高三化學(xué)單元高中同步測控優(yōu)化設(shè)計第三章第二節(jié)第3課時 酸堿中和滴定

高中同步測控優(yōu)化設(shè)計GAOZHONGTONGBUCEKONGYOUHUASHEJI第2課時酸堿中和滴定第三章第二節(jié)2022內(nèi)容索引010203自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)合作探究釋疑解惑課堂小結(jié)課標(biāo)定位素養(yǎng)闡釋1.能描述測定和調(diào)控溶液pH的重要意義

。2.知道利用酸堿中和滴定測定未知濃度的酸或堿的實驗方法。3.能進行溶液pH的簡單計算

。自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)一、測定和調(diào)控pH的意義1.醫(yī)療上:當(dāng)體內(nèi)的酸堿平衡失調(diào)時,可以利用藥物調(diào)節(jié)和控制pH輔助治療。2.人體健康調(diào)節(jié):人們洗發(fā)時使用的護發(fā)素具有調(diào)節(jié)頭發(fā)的pH使之達到適宜酸堿度的功能。3.環(huán)保治理污水:酸性廢水可通過投加堿性廢渣或通過堿性濾料層過濾使之中和,堿性廢水可通過投加酸性廢水或利用煙道氣中和。在中和過程中可用pH自動測定儀進行檢測和控制。4.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)調(diào)節(jié):控制土壤的pH使之適宜作物生長,提高作物的質(zhì)量和產(chǎn)量。5.在科學(xué)實驗和工業(yè)生產(chǎn)方面:溶液pH的控制常常是影響實驗結(jié)果或產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。6.酸堿中和滴定實驗中,溶液pH的變化是判斷滴定終點的依據(jù)。二、酸堿中和滴定1.定義:依據(jù)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。2.原理:H++OH-══H2O,即酸提供的H+與堿提供的OH-的物質(zhì)的量相等。3.儀器和試劑:(1)儀器(如圖):滴定管(a—堿式、b—酸式),錐形瓶(c),滴定管夾,鐵架臺,燒杯等。(2)試劑:標(biāo)準溶液、待測溶液、酸堿指示劑(酚酞或甲基橙)。4.實驗過程:用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL濃度約為0.1mol·L-1HCl溶液。(1)滴定管中裝入NaOH溶液(標(biāo)準溶液),錐形瓶中盛放HCl溶液(待測溶液,預(yù)先滴有幾滴酸堿指示劑,如酚酞或甲基橙)。(2)把滴定管中的標(biāo)準溶液逐滴加入錐形瓶中,當(dāng)指示劑發(fā)生明顯的顏色變化時表示反應(yīng)已完全,即反應(yīng)達到終點。在滴定終點附近,很少量的堿或酸就會引起溶液的pH發(fā)生突變(如圖)?！咀灾魉伎肌?/p>

中和滴定實驗中選用的指示劑應(yīng)具備什么條件?提示:終點時指示劑的顏色變化要明顯,并且變色范圍與終點的pH突變范圍一致?！拘Ч詼y】

判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)酸堿中和滴定是一種重要的定量分析實驗。(

)(2)中和滴定原理是酸和堿的物質(zhì)的量相等。(

)(3)為使終點時顏色變化明顯,多加一些指示劑更好。(

)(4)用標(biāo)準鹽酸滴定NaOH溶液,接近滴定終點時,溶液的pH會發(fā)生突變。(

)(5)用標(biāo)準鹽酸滴定NaOH溶液,使用酚酞作指示劑,終點時的顏色變化是溶液由無色變?yōu)闇\紅色。(

)(6)為使結(jié)果更準確,中和滴定實驗中通常測定多組數(shù)據(jù)。(

)(7)調(diào)控pH在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中有意義,在實際生活中沒有意義。(

)√××√×√×合作探究釋疑解惑探究任務(wù)1酸堿中和滴定實驗【問題引領(lǐng)】

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實驗中常常涉及溶液的酸堿性,測定和調(diào)控溶液的pH對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究具有重要意義。酸堿中和滴定是一種測定酸溶液或堿溶液濃度的重要的定量分析方法,廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實驗中。1.酸堿中和反應(yīng)的實質(zhì)是什么?提示:H++OH-══H2O。2.酸堿中和滴定實驗中為什么要加入酸堿指示劑?一般使用哪種酸堿指示劑?提示:酸堿反應(yīng)終點時一般沒有明顯現(xiàn)象,不易判斷反應(yīng)終點,借助酸堿指示劑的顏色變化可以判斷終點。一般選擇顏色變化明顯的酚酞或甲基橙作指示劑。【歸納提升】

