2019-2020年高二化學(xué) 酸堿中和滴定教學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)初步了解酸堿中和滴定的操作方法。掌握有關(guān)酸堿中和滴定的簡單計(jì)算。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1、酸堿中和滴定的原理2、酸堿中和滴定的計(jì)量依據(jù)及計(jì)算教學(xué)過程一：酸堿中和滴定的原理：1酸、堿反應(yīng)的本質(zhì)為：H+OH=H2O例：HCl+NaOH=NaCl+H2O則：（v為化學(xué)計(jì)量數(shù)）如用A代表酸，用B代表堿，則有： 又因c= 所以n=cV則上式可表示為：，如為一元酸和一元堿中和時：由于，則有：c(B)=，因此c(B)的大小就決定于V（A）的大小。二、酸堿中和滴定的操作2.實(shí)驗(yàn)操作(1)儀器:滴定管(酸式,堿式),移液管,錐形瓶,燒杯,鐵架臺,滴定管夾等.注意:酸式滴定管不能盛放堿液,氫氟酸以及Na2SiO3,Na2CO3等堿性溶液;堿式滴定管不能盛放酸性溶液和強(qiáng)氧化性溶液.滴定管的刻度,O刻度在上,往下刻度標(biāo)數(shù)越來越大,全部容積大于它的最大刻度值,因?yàn)橄露擞幸徊糠譀]有刻度.滴定時,所用溶液不得超過最低刻度,不得一次滴定使用兩滴定管酸(或堿),也不得中途向滴定管中添加.(2)操作步驟:準(zhǔn)備:檢漏,洗滌,潤洗,裝液,趕氣泡,調(diào)液面.滴定:移取待測液,加指示劑(2-3滴),滴定,判斷終點(diǎn),讀數(shù).數(shù)據(jù)處理:取兩次或多次消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的平均值,依方程式求C待.3.實(shí)驗(yàn)誤差分析造成中和滴定的誤差原因很多,如讀數(shù)誤差,操作誤差,計(jì)算誤差,指示劑的選擇誤差,藥品不純引起的誤差等.因此,要做好本實(shí)驗(yàn),必須各個環(huán)節(jié)都要注意.【操作要點(diǎn)】以HCl滴定NaOH溶液為例，說明滴定操作的要點(diǎn)以HCl滴定NaOH溶液為例，說明滴定操作的要點(diǎn)(1) 在酸式滴定管內(nèi)注入已知濃度為C1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液至刻度“0”以上，并固定在滴定臺上。在滴定管下放一小燒杯，調(diào)整液面到“0”或“0”以下某個刻度，記下起始讀數(shù)V始。注意滴定管下端尖嘴處不應(yīng)留存有氣泡。(2) 用堿式滴定管或用移液管準(zhǔn)確量取一定體積的待測NaOH溶液(V2，C2)，注入錐形瓶中，滴入12滴酚甲基橙試劑，呈黃色。在錐形瓶下面墊一張白紙，以便觀察顏色變化。(3)左手操縱酸式滴定管的活塞，使標(biāo)準(zhǔn)液逐滴滴入錐形瓶中；右手的拇、食、中三指拿住錐形瓶的頸部，不斷按同一方向旋轉(zhuǎn)作圓周運(yùn)動。注意瓶口不能碰滴定管下端尖嘴，瓶底不碰下面墊的白紙。(4)整個滴定過程，左手旋塞，右手搖瓶，眼睛始終注視錐形瓶內(nèi)指示劑顏色的變化。要做到邊滴邊振蕩，邊觀察顏色變化。(5)滴定開始時，滴加鹽酸的速度可稍快些，但不能成為一股水流。隨著滴定的進(jìn)行，滴入鹽酸的速度也應(yīng)逐漸減慢。滴定中甲基橙由黃色逐漸變?yōu)槌壬?，?dāng)接近等當(dāng)點(diǎn)時，應(yīng)滴入一滴停下來振蕩一會兒，再滴入一滴再停下來振蕩一會兒。當(dāng)?shù)稳胍坏嘻}酸黃色變?yōu)槌壬以诎敕昼妰?nèi)不變色時，即達(dá)到滴定終點(diǎn)。(6)滴定達(dá)終點(diǎn)后，必須等待12min，讓附著在滴定管內(nèi)壁的溶液流下后，再行讀數(shù)。記下滴定管內(nèi)鹽酸的讀數(shù)V終。則消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積為V1=V終-V始。(7)按上述要求重新操作一次。兩次滴定所用鹽酸的體積相差不能超過0關(guān)于酸堿中和滴定的一些問題1等當(dāng)點(diǎn)當(dāng)?shù)渭拥臉?biāo)準(zhǔn)溶液和被測物質(zhì)恰好反應(yīng)時，這一時刻稱為等當(dāng)點(diǎn)。在酸堿中和滴定中，到達(dá)等當(dāng)點(diǎn)時溶液不一定都是中性的，有時呈酸性、有時呈堿性，這要看中和后生成鹽的性質(zhì)。