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文檔簡介
第二節課時水的電離和溶液的酸堿性第一頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
三維目標知識與技能1.了解水是一種弱電解質,了解水的離子積常數所表示的意義(重、難點)2.掌握水的離子積的應用(難點)3.了解溶液的酸堿性與pH的關系過程與方法通過與同學的合作、交流,了解水的電離和溶液的酸堿性,初步掌握測定溶液pH的方法,知道溶液pH的調控在工農業生產和科學研究中的重要作用情感、態度與價值觀通過研究水的電離、溶液的酸堿性,感受溶液的酸堿性及pH等與人類生產、生活的關系,體會定量實驗的魅力,培養學習化學的興趣第二頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一電解水制H2、O2純水導電!水是電解質,能發生電離,產生帶電離子!第三頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一一、水的電離水是一種極弱的電解質精確的導電性實驗表明,純水大部分以分子的形式存在,但其中也存在著極少量的H3O+和OH-。水中存在著微弱的電離。H2O+H2OH3O++OH-簡寫為:H2OH++OH-+++-第四頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一H2O+H2OH3O++OH-
簡化為H2OH++OH-K電離=c(H+).c(OH-)c(H2O)=(1.0×10-7×1.0×10-7)/(1000/18)=1.8×10-16α電離=已電離的水分子的物質的量水分子總的物質的量×100%=[(1.0×10-7)/(1000/18)]=1.8×10-7%×100%
在25℃時,實驗測得1L純水中只有1×10-7molH2O電離,即c(H+)=c(OH-)=1×10-7
mol·L-1,電離前后H2O的物質的量幾乎不變。第五頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一水的電離平衡常數K==c(H+)·c(OH-)c(H2O)整理變形:K·c(H2O)==c(H+)·c(OH-)定義新常數:K·c(H2O)==c(H+)·c(OH-)==Kw
c(H+)總·c(OH-)總==常數Kw——水的離子積常數,簡稱水的離子積等于Kw!!二、水的離子積常數——Kw常溫下:Kw==
c(H+)·c(OH-)=1×10-14[注意]K電離≠
KwK電離=c(H+)·c(OH-)/C(H2O)=1×10-14(mol/L)2/55.6mol/L=1.8×10-16mol/L第六頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一影響水的電離平衡的因素
(1)溫度水的電離為吸熱過程,故升高溫度,促進水的電離,使c(H+)、c(OH-)同時增大,KW增大,但由于c(H+)與c(OH-)始終相等,故仍顯中性。如純水由25℃升高到100℃,水電離出的c(H+)和c(OH-)都由10-7mol·L-1增大為10-6mol·L-1,故c(H+)仍等于c(OH-)。
(2)加入酸或堿向純水中加入酸或堿,由于酸或堿電離出的H+或OH-使水中c(H+)或c(OH-)增大,從而使水的電離平衡向左移動,抑制了水的電離,使其電離程度減小。
(3)加入強酸的酸式鹽向純水中加入強酸的酸式鹽,如NaHSO4,由于NaHSO4=Na++H++SO42-,c(H+)增大,抑制了水的電離。第七頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一復習提問:對常溫下的純水進行下列操作,完成下表:
H2OH++OH-條件變化移動方向c(H+)c(OH-)K電離升高溫度加鹽酸加NaOH溶液加FeCl3溶液加Na2CO3溶液加活潑的金屬Na正向增大增大逆向增大減小逆向減小增大正向增大減小正向減小增大正向減小增大增大不變不變不變不變不變第八頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一加入強酸增大[OH-]增大[H+]
減小[H+]:加入強堿弱酸鹽或活潑金屬
減小[OH-]:加入強酸弱堿鹽升高溫度降低溫度加入NaHSO4抑制水電離促進水電離加入弱酸加入強堿加入弱堿【總結】第九頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一水的離子積常數的意義
1.KW只隨溫度變化而變化,溫度升高,KW增大。100℃時,KW=10-12
2.KW與溶液的酸堿性無關,25℃時,酸性、堿性或中性溶液中KW均為10-14。
任何水溶液都同時存在H+和OH-,不同的溶液c(H+)、c(OH-)的相對大小可能不同,酸性溶液中c(H+)>c(OH-),中性溶液中c(H+)=c(OH-);堿性溶液中c(H+)<c(OH-)。(平衡移動原理:相當于純水的電離平衡中加入酸、堿、鹽后,影響氫離子、氫氧根離子的濃度,導致平衡移動,但是平衡常數不變!)
