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2017-2018学年高中化学 第3章 物质在水溶液中的行为 第4节 离子反应(第2课时)酸碱中和滴定 鲁科版选修4_图文

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第 4 节 离子反应
第 2 课时 酸碱中和滴定 [课标要求] 1.掌握酸碱中和滴定概念和原理。 2.了解指示剂择方法。 3.掌握中和滴定实验的操作步骤和误差分析。

1.酸碱中和滴定实验用的指示剂为酚酞或甲基橙,一般 不用石蕊作指示剂。
2.进行中和滴定实验时,滴定管一定要润洗,而锥形瓶 不能润洗。
3.中和滴定操作口诀: 左手塞,右手瓶;一边滴,一边摇;眼向下,别上瞧; 颜色变,等等看;半分钟,记数据。
4.滴定管读数时,仰视读数,视线偏低,读数偏大;俯 视读数,视线偏高,读数偏小。

酸碱中和滴定

1.滴定原理

(1)反应实质:H++OH-===H2O。 (2)定量关系:中和反应中酸提供的 H+与碱提供的 OH-的物

质的量相等,n(H+)=n(OH-),即[H+]·V(H+)=[OH-]·V(OH-)

[OH-]·V?OH-?

[H+]·V?H+?

则[H+]=

V?H+? 或[OH-]= V?OH-? 。

2.实验关键 (1)准确测定参加反应酸、碱的体积。 (2)准确判断滴定终点。 3.实验用品 (1)试剂:标准溶液、待测溶液、指示剂、蒸馏水。 (2)仪器:酸 式滴定管,碱 式滴定管、滴定管夹、铁架台、 烧杯、 锥形瓶 。

4.滴定管 (1)构造

(2)使用方法 ①检查仪器:使用前先检查滴定管活塞 是否漏水 。 ②润洗仪器:在加入反应液之前,洁净的滴定管要用所要 盛装的溶液润洗 2~3 次。 ③加入反应液:分别将反应液加入到相应滴定管中,使液 面位于滴定管刻度“0”以上 2~3 mL 处 。 ④调节起始读数:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴 定管尖嘴部分充满反应液,然后调节滴定管液面,使其处于某 一刻度,并记录读数。

5.实验操作 (1)准备工作:滴定前仪器的检查、洗涤、装液。 滴定管:① 查漏 ,②洗涤,③ 润洗 ,④装液,⑤固定, ⑥ 排气 ,⑦调液面,⑧记录。 锥形瓶:① 洗涤 ,②装液,③加指示剂。 (2)滴定操作
(3)数据处理 按上述操作重复 2~3 次,求出用去标准溶液体积的平均 值,最后求得待测溶液的浓度。

1.滴定管在装反应液之前,是否需要用待装液润洗?锥形 瓶在装待测液前,是否需要用待测液润洗?
提示:滴定管在装反应液之前,需要用待装液润洗;锥形
瓶在装待测液前,不能用待测液润洗。
2.中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时, 二者恰好反应吗?
提示:不是。酸碱完全反应时,n(H+)=n(OH-),但酸与碱 的物质的量不一定相等,因为酸有一元酸、多元酸之分,碱也
有一元碱和多元碱之别。 3.用盐酸滴定氨水,什么作指示剂?怎样描述滴定终点? 提示:可用甲基橙作指示剂,滴定终点时溶液由黄色变为
橙色且半分钟内不再变化。

酸碱中和滴定实验的三个关键 1.准确测定参加反应的酸碱溶液的体积 用滴定管测定酸碱溶液的体积,不能用量筒,因为量筒只能粗 略量取液体体积,精确度为 0.1 mL,而滴定管的精确度为 0.01 mL。 2.指示剂的择 (1)强酸、强碱相互滴定,可用甲基橙或酚酞。 (2)若反应生成强酸弱碱盐,溶液呈酸性,则用酸性变色范围的 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,且变色范围过大,一般不做滴 定指示剂。
3.滴定终点的判断(以 NaOH 溶液滴定未知浓度的盐酸为例)。 (1)若用酚酞作指示剂,当滴入最后一滴 NaOH 溶液时,溶液的 颜色由无色突变为粉红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。 (2)若用甲基橙作指示剂,当滴入最后一滴 NaOH 溶液时,溶液 的颜色由红色变为橙色,且半分钟内不变为原色,说明达到滴定终点。

1. 用已知浓度的 NaOH 溶液测定某 H2SO4 溶液的浓度,从下表

中出正确选项

()

