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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH课前预习课件ppt
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH课前预习课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了实验仪器，弱酸或弱碱，酸碱指示剂，锥形瓶，颜色变化，不恢复，平均值，答案B，浅红色，3实例等内容，欢迎下载使用。
知识点一 酸碱中和滴定
基础落实•必备知识全过关
一、酸碱中和滴定1.滴定原理(1)酸碱中和滴定是依据 反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。 (2)原理:在中和反应中,酸提供的H+与碱提供的OH-之间的物质的量相等: n(H+)酸=n(OH-)碱,即c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱,则有c(H+)=_______________ 或c(OH-)= 。
3.常用酸碱指示剂及变色范围(1)酸碱指示剂酸碱指示剂是一些有机 ,在溶液中存在 平衡,其分子与电离出的离子呈现不同的颜色,当pH改变时,由于分子、离子含量的变化,会引起溶液颜色的变化。 (2)常见指示剂的变色范围
4.滴定过程(1)在锥形瓶中放入一定量的未知浓度、待测定的碱(或酸),加入几滴 。 (2)把锥形瓶放在装有标准液的滴定管的下方,把滴定管中的溶液逐滴加入 中。滴定时一边控制滴定管的活塞,一边摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。 (3)滴定终点:等到滴入最后半滴标准溶液时,此时指示剂会发生明显的 ,且在半分钟内 原来的颜色,即为滴定终点,记录标准溶液的体积。
5.数据处理为减少实验误差,重复实验2~3次,求出所用标准溶液体积的 ,然后再计算待测溶液的物质的量浓度。
二、酸碱中和滴定曲线1.酸碱中和滴定曲线以滴定过程中加入酸(或碱)溶液的体积为横轴,以溶液的pH为纵轴绘制的一条溶液的pH随加入酸(或碱)溶液的体积而发生变化的曲线,滴定终点附近的pH突变对酸碱中和滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。
2.示例用0.100 0 ml·L-1NaOH溶液滴定未知盐酸的pH变化曲线如图所示:
名师点拨滴定管的选择及使用(1)酸式滴定管用于盛装酸性溶液或强氧化性溶液(如酸性KMnO4溶液等),但不能盛装碱性溶液。(2)碱式滴定管一般盛装碱性溶液。(3)滴定管使用前必须先检查是否漏水,若不漏水,再用待装溶液润洗2~3次,最后再装入待装溶液。
名师点拨滴定管读数的正确操作读取滴定管中溶液的体积,眼睛的视线要平视,且与滴定管内溶液的凹液面的最低处相切。
方法技巧指示剂的选择方法(1)酸碱中和滴定中指示剂的选择及颜色变化
(2)石蕊溶液遇酸或碱溶液时,颜色变化不明显,不能准确判断滴定终点,故一般不选用石蕊作指示剂。(3)强酸滴定弱碱时,必须选用甲基橙或甲基红,强碱滴定弱酸时,必须选用酚酞。
易错警示判断滴定终点的规范描述:滴入最后半滴标准溶液,指示剂由××色变为××色,且半分钟内不恢复原来的颜色,即达到滴定终点。
正误判断(1)酸式(或碱式)滴定管用蒸馏水洗净后,再用相应待装溶液润洗2~3次。( )(2)酸碱中和滴定时,待测液必须放在锥形瓶中。( )(3)盛放待测NaOH溶液的锥形瓶用水洗后,再用待测液润洗,所测NaOH溶液的浓度偏高。( )
重难突破•能力素养全提升
探究角度1酸碱中和滴定及实验操作例1(2024·北京第101中学模拟)用0.100 0 ml·L-1HCl溶液滴定未知浓度的KOH溶液。有关该实验的说法正确的是( )
A.用图中的a滴定管盛装0.100 0 ml·L-1 HCl溶液B.滴定前,需用未知浓度的KOH溶液润洗锥形瓶2~3次C.滴定时,眼睛要注视滴定管中液面的变化D.滴定前必须检查滴定管是否漏液
解析 HCl溶液呈酸性,中和滴定时,需要用酸式滴定管,即用图中的b滴定管盛装,a为碱式滴定管,A错误;用未知浓度的KOH溶液润洗锥形瓶2~3次,导致锥形瓶中KOH的物质的量偏大,测定结果偏高,所以锥形瓶不能润洗,B错误;滴定时,眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化,不是注视滴定管中液面的变化,滴定完之后,再看滴定管刻度读出体积,C错误;滴定管使用前必须检查是否漏液,D正确。
[对点训练1](2024·湖北云学名校联盟联考)酸碱中和滴定是一种重要的实验方法,需要用到酸式滴定管和碱式滴定管,下列有关滴定管的判断、使用或操作有误的是( )
解析 滴定管的0刻度在上方,图中液体读数为20.60,B错误。酸性KMnO4溶液具有强氧化性,进行滴定时,盛放在酸式滴定管中,D正确。
探究角度2酸碱中和滴定的误差分析例2(2024·湖北恩施州模拟)用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作不会引起实验误差的是( )A.用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定C.用蒸馏水洗净锥形瓶后,装入20.00 mL NaOH溶液,加入少量的蒸馏水再进行滴定D.用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时,立即停止加盐酸并读数
解析 用蒸馏水洗净酸式滴定管后,直接装入标准盐酸进行滴定,引起标准盐酸浓度变小,测定时消耗标准盐酸的体积偏大,测定NaOH溶液的浓度偏高,A错误;用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定,由于锥形瓶内壁附着有待测NaOH溶液,导致滴定时消耗标准盐酸的体积偏大,则测定NaOH溶液的浓度偏高,B错误;酸碱中和滴定时,锥形瓶中是否有水,不影响滴定操作结果,测定NaOH溶液的浓度不变,C正确;用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时,立即停止加盐酸并读数,可能使得消耗标准盐酸的体积偏小,测定NaOH溶液的浓度偏小,D错误。