3.KW=c(H+)·c(OH-)式中c(H+)與c(OH-)均表示整個溶液中H+、OH-的總物質的量濃度(水的加上電解質電離的)。第十頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一思考:含有H+的溶液一定是酸,含OH-的溶液一定是堿嗎?任何酸中只含H+任何堿中只含OH-嗎?結論:
在任何水溶液中,均存在水的電離平衡,也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。任何水溶液中都存在Kw=c(H+).c(OH-)
(Kw25℃
=10-14)
水的離子積不僅使用于純水,也適用于稀的電解質水溶液。第十一頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一提問:在常溫下,0.1mol/L的鹽酸溶液中C(OH-)?在常溫下,0.1mol/L的氫氧化鈉溶液中C(H+)?誤點警示:2、此公式不僅適用于純水,還適用于其他稀溶液。1、任何水溶液中都是H+、OH-共存的,且酸溶液和堿溶液中水電離出的C(H+)=C(OH-).
。在常溫下,PH=9的醋酸鈉溶液中C(OH-)?在常溫下,PH=5的氯化銨溶液中C(H+)?第十二頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
典例導析
知識點1:水的離子積的應用
例1
100℃時,在NaCl稀溶液中,c(H+)為1×10-6mol·L-1。下列說法中正確的是(
)
A.該NaCl溶液顯酸性
B.該NaCl溶液顯堿性
C.該NaCl溶液中KW=1×10-14
D.該NaCl溶液中KW=1×10-12
解析
在NaCl溶液中,Na+、Cl-對H2OH++OH-無影響。c(H+)為1×10-6mol·L-1,c(OH-)也為1×10-6mol·L-1。即NaCl溶液顯中性,KW=1×10-6×1×10-6=1×10-12。
答案D第十三頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
跟蹤練習1
25℃時,1.0L溶液中由水電離出來的H+為1.0×10-12mol,則該溶液中一定不能大量存在的是(
)
A.SO42- B.NO3-
C.HCO3- D.NH4+
答案
C
第十四頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
知識點2:溶液酸堿性的判斷方法
例2用食用白醋(醋酸濃度約1mol·L-1)進行下列實驗,能證明醋酸為弱電解質的是(
)
A.白醋中滴入石蕊試液呈紅色
B.白醋加入豆漿中有沉淀產生
C.蛋殼浸泡在白醋中有氣體放出
D.pH試紙顯示白醋的pH為2~3解析
滴入石蕊試液呈紅色是酸性溶液的共性,A項不合題意;白醋滴入豆漿中有沉淀產生,只能證明其屬于電解質,不能證明其為弱電解質,B項不合題意;蛋殼中含有CaCO3,加入白醋有氣體放出,只能證明白醋的酸性強于碳酸,不能證明其為弱電解質,C項不合題意;因白醋濃度為1mol·L-1,其pH為2~3,說明未完全電離,故可證明其為弱電解質,D項符合題意。
答案
D
第十五頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
跟蹤練習2某同學通過查閱資料,得到一些常見作物最適宜生長的土壤的c(H+)范圍(單位:mol·L-1),水稻:10-6~10-7;馬鈴薯:10-4.8~10-5.5;玉米:10-6~10-7;薄荷:10-7~10-8;煙草:10-5.5~10-6。(1)上述作物適宜生長的土壤的pH最小的是_________(填作物名稱)。
(2)該同學從某地區采集了一份土壤樣品,測得其c(H+)=8.5×10-7mol·L-1,則該土壤適宜種植的作物是______(填字母)。
A.水稻 B.馬鈴薯 C.玉米 D.煙草
(3)若要用該地區土壤來種植薄荷,你有何建議?__________________________________________________。
答案
(1)馬鈴薯
(2)AC
(3)在該地區土壤中撒熟石灰,將土壤pH調節至7~8范圍第十六頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一思考:當溶液中H+、OH-濃度很小時,表示或比較溶液的酸堿性較繁,怎么處理?第十七頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
1.溶液的酸堿性任何水溶液都同時存在H+和OH-,不同的溶液c(H+)、c(OH-)的相對大小可能不同,酸性溶液中c(H+)>c(OH-),中性溶液中c(H+)=c(OH-);堿性溶液中c(H+)<c(OH-)。
c(H+)c(OH-)相對大小酸堿性25℃100℃c(H+)>c(OH-)酸性c(H+)=c(OH-)中性c(H+)<c(OH-)堿性c(H+)>10-7c(H+)=10-7c(H+)<10-7c(H+)>10-6c(H+)=10-6c(H+)<10-6任意條件下Kw=1×10-12mol2/L2Kw=1×10-14mol2/L2[注意]H+與OH-濃度的相對大小是溶液酸堿性的本質三、溶液的酸堿性與pH第十八頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一pH==-lg{c(H+)}c(H+)==10-pHpOH==-lg{c(OH-)}2.溶液的pH規定pH為氫離子濃度的負對數室溫下,酸性溶液的pH<7,中性溶液的pH=7,堿性溶液的pH>7。
思考題
0.1mol·L-1HCl溶液的pH是多少?
