高中化學 第三章 水溶液中的離子平衡 3.2.3 pH的應(yīng)用 酸堿中和滴定課件 新人教版選修4-新人教版高二選修4化學課件

1、第第3 3課時課時pH的應(yīng)用的應(yīng)用酸堿中和滴定酸堿中和滴定閱讀思考自主檢測任務(wù)一、認真閱讀教材第48頁到第49頁的內(nèi)容,思考回答下列問題,自主學習酸堿中和滴定基本原理:1.什么是酸堿中和滴定?常用的儀器是什么?提示酸堿中和滴定是利用中和反應(yīng),用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實驗方法。常用儀器:酸式滴定管、堿式滴定管和錐形瓶。2.酸堿中和滴定時,滴定管、錐形瓶分別盛裝什么溶液?酸堿指示劑滴在哪里?提示滴定管中裝有已知物質(zhì)的量濃度的酸(或堿)溶液,錐形瓶中盛放一定量未知濃度、待測定的堿(或酸)溶液。待測液中預先加有幾滴酸堿指示劑。閱讀思考自主檢測3.酸堿中和滴定中,常見的酸堿指示

2、劑有哪些?如何用酸堿指示劑判斷滴定終點?為什么可以用酸堿指示劑確定滴定終點?提示常用的酸堿指示劑:酚酞和甲基橙當接近滴定終點(pH=7)時,很少量(0.04 mL,約一滴)的堿或酸就會引起溶液pH突變(如圖所示)。此時指示劑明顯的顏色變化表示反應(yīng)已完全,即反應(yīng)到達終點。用0.100 0 molL-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 molL-1 HCl溶液過程中的pH變化閱讀思考自主檢測任務(wù)二、認真閱讀教材第50頁到第52頁的內(nèi)容,思考回答下列問題,自主學習實驗測定酸堿滴定曲線:1.什么是酸堿滴定曲線?測定酸堿滴定曲線有何意義?提示酸堿滴定曲線是以酸堿中和滴定過程中滴加酸(或

3、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。它描述了酸堿中和滴定過程中溶液pH的變化情況,其中酸堿滴定終點附近的pH突變情況,對于酸堿滴定中如何選擇合適的酸堿指示劑具有重要意義。閱讀思考自主檢測2.使用滴定管進行實驗時,一般包括哪些基本操作?提示檢查儀器:在使用滴定管前,首先要檢查活塞是否漏水,在確保不漏水后方可使用。潤洗儀器:在加入酸、堿反應(yīng)液之前,潔凈的酸式滴定管和堿式滴定管還要分別用所要盛裝的酸、堿溶液潤洗23遍。方法是:從滴定管上口加入35 mL所要盛裝的酸或堿溶液,傾斜著轉(zhuǎn)動滴定管,使液體潤濕全部滴定管內(nèi)壁。然后,一手控制活塞(酸式滴定管輕

4、輕轉(zhuǎn)動活塞;堿式滴定管輕輕擠壓玻璃球),將液體從滴定管下部放入預置的燒杯中。閱讀思考自主檢測加入反應(yīng)液:分別將酸、堿反應(yīng)液加入到酸式滴定管、堿式滴定管中,使液面位于滴定管刻度“0”以上23 mL處,并將滴定管垂直固定在滴定管夾上。調(diào)節(jié)起始讀數(shù):在滴定管下放一燒杯,調(diào)節(jié)活塞,使滴定管尖嘴部分充滿反應(yīng)液(如果滴定管內(nèi)部有氣泡,應(yīng)快速放液以趕走氣泡),并使液面處于某一刻度,準確讀取讀數(shù)并記錄。放出反應(yīng)液:根據(jù)實驗需要從滴定管中逐滴放出一定量的液體。閱讀思考自主檢測1.酸堿恰好完全中和時()A.酸與堿的物質(zhì)的量一定相等B.溶液呈現(xiàn)中性C.酸與堿的物質(zhì)的量濃度相等D.酸所能提供的H+與堿所能提供的OH-

