第三章水溶液中的离子反应与平衡第2节水的电离和溶液的pH第3课时课件（新人教版选择性必修1）

第三章　水溶液中的离子反应与平衡\n第二节　水的电离和溶液的pH第3课时　酸碱中和滴定\n学习目标核心素养1．通过实验探究，掌握酸碱中和滴定的原理。2．结合真实情境中的应用实例，掌握酸碱中和滴定的操作方法和误差分析。3．结合真实情境中的应用实例，了解酸碱中和滴定在生产、生活中的应用。1．通过酸碱中和滴定原理的理解、指示剂选择等，形成滴定原理的认知模型，并根据模型应用到其他滴定(如氧化还原反应滴定、沉淀滴定)中去。2．能根据教材中的酸碱中和滴定实验，完成实验操作，观察现象，客观地进行记录、收集实验证据，培养科学探究与创新意识。\n课前素能奠基课堂素能探究课堂达标验收新课情景呈现名师博客呈现\n新课情景呈现\n酸碱中和反应的实质是：H＋＋OH－===H2O，因此在酸碱中和反应的过程中，随着酸(或碱)溶液的加入，溶液pH是不断发生变化的，那么溶液pH的变化特点是什么？如果用实验来研究这一问题，实验的关键是什么？本课时我们将要学习的就是用中和滴定的方法，根据已知浓度的酸(或碱)测定未知浓度的碱(或酸)。\n课前素能奠基\n一、酸碱中和滴定的原理与主要仪器1．原理：(1)含义。酸碱中和滴定是依据________反应，用______________________来测定______________________的方法。中和新知预习已知浓度的酸(或碱)未知浓度的碱(或酸)\n\n酸式滴定管碱式滴定管锥形瓶\n\n(2)滴定管的结构及使用方法。项目具体结构或操作构造“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度精确度读数可以读到________mL检漏检查滴定管活塞是否漏水润洗加入反应液之前，滴定管要用所要盛装的溶液润洗2～3次0.01\n项目具体结构或操作装液将反应液加入相应的滴定管中，使液面位于“0”刻度线以上2～3mL排气泡滴定前排出尖嘴处的气泡调液面调节活塞，使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下的某刻度，并记录读取数值\n二、酸碱中和滴定操作1．实验操作：以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例：(1)滴定前的准备。①滴定管：查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。②锥形瓶：注碱液→记体积→加指示剂。\n(2)滴定。\n(3)终点判断。等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且在半分钟内__________原来的颜色，视为滴定终点并记录标准液的体积。(4)数据处理。按上述操作重复__________次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)＝______________计算。不恢复二至三\n2．常用酸碱指示剂及变色范围：指示剂变色范围的pH石蕊＜5.0红色5.0～8.0________＞8.0蓝色甲基橙＜3.1________3.1～4.4橙色＞4.4黄色酚酞＜8.2无色8.2～10.0__________＞10.0________紫色红色浅红色红色\n3．酸碱滴定曲线：以滴加________________为横坐标，以溶液________为纵坐标绘出一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。如图所示为用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1HCl溶液过程中的pH变化曲线。酸(或碱)的量由曲线可以看出，在酸、碱中和滴定过程中，溶液的pH在接近滴定终点时有一个突变过程，在此范围内，滴加很少的酸(或碱)，溶液的pH就有很大的变化，能使指示剂的颜色变化明显，有利于确定滴定终点。pH\n预习自测1．用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考图示仪器，从下表中选出正确选项()选项锥形瓶中的溶液滴定管中的溶液指示剂滴定管A碱酸石蕊乙B酸碱酚酞甲C碱酸甲基橙甲D酸碱石蕊乙C\n解析：甲为酸式滴定管，乙为碱式滴定管。酸性溶液、强氧化性溶液(如KMnO4溶液)一般装在酸式滴定管中，碱性溶液一般装在碱式滴定管中。指示剂的选择一般情况下，强碱滴定强酸用酚酞作指示剂，强酸滴定强碱用甲基橙或酚酞作指示剂。当指示剂可以有多种选择时，选择的指示剂最好是到达滴定终点时由浅变深发生变化。中和滴定时，一般情况下是把已知物质的量浓度的标准溶液滴入待测的未知浓度的溶液中，但把未知物质的量浓度的溶液滴入已知物质的量浓度的溶液中，只要操作正确，也可以求得待测溶液浓度。