高中化学新教材同步选择性必修第一册 第3章 实验活动2 强酸与强碱的中和滴定（同步讲义）

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实验活动2　强酸与强碱的中和滴定实验目的1．练习中和滴定的实验操作；理解中和滴定的原理；探究酸碱中和反应过程中pH的变化特点。2．通过实验进一步掌握数据分析的方法，体会定量实验在化学研究中的作用。实验用品酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、烧杯、锥形瓶、铁架台。0.100 0 mol·L－1 HCl溶液、0.100 0 mol·L－1 左右的NaOH溶液、酚酞溶液、蒸馏水。实验原理利用酸碱中和反应H＋＋OH－===H2O和酸碱指示剂的颜色改变判定终点。实验步骤一、练习使用滴定管1．滴定管的构造酸式滴定管可用于盛酸性、中性、氧化性溶液；碱式滴定管可用于盛碱性、中性溶液；精确度均为0.01 mL。2．滴定管的使用方法(1)检查仪器：在使用滴定管前，首先要检查活塞是否漏水。(2)润洗仪器：从滴定管上口加入3～5 mL所要盛装的酸溶液或碱溶液，倾斜着转动滴定管，使液体润湿全部滴定管内壁。然后，一手控制活塞(轻轻转动酸式滴定管的活塞；或者轻轻挤压碱式滴定管中的玻璃球)，将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中。(3)加入反应液：分别将酸溶液、碱溶液加到酸式滴定管、碱式滴定管中，使液面位于滴定管刻度“0”以上2～3 mL处，并将滴定管垂直固定在滴定管夹上(如图)。(4)调节起始读数：在滴定管下放一个烧杯，调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反应液(如果滴定管内部有气泡，应快速放液以赶走气泡；除去碱式滴定管乳胶管中气泡的方法如图所示)，并使液面处于“0”刻度或以下，准确记录读数。(5)放出反应液：根据实验需要从滴定管中逐滴放出一定量的液体。二、用已知浓度的强酸滴定未知浓度的强碱1．向润洗过的酸式滴定管中加入0.100 0 mol·L－1 HCl溶液，赶气泡、调节液面后记录准确读数，并填入下表中。2．向润洗过的碱式滴定管中加入待测浓度的NaOH溶液，赶气泡、调节液面后，用碱式滴定管向锥形瓶中滴入25.00 mL待测溶液，再向其中滴入2滴酚酞溶液，这时溶液呈红色。3．把锥形瓶放在酸式滴定管的下方，瓶下垫一张白纸，小心地滴入酸。边滴边摇动锥形瓶(接近终点时，改为滴加半滴酸), 直到因加入半滴酸后，溶液颜色从粉红色刚好变为无色，且半分钟内不变色为止。这表示已经到达滴定终点。记录滴定管液面的读数并填入下表中。4．重复实验三次，并记录相关数据，填入下表中。5.计算待测NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度。[数据处理]：求V(HCl)平均值，n(HCl)＝n(NaOH)，c(HCl)·V(HCl)＝c(NaOH)·V(NaOH)，c(NaOH)＝eq \f(cHCl·VHCl,VNaOH)，代入数据得c(NaOH)。问题和讨论1．在进行中和滴定时，为什么要用酸(或碱)润洗酸式(或碱式)滴定管2～3次？ 答案　为了使两种滴定管内壁附着液体的浓度与待装液的浓度一致，减小实验过程中的误差。2．滴定用的锥形瓶是否也要用待测的碱(或酸)润洗？锥形瓶装待测液前是否需要保持干燥？为什么？ 答案　锥形瓶不用待测液润洗，装待测液前也不需要干燥；锥形瓶里面的溶质的物质的量是一定的，不因加不加水而发生改变，如果润洗会使锥形瓶中的溶质增加，则消耗标准液更多，产生误差。1．滴定实验时，必须要按以下要求做的是(　　)A．锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干B．酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应溶液润洗C．待测液一定要放在锥形瓶中，标准液一定要放在滴定管中D．滴定前读数要求精确，凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度上答案　B解析　滴定前锥形瓶用蒸馏水洗净后无须干燥，其中的蒸馏水不计入加入试剂的体积，也就不影响滴定结果，故A项不符合题意；酸式或碱式滴定管用水洗净后一定要用相应待装溶液润洗，否则会稀释溶液，故B项符合题意；待测液和标准液都可以放在锥形瓶中，盛放在锥形瓶中的溶液其体积为已知量，故C项不符合题意；滴定前，滴定管中液体的凹液面在“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度，“0”刻度以上没有刻度，故D项不符合题意。