归纳总结 (1)误差分析的依据依据计算公式c待测= ,标准液滴定待测液时,c标准、V待测均为定值,在V待测准确的前提下,c待测的大小取决于V标准的大小,所有操作导致消耗标准溶液多或读数大,则测定结果偏高,反之,则偏低。(2)滴定管读数误差及分析滴定管正确的读数方法是眼睛、凹液面最低点、刻度线在同一水平线上。试分析下列图示读数对滴定结果的影响:
①如图Ⅰ,开始仰视读数,滴定完毕俯视读数,滴定结果会偏小。②如图Ⅱ,开始俯视读数,滴定完毕仰视读数,滴定结果会偏大。
(3)误差分析的实例引起中和滴定实验误差的原因很多,如药品、操作、读数、计算等。以0.100 0 ml·L-1盐酸滴定未知浓度NaOH溶液为例,分析造成误差的原因及影响,如下表:
[对点训练2](2024·湖南长沙实验中学模拟)常温下,将20.00 mL 0.100 0 ml·L-1 CH3COOH溶液置于锥形瓶中,将0.100 0 ml·L-1NaOH溶液置于滴定管中,用NaOH溶液滴定CH3COOH溶液,实验中的下列情形会导致达到滴定终点时,消耗NaOH溶液体积小于20 mL 的是( )A.装NaOH溶液的滴定管水洗后未用待装液润洗B.滴定管滴定前尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失C.滴定过程中,用蒸馏水将附着在瓶壁上的液体冲入溶液中D.滴定结束时,俯视滴定管进行读数
解析 用NaOH溶液滴定CH3COOH溶液,NaOH溶液装在碱式滴定管中,量取CH3COOH溶液可用酸式滴定管,所取CH3COOH溶液盛放于锥形瓶中。装NaOH溶液的滴定管水洗后未用待装液润洗,导致NaOH溶液被稀释,则消耗NaOH溶液体积偏大,大于20 mL,A错误;滴定管滴定前尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,导致所测得的NaOH溶液的体积偏大,大于20 mL,B错误;滴定过程中,用蒸馏水将附着在瓶壁上的液体冲入溶液中,不影响醋酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量,不影响消耗NaOH溶液的体积,C错误;滴定结束时,俯视滴定管进行读数,使读数偏小,导致所测得的NaOH溶液体积偏小,小于20 mL,D正确。
知识点二酸碱中和滴定拓展应用
1.氧化还原滴定(1)滴定原理以氧化剂(或还原剂)为滴定剂,直接滴定一些具有还原性(或氧化性)的物质,或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性,但能与某些还原性或氧化性物质反应的物质。
利用氧化剂与还原剂的定量关系
(2)应用示例①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
②Na2S2O3溶液滴定碘溶液
2.沉淀滴定(1)沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。(2)滴定原理利用滴定剂和被滴定物生成沉淀的溶解度与指示剂和被滴定物生成沉淀的溶解度不同。
名师点拨氧化还原滴定的常用试剂及指示剂(1)常用试剂常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、I2等;常见用于滴定的还原剂有Na2S2O3、亚铁盐、草酸、维生素C等。(2)指示剂①专用指示剂,如在碘量法滴定中,可用淀粉溶液作指示剂。②自身指示剂,如用酸性KMnO4溶液滴定草酸时,滴定终点为滴入最后半滴标准溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色。
名师点拨关于沉淀滴定的理解(1)滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-的含量时常以 为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。(2)利用沉淀的先后顺序判断滴定终点并利用反应物与生成物间的数量关系进行计算。
探究角度1氧化还原滴定及分析例1(2024·江苏连云港赣榆区模拟)用稀硫酸酸化的0.01 ml·L-1KMnO4标准溶液滴定某未知浓度的H2C2O4溶液,下列说法正确的是( )A.KMnO4标准溶液应装入碱式滴定管中B.滴定过程中,加入KMnO4标准溶液应先快后慢
D.滴定终点时,溶液颜色由紫红色变为无色,并在半分钟内不变色
解析 稀硫酸酸化的0.01 ml·L-1 KMnO4标准溶液具有强氧化性,应用酸式滴定管盛装,A错误;滴定起始阶段时H2C2O4溶液浓度相对较大,加入KMnO4标准溶液应该快一点,但接近滴定终点时应该缓慢加入KMnO4标准溶液,便于观察溶液颜色的变化,判断滴定终点,B正确;草酸是弱酸,滴定反应离子方程式为 +5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,C错误;当H2C2O4被消耗完毕时,再滴加半滴KMnO4溶液时,溶液呈浅红色,即终点时溶液由无色变为浅红色,并且半分钟内不变色,D错误。
[对点训练1]H2S2O3是一种弱酸,Na2S2O3溶液呈碱性。实验室欲用0.01 ml·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法合理的是( )A.该滴定过程可用甲基橙作指示剂B.Na2S2O3是该反应的还原剂C.该滴定可选用如图所示装置D.该反应中每消耗2 ml Na2S2O3,电子转移数为4NA
解析 溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应,当反应到达终点时,单质碘消失,蓝色褪去,A错误;Na2S2O3中硫元素化合价升高被氧化,做还原剂,B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应该用碱式滴定管盛装,C错误;反应中每消耗2 ml Na2S2O3,电子转移数为2NA,D错误。