酸堿中和滴定的關(guān)鍵(1)準確測定標(biāo)準液和待測液的體積。滴定管能準確測定參加反應(yīng)的酸溶液和堿溶液的體積。滴定管分酸式和堿式兩種,酸式滴定管可量取酸性、中性或氧化性溶液;堿式滴定管可量取堿性、中性、非氧化性溶液。(2)選取適當(dāng)指示劑,準確判斷滴定終點。①指示劑的選擇:強酸與強堿相互滴定時,選甲基橙和酚酞都可以。一般地,強酸滴強堿選甲基橙,強堿滴強酸選酚酞。②滴定終點的判斷(以NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸為例):若用酚酞作指示劑,當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰aOH溶液時,溶液由無色變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)淺紅色不消失,則達到滴定終點;若用甲基橙作指示劑,當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰aOH溶液時,溶液變?yōu)辄S色,且半分鐘內(nèi)黃色不消失,說明達到滴定終點。思考酸堿中和滴定實驗中,能否選用石蕊作指示劑?提示:不能。終點時石蕊的顏色變化不明顯?！镜湫屠}】

【例題1】

現(xiàn)用中和滴定法測定某燒堿溶液的濃度,有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下:(1)用

式滴定管盛裝0.2500mol·L-1鹽酸標(biāo)準液。如圖表示第2次滴定前后50mL滴定管中液面的位置。

該次滴定所用標(biāo)準鹽酸體積為

mL。

(2)現(xiàn)實驗室中有石蕊和酚酞兩種指示劑,該實驗應(yīng)選用

作指示劑。(3)根據(jù)所給數(shù)據(jù),該燒堿樣品的物質(zhì)的量濃度為

。

(4)若操作過程中滴加鹽酸速度過快,未充分振蕩,剛看到溶液變色,就立刻停止滴定,則會造成測定結(jié)果

(填“偏低”“偏高”或“無影響”)。

答案:(1)酸24.60

(2)酚酞(3)0.2632mol·L-1

(4)偏低解析:(1)鹽酸應(yīng)用酸式滴定管盛放,據(jù)圖可知初讀數(shù)是0.30

mL,末讀數(shù)是24.90

mL,故消耗鹽酸的體積是24.90

mL-0.30

mL=24.60

mL。(2)終點時石蕊顏色變化不明顯,中和滴定實驗中不選作指示劑。(3)因為3次實驗中消耗鹽酸的體積分別是26.30

mL、24.60

mL、26.34

mL,因此第2次實驗誤差較大,不能代入數(shù)據(jù)計算,應(yīng)據(jù)第1次和第3次數(shù)據(jù)計算。最終求得c(NaOH)=0.263

2

mol·L-1。(4)操作過程中滴加鹽酸速度過快,未充分振蕩,剛看到溶液變色,就立刻停止滴定,此時滴加的鹽酸不足,因此計算所得燒堿的物質(zhì)的量濃度偏低。易錯點撥常溫下,強酸與強堿完全反應(yīng)時,酸提供的H+與堿提供的OH-的物質(zhì)的量相等,理論上溶液的pH應(yīng)該等于7,但是滴定終點時溶液的pH并不一定等于7。因為滴定終點是靠酸堿指示劑的顏色變化判斷的,而常用的酸堿指示劑甲基橙(變色范圍為3.1~4.4)或酚酞(變色范圍為8.2~10.0)都有一個變色范圍。指示劑造成的這個誤差很小,忽略不計?！咀兪接?xùn)練1】

(雙選)下列有關(guān)酸堿中和滴定的實驗操作,不會引起實驗誤差的是(

)。A.用蒸餾水洗干凈滴定管后,直接盛裝標(biāo)準溶液B.用蒸餾水洗干凈錐形瓶后,直接向錐形瓶中注入了待測液C.用NaOH標(biāo)準溶液測定未知濃度的鹽酸時,實驗時不小心多加了1滴酚酞溶液D.發(fā)現(xiàn)溶液顏色剛好突變就停止滴定,數(shù)秒后顏色又變回原色答案:BC解析:滴定管洗干凈后,無論是盛裝標(biāo)準溶液,還是量取待測溶液,都必須用待裝溶液潤洗2~3次,否則會使標(biāo)準溶液或待測溶液的濃度比原來溶液的濃度小,影響測定結(jié)果,A項錯誤;錐形瓶洗干凈后一定不要用待測液潤洗,否則使待測液的體積偏大,消耗標(biāo)準液的體積偏大,從而使所測濃度偏大,B項正確;中和滴定過程中,指示劑通常加2~3滴,多加1滴不會影響實驗結(jié)果,C項正確;終點時顏色發(fā)生突變,且半分鐘內(nèi)不再變回原色,若變回原色,則測定的結(jié)果偏低,D項錯誤?！締栴}引領(lǐng)】