\n2．下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是()A．洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干B．酸式滴定管装标准溶液前，必须先用该溶液润洗C．酸碱滴定实验中，用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差D．用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，立即用滴管吸出多余液体B\n解析：洗净的容量瓶不能放进烘箱中烘干，会影响其准确度，A错误；酸式滴定管装标准溶液前，必须先用该标准溶液润洗，B正确；酸碱滴定实验中，用待滴定溶液润洗锥形瓶会使待滴定的溶液量变多，引起误差，C错误；用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，应重新配制，D错误。\n3．用标准浓度的氢氧化钠溶液来滴定未知浓度的盐酸，使用酚酞作为指示剂，下列叙述中说明恰好达到滴定终点的是()A．由红色变为深红色B．由无色变为深红色C．由浅红色变成深红色D．由无色变为浅红色解析：实验时，将酚酞滴在HCl(aq)中，这时溶液无色，当达到滴定终点时，溶液由无色变浅红色。D\n课堂素能探究\n知识点问题探究：1．酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同？2．在酸碱中和滴定实验中，标准液的浓度是越大越好还是越小越好？3．用盐酸滴定氨水(氯化铵溶液显酸性)，选什么作指示剂？怎样描述滴定终点？酸碱中和滴定实验\n探究提示：1．不相同。酸碱恰好完全反应是指酸与碱按照化学计量数恰好完全反应，酸和碱都不剩余，此时溶液可能为中性，也可能为酸性或碱性；而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点，二者不相同。酸碱恰好完全反应的点与滴定终点特别接近，在一般科学研究中不会造成大的误差。2．标准液的浓度一般为0.1000mol·L－1为宜。浓度太大，易引起较大误差；浓度太小，所需标准液体积太大，不易操作。3．可选择甲基橙作指示剂。滴入最后一滴盐酸时，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内颜色不再变化，则达到滴定终点。\n知识归纳总结：1．滴定操作步骤：以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例。(1)滴定前的准备。\n\n(2)滴定：放出一定体积的氢氧化钠溶液于洗净的锥形瓶中，滴加2～3滴酚酞试液，用标准盐酸开始滴定。左手：控制活塞，逐滴加入标准液，先快后慢。右手：摇动锥形瓶。眼睛：注视锥形瓶内溶液颜色变化，即到终点，记录末读数。\n2．数据处理：为减小误差，滴定时，要求重复实验2～3次，求平均值。将测得的实验数据代入中和滴定计算公式计算。3．滴定终点判断答题模板：\n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8.2g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500mL待测溶液。称量时，样品可放在______(填字母)称量。A．小烧杯中B．洁净纸片上C．托盘上A典例1\n(2)滴定时，用0．2000mol·L－1的盐酸来滴定待测溶液，不可选用______(填字母)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__________________________；在铁架台上垫一张白纸，其目的是__________________________________________________。B锥形瓶内溶液颜色的变化便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差\n(4)根据下表数据，计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是__________mol·L－1，烧碱样品的纯度是___________。滴定次数待测溶液体积/mL标准盐酸体积滴定前的刻度(mL)滴定后的刻度(mL)第一次10.000.4020.50第二次10.004.1024.000.400097.56%\n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，一般应选甲基橙、酚酞、甲基红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。