答案
1請思考:接近100度時呢?規律:pH+pOH=14第十九頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一討論:
1、常溫下,稀溶液中,pH+pOH=?
pH+pOH=14溶液濃度小于1mol/L(稀溶液)
2、鹽酸的濃度為10mol/L、1mol/L時pH分別為多少?3、你認為c(H+)在什么范圍內,用pH來表示溶液的酸堿性比較方便?第二十頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一①pH適用于稀溶液②③pH是否等于7,僅為常溫時溶液是否是中性的判斷依據c(H+)10010-110-210-310-410-510-610-710-810-910-1010-1110-1210-1310-14pH01234567891011121314酸性堿性中性常溫c(H+)↑pH↓注意:
c(H+)越大,酸性越強,pH越小第二十一頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一溶液的pH值酸性增強堿性增強0100110—1210—2310—3410—4510—5610—6710—7810—8910—91010—101110—111210—121310—131410—14
c(H+)越大,酸性越強,pH越小第二十二頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
3.溶液pH的測定測定方法有:pH試紙法、酸堿指示劑法、pH計法。
(1)pH試紙法的測量操作——只能精確到整數①取一塊pH試紙,放在干燥的玻璃片上。②用干燥的玻璃棒蘸取待測溶液,點至pH試紙中部。③用pH試紙與標準比色卡對照,確定pH。[特別提醒]a.pH試紙在使用前不能用蒸餾水潤濕(潤濕一定會造成誤差嗎?)b廣泛pH試紙的測定值為整數,不能讀出小數(精密pH試紙可以精確到0.1
)。變色規律:酸紅堿藍。第二十三頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一廣泛pH試紙精密pH試紙第二十四頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一3.溶液pH的測定(2)、酸堿指示劑法-只能確定溶液的pH范圍pH123.1
4.4
567891011121314甲基橙紅色橙色黃色石蕊紅色紫色藍色酚酞無色淺紅色紅色(3)pH計法精確測定溶液的pH值則應使用pH計。第二十五頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
小結:
溶液酸堿性的判斷規律
1.用pH大小判斷溶液酸堿性時必須注意溫度,如100℃時,pH=7的溶液不是中性。
2.任何溶液中:
3.pH相同的酸,酸越弱,酸的物質的量濃度越大;pH相同的堿,堿越弱,堿的物質的量濃度越大。
4.pH相同的強酸和弱酸溶液,加水稀釋相同的倍數,強酸溶液的pH變化大,堿也是如此。第二十六頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
1.任何溶液中,水電離的c(H+)=c(OH-)。
2.酸性溶液中,水電離的c(H+)等于溶液中c(OH-),c(H+)
近似看成是酸電離出來的濃度,c(OH-)則來自于水的電離。溶液中,
c(OH-)=
3.堿性溶液中,水電離的c(OH-)等于溶液中c(H+),c(OH-)
近似看成是堿電離出來的濃度,c(H+)
則是來自于水的電離。溶液中c(H+)=練習:0.1mol/l的H2SO4溶液中,H+濃度?水電離的OH-濃度?水電離的H+濃度?四、酸、堿溶液中c(H+)、c(OH-)的計算第二十七頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一1.單一溶液:211.36中①500mL0.005mol/L的H2SO4______②將0.171gBa(OH)2溶于水制成
1000mL溶液_______③1.12LHCl氣體(標況)溶于1L水中,加水稀釋至5L,溶液pH
④某溫度下,水的KW=10-12,則水的
pH=_____,呈______性2
酸:先找c(H+)、再求pH
堿:先找c(OH-)、再用Kw
求出c(H+)、再求pH五.pH的計算:第二十八頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一2.稀釋問題:①pH=1的HCl1mL,稀釋至10mL,pH=_____;稀釋至100mL,pH=____;稀釋至1000mL,pH=_____;稀釋至109mL,pH=_______;②pH=1的HAc1mL,稀釋至10mL,pH=_____;稀釋至100mL,pH=_____;234接近7(1.2)(1.3)第二十九頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一pHH2O7稀釋酸稀釋堿將強堿稀釋10n倍pH稀=(pH原-n)>7將強酸稀釋10n倍pH稀=(pH原+n)<7弱弱第三十頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一1.強酸溶液,每稀釋10倍,pH增大一個單位;
