第4节 离子反应酸碱中和滴定.doc

第4节 离子反应（第2课时）
——酸碱中和滴定
编写人：刘晓丽 审核人：范恩堂
【教学目标】
1、学会使用中和滴定实验的有关仪器（锥形瓶、滴定管）的基本操作规范，能进行酸碱中和滴定。
2、理解中和滴定实验中指示剂的选择和使用。
3、通过中和滴定实验，理解化学定量分析实验中有关数据的收集和处理、实验结果的计算、实验误差的分析等。
【主要内容】
一、酸碱中和滴定的原理
酸碱中和滴定是以中和反应为基础，其反应的实质是： H++OH-＝H2O 。酸、碱有强弱之分，但酸碱中和反应的实质不变。
例：HCl+NaOH＝NaCl+H2O、CH3COOH+NaOH＝CH3COONa+H2O、
H2SO4+2NH3·H2O＝(NH4)2SO4+2H2O
中和滴定反应中，发生反应的酸、碱的物质的量之比等于它们的化学计量数之比。

中和滴定：用已知物质的量浓度的酸（或碱）测定未知物质的量浓度的碱（或酸）浓度的方法叫中和滴定。
【思考】：根据以上原理，要想精确测定未知浓度的酸或碱的浓度，需要那些数据？

二、主要仪器和试剂
1、仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台（或滴定台）、烧杯、锥形瓶。
（有时会用到移液管，用来准确量取待测液的体积，可用滴定管代替）
【了解滴定管】
滴定管的规格一般为25 mL、50mL两种，刻度自上而下，0刻度在上，1大格1mL，1大格中又分10小格，每小格0.1mL。读数时可精确到0.01mL，放液时不能放到最大刻度以下。根据两次液面的读数差确定放出液体的体积。
酸、碱式滴定管的适用范围：
酸式滴定管：盛放酸性、中性、氧化性、及某些盐类稀溶液；
碱式滴定管：盛放碱性或中性溶液，不能盛放强氧化性溶液。　　　
2、试剂：标准溶液，待测液，指示剂
三、操作过程
1、滴定前准备：验漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面、记读数。
【说明】：① 检查滴定管是否漏液：将滴定管装满水，静置，观察活塞和尖嘴处是否漏液
如果漏，做出处理或更换滴定管。
② 洗涤玻璃仪器（滴定管、锥形瓶等），滴定管只能水洗，不能用试管刷。
用标准液润洗装标准液的滴定管 ，用待测液润洗装待测液的滴定管，次数为2-3次，
每次约3-5mL。润洗液一定从下口放出。
【思考】：1、滴定管在加入反应液之前为什么要用所要盛装的反应液润洗?

2、锥形瓶是否润洗？
④ 将标准液、待测液注入滴定管至刻度“0”以上2-3cm的地方。
排除滴定管尖嘴部分气泡，调整液面到0刻度或0刻度以下。记下刻度读数。
2、 向锥形瓶中注入25.00mL待测液，并滴入2－3滴指示剂，振荡均匀。
【注意】：指示剂用量不能过多，因指示剂本身就是有机弱酸或弱碱，会使滴定中消耗标准液量增大或减小，造成滴定误差。
3、滴定操作过程：
① 把锥形瓶放在滴定管的下面，并在瓶下垫一张白纸（为便于观察颜色变化），左手操纵活塞，右手摇动锥形瓶，边滴边摇，眼睛观察锥形瓶中溶液颜色的变化。直到加入最后一滴后，溶液恰好变色，并在半分钟内不恢复为止。
【注意】：滴定时应先快后慢，快时也不能成线，接近终点时应逐滴滴加，并及时摇动锥形瓶。
② 停止滴定，准确记下滴定管溶液液面的刻度。
③ 为保证测定的准确性，上述滴定操作应重复2-3次。
4、数据处理：
取两次操作或三次操作所耗溶液实际体积的平均值进行计算。（注意：若所消耗体积存在较大差别，说明实验中出现了问题，应重新实验）
【例题】用0.1032mol·L-1的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，重复三次的实验数据如下表所示。计算滴定所测NaOH溶液的物质的量浓度。
实验序号
0.1032mol·L-1盐酸溶液的体积/ml
待测NaOH溶液的体积/ml
1
27.84
25.00
2
27.83
25.00
3
27.85
25.00