強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的中和滴定，在等當(dāng)點(diǎn)時溶液呈中性；強(qiáng)堿滴定弱酸，因生成的鹽又要水解，在等當(dāng)點(diǎn)時溶液呈堿性；同理，強(qiáng)酸滴定弱堿，在等當(dāng)點(diǎn)時溶液呈酸性。2滴定終點(diǎn)酸堿中和滴定是否達(dá)到等當(dāng)點(diǎn)，在實(shí)際操作中通常是用酸堿指示劑的顏色變化來表示滴定的終點(diǎn)。酸堿指示劑顏色變化半分鐘不褪色的時刻，即為滴定終點(diǎn)。等當(dāng)點(diǎn)和滴定終點(diǎn)一般很難吻合，為了減少滴定誤差，需要選擇合適的指示劑，使滴定終點(diǎn)盡可能接近等當(dāng)點(diǎn)，這就涉及酸堿中和滴定指示劑選擇問題。3指示劑的選擇酸堿中和滴定是通過指示劑顏色的變化來確定滴定終點(diǎn).指示劑的選擇要求:變色要明顯,靈敏,且指示劑的變色范圍要盡可能在滴定過程中的pH值突變實(shí)范圍內(nèi).一般地,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的中和滴定,常選用酚酞或甲基橙作指示劑,石蕊試液由于變色的pH值范圍較大且變化不明顯,所以通常不選用.酸堿中和和滴定指示劑的選擇之一(1)酚酞：酸滴定堿時：顏色由紅剛好褪色。堿滴定酸時：顏色由無色到淺紅色(2)甲基橙：酸滴定堿時：顏色由黃到橙色。堿滴定酸時：顏色由紅到橙色一般不選用石蕊酸堿中和和滴定指示劑的選擇之二為了減小方法誤差，使滴定終點(diǎn)和等當(dāng)點(diǎn)重合，需要選擇適當(dāng)?shù)闹甘緞?。?qiáng)酸與弱堿相互滴定時，應(yīng)選用甲基橙。強(qiáng)堿與弱酸相互滴定時，應(yīng)選用酚酞。強(qiáng)酸與強(qiáng)堿相互滴定時，既可選用甲基橙，也可選用酚酞作指示劑。注意，中和滴定不能用石蕊作指示劑。原因是石蕊的變色范圍(pH5.08.0)太寬，到達(dá)滴定終點(diǎn)時顏色變化不明顯，不易觀察。酸堿中和滴定指示劑的選擇之三常用的指示劑多是弱酸或弱堿，如石蕊；酚酞和甲基橙是比較復(fù)雜的有機(jī)酸。指示劑的分子和離子具有不同的顏色，酸或堿溶液能影響指示劑的電離平衡，因此在酸或堿溶液中指示劑會顯示不同的顏色。中和滴定時選擇指示劑應(yīng)考慮以下幾個方面：(1)指示劑的變色范圍越窄越好，pH稍有變化，指示劑就能改變顏色。石蕊溶液由于變色范圍較寬，且在等當(dāng)點(diǎn)時顏色的變化不易觀察，所以在中和滴定中不采用。(2)溶液顏色的變化由淺到深容易觀察，而由深變淺則不易觀察。因此應(yīng)選擇在滴定終點(diǎn)時使溶液顏色由淺變深的指示劑。強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中和時，盡管酚酞和甲基橙都可以用，但用酸滴定堿時，甲基橙加在堿里，達(dá)到等當(dāng)點(diǎn)時，溶液顏色由黃變紅，易于觀察，故選擇甲基橙。用堿滴定酸時，酚酞加在酸中，達(dá)到等當(dāng)點(diǎn)時，溶液顏色由無色變?yōu)榧t色，易于觀察，故選擇酚酞(3)強(qiáng)酸和弱堿、強(qiáng)堿和弱酸中和達(dá)到滴定終點(diǎn)時，前者溶液顯酸性，后者溶液顯堿性，對后者應(yīng)選擇堿性變色指示劑(酚酞)，對前者應(yīng)選擇酸性變色指示劑(甲基橙)。(4)為了使指示劑的變色不發(fā)生異常導(dǎo)致誤差，中和滴定時指示劑的用量不可過多，溫度不宜過高，強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的濃度不宜過大?！菊`差分析】n酸c酸V酸=n堿c堿V堿式中：n酸或堿中氫原子或氫氧根離子數(shù)；c酸或堿的物質(zhì)的量濃度；V酸或堿溶液的體積。當(dāng)用酸去滴定堿確定堿的濃度時，則：c堿=上述公式在求算濃度時很方便，而在分析誤差時起主要作用的是分子上的V酸的變化，因?yàn)樵诘味ㄟ^程中c酸為標(biāo)準(zhǔn)酸，其數(shù)值在理論上是不變的，若稀釋了雖實(shí)際值變小，但體現(xiàn)的卻是V酸的增大，導(dǎo)致c酸偏高；V堿同樣也是一個定值，它是用標(biāo)準(zhǔn)的量器量好后注入錐形瓶中的，當(dāng)在實(shí)際操作中堿液外濺，其實(shí)際值減小，但引起變化的卻是標(biāo)準(zhǔn)酸用量的減少，即V酸減小，則c堿降低了；對于觀察中出現(xiàn)的誤差亦同樣如此。