弱酸溶液,每稀釋10倍,pH增大不到一個單位。2.強堿溶液,每稀釋10倍,pH減小一個單位;
弱堿溶液,每稀釋10倍,pH減小不到一個單位。3.酸溶液或堿溶液,無限稀釋,pH接近于7——不跨越原則稀釋規律第三十一頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一溶液稀釋后pH的計算:1、將pH=3的某強酸溶液稀釋100倍,所得溶液的pH=?稀釋1×106倍時pH=?2、將pH=11的某強堿溶液稀釋100倍,所得溶液的pH=?稀釋1×106倍時pH=?稀釋規律A.強酸pH=a,稀釋10n倍后pH=a+n<7,無論稀釋多少倍,溶液總是顯酸性;B.強堿pH=b,稀釋10n倍后pH=b-n>7,無論稀釋多少倍,溶液總是顯堿性;C、弱酸、弱堿稀釋后溶液pH的變化比強酸、強堿小。第三十二頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一3.溶液混合:①pH=2的HCl和pH=2的H2SO4混合_____pH相等的強酸強酸混合或pH相等的強堿強堿混合,pH不變pH=10的NaOH和pH=13的NaOH等體積混合混合_____22.312.71)、強酸與強酸混合:先求混合后的c(H+)、再求pH②pH=2的HCl和pH=5的H2SO4等體積混合____2)、強堿與強堿混合:先求混合后的c(OH-)、再用Kw
求出c(H+)、再求pH3)、強酸與強堿混合:先判斷混合后溶液的酸堿性,再求混合后的c(H+)
或c(OH-)、再用Kw
求出c(H+)、再求pH第三十三頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一3)、強酸與強堿溶液反應后溶液pH求算:②酸過量:則c(H+)=③堿過量:則c(OH-)=
c(H+)=Kw/c(OH-)c(H+)V1-c(OH-)V2
V1+V2c(OH+)V2-c(H+)V1
V1+V2第三十四頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
小結:
酸、堿混合后溶液pH的計算第三十五頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
討論:pH=2的酸與pH=12的堿溶液等體積混合后的pH有幾種可能?①強酸與強堿:pH=7②強酸與弱堿:pH>7③弱酸與強堿:pH<7④弱酸與弱堿:pH=7pH>7pH<7第三十六頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一酸堿混合規律pH酸+pH堿=14的強酸和強堿等體積混合后溶液的pH為7;pH酸+pH堿=14的強酸和弱堿等體積混合后溶液的pH>7;pH酸+pH堿=14的弱酸和強堿等體積混合后溶液的pH<7;第三十七頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
一、混合溶液中pH的計算1.混合溶液顯酸性
(1)求出混合溶液中的c(H+)。
(2)代入計算公式。2.混合溶液顯堿性
(1)求出混合溶液中的c(OH-)。
(2)根據離子積常數求c(H+)。c(H+)=
(3)代入計算公式。
二、溶液稀釋的計算
1.強酸、強堿的稀釋每稀釋為原來的10倍,一般來說,強酸pH增大1,強堿pH減小1。
2.弱酸、弱堿的稀釋把弱酸溶液每稀釋為原來的10倍,pH的增大值小于1。把弱堿溶液每稀釋為原來的10倍,pH的減小值小于1。小結:第三十八頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一1、一定條件下pH值越大,溶液的酸性越強。2、強酸溶液的pH值一定小。3、pH值等于6的溶液,一定是一個弱酸體系。4、pH值相同的強酸和弱酸中c(H+)相同。5、在常溫下,pH=0的溶液酸性最強,pH=14的溶液堿性最強6、pH值有可能等于負值。7、某溫度下,某溶液中c(H+)=10-7mol/L,則溶液一定是中性溶液8、相同體積和pH值的鹽酸,醋酸、硫酸中H+的物質的量相等9、常溫下,可使甲基橙變黃的溶液一定是堿性溶液10、常溫下,可使酚酞不變色的溶液一定是酸性溶液×××√×√×√正誤判斷復習提問:××第三十九頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一誤點警示:1、當溶液中c(H+)或c(OH—)>1mol/L時,使用pH值不方便(為負值),所以直接用C表示更好。
pH值一般表示溶液中c(H+)或c(OH—)<1mol/L的稀溶液。2、PH范圍0-14之間(常溫下)。PH值等于0的溶液不是酸性最強的溶液(c(H+)=1mol/L),PH值等于14的溶液不堿性最強的溶液(c(OH—)=1mol/L)。3、在未指明溫度時不能用pH值或c(H+)數值來判斷溶液酸、堿性;溶液的酸堿性是由c(H+)和c(OH—)的相對大小來決定的.4、PH值越小,溶液的酸性越強,
