高中人教版 (2019)第二节 水的电离和溶液的pH第2课时教案设计

这是一份高中人教版 (2019)第二节 水的电离和溶液的pH第2课时教案设计，共9页。教案主要包含了酸碱中和滴定实验，绘制中和滴定曲线，锥形瓶等内容，欢迎下载使用。







一、酸碱中和滴定实验


1．概念：利用中和反应，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：n(H＋)＝n(OH－)，即：mc酸·V酸＝nc碱·V碱(m、n代表酸和碱的元数)


3．仪器及试剂


(1)仪器eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(酸式滴定管如图a,碱式滴定管如图b、c,铁架台、滴定管夹、锥形瓶、烧杯))





a b c


(2)试剂：标准液、待测液、指示剂。


微点拨：滴定管读数时，视线与凹液面最低处、刻度线三者在同一水平线上。滴定管读数应精确到小数点后两位，如25.00 mL是正确的，而不能读成25 mL。


4．实验操作(以用盐酸标准液滴定NaOH溶液为例)


(1)滴定前准备


①检查：使用滴定管前，首先要检查是否漏水。


②润洗：滴定管加入酸、碱反应液之前，先用蒸馏水洗涤干净，然后分别用待装液润洗2～3遍。


③装液：分别将酸、碱反应液加入酸式、碱式滴定管中，使液面位于“0”刻度以上2～3 mL处。


④调液：调节活塞或玻璃球，使滴定管尖嘴部分充满反应液，并使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下。


⑤放液：从碱式滴定管中放出一定量的NaOH溶液于锥形瓶中，并滴2～3滴指示剂(甲基橙或酚酞)。


微点拨：强酸与强碱相互滴定时，选甲基橙或酚酞都可以，但不能选石蕊试液(遇酸碱颜色变化不明显)。一般原则是酸滴定碱，选甲基橙；碱滴定酸，选酚酞。


(2)滴定





终点判断：当滴入最后一滴标准液时，刚好使锥形瓶中的溶液变色，且在半分钟内不变色，即到滴定终点。读数并记录。


5．实验数据的处理


重复滴定操作2～3次，取消耗标准液体积的平均值，根据c(NaOH)＝eq \f(cHCl·VHCl,VNaOH)，计算出待测NaOH溶液的浓度。


微点拨：滴定终点的判断(以盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液为例)


①若用酚酞作指示剂，当滴入最后一滴盐酸时，溶液的颜色由粉红色突变为无色，且半分钟内不变色，说明达到滴定终点。②若用甲基橙作指示剂，当滴入最后一滴盐酸时，溶液的颜色由黄色变为红色，且半分钟内不变色，说明达到滴定终点。


6．常用酸碱指示剂及变色范围


二、绘制中和滴定曲线


以滴加酸(或碱)的量为横坐标，以溶液的pH为纵坐标绘出一条溶液的pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。如图所示为用0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L－1 HCl溶液过程中的pH变化曲线。





由曲线可以看出，在酸、碱中和滴定过程中，溶液的pH在接近滴定终点时有一个突变过程，在此范围内，滴加很少的酸(或碱)，溶液的pH就有很大的变化，能使指示剂的颜色发生明显变化，有利于确定滴定终点。





1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。


(1)KMnO4溶液应用碱式滴定管盛装。(×)


(2)用碱式滴定管准确量取20.00 mL的NaOH溶液。(√)


(3)将液面在0 mL处的25 mL的酸式滴定管中的液体全部放出，液体的体积为25 mL。(×)


(4)中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好，指示剂一般加入2～3 mL。


(×)


2．准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是( )


A．滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定


B．随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大


C．用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定


D．滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小


B [A.滴定管用蒸馏水洗涤后，需用待装液润洗才能装入NaOH溶液进行滴定。B.随着NaOH溶液的滴入，锥形瓶内溶液中c(H＋)越来越小，故pH由小变大。C.用酚酞作指示剂，当锥形瓶内溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪去，说明达到滴定终点，应停止滴定。D.滴定达终点时，滴定管尖嘴部分有悬滴，则所加标准NaOH溶液量偏多，使测定结果偏大。]


3．某学生用0.100 ml·L－1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作可分解为如下几步：