四、指示剂的选择
因为中和反应一般无明显现象，所以必须借助指示剂来指示滴定终点。酸碱中和滴定是通过酸碱指示剂颜色的变化来确定滴定终点的。
理论上讲，酸碱恰好中和时的PH＝7，故应选用在PH＝7时变色的指示剂。但事实上，在滴定过程中，开始一段时间，溶液pH变化不大，而在接近完全中和时，滴入一滴碱（或酸）溶液时，溶液的pH变化很大，溶液由酸（碱）性变中性再变为碱（酸）性发生了突变，然后再滴入碱（酸）溶液，溶液的 pH变化又比较缓慢。这一过程称为PH突跃，只要指示剂的变色范围在PH突变范围内，就不会造成大的误差。
【指示剂的选择要求】：变色要明显、灵敏，且指示剂的变色范围要尽可能在滴定过程中的pH值突变范围内。
一般地，强酸和强碱的中和滴定，常选用酚酞或甲基橙作指示剂，石蕊试液由于变色不灵敏，所以不选用。
【常用指示剂及变色范围】：
甲基橙：　 —— 3.1 —— 4.4 ——　　　　酚酞：—— 8.2　——　10.0 ——
　　　　　 红　　 橙　　　 黄　　　　　　　 无　　 粉红　　　 红
五、误差分析
造成中和滴定的误差原因很多，如标准液浓度是否准确、读数误差、操作误差、计算误差、指示剂的选择误差、药品不纯引起的误差等。因此，要做好本实验，必须各个环节都要注意。
【如不作说明，指标准液滴定待测液】
例如：用标准浓度的盐酸滴定未知浓度氢氧化钠，填写下表
根据中和滴定的原理：一般均可归结为对V（标）、V（测）的影响，从而得出误差情况。