锥形瓶 滴定管中 选用指 选用滴 序号
中溶液 溶液 示剂 定管

①碱



石蕊



②酸



酚酞



③碱

酸 甲基橙 甲

④酸



酚酞



A.①② B.②③ C.③④

D.②④

解析:酸碱中和滴定中一般不用石蕊溶液作指示剂,①错误;

酸式滴定管不能盛放碱液,②错误。答案:C

2.用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,试根据实验回答下列问题:

(1)准确称量 8.2 g 含有少量中性易溶杂质的样品,配成 500 mL 待

测溶液。称量时,样品可放在___A__(填编号字母)称量。

A.小烧杯中

B.洁净纸片上

C.托盘上

(2)滴定时,用 0.200 0 mol·L-1 的盐酸来滴定待测溶液,不可用

__B__(填编号字母)作指示剂。

A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞 D.甲基红
(3)滴定过程中,眼睛应注视_锥___形__瓶__内__溶__液__颜__色__的__变__化_______;

在铁架台上垫一张白纸,其目的是_便__于__观__察___锥__形__瓶___内__液__体___ _颜__色__的__变__化__,___减__小__滴__定__误__差_________。

(4) 根 据 下 表 数 据 , 计 算 被 测 烧 碱 溶 液 的 物 质 的 量 浓 度 是

_0_._4_0_0_0__mol·L-1,烧碱样品的纯度是_9_7_._5_6_%__。

滴定 待测溶液体 次数 积(mL) 第一次 10.00 第二次 10.00

标准酸体积

滴定前的刻度(mL) 滴定后的刻度(mL)

0.40

20.50

4.10

24.00

解析:(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时,样品应 放在小烧杯中。 (2)酸碱中和滴定时,一般应甲基橙、酚酞等颜色变化较明显的 指示剂,石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显,易造成误差。

(4)根据 c(NaOH)=c?HVC?Nl?a·VO?HH?Cl?分别求第一、二次的值,再 求平均值,解得 c(NaOH)=0.400 0 mol·L-1, w(NaOH)=0.4×80..25×40×100%=97.56%。

酸碱中和滴定的误差分析

以用标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液为例

步骤

操作

未用标准溶液润洗酸式滴定管

锥形瓶用待测溶液润洗 洗涤
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管

锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水

取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液 取液
结束前气泡消失

c(NaOH) 偏高 偏高 偏低
无影响
偏低

步骤

操作

c(NaOH)

取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结 取液
束前气泡消失

偏低

滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去 偏低

滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失 滴定
滴定过程中振荡时有液滴溅出

偏高 偏低

滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水

无影响

读数

滴定前仰视读数或滴定后俯视读数 滴定前俯视读数或滴定后仰视读数

偏低 偏高

1.当用酸滴定碱时,下列操作中会使测定结果(碱的浓度)偏低的是

A.酸式滴定管滴至终点后,俯视读数

()

B.碱液移入锥形瓶后,加了 10 mL 蒸馏水再滴定

C.酸式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗

D.酸式滴定管注入酸液后,尖嘴留有气泡即开始滴定,滴定终

点时气泡消失 解析: A 项,俯视读数,则读数偏小,结果偏低,正确;B

项,加水不会影响测定结果,错误;C 项,相当于稀释盐酸

使标准液的浓度变小,消耗盐酸的体积偏大,结果偏高,错

误;D 项,酸式滴定管注入酸液后,尖嘴留有气泡即开始滴

定,滴定终点时气泡消失相当于消耗盐酸的体积偏大,结果

偏高,错误。 答案:A

2.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_D____。

(2)将 NaOH 放入锥形瓶中加水溶解时,加入水的体积不准确_C__。

(3)滴定管装入盐酸前未用盐酸润洗__B___。

(4)开始滴定时,滴定管尖端处有气泡,滴定完毕排出气泡___B__。

(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__A__。

(6)在滴定过程中活塞处漏液__B___。

(7)摇动锥形瓶时,因用力过猛,使少量溶液溅出__A__。

(8)滴定前读数时仰视,滴定完毕读数时俯视__A___。

解析

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 D。(2)锥形瓶内是否含水或加多少水并不影响 NaOH 与盐酸的中和反应。(3)滴定管中装盐酸前未润洗相当于将待 测液稀释,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,导致结果偏高。(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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[方法技巧]
1.误差分析方法 分析误差要根据计算式 c 待=c标V·V待 标分析:当用标准液滴定 待测溶液时,c 标、V 待均为定值,c 待的大小取决于 V 标的大小, 消耗标准溶液多,则结果偏高;消耗标准溶液少,则结果偏低。 2.仰视、俯视对滴定结果的影响 开始读数仰视,滴定完毕读数俯视,如图Ⅰ;开始读数俯 视,滴定完毕读数仰视,如图Ⅱ。