A．移取20.00 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶，并加入2～3滴酚酞；


B．用标准溶液润洗滴定管2～3次；


C．把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液；


D．取标准KOH溶液注入碱式滴定管至刻度“0”以上2～3 mL；


E．调节液面至“0”或“0”以下刻度，记下读数；


F．把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。


正确操作步骤的顺序是(用字母序号填写)_________________。


[答案] BDCEAF








某班学生通过分组实验测定酸碱滴定曲线。实验用品：0.1 ml·L－1 HCl溶液、0.1 ml·L－1 NaOH溶液、蒸馏水、pH计、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台(带滴定管夹)、锥形瓶。甲、乙、丙三组同学锥形瓶中的溶液所取体积均为20.00 mL，且所用的试剂完全相同，根据实验所得的数据绘制的曲线分别如图中a、b、c所示，其中乙和丙两组同学的操作存在着不足或失误。





[问题1] 乙同学操作上的不足之处是什么？


提示：由曲线b可知，乙同学在滴定过程中，在滴定终点附近测试和记录pH的间隔过大，应在滴定突变时记录消耗NaOH溶液的体积。


[问题2] 造成丙组同学的曲线与甲组同学不同的原因可能是什么？


提示：甲同学所用NaOH溶液体积较少，丙同学所用NaOH溶液体积较多。原因可能用待测液润洗锥形瓶或者滴定使用的滴定管的尖嘴部分在滴定前有气泡未排出，滴定后气泡消失等。





中和滴定的误差分析方法


(1)依据公式c(待测)＝eq \f(c标准·V标准,V待测)来判断。c(标准)和V(待测)在误差分析时是定值，因此只需分析使得所消耗标准液体积V(标准)变大或变小的原因即可，V(标准)变大，则c(待测)偏高，V(标准)变小，则c(待测)偏低。


(2)滴定管读数要领


以凹液面的最低点为基准(如图)





正确读数(虚线部分)和错误读数(实线部分)


(3)以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例，分析实验误差





1．下列实验操作不会引起误差的是( )


A．酸碱中和滴定时，用待测液润洗锥形瓶


B．酸碱中和滴定时，用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液


C．用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸溶液时，选用酚酞作指示剂，实验时不小心多加了几滴


D．用标准盐酸测定未知浓度NaOH溶液，实验结束时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，开始实验时无气泡


C [A项，锥形瓶一定不要用待测液润洗，否则会使待测液的量偏大，消耗标准液的体积偏大，从而使所测浓度偏大；B项，冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液，还是待测溶液，都必须用待装溶液润洗2～3次，否则会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度偏小，影响结果；C项，在滴定过程中，指示剂略多加了几滴，一般不影响实验结果，因为指示剂不会改变反应过程中酸和碱的物质的量；D项，实验开始时酸式滴定管中无气泡，实验结束时有气泡，会导致所读取的V(HCl)偏小，依据V(HCl)·c(HCl)＝V(NaOH)·c(NaOH)得所测得的c(NaOH)偏小。]


2．用已知浓度的盐酸测定未知浓度NaOH溶液的物质的量浓度，待测液放在锥形瓶中。中和滴定时下列操作会使测定结果偏低的是(锥形瓶中溶液用滴定管量取)( )


A．碱式滴定管未用待测碱液润洗


B．酸式滴定管未用标准盐酸润洗


C．滴定过程中滴定管内不慎有标准液溅出


D．滴定前俯视读数，滴定后读数正确


A [A项碱式滴定管未用待测碱液润洗，导致实际取用的碱少，则消耗的酸少，结果偏低；B项酸式滴定管未用标准盐酸润洗，会造成消耗的酸多，结果偏高；C项偏高；D项计算出消耗的酸将会偏多，结果偏高(滴定管的“0”刻度在上面)。]





1．下列说法不正确的是( )


A．使用滴定管时，滴定管必须用待装液润洗2～3次


B．滴定操作中，若用待测液润洗锥形瓶，将导致测定结果偏高


C．用10 mL的量筒量取8.58 mL 0.10 ml·L－1的稀盐酸


D．稀释浓硫酸时，将浓硫酸缓缓加入水中，并不断用玻璃棒搅拌


C [量筒只能精确到0.1 mL，故不能量取8.58 mL的稀盐酸。]