产生误差的常见因素
的误差
仪器洗涤
酸式滴定管水洗后未用标准液润洗

碱式滴定管水洗后未用待测液润洗

锥形瓶水洗后用待测液润洗

量器读数
滴定前俯视酸式滴定管，滴定后平视

滴定前仰视酸式滴定管，滴定后俯视

操作不当
滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定结束后气泡消失

滴定结束，滴定管尖端挂一滴液体未滴下

取待测液时，碱式滴定管尖端挂一滴液体未滴下

滴定过程中，振荡锥形瓶时，不小心将溶液溅出

用甲基橙作指示剂，滴至橙色，半分钟内又还原成黄色，不处理就计算

【达标训练】
1、酸碱完全中和时（ ）
A、酸与碱的物质的量一定相等
B、酸所能提供的H+和碱所能提供的OH-的物质的量相等
C、酸与碱的质量相等 D、溶液呈中性
2、要准确量取25.00mL的稀盐酸，可用的仪器是（ ）
A、25mL移液管 B、25mL量筒
C、25mL酸式滴定管 D、25mL碱式滴定管
3、在25mL的碱式滴定管中盛有溶液，液面恰好在20mL刻度处，现将滴定管内溶液全部放出，流入量筒内，所得溶液的体积为（ ）
A、5mL B、20mL C、大于5mL D、小于5mL
4、用物质的量浓度相同的盐酸、硫酸、磷酸溶液，分别中和质量相同、浓度相同的NaOH溶液生成正盐，消耗这三种酸的体积比是（ ）
A、1:1:1 B、3:2:1 C、6:3:2 D、1:2:3
5、中和相同体积、相同pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种稀溶液，所用相同浓度的盐酸的体积分别为V1、V2、V3，则三者的大小关系为（ ）
A、V3>V2>V1 B、V3>V2=V1 C、V3=V2>V1 D、V1=V2>V3，
6、用NaOH溶液滴定盐酸时，由于滴定速度太快，当混合溶液变红时不知NaOH是否过量，判断它是否过量的方法是（ ）
A、加入5mL盐酸再进行滴定 B、返滴一滴待测盐酸
C、重新进行滴定 D、以上方法均不适用
7、向10mLpH=12的某碱溶液中加入10mLpH=2的盐酸，充分反应后滴入酚酞试液，溶液变红，则此碱一定是（ ）
A、弱碱 B、一元强碱 C、多元强碱 D、任何强碱
8、某苛性钾样品中含有不与酸反应的杂质，为了测定苛性钾的纯度，取样品0.56g溶于水制成1L溶液。取此溶液25.00mL，用0.005mol/LH2SO4标准液滴定，用去24mL，则苛性钾的质量分数为（ ）
A、96% B、48% C、9.6% D、56%
 9、中和滴定时，用于量取待测液体积的仪器是（ ）
A、烧杯    B、量筒      C、滴定管       D、胶头滴管
10、用标准浓度的氢氧化钠溶液来滴定末知浓度的盐酸，在滴定操作时，盐酸应放在（ ）
A、锥形瓶中    B、烧杯中   C、滴定管中    D、量筒中
11、进行中和滴定时，事先不应该用所盛溶液洗涤的仪器是（ ）
A、锥形瓶    B、酸式滴定管    C、碱式滴定管    D、移液管
12、下列仪器中，没有“0”刻度线的是（ ）
A、量筒    B、温度计    C、酸式滴定管     D、托盘天平游码刻度尺
13、下列有关滴定的操作正确的顺序是（ ）
①用标准液润洗滴定管　　　②往滴定管中注入标准溶液　　③检查滴定管是否漏水　　④滴定　　　　⑤洗涤　　　　
Ａ、⑤①③②④　　　　　　Ｂ、③⑤①②④　　　
Ｃ、⑤②③①④　　　　　　Ｄ、②①③⑤④
14、下列几种情况，对中和滴定结果无影响的是（ ）
Ａ、滴定管用水冲洗后即注入标准液 Ｂ、滴定管尖端末充满液体
Ｃ、滴定前标准液在“０”刻度以上 Ｄ、锥形瓶里有少量水
15、实验室常用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）来标定氢氧化钠溶液的浓度，反应如下：KHC8H4O4+NaOH=KNaC8H4O4+H2O。邻苯二甲酸氢钾溶液呈酸性，滴定到达终点时，溶液的pH约为9.1。
（1）为标定NaOH溶液的浓度，准确称取一定质量的邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）加入250mL锥形瓶中，加入适量蒸馏水溶解，应选用_____________作指示剂，到达终点时溶液由______色变为_______色，且半分钟不褪色。（提示：指示剂变色范围与滴定终点pH越接近误差越小。）
（2）在测定NaOH溶液浓度时，有下列操作：①向溶液中加入1~2滴指示剂； ②向锥形瓶中加20mL~30mL蒸馏水溶解； ③用NaOH溶液滴定到终点，半分钟不褪色；④重复以上操作； ⑤准确称量0.4000g ~ 0.6000g邻苯二甲酸氢钾加入250mL锥形瓶中； ⑥根据两次实验数据计算NaOH的物质的量浓度。
以上各步操作中，正确的操作顺序是________________________________。
（3）上述操作中，将邻苯二甲酸氢钾直接放在锥形瓶中溶解，对实验是否有影响？
______________。（填“有影响”或“无影响”）
（4）滴定前，用蒸馏水洗净碱式滴定管，然后加待测定的NaOH溶液滴定，此操作使实验结果____________。（填“偏大”“偏小”或“无影响”）
（5）现准确称取KHC8H4O4（相对分子质量为204.2）晶体两份各为0.5105g，分别溶于水后加入指示剂，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液体积平均为20.00mL，则NaOH溶液的物质的量浓度为___________。（结果保留四位有效数字）
16、用标准酸液滴定待测碱液时，下列操作对所测碱液的物质的量浓度有何影响。
A、偏低 B、偏高 C、无影响
请用序号填空：
（1）用待测液润洗锥形瓶后再注入所量取的一定体积待测液____________
（2）未用标准液润洗酸式滴定管就直接注入标准酸液________________ _
（3）用滴定管尖端未排气泡的碱式滴定管量取待测碱液_________________
（4）滴定前仰视读数、滴定后俯视读数_______________________________
（5）锥形瓶未润洗，且瓶中有少量蒸馏水_____________________________
17．实验室有一瓶混有氯化钠的氢氧化钠固体试剂，经测定NaOH的质量分数约为82.0%，为了验证其纯度，用浓度为0.2mol/L的盐酸进行滴定，试回答下列问题：
（1）托盘天平称量5.0g固体试剂，用蒸馏水溶解于烧杯中，并振荡，然后立即直接转入 500mL容量瓶中，恰好至刻度线，配成待测液备用。请改正以上操作中出现的五处错误。
①____________________②__________________③____________________________
④____________________⑤___________________。
(2)将标准盐酸装在25.00mL 滴定管中，调节液面位置在 处，并记下刻度。
(3)取20.00mL待测液，待测定。该项实验操作的主要仪器 有。用 试剂作指示剂时，滴定到溶液颜色由 刚好至 色时为止。
(4)滴定达终点后，记下盐酸用去20.00mL，计算NaOH的质量分数为 。
(5)试分析滴定误差可能由下列哪些实验操作引起的 。
A、转移待测液至容量瓶时，末洗涤烧杯
B、酸式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接装盐酸
C、滴定时，反应容器摇动太激烈，有少量液体溅出
D、滴定到终点时，滴定管尖嘴悬有液滴
E、读滴定管开始时仰视，读终点时俯视
18、实验室有一瓶混有少量NaCl杂质的NaOH固体试剂，为准确测量其纯度，采用盐酸滴定法进行测定。 
①称取W g NaOH固体试剂配制成100.00 mL水溶液备用； 
②将浓度为c(mol·L－1)的标准盐酸装在用标准盐酸润洗过的25.00 mL酸式滴定管中，调节液面位置在零刻度线以下，并记下刻度； 
③取V1 mL NaOH待测溶液置于洁净的锥形瓶中，加入2～3滴甲基橙指示剂充分振荡，然后用浓度为c(mol·L－1)的标准盐酸滴定，用去盐酸V2mL。试回答： 
(1)配制准确浓度的NaOH溶液，必须使用的主要容器是_________________________。 
(2)如有1 mol· L－1和0.1 mol· L－1的标准盐酸，应选用_____ 盐酸，原因是____________________________ 。 
(3)滴定终点时溶液颜色由_____ 色突变为_____ 色。 
(4)若酸式滴定管尖嘴气泡未排出，会使碱测定值_____ (填“偏大”“偏小”)。 
(5)不用标准盐酸润洗酸式滴定管，会使碱测定值____ _(填“偏大”“偏小”“无影响”)。 
(6)固体试剂NaOH纯度计算公式为_______________ _。 

【学后反思】