PH值越大,溶液的堿性越強。第四十頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一溶液的酸堿性---正誤判斷1、如果c(H+)不等于c(OH—)則溶液一定呈現酸堿性。2、在水中加酸會抑制水的電離,電離程度減小。3、如果c(H+)/c(OH—)的值越大則酸性越強。4、任何水溶液中都有c(H+)和c(OH—)。5、C(H+)等于10—6mol/L的溶液一定呈現酸性。6、對水升高溫度電離程度增大,酸性增強。正確正確正確正確錯誤錯誤第四十一頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一溶液的pH值——正誤判斷1、一定條件下
pH值越大,溶液的酸性越強。2、用pH值表示任何溶液的酸堿性都很方便。3、強酸溶液的pH值一定大。4、pH值等于6是一個弱酸體系。5、pH值相同的強酸和弱酸中C(H+)相同。錯誤錯誤錯誤正確錯誤第四十二頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一[例1](08海南卷)下列離子方程式中,屬于水解反應的是()。A.HCOOH+H2OHCOO-
+H3O+
B.CO2+H2OHCO3-
+H+C.CO32-
+H2OHCO3-
+OH-
D.HS-
+H2OS2-
+H3O+CNH4++2H2ONH3·H2O+H3O+
Al3++6H2OAl(OH)3+3H3O+第四十三頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一【基礎練習】(1)下列微粒中不能破壞水的電離平衡的是()。
A.H+B.OH-C.S2-D.Na+
(2)下列物質溶解于水時,電離出的陽離子能使水的電離平衡向右移動的是()。
A.CH3COONa B.Na2SO4C.NH4ClD.CH3COOHD(3)室溫下,由水電離產生的c(OH-)=10-12mol/L的溶液中,一定大量共存的離子組()。
A.Na+
、NH4+
、Cl-
、SO42-
B.S2-
、CH3COO-
、Na+
、NH4+
C.K+
、Na+
、HCO3-
、NO3-
D.K+
、Na+
、NO3-
、SO42-CD可能AD第四十四頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一B.26M3+[例2](08北京卷)對水的電離平衡不產生影響的粒子是()。C[變式訓練1](08年高考上海卷)某溶液中由水電離的C(H+)=1×10-13mol/L,該溶液中可能是()。
①二氧化硫水溶液②氯化銨水溶液③硝酸鈉水溶液④氫氧化鈉水溶液A.①④B.
①②C.②③D.③④A[例3]室溫下,在pH=12的某溶液中,由水電離的C(OH-)為()。A.1×10-7mol/LB.1×10-6mol/LC.1×10-2mol/LD.1×10-12mol/LCD第四十五頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一(1)純水在10℃和50℃的H+濃度,前者與后者的關系是().A、前者大B、后者大C、相等D、不能確定B【課堂練習】(2)下列微粒中不能破壞水的電離平衡的是().A、H+B、OH-
C、NO3-D、Na+CD第四十六頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一(3)某溫度下純水中c(H+)=2×10-7mol/L,則此時溶液中的c(OH-)=___________。若溫度不變,滴入稀鹽酸使c(H+)=5×10-6mol/L,則此時溶液中的c(OH-)=___________。2×10-7mol/L8×10-9mol/L第四十七頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
酸堿中和滴定
目標:1.理解酸堿中和滴定的原理。2.掌握有關酸堿中和滴定的計算。3.了解常用分析儀器4.使學生初步了解酸堿中和滴定的操作方法。5.掌握酸堿滴定的誤差分析。第四十八頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
在高中化學實驗當中經常會用到酸或堿(通常需要準確配制好的)
用什么方法呢?能不能用PH試紙?思考:
假如現在不知何原因濃度標簽丟失了,而我們又要知道它的濃度,該怎么辦?0.10194mol/L第四十九頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一化學分析的基本方法:(1)定性分析:物質的組成成分(2)定量分析:各組成成分的含量第五十頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一酸堿中和滴定原理第五十一頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一中和反應:
酸跟堿作用而生成鹽和水的反應,其實質是:H++OH-=H2O試找出下列各反應中C酸、C堿、V酸、V堿的關系鹽酸和NaOH溶液恰好完全中和醋酸和NaOH溶液恰好完全中和鹽酸和Ba(OH)2溶液恰好完全中和硫酸和NaOH溶液恰好完全中和鹽酸和氨水溶液恰好完全中和CHCl·VHCl=CNaOH·VNaOHC醋酸·V醋酸=CNaOH·VNaOHCHCl·VHCl=2CBa(OH)2·VBa(OH)2
(1)定義:酸堿中和滴定指的是用已知物質的量濃度的酸(或堿)來測定未知物質的量濃度的堿(或酸)的實驗方法。1.酸堿中和滴定的概念第五十二頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一n元酸和n’元堿恰好完全中和時
C酸、C堿、V酸、V堿的定量關系:nC酸·V酸=n’C堿·V堿
思考:有一未知濃度的NaOH溶液25mL。需0.1032mol/L的HCl溶液27.84mL才能完全中和。則NaOH溶液的物質的量濃度是多少?(2)原理:在酸堿中和反應中,使用一種已知物質的量濃度的酸(或堿)溶液跟未知濃度的堿(或酸)溶液完全中和,測出兩者所用的體積,根據化學方程式中酸和堿完全中和時的物質的量的比值,從而求得未知濃度的堿(或酸)溶液的物質的量濃度。1×
C已知酸·V酸=1×C待測堿·V堿0.1032mol/L·27.84mL=C(NaOH)·25.00mL第五十三頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一一、酸堿中和滴定原理二、酸堿中和滴定1、酸堿中和滴定的關鍵 a.準確測定V標準和V待測溶液的體積;--滴定管b.如何判斷中和反應是否恰好進行完全(滴定終點的確定)—酸堿指示劑2、酸堿中和滴定所需的儀器和藥品 3、酸堿中和滴定操作步驟三、酸堿中和滴定誤差分析第五十四頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一(3)酸堿中和滴定的關鍵點C標準V標準=C待測V待測
(一元酸堿中和)a.準確測定V標準和V待測溶液的體積;b.如何判斷中和反應是否恰好進行完全滴定終點的確定:酸堿指示劑酸堿指示劑(如酚酞,甲基橙)。選用更加精確儀器:滴定管、移液管。讀數精確到0.01mL,可準確量取一定量的試液。第五十五頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一pH1234567891011121314甲基橙紅色橙色黃色石蕊紅色紫色藍色酚酞無色淺紅色紅色指示劑酸中顏色PH變色范圍堿中顏色甲基橙紅色3.1→4.4橙色黃色酚酞紅色8.2→10.0粉紅色藍色石蕊無色5.0→8.0紫色紅色指示劑(石蕊HIn)指示終點的原理:HInH+OH-In-+H+紅色(酸色)藍色(堿色)第五十六頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一強堿滴定強酸強酸滴定強堿酚酞淺紅→無甲基橙橙→黃無→淺紅黃→橙指示劑的選擇(常用酚酞或甲基橙)注意事項:1.滴定終點盡可能接近指示劑變色突躍范圍內2.指示劑顏色變化由淺到深,視覺更明顯。3.終點判斷:溶液剛好變色,且半分鐘內不變色用量:2~3滴(太多會消耗滴定的酸或堿)4.石蕊因沒有明顯的單一顏色變換,通常不用作指示劑pH1234567891011121314甲基橙紅色橙色黃色石蕊紅色紫色藍色酚酞無色淺紅色紅色第五十七頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一.酸堿中和滴定所需的儀器
酸式滴定管
堿式滴定管錐形瓶
鐵架臺滴定管夾燒杯二、酸堿中和滴定的儀器和試劑第五十八頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一(1)中和滴定所用的實驗儀器有酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管夾、鐵架臺、錐形瓶、燒杯等。(2)滴定管①酸式滴定管(活塞)只能盛裝酸性或強氧化性溶液,堿式(帶有玻璃球的橡膠管)滴定管只能盛裝堿性溶液。二、酸堿中和滴定的儀器和試劑②上端標有:
、
、
;溫度0刻度容積25℃25mL50mL全部盛滿溶液時,體積
所標容積。多于上端③滴定管的最小刻度為
,允許估計至
,因此讀數的精確度為
mL。比量筒更精確0.1mL0.010.01第五十九頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一滴定管操作方法左手控制滴定管活塞右手振蕩錐形瓶(同一方向圓周運動)眼睛注視錐形瓶內溶液的顏色變化,至指示劑變色半分鐘不褪色即為終點滴加速度先快后慢,當接近終點時,應一滴一搖。直至指示劑顏色突變(3)試劑中和滴定所用的試劑有已知濃度的酸(或堿)溶液(也稱標準溶液)、未知濃度的堿(或酸)溶液(也稱待測溶液)和適當的酸堿指示劑。第六十頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
思考題酸式滴定管為什么不能盛裝堿性溶液?高錳酸鉀溶液應該盛裝在哪種滴定管中?為什么?