(3)为准确判断滴定终点，眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化，且在铁架台上垫一张白纸。\n\n规律方法指导：指示剂的选择与颜色变化滴定种类选用的指示剂滴定终点颜色变化指示剂用量滴定终点判断标准强酸滴定强碱甲基橙黄色→橙色2～3滴当指示剂刚好变色并在半分钟内不恢复原色，即认为达到滴定终点强碱滴定强酸酚酞无色→浅红色强碱滴定弱酸酚酞无色→粉红色强酸滴定弱碱甲基橙黄色→橙色弱碱滴定强酸红色→橙色\n〔变式训练1〕食用白醋中醋酸含量在30～50mg·mL－1，某食品检验机构，现使用酸碱中和滴定法测定某品牌白醋的总酸量是否合格。Ⅰ．实验步骤：(1)量取10.00mL食用白醋，在烧杯中用水稀释后转移到100mL__________(填仪器名称)中定容，摇匀即得待测白醋溶液。(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00mL于锥形瓶中，向其中滴加2滴____________作指示剂。容量瓶酚酞试液\n(3)读取盛装0.1000mol·L－1NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。如果液面位置如图所示，则此时的读数为________mL。(4)滴定。滴定终点的现象是_________________________________________________。0.70溶液由无色恰好变为浅红色，并在半分钟内不变色\nⅡ．数据记录：滴定次数实验数据/mL1234V(样品)20.0020.0020.0020.00V(NaOH)(消耗)15.9515.0015.0514.95\n指出他的计算的不合理之处：_______________________________________________________。该品牌白醋是否合格？________。该白醋的总酸度为______mg·mL－1。第一组数据与后三组数据相差较大，属于异常值，应舍去合格45\n\n知识点酸碱中和滴定误差分析问题探究：用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸(放锥形瓶中)，选用甲基橙作为指示剂。1．配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质，会对测定结果产生什么影响？2．以溶液颜色由红色变为橙色为滴定终点，会对测定结果产生什么影响？\n探究提示：1．偏高。相同质量的NaOH比Na2CO3消耗HCl要多。2．由红色变为橙色还没有达到滴定终点，若此时读数会使测定结果偏低。\n\n2．误差分析：(以NaOH标准溶液滴定一定体积的待测HCl为例)操作及读数误差分析仪器的洗涤或润洗未用标准液润洗滴定管偏高未用待测液润洗移液管或所用的滴定管偏低用待测液润洗锥形瓶偏高洗涤后锥形瓶未干燥无影响\n操作及读数误差分析滴定时溅落液体标准液漏滴在锥形瓶外一滴偏高待测液溅出锥形瓶外一滴偏低将移液管下部的残留液吹入锥形瓶偏高尖嘴处有气泡读数不正确滴前有气泡，滴后无气泡偏高滴前仰视，滴后平视偏低滴前平视，滴后仰视偏高滴前仰视，滴后俯视偏低到达终点后，滴定管尖嘴处悬一滴标准液偏高\n使用酸碱中和滴定的方法，用0.01mol·L－1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液，下列操作会使测定结果偏高的是()①用量筒量取浓盐酸配制0.01mol·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②配制稀盐酸定容时，俯视容量瓶刻度线③滴定结束时，读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下A．①③B．②④C．②③④D．①②③④A典例2\n\n〔变式训练2〕用酚酞作指示剂，以0.100mol·L－1的NaOH溶液测定锥形瓶中一定体积的盐酸的物质的量浓度。下列操作将导致测定值高于实际值的是()A．标准液在“0”刻度线以上，未予调整就开始滴定B．滴定过程中振荡时，锥形瓶中有液滴溅出C．观察记录滴定管内液面刻度时滴定前俯视，滴定后仰视D．酚酞指示剂由无色变为红色时立即停止滴定C\n\n名师博客呈现\npH的应用pH的测定和控制在工农业生产、科学实验和医疗等方面都很重要。在工业上，例如，氯碱工业生产中所用食盐水的pH主要控制在12左右，以除去其中的Ca2＋和Mg2＋等杂质。在无机盐的生产中，为了分离所含的杂质Fe3＋，常把无机盐溶液的pH调到5左右，此时Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而分离析出，其他阳离子却留在溶液中。