探究角度2沉淀滴定及分析例2(2024·陕西西安中学模拟)用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中的c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。Ⅰ.准备标准溶液a.准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 ml)后,配制成250 mL 标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。b.配制并标定100 mL 0.100 0 ml·L-1NH4SCN标准溶液,备用。Ⅱ.滴定的主要步骤a.取待测NaI溶液25.00 mL置于锥形瓶中。b.加入25.00 mL 0.100 0 ml·L-1AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。d.用0.100 0 ml·L-1NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:
回答下列问题:(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 。 (2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是 。 (3)b和c两步操作是否可以颠倒 ,说明理由 。 (4)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为 mL,测得c(I-)= ml·L-1。
250 mL (棕色)容量瓶、胶头滴管
避免AgNO3见光分解
若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点
(5)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为 。 (6)判断下列操作对c(I-)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果 。 ②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果 。
用NH4SCN标准溶液润洗滴定管2~3次
解析 (1)配制AgNO3标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有250 mL (棕色)容量瓶、胶头滴管。(2)因AgNO3见光易分解,所以AgNO3标准溶液应放在棕色细口试剂瓶中并避光保存。(3)因Fe3+能与I-发生氧化还原反应,从而使指示剂耗尽,无法判断滴定终点,所以b和c两步操作不能颠倒。
(4)由三次测定数据可知,第1组数据误差较大,应舍去,所以消耗的NH4SCN标准溶液的平均体积为 =10.00 mL,测得c(I-) =[n(AgNO3)-n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]=(25.00×10-3 L×0.100 0 ml·L-1-10.00×10-3L×0.100 0 ml·L-1)/(25.00×10-3L)=0.060 0 ml·L-1。
(5)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液之前,要用NH4SCN标准溶液润洗滴定管2~3次。(6)①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,造成溶质减少,则使配制AgNO3标准溶液的浓度偏低,则使消耗的n(NH4SCN)偏小,由c(I-)=[n(AgNO3)-n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]可推断,对c(I-)测定结果的影响是偏高。②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使读取的NH4SCN标准溶液的体积偏低,由c(I-)=[n(AgNO3)-n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]可推断,对c(I-)测定结果的影响是偏高。
[对点训练2](2024·浙江台州八校联考)利用沉淀滴定法快速测定NaBr等卤化物溶液中的c(Br-),实验过程包括标准溶液的配制和滴定待测溶液。Ⅰ.标准溶液的配制准确称取AgNO3基准物8.5 g,配制成500 mL 标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。Ⅱ.滴定的主要步骤a.取待测NaBr溶液25.00 mL,配制成100 mL溶液,取其中25.00 mL置于锥形瓶中。b.加入K2CrO4溶液作指示剂。c.用AgNO3标准溶液进行滴定,记录消耗的体积。d.重复上述操作三次,测定数据如下表:
e.数据处理。请回答下列问题:(1)将配制好的AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是 ;配制的AgNO3溶液的浓度为 。
AgNO3在光照条件下易分解
0.1 ml·L-1
(2)AgNO3标准溶液应使用 (填“酸式”或“碱式”)棕色滴定管,检漏后装液前需要进行的操作有 。 (3)实验可用铬酸钾(K2CrO4)作指示剂,一方面,是由于Ag2CrO4是砖红色沉淀,现象变化明显,另一方面,是由于_________________________________ 。 (4)达到滴定终点时的现象为______________________________________ 。 (5)由上述实验数据测得原溶液c(Br-)= ml·L-1。
AgBr比Ag2CrO4更难溶,在相同浓度的
滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中产生了
砖红色沉淀,且30 s内不消失
解析 (1)由于AgNO3在光照条件下易分解,因此要放在棕色试剂瓶中避光