綜上所述，當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)酸來測定堿的濃度時，c堿的誤差與V酸的變化成正比，即當(dāng)V酸的實(shí)測值大于其理論值時，c堿偏高，反之則偏低。即：c堿=BV酸同理，用標(biāo)準(zhǔn)堿來滴定未知濃度的酸時亦然，即c酸=BV堿。問題和討論1在進(jìn)行中和滴定時，為什么要用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗酸式滴定管23次？用酸液潤洗后，如果再用蒸餾水潤洗一次，這種操作是否正確？答：防止滴定管內(nèi)可能存有水，當(dāng)加入標(biāo)準(zhǔn)液時將標(biāo)準(zhǔn)液的濃度降低，影響結(jié)果準(zhǔn)確性。如果用蒸餾水潤洗滴定管后，當(dāng)加入酸溶液后，滴定管中殘存的水會使酸的濃度降低，使實(shí)驗(yàn)中所消耗的酸的實(shí)際體積較理論值大，即使所測的濃度較實(shí)際值偏高。2滴定用的錐形瓶是否也要用待測的堿溶液潤洗？錐形瓶裝待測液前是否必須保持干燥？為什么？答：滴定用的錐形瓶不能用被滴定的堿溶液潤洗。因?yàn)槿粲脡A溶液潤洗，會使錐形瓶中殘留有堿液，在滴定時消耗的酸量會加大，使實(shí)驗(yàn)測得的結(jié)果比理論值大。錐形瓶不必保持干燥。因?yàn)樵诘味〞r，當(dāng)酸與堿的物質(zhì)的量正好符合化學(xué)反應(yīng)式所表示的化學(xué)計(jì)量關(guān)系時，即達(dá)到滴定終點(diǎn)。這與錐形瓶中是否有水沒有關(guān)下面是用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定待測堿而引起的結(jié)果變化情況 ：實(shí)驗(yàn)操作情況對c堿的影響開始滴定時滴定管尖嘴處留有氣泡偏高讀數(shù)開始時仰視，終止時俯視偏低到滴定終點(diǎn)時尚有一滴酸掛在滴定管尖嘴外而未滴入錐瓶偏高洗凈的酸管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗偏高洗凈的錐瓶用待測堿潤洗偏高不小心將標(biāo)準(zhǔn)液滴至錐瓶外偏高不小心將待測堿液濺至錐瓶外偏低滴定前向錐形瓶中加入10 mL蒸餾水，其余操作正常無影響分析：對于表中各項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)液的實(shí)際用量V酸均超出其理論所需用量，即體積讀數(shù)增大。V酸增大，根據(jù)c堿=BV酸，則所得待測堿液的濃度c堿的數(shù)據(jù)較其實(shí)際濃度偏高；對于第項(xiàng)V酸實(shí)際用量減少，則c堿偏低；對于項(xiàng)，向待測液中加水稀釋，雖然稀釋后原待測液的濃度減小了，但溶液中OH的物質(zhì)的量并未發(fā)生變化，因而所需標(biāo)準(zhǔn)酸的體積亦不發(fā)生變化，對待測堿液的濃度便不產(chǎn)生影響。在讀數(shù)時，應(yīng)將滴定管放正，兩眼平視，視線與溶液凹面最低處水平相切。但在實(shí)際操作中，可能會出現(xiàn)視線偏高（俯視）或視線偏低（仰視）的情況 ，從而使數(shù)據(jù)不準(zhǔn)而造成誤差。值得注意的是，這種情況在量筒、容量瓶和滴定管的讀數(shù)時均有可能出現(xiàn)，只不過滴定管的零刻度與前兩種不同，與量筒恰好相反，讀數(shù)結(jié)果亦相反，先仰視后俯視則導(dǎo)致V酸數(shù)據(jù)偏小，c堿偏低?，F(xiàn)以標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定HCl溶液為例，在分析某一錯誤操作所得到的結(jié)果時，假設(shè)其它操作都是正確的。 錯誤操作 測定結(jié)果 錯誤原因 未潤洗堿式滴定管 偏高 標(biāo)準(zhǔn)堿被稀釋，V堿變大 用待測酸液潤洗錐形瓶 偏高 增加了待測酸量，V堿變大 未潤洗移液管或未潤洗用 偏低 待測酸液被稀釋，減小了待測酸 于量取酸液的酸式滴定管 液的量，V堿變小 未排除堿式滴定管尖嘴里的氣泡 偏高 空氣體積代替堿耗體積，V堿變大 滴定中錐形瓶內(nèi)的液體濺出 偏低 待測酸液減少，V堿變小 滴定剛停止就讀數(shù) 偏高 附著在管壁上的堿未流下，V堿變大 滴定結(jié)束時俯視讀數(shù) 偏低 V堿變小 滴定結(jié)束時仰視讀數(shù) 偏高 V堿變大