2．下列有关滴定操作的顺序正确的是( )


①用标准溶液润洗滴定管 ②往滴定管内注入标准溶液 ③检查滴定管是否漏水 ④滴定 ⑤洗涤


A．⑤①②③④ B．③⑤①②④


C．⑤②③①④D．②①③⑤④


B [中和滴定的顺序一般为：查漏、洗涤、润洗、注液、滴定。]


3．(双选)用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，从下表中选出正确选项( )





甲 乙


CD [酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂，A错误；酸式滴定管不能盛放碱液，B错误。]


4．某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行如下操作，正确的是( )


A．用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中


B．称取4.0 g NaOH放到1 000 mL容量瓶中，加水至刻度线，配成1.00 ml·L－1 NaOH标准溶液


C．用NaOH溶液滴定白醋，使用酚酞作指示剂，溶液颜色恰好由无色变为浅红色，且半分钟内不变色时，为滴定终点


D．滴定时眼睛要注视着滴定管内NaOH溶液的液面变化，防止滴定过量


C [量取白醋应用酸式滴定管，A错误；NaOH的溶解应在烧杯中完成，B错误；在滴定中操作时眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化，D错误。]


5．某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度，其操作步骤如下：


①从碱式滴定管中放出20.00 mL待测溶液到锥形瓶中。


②将酸式滴定管用蒸馏水洗净，再用标准酸液润洗2～3次后，向其中注入0.100 0 ml·L－1标准盐酸，调节滴定管的尖嘴部分充满溶液，并使液面处于“0”刻度以下的位置，记下读数。


③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂，进行滴定。滴定至指示剂刚好变色，且半分钟内颜色不再改变为止，测得消耗盐酸的体积为V1 mL。


④重复以上过程，但在滴定过程中向锥形瓶加入5 mL的蒸馏水，测得所耗盐酸的体积为V2 mL。


试回答下列问题：


(1)锥形瓶中的溶液从________色变为________色时，停止滴定。


(2)如图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为________ mL。


(3)根据下列数据：


请计算待测烧碱溶液的浓度为________ ml·L－1。


[解析] (1)锥形瓶中的溶液从红色变为无色时，表明达到滴定终点。(2)滴定管读数时要使视线和凹液面的最低点相切，因此读数为22.60 mL。(3)V(HCl)＝[(25.40 mL－0.50 mL)＋(29.10 mL－4.00 mL)]/2＝25.00 mL，根据：c(NaOH)·V(NaOH)＝c(HCl)·V(HCl)得：c(NaOH)＝0.125 0 ml·L－1。


[答案] (1)红 无 (2)22.60 (3)0.125 0发展目标
体系构建
1．掌握酸碱中和滴定的概念和原理。


2．了解指示剂的选择方法。


3．掌握中和滴定实验的操作步骤和误差分析。
指示剂
变色范围的pH
石蕊
＜5.0红色
5.0～8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
＜3.1红色
3.1～4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
＜8.2无色
8.2～10.0浅红色
>10.0红色
酸碱中和滴定的误差分析


(素养养成——宏观辨识与微观探析)
步骤
操作
c(NaOH)
洗涤
未用标准溶液润洗酸式滴定管
偏高
锥形瓶用待测溶液润洗
偏高
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
偏低
锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水
无影响
取液
取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束前气泡消失
偏低
滴定
滴定完毕后立即读数，半分钟后颜色又变红
偏低
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失
偏高
滴定过程中振荡时有液滴溅出
偏低
滴定过程中，向锥形瓶内加少量蒸馏水
无影响
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
偏低
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数
偏高
锥形瓶中溶液
滴定管中溶液
选用指示剂
选用滴定管
A
碱
酸
石蕊
甲
B
酸
碱
酚酞
甲
C
碱
酸
甲基橙
甲
D
酸
碱
酚酞
乙
滴定次数
待测液体


积/mL
标准盐酸体积/mL
滴定前读数/mL
滴定后读数/mL
第一次
20.00
0.50
25.40
第二次
20.00
4.00
29.10