(2)AgNO3溶液显酸性,且一般加少量HNO3酸化,需用酸式滴定管盛装;检漏后装液前需要进行洗涤、润洗等操作。(3)实验可用铬酸钾(K2CrO4)作指示剂,说明AgBr比Ag2CrO4更难溶,在相同浓度的Ag+溶液中Br-比 更易结合Ag+生成沉淀。(4)根据分析可知,滴定终点的现象为:滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中产生了砖红色沉淀,且30 s内不消失。
学以致用·随堂检测全达标
题组1酸碱中和滴定及分析1.(2024·山东临沂联考)下列有关仪器的使用方法或实验操作不正确的是( )A.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测反应后体系的温度值偏小B.读数时应将滴定管从架上取下,单手捏住管上端无刻度处,使滴定管保持自然垂直C.酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶以减小实验误差D.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测标准液体积偏小
解析 测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,会损失热量,所测反应后体系的温度值偏小,A正确;读数时应将滴定管从架上取下,单手捏住管上端无刻度处,使滴定管保持自然垂直,眼睛平视凹液面最低处读数,B正确;酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶,消耗标准溶液的体积偏大,测得实验数据偏大,C错误;滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测标准液体积偏小,D正确。
2.(2024·辽宁沈阳市郊联体联考)用0.100 0 ml·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。有关该实验说法不正确的是( )A.本实验可选用酚酞作指示剂B.用酸式滴定管盛装0.100 0 ml·L-1HCl溶液C.用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次D.滴定结束时俯视酸式滴定管读数,测量结果偏低
解析 用0.100 0 ml·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定终点时生成NaCl,溶液呈中性,酚酞变色范围为8.2~10,可选用酚酞作指示剂,A正确;HCl溶液呈酸性,中和滴定时,需要用酸式滴定管盛装0.100 0 ml·L-1HCl溶液,B正确;用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次,导致锥形瓶中氢氧化钠的物质的量偏大,滴定时消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,故锥形瓶不能润洗,C错误;滴定结束时俯视酸式滴定管读数,读出的标准液体积偏小,导致测量结果偏低,D正确。
题组2酸碱中和滴定的拓展应用3.(2024·湖南长郡中学月考)实验室用标准KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液,下列说法或操作正确的是( )A.盛FeSO4溶液的锥形瓶滴定前用FeSO4溶液润洗2~3次B.选碱式滴定管量取标准KMnO4溶液,并用碘化钾淀粉溶液作指示剂C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数会导致滴定结果偏低D.锥形瓶内溶液颜色变化由浅绿色变为紫红色,立即记下滴定管液面所在刻度
解析 滴定操作时锥形瓶只需水洗干净即可,不能用待测液润洗,A错误;标准KMnO4溶液应用酸式滴定管量取,不用添加任何指示剂,B错误;实验时,读数前仰后俯,导致读出的体积小于实际消耗的标准溶液体积,所测溶液浓度将偏低,C正确;当溶液由浅绿色变为紫红色,且30 s内溶液颜色不再发生变化时,才可以确定滴定终点,D错误。
4.(2024·河北邯郸六校联考)维生素C(C6H8O6)又称L-抗坏血酸,其还原性很强,在空气中极易被氧化,尤其在碱性介质中被氧化速度更快,具有促进骨胶原的生物合成、利于组织创伤口更快愈合等生理功能。实验室检验测定药片中维生素C含量的实验步骤如下。Ⅰ.配制溶液:准确称量碾碎后的药品0.400 0 g,溶解于新煮沸冷却的蒸馏水中,加入适量醋酸后配制成250 mL 溶液。Ⅱ.滴定实验:取配制好的溶液50.00 mL置于锥形瓶,并加入0.5%的淀粉指示剂2 mL,立即用0.01 ml·L-1的I2标准溶液滴定至终点。平行滴定3次,平均消耗I2标准溶液的体积为20.00 mL。已知:C6H8O6+I2===C6H6O6+2HI。
(1)配制溶液步骤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、__________ 和 。 (2)溶解药片时加入适量醋酸的目的是 (3)将I2标准溶液装入酸式滴定管的具体操作顺序为 (填字母),再夹在滴定管夹上备用。 a.装入I2标准溶液至0刻度以上;b.检查滴定管是否漏液;c.排尽尖嘴部分气泡;d.用I2标准溶液润洗滴定管2~3次;e.用蒸馏水清洗滴定管2~3次;f.将液面调节至“0”或“0”刻度以下。
调节溶液至酸性,防止维生素C被氧化
(4)滴定至终点时的实验现象为 (5)该药片中维生素C的百分含量为 %。 (6)若配制过程中采用了未煮沸过的蒸馏水,可能导致测定结果_________ (填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同);若读取I2标准溶液体积时滴定前仰视,滴定后俯视,可能导致测定结果 。
滴入最后半滴I2标准溶液后溶液变蓝,且半分钟内不褪色
解析 (3)用滴定管盛装待盛液的操作是检漏→洗涤→润洗→装液→排尽尖嘴部分气泡并调节液面在“0”或“0”刻度以下,将I2标准溶液装入酸式滴定管的具体操作顺序是bedacf。(4)根据滴定的反应方程式,滴定终点的现象是滴入最后半滴I2标准溶液,溶液变蓝色,且半分钟内不褪色。(5)根据化学方程式C6H8O6+I2===C6H6O6+2HI可知,n(C6H8O6)=n(I2)=0.01 ml·L-1×0.02 L×5=0.001 ml,维生素C的百分含量为