5、的物質(zhì)的量相等答案:D2.在25.00 mL的堿式滴定管中盛有溶液,液面恰好在20.00 mL刻度處,現(xiàn)將滴定管內(nèi)溶液全部放出,流入量筒內(nèi),所得溶液的體積為()A.5.0 mLB.20.0 mLC.大于5.0 mLD.小于5.0 mL答案:C閱讀思考自主檢測3.下列有關(guān)敘述中正確的是()A.滴定管下端連有橡皮管的為酸式滴定管B.在滴定時,不能向錐形瓶內(nèi)加入蒸餾水,否則會引起誤差C.滴定前應(yīng)首先排除尖嘴部分的氣泡D.滴定過程中兩眼應(yīng)注視滴定管內(nèi)液面的變化答案:C4.常溫下,如圖曲線a和b是鹽酸與氫氧化鈉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 molL-1B.P點時恰好

6、完全反應(yīng),溶液呈中性C.曲線a是鹽酸滴定氫氧化鈉的滴定曲線D.酚酞不能用作本實驗的指示劑答案:B重點難點探究重要考向探究隨堂檢測探究問題探究問題1.分析說明pH在生產(chǎn)、生活、醫(yī)療保健中有何應(yīng)用?提示(1)因為人體各種體液都有一定的pH,檢測血液的pH是診斷疾病的一個重要手段。(2)使用護發(fā)素可以調(diào)節(jié)頭發(fā)的pH使之達到適宜的酸堿度。(3)可以通過檢測土壤的pH,確定種植何種農(nóng)作物。2.酸堿中和滴定的實驗原理是什么?實驗過程中需要哪些儀器?如何判斷鹽酸與NaOH溶液是否反應(yīng)完全?提示酸堿中和滴定的實驗原理是利用中和反應(yīng),用已知濃度的酸(或堿)來滴定未知濃度的堿(或酸);實驗過程中常用的儀器有酸式滴

7、定管、堿式滴定管和錐形瓶;利用指示劑(甲基橙或酚酞)明顯的顏色變化指示反應(yīng)已完全。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測知識點撥知識點撥一、pH的應(yīng)用pH的測試和調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學實驗和醫(yī)療保健等方面都具有重要意義。在工業(yè)上,例如,氯堿工業(yè)生產(chǎn)中所用食鹽水的pH要控制在12左右,以除去其中的Ca2+和Mg2+等雜質(zhì)。在無機鹽生產(chǎn)中,為了除去所含的雜質(zhì)如Fe3+,常把無機鹽溶液的pH調(diào)到5左右,此時Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而分離除去,其他陽離子卻留在溶液中。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測在農(nóng)業(yè)上,土壤的pH關(guān)系到農(nóng)作物的生長,各種作物的生長都對土壤的pH范圍有一定的要求。在醫(yī)療上,測定血液

8、等的pH可以幫助診斷疾病。例如,人體內(nèi)血液的pH一般在7.357.45范圍內(nèi),如果超過這個范圍,便屬于病理現(xiàn)象。在科學實驗中,pH是影響某些反應(yīng)過程的重要因素,因此測定和控制溶液的pH,就如控制溫度和濃度等同樣重要。二、酸堿中和滴定1.中和滴定的概念是利用中和反應(yīng),用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實驗方法。其中已知濃度的酸(或堿)溶液常稱為標準液,未知濃度的堿(或酸)溶液常稱為待測液。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測重點難點探究重要考向探究隨堂檢測3.主要儀器及使用酸堿中和滴定所用的主要儀器是錐形瓶和滴定管。(1)滴定管分為兩種:酸式滴定管:包括玻璃活塞、長玻璃管,可盛放酸性

9、溶液、強氧化性溶液,不能盛放堿性溶液及氫氟酸。堿式滴定管:包括長玻璃管、橡皮管、玻璃球,可盛放堿性溶液。滴定管的上端都標有規(guī)格大小、使用溫度、0刻度,滴定管的精確讀數(shù)為0.01 mL。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測(2)滴定管的使用方法:檢查儀器:使用前先檢查滴定管活塞是否漏水。潤洗儀器:在加入溶液之前,潔凈的滴定管要用所要盛裝的溶液潤洗23遍。加入溶液:分別將溶液加入到相應(yīng)滴定管中,使液面位于滴定管0刻度線以上23 mL處。調(diào)節(jié)起始讀數(shù):在滴定管下放一燒杯,調(diào)節(jié)活塞,使滴定管尖嘴部分充滿溶液,然后調(diào)節(jié)滴定管液面使其處于某一刻度。準確讀取數(shù)值并記錄。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測4.滴定過

