中學(xué)化學(xué)定量實驗要點解析

1、中學(xué)化學(xué)定量實驗要點解析高中化學(xué)課本中的定量實驗數(shù)目不多，除配制一定體積、一定物質(zhì)的量濃度的溶液(見化學(xué)基本操作)外，主要的定量實驗是中和滴定、硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測定以及鹽的溶解度的測定。中和滴定，旨在初步學(xué)會中和滴定的操作和運用，鞏固中和滴定的計算技能。結(jié)晶水的測定和鹽的溶解度的測定，旨在運用天平稱量等操作技能，學(xué)習(xí)測定晶體里結(jié)晶水含量和鹽的溶解度的實驗方法與計算方法。學(xué)習(xí)這些定量的化學(xué)實驗，要注意培養(yǎng)宏觀與微觀結(jié)合、定性與定量結(jié)合等化學(xué)思想、化學(xué)方法；必須以嚴(yán)謹(jǐn)、求實的科學(xué)態(tài)度對待實驗問題和實驗結(jié)果；要堅持探索、創(chuàng)新的精神去完成定量實驗問題的設(shè)計、實施與實驗結(jié)果的評價。定量實驗應(yīng)該做到

2、：準(zhǔn)確運用化學(xué)實驗基本操作技能，使實驗結(jié)果在該實驗設(shè)備條件下達(dá)到相對準(zhǔn)確，減少誤差；對實驗操作引起的誤差或失敗的原因作出客觀的判斷與合理的解釋；能夠?qū)⒁陨隙繉嶒灥乃枷肱c方法，適當(dāng)遷移運用到某些類似的定量實驗中去，解決一些原理和操作較簡單的定量問題。1中和滴定滴定的操作過程大致是：首先稱取一定質(zhì)量的試樣制成溶液(或者取一定體積的試樣溶液)，然后通過滴定管將已知濃度的溶液逐滴加到被測溶液中去(也可把待測液滴入已經(jīng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液中)，根據(jù)指示劑顏色的變化而終止滴定。最后，可通過有關(guān)溶液的濃度和所用體積算出被測試樣的含量或被測溶液的濃度。滴定包括中和滴定、氧化還原滴定、絡(luò)合滴定等。酸堿中和滴定，是利

3、用酸堿中和反應(yīng)的原理測定酸、堿的含量或酸、堿溶液濃度的滴定方法。(1)中和滴定的實驗程序(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定未知濃度的氫氧化鈉溶液為例)儀器的洗滌將滴定需用的滴定管、移液管和錐形瓶均洗滌干凈，。滴定管、移液管再用少量要盛的溶液洗23次，備用。滴定的操作在酸式滴定管中注入標(biāo)準(zhǔn)鹽酸，使尖嘴部分充滿溶液后，記錄起始讀數(shù)。用堿式滴定管或移液管量取一定體積的未知濃度的NaOH溶液，放入錐形瓶中，并加入少量適當(dāng)?shù)乃釅A指示劑(例如23滴無色酚酞試液)，振蕩、搖勻。滴定時，在錐形瓶下墊一白紙。右手沿同一方向搖動錐形瓶，眼睛集中觀察瓶內(nèi)指示劑顏色的變化，以確定滴定終點。常用的簡單方法是：滴入鹽酸到酚酞由紅色變?yōu)?/p>

4、淺粉紅色，最后剛剛變?yōu)闊o色為止。此外，還可在滴入1滴鹽酸后，酚酞由紅色變?yōu)闊o色，再反滴入1滴NaOH溶液時，酚酞又由無色變紅色，即達(dá)滴定終點。如果用NaOH溶液滴定鹽酸(仍用酚酞作指示劑)，當(dāng)?shù)稳?滴NaOH溶液后，瓶內(nèi)溶液由無色變淺粉紅色且搖動時在半分鐘內(nèi)顏色不消失，即達(dá)滴定終點。滴定后觀測、記錄已知標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積數(shù)。(2)中和滴定應(yīng)注意的幾個問題作為定量實驗，關(guān)鍵要力求實驗數(shù)值和測定結(jié)果準(zhǔn)確，努力減少誤差。為此，應(yīng)特別注意以下幾點：滴定管不能漏水，酸式滴定管的活塞應(yīng)該轉(zhuǎn)動靈活。滴定管中加入液體后，應(yīng)該從下面放出液體，調(diào)節(jié)到尖嘴部分充滿溶液，并使滴定管內(nèi)部沒有氣泡，再把起始時液面的讀數(shù)記

5、錄下來。滴定過程中，要小心搖動錐形瓶，確保所有滴加的液體進(jìn)入瓶內(nèi)溶液，不能有任何的溶液從瓶內(nèi)濺出。要恰當(dāng)?shù)剡x擇酸堿指示劑。各種酸堿指示劑都有一定的變色范圍。 一般說來，用適當(dāng)濃度的一元強(qiáng)酸與一元強(qiáng)堿相互滴定時，使用酚酞或甲基橙較易掌握(由于石蕊的紫色與藍(lán)色不易區(qū)分，一般不用石蕊作中和滴定的指示劑)；一元弱酸(如乙酸)滴定一元強(qiáng)堿(如NaOH)時，因生成的鹽水解，溶液顯弱堿性，通常使用酚酞作指示劑相對好一些；一元弱堿(如氨水)，滴定一元強(qiáng)酸(如鹽酸)時，因生成的鹽水解，溶液顯弱酸性，使用甲基橙作指示劑相對好一些。滴定操作，應(yīng)重復(fù)適當(dāng)?shù)拇螖?shù)，至少應(yīng)重做一次。取兩次或多次測定數(shù)據(jù)的平均值去計算待測試

