diào)節(jié)液面位置在 處，并記下刻度。 (3)取20.00mL待測液，待測定。該項實驗操作的主要儀器 有。用 試劑作指示劑時，滴定到溶液顏色由 剛好至 色時為止。 (4)滴定達終點后，記下鹽酸用去20.00mL，計算NaOH的質(zhì)量分數(shù)為 。 (5)試分析滾蛋定誤差可能由下列哪些實驗操作引起的 。 A、轉(zhuǎn)移待測液至容量瓶時，末洗滌燒杯 B、酸式滴定管用蒸餾水洗滌后，直接裝鹽酸 C、滴定時，反應容器搖動太激烈，有少量液體濺出 D、滴定到終點時，滴定管尖嘴懸有液滴 E、讀滴定管開始時仰視，讀終點時俯視 答案：(1)①末攪拌 ②末冷卻即轉(zhuǎn)移 ③末用玻璃棒引流 ④末用膠頭滴管加水定容 ⑤末振蕩、搖勻 (2)酸式 “0”刻度或“0” 以下刻度 (3)堿式滴定管，錐形瓶 甲基橙 黃色 橙色 (4)80% (5)A、B、C、D、E 學生練習： 【學生練習1】用0.01mol/LH2SO4滴定0.01mol/LNaOH溶液，中和后加水至100mL。若滴定時終點判斷有誤差：①多加了1滴H2SO4；②少加了1滴H2SO4（設(shè)1滴為0.05mL）。則①和②中c（H+）之比是 （ ） A．5103 B．104 C．50 D．10 【學生練習2】朱經(jīng)武教授等人發(fā)現(xiàn)的高溫超導材料YBa2Cu3O7-x,其零電阻轉(zhuǎn)變溫度Tw=90K。YBa2Cu3O7-x中x的值與TW有一定的關(guān)系，x值介于0.00～0.50之間，一般x的值越接近于零，Tw就越高。 圖15 不同溫度下的電阻值 在YBa2Cu3O7-x中，Y、Ba、O都有固定的化合價，分別為+3、+2、-2；而Cu有+2、+3價的混合情況?？捎玫饬糠y定Cu的量繼而求得x的值。碘量法是氧化還原滴定法的一種，通常用標準碘溶液直接滴定還原性物質(zhì)，也可根據(jù)某些氧化性物質(zhì)在酸性溶液中與I-作用生成單質(zhì)碘的性質(zhì)，用標準還原劑Na2S2O3溶液滴定生成的碘單質(zhì)，間接計算該氧化性物質(zhì)的含量。在滴定過程中，S2O32-轉(zhuǎn)化為S4O62-，Cu2+、Cu3+均被還原為CuI。 現(xiàn)取4.0010-2gYBa2Cu3O7-x樣品，用稀鹽酸溶解，在氬氣保護下加入1.00gKI 固體充分反應，Cu2+、Cu3+均轉(zhuǎn)化為CuI，用0.0100mol/LNa2S2O3溶液滴定反應生成的I2，在滴定終點時消耗0.0100mol/LNa2S2O3溶液18.14mL。填空并回答： (1)盛裝Na2S2O3溶液進行滴定的儀器是 ，該實驗選用的指示劑為 ，到達滴定終點的現(xiàn)象是 。 (2)寫出滴定過程中S2O32-轉(zhuǎn)化為S4O62-的離子方程式： (3)求出所用樣品中x的值： x= 。 (4)根據(jù)題給YBa2Cu3O7-x的電阻與溫度關(guān)系的R－T圖示說明曲線中AB、BC段的物理意義。 答案：(1)堿式滴定管 淀粉 藍色變?yōu)闊o色 (2)2 S2O32-+I2=S4O62-+2I- (3)0.06 (4)AB段表示溫度降到B點即90K時，超導體YBa2Cu3O7-x電阻為零。BC段表示自90K起，隨溫度升高，電阻逐漸增大 【學生練習3】用酸堿中和滴定的方法測定NaOH和Na2CO3的混合液中的NaOH含量時，可先在混合液中加過量的BaCl2溶液，使Na2CO3完全變成BaCO3沉淀，然后用標準鹽酸滴定（用酚酞用指示劑），試回答： （1）向混有BaCO3沉淀的NaOH溶液中滴入鹽酸，為什么不會使BaCO3沉淀溶解而能測定NaOH的含量？ 。 （2）滴定時，若滴定管中滴定液一直下降到活塞處才達到滴定終點，則能否由此準確地計算出結(jié)果？ 。 （3）能否改用甲基橙作指示劑？ ，若用甲基橙作指示劑，則測定結(jié)果如何？ 。 答案：（1）因為酚酞指示劑的變色范圍為8.2~10，在此條件下BaCO3不溶解。（2）不能（3）不能；結(jié)果偏大。