[三级训练·节节过关]

1.如图表示 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是

()

A.a mL

B.(50-a)mL

C.一定大于 a mL

D.一定大于(50-a)mL

解析:滴定管的零刻度在上面,50 mL 的刻度在下面,但刻度

线以下仍有一部分容积,因此液体体积一定大于(50-a)mL。

答案:D

2. 在 25 ℃时,用 0.125 mol·L-1 的标准盐酸溶液滴

定 25.00 mL 未知浓度的 NaOH 溶液所得滴定

曲线如图所示,图中 K 点代表的 pH 为

A.13

B.12

()

C.10

D.11

解析:由图示可知,在 V(HCl)=20.00 mL 时,pH=7,HCl 与 NaOH 恰 好 完 全 反 应 , 由 c(HCl)·V(HCl) =

c(NaOH)·V(NaOH) , 知

c(NaOH)



c?HCl?·V?HCl? V?NaOH?



0.125

mol·L-1×20 25.00 mL

mL=0.1

mol·L-1,[OH-]=0.1

mol·L-1,

[H+]=10-13 mol·L-1,pH=13。 答案:A

3.使用酸碱中和滴定的方法,用 0.01 mol·L-1 盐酸滴定锥形瓶中未 知浓度的 NaOH 溶液,下列操作能够使测定结果偏高的是 () A.用量筒量取浓盐酸配制 0.1 mol·L-1 稀盐酸时,量筒用蒸馏水 洗净后未经干燥直接量取浓盐酸 B.配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线 C.滴定前尖嘴处无气泡,滴定终点时有气泡 D.滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁粘附的盐酸冲下
解析

解析: A 项,用量筒量取浓盐酸配制稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗 净后未经干燥直接量取浓盐酸,会导致浓盐酸被稀释,标准盐酸 浓度减小,造成 V(标准)偏大,测定结果偏高,正确;B 项,配制 稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线,容量瓶中加入的蒸馏水体积 偏小,导致标准液盐酸浓度偏大,造成 V(标准)偏小,测定结果 偏低,错误;C 项,滴定前尖嘴处无气泡,滴定终点时有气泡, 造成 V(标准)偏小,测定结果偏低,错误;D 项,滴定过程中用 少量蒸馏水将锥形瓶内壁黏附的盐酸冲下,对待测液物质的量没 有影响,对 V(标准)无影响,对测定结果无影响,错误。 答案:A
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4.下列说法正确的是

()

A.用 10 mL 的量筒量取 7.80 mL 浓 H2SO4 B.用碱式滴定管量取 18.20 mL KMnO4 溶液 C.酸碱中和滴定时,滴定管和锥形瓶需分别用标准液和待测

液润洗

D.读取标准液读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,会导致

测定结果偏低

解析:量筒读数只能精确到 0.1 mL,A 项错误;强氧化性溶液

需用酸式滴定管量取,B 项错误;酸碱中和滴定时,锥形瓶不

能用待测液润洗,C 项错误;读取标准液读数时,若滴定前仰

视,滴定后俯视,会使读数偏小,使侧定结果偏低,D 项正确。

答案:D

5.实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生在实验室中进行测定盐酸 浓度的实验。请完成下列填空:
(1)配制 100 mL 0.10 mol·L-1 NaOH 标准溶液,计算需称量__0_.4_0___g
氢氧化钠固体。 (2)取 20.00 mL 待测盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加 2~3 滴酚酞作 指示剂,用自己配制的标准液 NaOH 溶液进行滴定。重复滴定操 作 2~3 次,记录数据如下:

实验 NaOH 溶液 滴定完成时,NaOH 溶液滴 待测盐酸溶液

编号 的浓度

入的体积(mL)

的体积(mL)

1

0.10

2

0.10

3

0.10

22.62 22.72 22.80

20.00 20.00 20.00

①滴定达到终点的标志是_锥__形__瓶__中__液__体__由__无__色__变__为__浅__红__色__, _且__半__分__钟__内__不__退__色___。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为_0_.1_1__m__o_l_·L__-_1(保留两
位有效数字)。
③排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的_丙_____,
然后轻轻挤压玻璃珠使尖嘴部分充满碱液。

④在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有

___D_E_____。

A.滴定终点读数时俯视读数

B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸溶液润洗

C.锥形瓶水洗后未干燥

D.称量 NaOH 固体中混有 Na2CO3 固体

E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失

解析



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