10、程中的pH變化及終點判斷酸堿滴定過程中,溶液的pH發(fā)生了很大的變化。若用標準的強酸溶液滴定未知濃度的強堿溶液,則反應(yīng)開始時溶液的pH很大,隨著強酸的滴入,溶液的pH逐漸減小;當二者恰好中和時,溶液的pH=7;當酸過量一滴時,溶液立即變?yōu)樗嵝?。若用強堿滴定強酸則恰恰相反。根據(jù)滴定過程中的pH變化及酸堿指示劑在酸性或堿性溶液中的顏色變化,只要選擇合適的指示劑(滴定終點盡可能與變色范圍一致),即可準確判斷中和反應(yīng)是否恰好進行。在實驗室里選用的指示劑一般為甲基橙或酚酞。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測5.中和滴定的操作過程(1)準備過程:滴定管:檢漏水洗潤洗注液趕氣泡調(diào)液面初始讀數(shù)。錐形瓶:水洗裝液滴

11、指示劑。(2)滴定操作:移取待測溶液,加指示劑23滴,滴定,判斷終點,讀數(shù),重復實驗,計算。說明:操作時左手握住活塞,右手搖動錐形瓶,眼睛注視錐形瓶中溶液顏色的變化。滴速:先快后慢,當接近終點時,應(yīng)一滴一搖。6.實驗數(shù)據(jù)處理實驗中取23次消耗標準液體積的平均值。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測考向一pH的應(yīng)用【例題1】 腐蝕銅板后的混合溶液中,若Cu2+、 Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10 molL-1,請參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品,簡述除去CuCl2溶液中Fe3+ 和Fe2+的實驗步驟:。 重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:除雜時,要把雜質(zhì)全部除去,又不能引入新的雜質(zhì)。根據(jù)題目所給的物

12、質(zhì)沉淀時的pH可知:Fe3+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是1.93.2,Fe2+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是7.09.0,Cu2+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是4.76.7。要想使溶液中的Fe2+沉淀完全,需要調(diào)解到pH=9.0,而此時Cu2+早已經(jīng)沉淀完全,達不到提純的目的,因此,若要除去CuCl2溶液中的Fe3+、Fe2+,需要將Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,首先采取的措施是向溶液中通入過量的氯氣;為了不引入其他雜質(zhì),可以向溶液中加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH范圍在3.24.7之間,此時Fe3+完全沉淀;最后過濾、洗滌,即可得到純凈的氯化銅溶液。答案:通入足量

13、氯氣將Fe2+氧化成Fe3+;加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.24.7重點難點探究重要考向探究隨堂檢測規(guī)律方法點撥規(guī)律方法點撥 調(diào)控溶液的pH選擇試劑時,一般既要考慮滿足pH變化的要求,還要考慮過量試劑是否會引入新的雜質(zhì),所以一些難溶性的試劑往往成為首選。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測成功體驗成功體驗1碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。以-鋰輝石(主要成分為Li2OAl2O34SiO2)為原料制備Li2CO3的工藝流程如下:已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時,溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的

14、溶解度分別為34.2 g、12.7 g和1.3 g。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測(1)步驟中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、 ,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等雜質(zhì),需在攪拌下加入(填“石灰石”“氯化鈣”或“稀硫酸”)以調(diào)節(jié)溶液的pH到6.06.5,沉淀除去(填雜質(zhì)離子),分離得到浸出液,然后繼續(xù)處理浸出液得到Li2CO3。 (2)步驟中,將適量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的雜質(zhì)金屬離子有。 答案:(1)石灰石Fe3+、Al3+(2)Fe2+、Mg2+、Ca2+重點難點探究重要考向探究隨堂檢測考向二酸堿中和滴定的原理與

15、步驟【例題2】 閱讀下列實驗內(nèi)容,根據(jù)題目要求回答問題。某學生為測定未知濃度的硫酸溶液,實驗如下:用1.00 mL待測硫酸配制100 mL稀硫酸;以0.14 molL-1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25.00 mL,滴定終止時消耗NaOH溶液15.00 mL。(1)該學生用標準0.14 molL-1NaOH溶液滴定稀硫酸的實驗操作如下:A.用酸式滴定管取稀硫酸25.00 mL,注入錐形瓶中,加入指示劑B.用待測液潤洗酸式滴定管C.用蒸餾水洗干凈滴定管重點難點探究重要考向探究隨堂檢測D.取下堿式滴定管用標準NaOH溶液潤洗后,將標準液注入堿式滴定管“0”刻度以上23 mL處,再把堿式滴定管固定好