知识点一 酸碱中和滴定
基础落实•必备知识全过关
一、酸碱中和滴定1.滴定原理(1)酸碱中和滴定是依据 反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。 (2)原理:在中和反应中,酸提供的H+与碱提供的OH-之间的物质的量相等: n(H+)酸=n(OH-)碱,即c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱,则有c(H+)=_______________ 或c(OH-)= 。
3.常用酸碱指示剂及变色范围(1)酸碱指示剂酸碱指示剂是一些有机 ,在溶液中存在 平衡,其分子与电离出的离子呈现不同的颜色,当pH改变时,由于分子、离子含量的变化,会引起溶液颜色的变化。 (2)常见指示剂的变色范围
4.滴定过程(1)在锥形瓶中放入一定量的未知浓度、待测定的碱(或酸),加入几滴 。 (2)把锥形瓶放在装有标准液的滴定管的下方,把滴定管中的溶液逐滴加入 中。滴定时一边控制滴定管的活塞,一边摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。 (3)滴定终点:等到滴入最后半滴标准溶液时,此时指示剂会发生明显的 ,且在半分钟内 原来的颜色,即为滴定终点,记录标准溶液的体积。
5.数据处理为减少实验误差,重复实验2~3次,求出所用标准溶液体积的 ,然后再计算待测溶液的物质的量浓度。
二、酸碱中和滴定曲线1.酸碱中和滴定曲线以滴定过程中加入酸(或碱)溶液的体积为横轴,以溶液的pH为纵轴绘制的一条溶液的pH随加入酸(或碱)溶液的体积而发生变化的曲线,滴定终点附近的pH突变对酸碱中和滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。
2.示例用0.100 0 ml·L-1NaOH溶液滴定未知盐酸的pH变化曲线如图所示:
名师点拨滴定管的选择及使用(1)酸式滴定管用于盛装酸性溶液或强氧化性溶液(如酸性KMnO4溶液等),但不能盛装碱性溶液。(2)碱式滴定管一般盛装碱性溶液。(3)滴定管使用前必须先检查是否漏水,若不漏水,再用待装溶液润洗2~3次,最后再装入待装溶液。
名师点拨滴定管读数的正确操作读取滴定管中溶液的体积,眼睛的视线要平视,且与滴定管内溶液的凹液面的最低处相切。
方法技巧指示剂的选择方法(1)酸碱中和滴定中指示剂的选择及颜色变化
(2)石蕊溶液遇酸或碱溶液时,颜色变化不明显,不能准确判断滴定终点,故一般不选用石蕊作指示剂。(3)强酸滴定弱碱时,必须选用甲基橙或甲基红,强碱滴定弱酸时,必须选用酚酞。
易错警示判断滴定终点的规范描述:滴入最后半滴标准溶液,指示剂由××色变为××色,且半分钟内不恢复原来的颜色,即达到滴定终点。
正误判断(1)酸式(或碱式)滴定管用蒸馏水洗净后,再用相应待装溶液润洗2~3次。( )(2)酸碱中和滴定时,待测液必须放在锥形瓶中。( )(3)盛放待测NaOH溶液的锥形瓶用水洗后,再用待测液润洗,所测NaOH溶液的浓度偏高。( )
重难突破•能力素养全提升
探究角度1酸碱中和滴定及实验操作例1(2024·北京第101中学模拟)用0.100 0 ml·L-1HCl溶液滴定未知浓度的KOH溶液。有关该实验的说法正确的是( )
A.用图中的a滴定管盛装0.100 0 ml·L-1 HCl溶液B.滴定前,需用未知浓度的KOH溶液润洗锥形瓶2~3次C.滴定时,眼睛要注视滴定管中液面的变化D.滴定前必须检查滴定管是否漏液
解析 HCl溶液呈酸性,中和滴定时,需要用酸式滴定管,即用图中的b滴定管盛装,a为碱式滴定管,A错误;用未知浓度的KOH溶液润洗锥形瓶2~3次,导致锥形瓶中KOH的物质的量偏大,测定结果偏高,所以锥形瓶不能润洗,B错误;滴定时,眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化,不是注视滴定管中液面的变化,滴定完之后,再看滴定管刻度读出体积,C错误;滴定管使用前必须检查是否漏液,D正确。
[对点训练1](2024·湖北云学名校联盟联考)酸碱中和滴定是一种重要的实验方法,需要用到酸式滴定管和碱式滴定管,下列有关滴定管的判断、使用或操作有误的是( )
解析 滴定管的0刻度在上方,图中液体读数为20.60,B错误。酸性KMnO4溶液具有强氧化性,进行滴定时,盛放在酸式滴定管中,D正确。
探究角度2酸碱中和滴定的误差分析例2(2024·湖北恩施州模拟)用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作不会引起实验误差的是( )A.用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定C.用蒸馏水洗净锥形瓶后,装入20.00 mL NaOH溶液,加入少量的蒸馏水再进行滴定D.用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时,立即停止加盐酸并读数
解析 用蒸馏水洗净酸式滴定管后,直接装入标准盐酸进行滴定,引起标准盐酸浓度变小,测定时消耗标准盐酸的体积偏大,测定NaOH溶液的浓度偏高,A错误;用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入NaOH溶液进行滴定,由于锥形瓶内壁附着有待测NaOH溶液,导致滴定时消耗标准盐酸的体积偏大,则测定NaOH溶液的浓度偏高,B错误;酸碱中和滴定时,锥形瓶中是否有水,不影响滴定操作结果,测定NaOH溶液的浓度不变,C正确;用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时,立即停止加盐酸并读数,可能使得消耗标准盐酸的体积偏小,测定NaOH溶液的浓度偏小,D错误。