答案
因為堿性溶液能腐蝕玻璃,尤其是容易使酸式滴定管上的玻璃活塞腐蝕而導致無法使用;酸式滴定管;高錳酸鉀溶液有強氧化性,能腐蝕堿式滴定管中的橡膠管。第六十一頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一左手右手視線與凹液面水平相切滴加速度先快后慢眼睛注視瓶內顏色變化半分鐘顏色不變滴定管保持垂直第六十二頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一第六十三頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一滴定前的準備一、1、查漏(是否漏水、旋塞轉動是否靈活)2、洗滌(用水和蒸餾水分別洗滌滴定管、移液管、錐形瓶2~3次)3、潤洗(用待裝入溶液潤洗滴定管和移液管2~3次)三、酸堿中和滴定的操作步驟NaOH+HCl=NaCl+H2OC標.V標=C待.V待二、洗滌(準確測定的保障)注意:錐形瓶——自來水沖洗→蒸餾水清洗2~3次(不用待盛液潤洗)用0.1mol/L的鹽酸溶液滴定25ml未知濃度的氫氧化鈉溶液?錐形瓶是否需要潤洗?第六十四頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一4.裝液:用傾倒法將鹽酸、氫氧化鈉溶液分別注入酸、堿式滴定管中,注入標準液至“0”刻度線以上2~3mL處;垂直固定在滴定管夾上;5.趕氣泡:迅速轉動活塞將尖嘴氣泡排除酸式滴定管:快速放液堿式滴定管:橡皮管向上翹起6.調液并記錄初讀數三、酸堿中和滴定的操作步驟調整液面在“0”刻度或“0”刻度以下。記下準確讀數V初。7、取待測液:
(1)從堿式滴定管中放出25.00ml氫氧化鈉溶液于錐形瓶中(2)滴入2滴酚酞試液,將錐形瓶置于酸式滴定管下方,并在瓶底襯一張白紙。第六十五頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一標準(HCl)未知(NaOH)8.滴定:用標準鹽酸溶液滴定:左手____________________,右手________________
眼睛_______________________________________控制酸式滴定管活塞拿住錐形瓶瓶頸,邊滴入鹽酸,邊不斷順時針方向搖動,要始終注視錐形瓶溶液的顏色變化。10.計算:整理數據進行計算V酸=V末—V初滴定操作重復2~3次,將幾次滴定用去鹽酸體積的平均值代入關系式計算:9.記錄末讀數:當看到加一滴鹽酸時,錐形瓶中溶液紅色突變無色時,停止滴定,半分鐘內顏色沒變化,準確記下鹽酸讀數V末,并準確求得滴定用去的鹽酸體積。第六十六頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一三、酸堿中和滴定的操作步驟2.滴定階段:3.數據處理階段:NaOH+HCl=NaCl+H2OC標.V標=C待.V待1.準備階段:①檢查是否漏水②水洗③潤洗④裝液(趕氣泡)⑤記錄初讀數⑥取待測液⑦加指示劑⑧滴加標準液(直至顏色發生明顯變化)⑨記錄末讀數⑩計算待測液濃度(以標準鹽酸滴定NaOH溶液為例)第六十七頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
(1)準備階段①滴定管
a.檢查酸式滴定管是否漏水。
b.洗滌滴定管后要用標準液潤洗2~3次,并排除滴定管尖嘴處的氣泡。
c.注入標準液至“0”刻度上方2~3cm處。
d.將液面調節到“0”刻度(或“0”刻度以下,記下準確讀數)。②錐形瓶只用蒸餾水洗滌,不能用待測液潤洗。(2)滴定操作左手,右手,眼睛注視滴速:先快后慢,當接近終點時,應一滴一搖。終點:,并記錄。小結:最后一滴剛好使指示劑顏色發生明顯的改變而且半分鐘內不恢復原色,準確讀取液面的刻度握住滴定管活塞不斷搖動錐形瓶液體流出的速度及錐形瓶中溶液顏色的變化第六十八頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一四、指示劑的選擇(1)常見指示劑
指示劑一般是有機弱酸或有機弱堿常見的有石蕊、酚酞、甲基橙、甲基紅(2)變色原理(3)選擇原則第六十九頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
強酸與強堿完全中和時,溶液的pH=7,但指示劑變色時,溶液的pH不等于7,為什么可以將滴定終點當成完全中和的點?
酸堿完全中和后是否溶液的pH值正好等于7,溶液中不再存在酸或堿?什么樣的酸堿中和符合上述兩個條件?pH1234567891011121314甲基橙紅色橙色黃色石蕊紅色紫色藍色酚酞無色淺紅色紅色第七十頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一用0.1mol/LHCl滴定NaOH(0.1mol/L)時,計算跟完全反應所需HCl溶液少于或多于一滴時(一滴按0.04mL計)NaOH溶液的物質的量的濃度?NaOH的物質的量的濃度為:
0.0998mol/L
和0.1002mol/L
誤差很小,可忽略不計真實值為0.1000mol/L第七十一頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一滴入HClmL剩余NaOHmol
過量HClmol
pH
c(H+)的計算
0.002×10-3
13.0018.002×10-4
11.7219.802×10-5
10.7019.982×10-6
9.7020.00007.00
20.022×10-64.3020.202×10-53.3022.002×10-42.3240.002×10-3
1.48一滴突躍0.1mol/LHCl滴定NaOH0.1mol/L第七十二頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一PH1210864210203040突變范圍反應終點繪制中和滴定曲線曲線0pH強堿NaOH滴定強酸鹽酸用0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L鹽酸第七十三頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一顏色突變范圍7酚酞指示劑選擇PH12108642102030400810強堿NaOH滴定強酸鹽酸用0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L鹽酸無→粉紅第七十四頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一顏色突變范圍7指示劑選擇PH12108642102030400甲基橙3.14.4強堿NaOH滴定強酸鹽酸用0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L鹽酸黃→橙第七十五頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一4.39.7突躍(一滴)78.210.0酚酞3.14.4甲基橙0.1mol/LHCl滴定NaOH0.1mol/LpH加入鹽酸的體積
指示劑的選擇淺紅→無黃→橙第七十六頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一討論:酸堿中和滴定過程中,溶液pH如何變化?