16、,調(diào)節(jié)液面至刻度“0”或“0”刻度以下E.檢查滴定管是否漏水F.另取錐形瓶,再重復操作一次G.把錐形瓶放在滴定管下面,瓶下墊一張白紙,邊滴邊搖動錐形瓶直至滴定終點,記下滴定管液面所在刻度滴定操作的正確順序是(用序號填寫);該滴定操作中應(yīng)選用的指示劑是;在G操作中判斷確定終點的方法是。 (2)如有1 molL-1和0.1 molL-1的NaOH溶液,應(yīng)用 molL-1的NaOH溶液,原因是。 重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:(1)中和滴定的步驟為檢漏洗滌潤洗加液滴定,故順序為ECDBAGF;指示劑可以使用酚酞;達到滴定終點時,滴入最后一滴,溶液由無色變?yōu)闇\紅色(或粉紅色),且半分鐘不褪色。

17、(2)進行滴定時,所用標準溶液濃度越稀,誤差就越小,故選用0.1 molL-1氫氧化鈉溶液。答案:(1)ECDBAGF酚酞滴入最后一滴,溶液由無色變?yōu)闇\紅色(或粉紅色),且半分鐘不褪色(2)0.1溶液濃度越稀,誤差就越小重點難點探究重要考向探究隨堂檢測規(guī)律方法點撥規(guī)律方法點撥 (1)中和滴定通過溶液顏色變化來判定終點,主要用來測定消耗標準液的體積,根據(jù)公式 計算。(2)“二管二洗”酸式滴定管、堿式滴定管先用蒸餾水洗,再用待盛液潤洗;“一瓶一洗”錐形瓶只用蒸餾水洗。(3)在中和滴定實驗中,已知濃度的標準溶液是放在錐形瓶中還是滴定管中是人為規(guī)定的,只要指示劑和滴定管能夠和實驗要求相符合(指示劑變色

18、范圍在終點pH突變范圍之內(nèi),滴定管不過大或過小)即可。當然,一般情況下,待測液和指示劑放在錐形瓶中,標準溶液放在滴定管中。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測成功體驗成功體驗2用物質(zhì)的量濃度為a molL-1的標準NaOH溶液去滴定V mL鹽酸,請?zhí)顚懴铝锌瞻?(1)堿式滴定管用蒸餾水洗凈后,接下來應(yīng)該進行的操作是。 (2)用標準NaOH溶液滴定時,應(yīng)將標準NaOH溶液注入(填“甲”或“乙”)中。 重點難點探究重要考向探究隨堂檢測(3)如圖是堿式滴定管中液面在滴定前后的讀數(shù),c(HCl)= molL-1。 (4)取20.00 mL待測鹽酸放入錐形瓶中,并滴加23滴酚酞做指示劑,用自己配制的標準Na

19、OH溶液進行滴定。重復上述滴定操作23次,記錄數(shù)據(jù)如下。滴定達到終點的標志是。 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)。 重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:滴定管用蒸餾水洗凈后應(yīng)用待裝液潤洗;計算時應(yīng)取幾次滴定的平均值。(4)溶液由無色恰好變成淺紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色0.11 molL-1重點難點探究重要考向探究隨堂檢測考向三酸堿中和滴定的誤差分析【例題3】 下列實驗操作不會引起誤差的是()A.酸堿中和滴定時,用待測液潤洗錐形瓶B.酸堿中和滴定時,用沖洗干凈的滴定管盛裝標準溶液C.用NaOH標準溶液測定未知濃度的鹽酸時,選用酚酞做指示劑,實驗時不小心多加了幾滴指示劑D.