归纳总结 (1)误差分析的依据依据计算公式c待测= ,标准液滴定待测液时,c标准、V待测均为定值,在V待测准确的前提下,c待测的大小取决于V标准的大小,所有操作导致消耗标准溶液多或读数大,则测定结果偏高,反之,则偏低。(2)滴定管读数误差及分析滴定管正确的读数方法是眼睛、凹液面最低点、刻度线在同一水平线上。试分析下列图示读数对滴定结果的影响:
①如图Ⅰ,开始仰视读数,滴定完毕俯视读数,滴定结果会偏小。②如图Ⅱ,开始俯视读数,滴定完毕仰视读数,滴定结果会偏大。
(3)误差分析的实例引起中和滴定实验误差的原因很多,如药品、操作、读数、计算等。以0.100 0 ml·L-1盐酸滴定未知浓度NaOH溶液为例,分析造成误差的原因及影响,如下表:
[对点训练2](2024·湖南长沙实验中学模拟)常温下,将20.00 mL 0.100 0 ml·L-1 CH3COOH溶液置于锥形瓶中,将0.100 0 ml·L-1NaOH溶液置于滴定管中,用NaOH溶液滴定CH3COOH溶液,实验中的下列情形会导致达到滴定终点时,消耗NaOH溶液体积小于20 mL 的是( )A.装NaOH溶液的滴定管水洗后未用待装液润洗B.滴定管滴定前尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失C.滴定过程中,用蒸馏水将附着在瓶壁上的液体冲入溶液中D.滴定结束时,俯视滴定管进行读数
解析 用NaOH溶液滴定CH3COOH溶液,NaOH溶液装在碱式滴定管中,量取CH3COOH溶液可用酸式滴定管,所取CH3COOH溶液盛放于锥形瓶中。装NaOH溶液的滴定管水洗后未用待装液润洗,导致NaOH溶液被稀释,则消耗NaOH溶液体积偏大,大于20 mL,A错误;滴定管滴定前尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,导致所测得的NaOH溶液的体积偏大,大于20 mL,B错误;滴定过程中,用蒸馏水将附着在瓶壁上的液体冲入溶液中,不影响醋酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量,不影响消耗NaOH溶液的体积,C错误;滴定结束时,俯视滴定管进行读数,使读数偏小,导致所测得的NaOH溶液体积偏小,小于20 mL,D正确。
知识点二酸碱中和滴定拓展应用
1.氧化还原滴定(1)滴定原理以氧化剂(或还原剂)为滴定剂,直接滴定一些具有还原性(或氧化性)的物质,或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性,但能与某些还原性或氧化性物质反应的物质。
利用氧化剂与还原剂的定量关系
(2)应用示例①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
②Na2S2O3溶液滴定碘溶液
2.沉淀滴定(1)沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。(2)滴定原理利用滴定剂和被滴定物生成沉淀的溶解度与指示剂和被滴定物生成沉淀的溶解度不同。
名师点拨氧化还原滴定的常用试剂及指示剂(1)常用试剂常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、I2等;常见用于滴定的还原剂有Na2S2O3、亚铁盐、草酸、维生素C等。(2)指示剂①专用指示剂,如在碘量法滴定中,可用淀粉溶液作指示剂。②自身指示剂,如用酸性KMnO4溶液滴定草酸时,滴定终点为滴入最后半滴标准溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色。
名师点拨关于沉淀滴定的理解(1)滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-的含量时常以 为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。(2)利用沉淀的先后顺序判断滴定终点并利用反应物与生成物间的数量关系进行计算。
探究角度1氧化还原滴定及分析例1(2024·江苏连云港赣榆区模拟)用稀硫酸酸化的0.01 ml·L-1KMnO4标准溶液滴定某未知浓度的H2C2O4溶液,下列说法正确的是( )A.KMnO4标准溶液应装入碱式滴定管中B.滴定过程中,加入KMnO4标准溶液应先快后慢
D.滴定终点时,溶液颜色由紫红色变为无色,并在半分钟内不变色
解析 稀硫酸酸化的0.01 ml·L-1 KMnO4标准溶液具有强氧化性,应用酸式滴定管盛装,A错误;滴定起始阶段时H2C2O4溶液浓度相对较大,加入KMnO4标准溶液应该快一点,但接近滴定终点时应该缓慢加入KMnO4标准溶液,便于观察溶液颜色的变化,判断滴定终点,B正确;草酸是弱酸,滴定反应离子方程式为 +5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,C错误;当H2C2O4被消耗完毕时,再滴加半滴KMnO4溶液时,溶液呈浅红色,即终点时溶液由无色变为浅红色,并且半分钟内不变色,D错误。
[对点训练1]H2S2O3是一种弱酸,Na2S2O3溶液呈碱性。实验室欲用0.01 ml·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法合理的是( )A.该滴定过程可用甲基橙作指示剂B.Na2S2O3是该反应的还原剂C.该滴定可选用如图所示装置D.该反应中每消耗2 ml Na2S2O3,电子转移数为4NA
解析 溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应,当反应到达终点时,单质碘消失,蓝色褪去,A错误;Na2S2O3中硫元素化合价升高被氧化,做还原剂,B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应该用碱式滴定管盛装,C错误;反应中每消耗2 ml Na2S2O3,电子转移数为2NA,D错误。