計算用0.1mol/L氫氧化鈉溶液與20ml0.1mol/L鹽酸溶液反應時,當加入不同體積的堿溶液時溶液的pH的變化,并畫出反應過程中溶液pH變化的曲線圖(以pH變化為縱坐標,以燒堿溶液的體積為橫坐標)。第七十七頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一選擇指示劑應注意滴定終點是根據指示劑顏色變化來判斷的,并不是酸堿完全反應的點(即化學計量點)。沒有一種指示劑的變色點恰好是完全中和的點,
因此,把滴定終點看作是恰好完全反應的點,且在誤差許可范圍內。2.一般不用石蕊做指示劑。3.一般加2-3滴指示劑,不能太多也不能太少。4.指示劑pH變化范圍處于酸堿中和滴定pH突躍范圍內,指示劑變色范圍盡可能跟所生成鹽的酸堿性一致。第七十八頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
五、酸堿中和滴定的誤差分析
(以標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例)由中和滴定計算公式可知,c酸、V酸、V堿中的任一數值不準確都能產生誤差,但因c酸是已知的,V堿是待測堿液的體積,計算時可看成不變量。顯然c堿隨V酸的變化而變化,即影響c堿變化的因素是V酸。中和滴定中,由于操作不當可能產生的誤差及對測定值的影響(偏高或偏低)如下(假定其他操作都正確):C標準酸V標準酸=C待測堿V待測堿
(一元酸堿中和)已知不變第七十九頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
1.下列操作會使V酸變大,滴定結果c堿偏高。
(1)裝標準液的滴定管滴定前未排除氣泡,滴定后氣泡消失。
(2)滴定前俯視讀數或滴定后仰視讀數或兩者都發生。
(3)滴定管未用標準液潤洗,直接盛放標準液。
(4)錐形瓶用水洗后又用待測液潤洗。
(5)滴定時,溶液快速成線流下,而使終點確定過遲。
(6)標準液滴到錐形瓶外,或滴在靠瓶口處的內壁上而未用蒸餾水沖入瓶內。
(7)標準液配制好后,倒進未用標準液清洗過的試劑瓶再取用。C標準酸V標準酸=C待測堿V待測堿
(一元酸堿中和)已知不變第八十頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一
2.下列操作會使V酸變小,滴定結果c堿偏低。
(1)裝標準液的滴定管滴定前無氣泡,滴定結束時有氣泡。
(2)滴定前仰視讀數,滴定后俯視讀數。
(3)滴定管未用待測液潤洗就直接量取待測液。
(4)待測液附著在錐形瓶口處未用水沖入瓶內。
(5)錐形瓶搖動時,有待測液濺出。
(6)接近終點時,就停止振蕩錐形瓶或確定終點過早。
3.下列操作對滴定結果c堿無影響。
(1)錐形瓶用蒸餾水洗滌后,直接盛裝待測液。
(2)向錐形瓶中注入待測液后,又用蒸餾水沖稀。C標準酸V標準酸=C待測堿V待測堿
(一元酸堿中和)已知不變第八十一頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一操作方法誤差分析1.放標準液的滴定管未用標準液潤洗2.盛放待測液的錐形瓶使用前用待測液潤洗3.滴定前滴定管尖嘴有氣泡,完畢氣泡消失4.滴定前仰視讀數,滴定畢正確讀數5.滴定前正確讀數,滴定畢俯視讀數6.滴定中,滴定管漏液7.錐形瓶搖動時部分堿液濺出8.滴定中向錐形瓶加入蒸餾水誤差分析C待=—————C標.V標
V待V標偏大C待偏高V標偏大C待偏高V標偏大C待偏高V標偏小C待偏低C待偏低V標偏小V標偏大C待偏高V標偏小C待偏低C待無影響V標不變第八十二頁,共八十九頁,編輯于2023年,星期一酸堿中和滴定操作及誤差分析
例1
某學生做中和滴定實驗的過程如下:
a.取一支堿式滴定管,b.用蒸餾水洗凈,c.立即加入待測的NaOH溶液,d.記錄液面刻度讀數,e.用酸式滴定管精確放出一定量標準酸液,f.置于未經標準酸液潤洗的潔凈錐形瓶中,g.加入適量蒸餾水,h.加入酚酞試液2滴,i.滴定時,邊滴邊振蕩,j.眼睛注視滴定管內液面的變化,k.當小心滴到溶液由無色變成粉紅色時,立即記錄液面刻度讀數。指出上述實驗過程中的錯誤之處________(填字母)。解析
這是使用堿式滴定管進行中和滴定操作的全過程。在鹽酸和NaOH溶液中和反應恰好進行完全時,鹽酸的物質的量等于NaOH的物質的量。如果測量時滴
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