\n在农业上，土壤的pH关系到农作物的生长，有的作物如芝麻、油菜、萝卜等可以生长在较大的pH范围内，有的却对土壤的pH反应非常敏感，如茶树适宜在pH约为4.0～5.5的土壤中生长。在医疗上，测定血液等pH可以帮助诊断疾病。例如，人体内血液的pH一般在7.35～7.45范围内，如果超过这个范围，便属于病理现象，在科学实验中pH是影响某些反应过程的重要因素，因此测定和控制溶液的pH，就如控制温度和浓度等同样重要。\n课堂达标验收\n1．某同学在实验报告中有以下实验数据，其中合理的是()A．用托盘天平称取11g食盐B．用量筒量取5.26mL盐酸C．用酸式滴定管量取3.5mL盐酸D．用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸用去23.10mL溶液解析：托盘天平一般准确到0.1g，A项错误；量筒准确到0.1mL，无法量取5.26mL，B项错误；滴定管的精确度为0.01mL，C项错误；D项正确。D\n2．50.00mL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．amLB．(50.00－a)mLC．一定大于amLD．一定大于(50.00－a)mL解析：滴定管刻度值从上到下刻度逐渐增大，由于滴定管最大刻度下方无刻度，50mL滴定管实际盛放液体的体积大于50mL，如果液面处读数是a，则滴定管中液体的体积大于(50－a)mL，故选D。D\n3．酸雨对环境危害很大。酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。普通雨水也显弱酸性，是因为水中溶解了CO2。\n已知常温、常压下，饱和CO2的水溶液的pH＝3.9，则可推断用标准的盐酸滴定NaHCO3水溶液时，适宜选用的指示剂及滴定终点时颜色变化的情况是()A．石蕊，由蓝变红B．甲基橙，由橙变黄C．酚酞，红色褪去D．甲基橙，由黄变橙解析：标准盐酸滴定NaHCO3溶液时，发生的反应是：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，滴定终点时pH＝3.9，因此滴定终点时溶液显酸性，而指示剂选用甲基橙(3.1～4.4)，滴定终点时溶液pH降低到3.9，颜色由黄变橙，故选D。D\n4．某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来滴定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时，选择酚酞作指示剂。请填写下列空白：(1)用标准的盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液时，左手把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，溶液由红色变为无色，并且______________________为止。锥形瓶内溶液颜色的变化半分钟内不恢复红色\n(2)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。0.0026.10\n(3)某学生根据三次实验分别记录有关数据如下：滴定次数NaOH溶液/mL0.1000mol·L－1盐酸的体积(mL)滴定前滴定后溶液体积/mL第一次25.000.0026.1126.11第二次25.001.5630.3028.74第三次25.000.2226.3126.09请选用其中合理的数据列式计算该氢氧化钠溶液的物质的量浓度：c(NaOH)＝______________________。0.1044mol·L－1\n(4)达到滴定终点时酸碱________恰好反应(填“是”或“不是”)，若不是，则应是________________稍微过量；若溶液由红色褪至无色停止滴定，测得NaOH溶液的物质的量浓度可能________(填“偏高”“偏低”或“无误差”)。不是NaOH溶液偏高\n解析：(1)滴定时眼睛要时刻注视锥形瓶内液体的颜色变化，以便及时、准确判断终点。为防止过早或过晚判断终点，造成较大误差，必须待半分钟内不恢复红色为准。(2)读数时视线要与凹液面水平相切，另外，滴定管的精确度可以达到0.01mL，读数时要自上而下读出刻度，如最后的读数不能由下而上读为27.90，应读为26.10。\n(3)在进行数据处理时，要注意有效可用的数相差不到0．20mL，否则如第二次的测量结果，和其他两次差别较大，说明该次操作误差较大，该结果不可用，因此，计算时，酸溶液的体积应为第一、三次的平均值。而后代入计算即可得出c(NaOH)的值。(4)滴定终点和酸碱恰好反应是不同的两个概念，前者指的是操作停止的一点，不是酸碱恰好完全反应，而是某一溶液稍微过量(不到一滴)，作为滴定操作来说，可忽略不计。没有反滴一滴标准溶液，这时溶液中也可能盐酸过量很多，溶液也是无色，所以测得溶液的物质的量浓度有可能偏高。