2．当用酸滴定碱时，下列操作中会使测定结果(碱的浓度)偏低的是(　　)A．酸式滴定管滴至终点后，俯视读数B．碱液移入锥形瓶后，加了10 mL蒸馏水再滴定C．酸式滴定管用蒸馏水润洗后，未用标准液润洗D．酸式滴定管注入酸液后，尖嘴留有气泡即开始滴定，滴定终点时气泡消失答案　A解析　A项，俯视读数，则读数偏小，结果偏低，正确；B项，加水不会影响测定结果，错误；C项，相当于稀释盐酸，使标准液的浓度变小，消耗盐酸的体积偏大，结果偏高，错误；D项，酸式滴定管注入酸液后，尖嘴留有气泡即开始滴定，滴定终点时气泡消失相当于消耗盐酸的体积偏大，结果偏高，错误。3．下列是一段关于中和滴定的实验叙述：①取一锥形瓶，用待测NaOH溶液润洗两次；②在锥形瓶中放入25.00 mL待测NaOH溶液；③加入几滴石蕊溶液作指示剂；④取一支酸式滴定管，洗涤干净；⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液，进行滴定；⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞，右手不停地摇动锥形瓶；⑦两眼注视着滴定管内盐酸液面下降，直至滴定终点。其中错误的是(　　)A．④⑥⑦ B．①⑤⑥⑦C．③⑤⑦ D．①③⑤⑦答案　D解析　操作①的锥形瓶只能用水洗；操作③中不能用石蕊溶液作为中和滴定的指示剂，因为它的显色效果不明显；操作⑤中滴定管必须用标准液润洗后才能注入标准液；操作⑦中两眼应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。4．现用盐酸标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。有以下实验操作。①向溶液中加入1～2滴指示剂　②取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中　③用氢氧化钠溶液滴定至终点　④重复以上操作　⑤配制250 mL盐酸标准溶液　⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度(1)实验过程中正确的操作顺序是__________________(填序号)，上述操作②中使用的仪器除锥形瓶外，还需要________________，用__________作指示剂。(2)滴定并记录V(NaOH)的初、终读数。数据记录如表所示：某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积V(NaOH)＝eq \f(19.98＋20.00＋20.80＋20.02,4) mL＝20.20 mL。他的计算__________(填“合理”或“不合理”)，理由是__________________。通过仪器测得第4次滴定过程中溶液pH随加入氢氧化钠溶液体积的变化曲线如图所示，则a________(填“>”“<”或“＝”)20.02。答案　(1)⑤②①③④⑥　酸式滴定管　酚酞　(2)不合理　第3次滴定时消耗NaOH溶液的体积明显偏大，该值应舍去　< 解析　(1)在用未知浓度的NaOH溶液滴定已知浓度的盐酸的操作中，正确的操作顺序是⑤②①③④⑥，操作②取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中，使用的仪器除锥形瓶外，还需要酸式滴定管；为了使滴定结果准确，可用酚酞作指示剂，以减小滴定误差。(2)该同学的计算不合理，原因是第3次滴定时消耗NaOH溶液的体积明显偏大，偏离真实值，应舍去，根据滴定曲线可知，在二者恰好完全反应时，pH＝7，此时没有达到滴定突跃(指示剂未变色)，所以a<20.02。滴定次数待测NaOH溶液的体积/mLHCl溶液滴定前的刻度/mL滴定后的刻度/mL体积/mL123滴定次数1234V(HCl)/mL20.0020.0020.0020.00V(NaOH)/mL(初读数)0.100.300.000.20V(NaOH)/mL(终读数)20.0820.3020.8020.22V(NaOH)/mL(消耗)19.9820.0020.8020.02