20、用標準鹽酸測定未知濃度NaOH溶液結(jié)束實驗時,酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,開始實驗時無氣泡重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:A項,錐形瓶一定不要用待測液潤洗,否則使待測液的量偏大,消耗標準液的體積偏大,從而使所測濃度偏大。B項,沖洗干凈的滴定管無論是盛裝標準溶液,還是量取待測溶液,都必須用待裝溶液潤洗23次,否則會使標準溶液或待測溶液比原來溶液的濃度偏小,影響結(jié)果。C項,在滴定過程中,指示劑略多加了幾滴,一般不影響實驗結(jié)果,因為指示劑不會改變反應(yīng)過程中酸和堿的物質(zhì)的量。D項,開始實驗時酸式滴定管中無氣泡,結(jié)束實驗時有氣泡,會導致所讀取的V(HCl)偏小,依據(jù)V(HCl)c(HCl)=V(Na

21、OH)c(NaOH),所測的c(NaOH)偏小。答案:C重點難點探究重要考向探究隨堂檢測規(guī)律方法點撥規(guī)律方法點撥 中和滴定的誤差分析: (K是與酸堿元數(shù)有關(guān)的常數(shù),一元酸與一元堿中和時K=1)進行中和滴定的誤差分析是最基本的方法,使用中應(yīng)注意由于操作的失誤導致公式中的某些數(shù)據(jù)發(fā)生變化,從而導致最終結(jié)果出現(xiàn)誤差。如配制標準液,由于溶質(zhì)的損失,使標準液濃度偏低,進而滴定時,使標準液的體積偏大,使測量的待測液的濃度偏大。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測(2)以標準酸溶液滴定未知濃度的堿(酚酞作指示劑)為例,常見的因操作不正確而引起的誤差有:重點難點探究重要考向探究隨堂檢測重點難點探究重要考向探究隨堂

22、檢測注意:在進行誤差分析時,要特別注意俯視(視線偏高)及仰視(視線偏低)的含義,并會區(qū)分俯視、仰視對量筒、滴定管產(chǎn)生誤差的不同(如圖)。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測成功體驗成功體驗3用標準NaOH溶液滴定待測鹽酸的下列操作中,會使測定結(jié)果偏高的是()A.堿式滴定管用蒸餾水洗凈后,未經(jīng)標準液潤洗就注入標準NaOH溶液B.用酸式滴定管取待測液前,尖嘴部分有氣泡,使用過程中變無C.錐形瓶中有少量蒸餾水D.滴定前,讀堿液體積時,仰視讀數(shù)解析:c(NaOH)標準V(NaOH)標準=c(HCl)待測V(HCl)待測,A項未潤洗,會使V(NaOH)增大,使c(HCl)偏高;B項氣泡體積充當了鹽酸的體積,

23、會使V(HCl)偏小,消耗V(NaOH)減少,c(HCl)偏低;錐形瓶中有少量水對測定結(jié)果無影響;D項滴定前仰視,會使V(NaOH)偏小,使測得c(HCl)偏低。答案:A重點難點探究重要考向探究隨堂檢測1.準確量取25.00 mL KMnO4溶液,可選用的儀器是 ()A.50 mL量筒B.10 mL量筒C.50 mL酸式滴定管D.50 mL堿式滴定管解析:由于量的體積精確度為0.01 mL,故應(yīng)選用滴定管,而KMnO4等強氧化劑易腐蝕堿式滴定管的橡皮管而只能盛裝在酸式滴定管中。答案:C重點難點探究重要考向探究隨堂檢測2.下列有關(guān)敘述中正確的是()A.滴定管下端連有橡皮管的為酸式滴定管B.在滴定

24、時,左手操作錐形瓶,右手操作滴定管C.滴定前應(yīng)首先排出尖嘴部分的氣泡D.滴定過程中眼睛應(yīng)注視滴定管內(nèi)液面的變化解析:A是堿式滴定管,B右手操作錐形瓶,D眼睛應(yīng)注視錐形瓶內(nèi)顏色變化。答案:C重點難點探究重要考向探究隨堂檢測3.向盛有10 mL NaOH溶液的燒杯中逐滴滴加稀鹽酸,下列圖像能夠體現(xiàn)溶液的pH變化情況的是()解析:原溶液為NaOH溶液,pH7,A、B錯誤,當向其中逐滴加入鹽酸時,pH會減小,當接近中和反應(yīng)終點時,pH突變,而后pH不斷減小并趨于不變。答案:C重點難點探究重要考向探究隨堂檢測4.用標準NaOH溶液滴定鹽酸時,若配制標準溶液稱取的NaOH固體中含有下列雜質(zhì)時,會引起滴定結(jié)果偏低的