6、樣的含量或待測溶液的濃度。2硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測定通過實際稱量硫酸銅晶體的質(zhì)量、這些晶體受熱完全失去結(jié)晶水后的質(zhì)量，求出晶體中含結(jié)晶水的質(zhì)量和結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最終可以確定硫酸銅晶體的化學(xué)式。此實驗是中學(xué)化學(xué)里學(xué)生實際操作以確定物質(zhì)組成與化學(xué)式的重要代表性實驗。(1)實驗步驟稱量用天平準(zhǔn)確稱量一干燥瓷坩堝的質(zhì)量，并用此坩堝稱取2g研碎了的硫酸銅晶體。加熱慢慢加熱盛有硫酸銅晶體的坩堝，直到硫酸銅晶體完全變白，不再逸出水蒸氣為止。然后將坩堝放在干燥器里冷卻。稱量稱量冷卻后的坩堝，記下瓷坩堝和無水硫酸銅的質(zhì)量。加熱再稱量把盛有無水硫酸銅的坩堝再加熱，放在干燥器里冷卻后再稱量，記下質(zhì)量，至兩次稱量

7、的質(zhì)量相差不超過0.1g為止。計算結(jié)晶水質(zhì)量=硫酸銅晶體和瓷坩堝的質(zhì)量-無水硫酸銅和瓷坩堝質(zhì)量 (2)結(jié)晶水含量測定實驗應(yīng)注意的幾個問題托盤天平只能用于粗略的稱量，只能稱準(zhǔn)到0.1g。若用托盤天平稱量(即使“準(zhǔn)確稱量”)，必然存在儀器誤差，這就決定本實驗只能粗略地測得結(jié)晶水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的近似值。用酒精燈慢慢加熱硫酸銅晶體使之分解為無水鹽和水(蒸氣)的反應(yīng)，因?qū)嶋H條件所限，很難反應(yīng)很完全。整個實驗過程中，無水硫酸銅難免會吸收空氣中一些水分。這類因素是由實驗方法造成的，屬于方法誤差。為了減少方法誤差，應(yīng)該既盡可能使硫酸銅晶體充分地受熱，硫酸銅晶體事先應(yīng)盡量研成細(xì)小顆粒，盡可能使失水反應(yīng)進(jìn)行充分。同時，

8、又要控制溫度小心慢慢加熱并根據(jù)需要進(jìn)行攪拌，防止局部過熱引起晶體濺失或無水鹽進(jìn)一步分解；整個稱量過程，特別是稱量無水硫酸銅和瓷坩堝的質(zhì)量，最好蓋嚴(yán)瓷坩堝蓋，減少稱量時間；干燥器中的濃硫酸應(yīng)該有足夠的濃度，或用其他高效固體干燥劑如無水氯化鈣、硅膠等，確保干燥的效果。若因操作不慎，加熱時固體濺失，會引起很大誤差，應(yīng)視為過失誤差，測得的數(shù)據(jù)應(yīng)該棄去不用，整個實驗應(yīng)該重做。用托盤天平“準(zhǔn)確稱量”2g硫酸銅晶體，因它只能稱準(zhǔn)至0.1g，稱得的硫酸銅質(zhì)量為2.0g。2.0g，它的有效數(shù)字為二位。同樣地，稱得無水硫酸銅的質(zhì)量，其有效數(shù)字也為二位。在此基礎(chǔ)上，求出結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，有效數(shù)字也為二位，若用百分?jǐn)?shù)

9、表示，只能表示到百分之一。即，求得值可以表示為35或40，而不宜表示為35.3或40.12等。3室溫下鹽的溶解度的測定硝酸鉀在室溫下溶解度的測定，是中學(xué)化學(xué)教材中最早出現(xiàn)的定量(選做)實驗，對于理解定量的化學(xué)概念溶解度具有重要作用。(1)實驗步驟稱量用托盤天平準(zhǔn)確稱量一干燥蒸發(fā)皿的質(zhì)量a(稱準(zhǔn)至0.1g)。量取用10mL量筒量取10mL蒸餾水，倒入大試管里，再逐漸加入少量KNO3晶體，用玻璃棒攪拌至在5分鐘內(nèi)不再溶解為止。傾倒將大試管內(nèi)KNO3飽和溶液傾倒入已稱過的蒸發(fā)皿，然后稱量它的質(zhì)量b。蒸發(fā)蒸發(fā)盛在蒸發(fā)皿中的溶液。在加熱過程中用玻璃棒不斷攪拌，防止液滴飛濺出來，至蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多晶體時，停止加熱。然后，放入干燥器中冷卻，冷卻后稱量它的質(zhì)量c。計算利用所測數(shù)據(jù)計算在該室溫下硝酸鉀的溶解度S。 其中，(c-a)為溶質(zhì)的質(zhì)量，(b-c)為水的質(zhì)量。重復(fù)上述操作，取兩次測定結(jié)果的平均值。(2)室溫下鹽的溶解度測定實驗應(yīng)注意的幾個問題溶解必須充分，使硝酸鉀溶液確實成為室溫下的飽和溶液，否則會使測得溶解度的數(shù)值偏小。蒸發(fā)過程要控制好溫度，充分?jǐn)嚢?，避免蒸發(fā)時液滴濺出。接近蒸干時，要及時