探究任務(wù)2溶液pH的計算當(dāng)酸溶液或堿溶液的濃度較小時,溶液的酸堿性用pH表示更加方便。利用溶液中H+的濃度和pH的定量關(guān)系,可求出溶液的pH。1.單一酸溶液如何計算其pH?提示:對于酸溶液,先計算出溶液中的c(H+),再利用pH=-lgc(H+)計算pH。2.單一堿溶液如何計算其pH?提示:對于堿溶液,要先計算溶液中的c(OH-),再利用KW計算出溶液中的c(H+),最后利用pH=-lgc(H+)計算pH。【歸納提升】

1.混合溶液pH的計算(1)兩強酸溶液混合,混合溶液pH的計算。混合溶液中總的n(H+)是兩強酸溶液中的n(H+)之和,混合溶液的總體積近似認為是兩強酸溶液的體積之和,利用c=計算出混合溶液中的c(H+),最后利用pH=-lgc(H+)計算混合溶液的pH。(2)兩強堿溶液混合,混合溶液pH的計算?；旌先芤褐锌偟膎(OH-)是兩強堿溶液中的n(OH-)之和,混合溶液的總體積近似認為是兩強堿溶液的體積之和,利用c=計算出混合溶液中的c(OH-),再利用KW計算出混合溶液中的c(H+),最后利用pH=-lgc(H+)計算混合溶液的pH。(3)強酸與強堿溶液混合,混合溶液pH的計算。①首先計算強酸溶液中的n(H+)和強堿溶液中的n(OH-),比較其大小。②a.若n(H+)=n(OH-),則混合溶液的pH=7。2.稀釋后溶液pH的變化規(guī)律(1)酸堿溶液無限稀釋,pH只能無限接近于7,不可能大于或小于7。(2)對于pH=a的強酸和弱酸溶液稀釋,稀釋到原體積的10n倍,強酸的pH就增大n個單位,即pH=a+n(a+n<7);弱酸的pH范圍是:a<pH<a+n(a+n<7),可用如圖表示。(3)對于pH=b的強堿和弱堿溶液稀釋,稀釋到原體積的10n倍,強堿的pH減小n個單位,即pH=b-n(b-n>7);弱堿的pH的范圍是:b-n<pH<b(b-n>7),可用如圖表示。(4)對于物質(zhì)的量濃度相同的強酸和弱酸稀釋相同倍數(shù),強酸pH變化程度比弱酸大(強堿和弱堿類似)。特別提醒弱酸、弱堿在稀釋過程中有濃度的變化,又有電離平衡的移動,在無其他已知條件的情況下,不能求得具體數(shù)值,只能確定其pH的范圍。思考等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸相比,哪個pH大?等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液與氨水相比,哪個pH大?提示:比較pH大小最終要比較c(H+)大小,等物質(zhì)的量濃度的鹽酸比醋酸中c(H+)大,pH小;等物質(zhì)的量濃度的NaOH比氨水中c(H+)小,pH大?！镜湫屠}】

【例題2】

現(xiàn)有溫度相同,pH=a和pH=b的兩種NaOH溶液,已知b=a+2,將兩種溶液等體積混合后,所得溶液的pH接近于(

)。A.a-lg2 B.b-lg2C.a+lg2 D.b+lg2答案:B解析:pH=a的NaOH溶液,c(H+)=10-a

mol·L-1,c(OH-)=10a-14

mol·L-1;pH=b的NaOH溶液,c(H+)=10-b

mol·L-1,c(OH-)=10b-14

mol·L-1;而溶液等體積混合后:c(OH-)=,由于b=a+2,所以c(OH-)≈5×10b-15

mol·L-1;則c(H+)=2×10-b

mol·L-1,所以pH=b-lg

2。方法技巧(1)兩種強堿溶液混合,應(yīng)先計算c(OH-),再利用KW求出c(H+),最后求pH。(2)若|a-b|>2,10-a和10-b相加或相減時,較小的數(shù)可以忽略。【變式訓(xùn)練2