探究角度2沉淀滴定及分析例2(2024·陕西西安中学模拟)用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中的c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。Ⅰ.准备标准溶液a.准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 ml)后,配制成250 mL 标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。b.配制并标定100 mL 0.100 0 ml·L-1NH4SCN标准溶液,备用。Ⅱ.滴定的主要步骤a.取待测NaI溶液25.00 mL置于锥形瓶中。b.加入25.00 mL 0.100 0 ml·L-1AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。d.用0.100 0 ml·L-1NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:
回答下列问题:(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 。 (2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是 。 (3)b和c两步操作是否可以颠倒 ,说明理由 。 (4)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为 mL,测得c(I-)= ml·L-1。
250 mL (棕色)容量瓶、胶头滴管
避免AgNO3见光分解
若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点
(5)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为 。 (6)判断下列操作对c(I-)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果 。 ②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果 。
用NH4SCN标准溶液润洗滴定管2~3次
解析 (1)配制AgNO3标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有250 mL (棕色)容量瓶、胶头滴管。(2)因AgNO3见光易分解,所以AgNO3标准溶液应放在棕色细口试剂瓶中并避光保存。(3)因Fe3+能与I-发生氧化还原反应,从而使指示剂耗尽,无法判断滴定终点,所以b和c两步操作不能颠倒。
(4)由三次测定数据可知,第1组数据误差较大,应舍去,所以消耗的NH4SCN标准溶液的平均体积为 =10.00 mL,测得c(I-) =[n(AgNO3)-n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]=(25.00×10-3 L×0.100 0 ml·L-1-10.00×10-3L×0.100 0 ml·L-1)/(25.00×10-3L)=0.060 0 ml·L-1。
(5)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液之前,要用NH4SCN标准溶液润洗滴定管2~3次。(6)①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,造成溶质减少,则使配制AgNO3标准溶液的浓度偏低,则使消耗的n(NH4SCN)偏小,由c(I-)=[n(AgNO3)-n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]可推断,对c(I-)测定结果的影响是偏高。②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使读取的NH4SCN标准溶液的体积偏低,由c(I-)=[n(AgNO3)-n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]可推断,对c(I-)测定结果的影响是偏高。
[对点训练2](2024·浙江台州八校联考)利用沉淀滴定法快速测定NaBr等卤化物溶液中的c(Br-),实验过程包括标准溶液的配制和滴定待测溶液。Ⅰ.标准溶液的配制准确称取AgNO3基准物8.5 g,配制成500 mL 标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。Ⅱ.滴定的主要步骤a.取待测NaBr溶液25.00 mL,配制成100 mL溶液,取其中25.00 mL置于锥形瓶中。b.加入K2CrO4溶液作指示剂。c.用AgNO3标准溶液进行滴定,记录消耗的体积。d.重复上述操作三次,测定数据如下表:
e.数据处理。请回答下列问题:(1)将配制好的AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是 ;配制的AgNO3溶液的浓度为 。
AgNO3在光照条件下易分解
0.1 ml·L-1
(2)AgNO3标准溶液应使用 (填“酸式”或“碱式”)棕色滴定管,检漏后装液前需要进行的操作有 。 (3)实验可用铬酸钾(K2CrO4)作指示剂,一方面,是由于Ag2CrO4是砖红色沉淀,现象变化明显,另一方面,是由于_________________________________ 。 (4)达到滴定终点时的现象为______________________________________ 。 (5)由上述实验数据测得原溶液c(Br-)= ml·L-1。
AgBr比Ag2CrO4更难溶,在相同浓度的
滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中产生了
砖红色沉淀,且30 s内不消失
解析 (1)由于AgNO3在光照条件下易分解,因此要放在棕色试剂瓶中避光
(2)AgNO3溶液显酸性,且一般加少量HNO3酸化,需用酸式滴定管盛装;检漏后装液前需要进行洗涤、润洗等操作。(3)实验可用铬酸钾(K2CrO4)作指示剂,说明AgBr比Ag2CrO4更难溶,在相同浓度的Ag+溶液中Br-比 更易结合Ag+生成沉淀。(4)根据分析可知,滴定终点的现象为:滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中产生了砖红色沉淀,且30 s内不消失。
学以致用·随堂检测全达标
题组1酸碱中和滴定及分析1.(2024·山东临沂联考)下列有关仪器的使用方法或实验操作不正确的是( )A.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测反应后体系的温度值偏小B.读数时应将滴定管从架上取下,单手捏住管上端无刻度处,使滴定管保持自然垂直C.酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶以减小实验误差D.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测标准液体积偏小
解析 测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,会损失热量,所测反应后体系的温度值偏小,A正确;读数时应将滴定管从架上取下,单手捏住管上端无刻度处,使滴定管保持自然垂直,眼睛平视凹液面最低处读数,B正确;酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶,消耗标准溶液的体积偏大,测得实验数据偏大,C错误;滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测标准液体积偏小,D正确。
2.(2024·辽宁沈阳市郊联体联考)用0.100 0 ml·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。有关该实验说法不正确的是( )A.本实验可选用酚酞作指示剂B.用酸式滴定管盛装0.100 0 ml·L-1HCl溶液C.用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次D.滴定结束时俯视酸式滴定管读数,测量结果偏低
解析 用0.100 0 ml·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定终点时生成NaCl,溶液呈中性,酚酞变色范围为8.2~10,可选用酚酞作指示剂,A正确;HCl溶液呈酸性,中和滴定时,需要用酸式滴定管盛装0.100 0 ml·L-1HCl溶液,B正确;用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次,导致锥形瓶中氢氧化钠的物质的量偏大,滴定时消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,故锥形瓶不能润洗,C错误;滴定结束时俯视酸式滴定管读数,读出的标准液体积偏小,导致测量结果偏低,D正确。
题组2酸碱中和滴定的拓展应用3.(2024·湖南长郡中学月考)实验室用标准KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液,下列说法或操作正确的是( )A.盛FeSO4溶液的锥形瓶滴定前用FeSO4溶液润洗2~3次B.选碱式滴定管量取标准KMnO4溶液,并用碘化钾淀粉溶液作指示剂C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数会导致滴定结果偏低D.锥形瓶内溶液颜色变化由浅绿色变为紫红色,立即记下滴定管液面所在刻度
解析 滴定操作时锥形瓶只需水洗干净即可,不能用待测液润洗,A错误;标准KMnO4溶液应用酸式滴定管量取,不用添加任何指示剂,B错误;实验时,读数前仰后俯,导致读出的体积小于实际消耗的标准溶液体积,所测溶液浓度将偏低,C正确;当溶液由浅绿色变为紫红色,且30 s内溶液颜色不再发生变化时,才可以确定滴定终点,D错误。
4.(2024·河北邯郸六校联考)维生素C(C6H8O6)又称L-抗坏血酸,其还原性很强,在空气中极易被氧化,尤其在碱性介质中被氧化速度更快,具有促进骨胶原的生物合成、利于组织创伤口更快愈合等生理功能。实验室检验测定药片中维生素C含量的实验步骤如下。Ⅰ.配制溶液:准确称量碾碎后的药品0.400 0 g,溶解于新煮沸冷却的蒸馏水中,加入适量醋酸后配制成250 mL 溶液。Ⅱ.滴定实验:取配制好的溶液50.00 mL置于锥形瓶,并加入0.5%的淀粉指示剂2 mL,立即用0.01 ml·L-1的I2标准溶液滴定至终点。平行滴定3次,平均消耗I2标准溶液的体积为20.00 mL。已知:C6H8O6+I2===C6H6O6+2HI。
(1)配制溶液步骤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、__________ 和 。 (2)溶解药片时加入适量醋酸的目的是 (3)将I2标准溶液装入酸式滴定管的具体操作顺序为 (填字母),再夹在滴定管夹上备用。 a.装入I2标准溶液至0刻度以上;b.检查滴定管是否漏液;c.排尽尖嘴部分气泡;d.用I2标准溶液润洗滴定管2~3次;e.用蒸馏水清洗滴定管2~3次;f.将液面调节至“0”或“0”刻度以下。
调节溶液至酸性,防止维生素C被氧化
(4)滴定至终点时的实验现象为 (5)该药片中维生素C的百分含量为 %。 (6)若配制过程中采用了未煮沸过的蒸馏水,可能导致测定结果_________ (填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同);若读取I2标准溶液体积时滴定前仰视,滴定后俯视,可能导致测定结果 。
滴入最后半滴I2标准溶液后溶液变蓝,且半分钟内不褪色
解析 (3)用滴定管盛装待盛液的操作是检漏→洗涤→润洗→装液→排尽尖嘴部分气泡并调节液面在“0”或“0”刻度以下,将I2标准溶液装入酸式滴定管的具体操作顺序是bedacf。(4)根据滴定的反应方程式,滴定终点的现象是滴入最后半滴I2标准溶液,溶液变蓝色,且半分钟内不褪色。(5)根据化学方程式C6H8O6+I2===C6H6O6+2HI可知,n(C6H8O6)=n(I2)=0.01 ml·L-1×0.02 L×5=0.001 ml,维生素C的百分含量为
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