2017_2018学年高中化学第3章物质在水溶液中的行为第4节离子反应(第2课时)酸碱中和滴定教学案鲁科版选修4
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第三章物质在水溶液中的行为第4节离子反应第2课时【教学目标】1.了解常见阳离子和阴离子的检验方法。
(重点)2.理解利用酸碱中和滴定法测强酸、强碱溶液浓度的原理、方法和误差分析。
(难点) 3.通过离子反应在生产、生活中的广泛应用,体会化学在人类生产、生活中的作用和贡献。
【教学过程】一、离子反应的应用1.离子的检验可利用离子的特征反应来检验一些常见离子。
检验离子I-Fe3+试剂AgNO3溶液,稀HNO3KSCN溶液现象有不溶于HNO3的黄色沉淀生成生成血红色溶液离子反应I-+Ag+===AgI↓Fe3++SCN-===[Fe(SCN)]2+常用的方法有:沉淀法、酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。
二、酸碱中和滴定1.原理:H++OH-===H2O中和反应中酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等。
2.实验用品:(1)试剂:标准溶液、待测溶液、指示剂、蒸馏水。
(2)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。
(3)滴定管的构造①a为酸式滴定管(不能盛放碱液);b为碱式滴定管(不能盛放酸液和氧化性溶液);②滴定管是精量仪器,读到小数点后两位,“0”刻度在上方,往下越来越大,下方尖嘴处无(填有、无)刻度,全部容积大于它的最大刻度值,量取液体体积V=V后-V前。
3.操作步骤:(以标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液的浓度)(1)滴定前的准备:①查漏:检查滴定管的活塞是否灵活、滴定管是否漏水。
②洗涤:酸式、碱式滴定管、锥形瓶依次用洗涤液、自来水、蒸馏水洗涤干净。
③润洗:用待测溶液将酸式、碱式滴定管润洗2~3次,以保证装入溶液时不改变溶液的浓度。
④装液:溶液装入酸式、碱式滴定管中;所装溶液至“0”刻度或者“0”刻度上方2 cm~3 cm处。
⑤排气:调节活塞(或挤压玻璃球),赶走气泡使滴定管尖嘴部分充满溶液。
⑥调液面:使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下某一刻度处。
⑦读数:读数时视线应与溶液凹液面最低处相平,记录刻度。
《离子反应》一、教材分析本节是选修模块《化学反应原理》教材的最后一节,担负着该快整合知识的任务,通过前面必修一知识的学习,学生接触过一些离子反应,对溶液中发生的离子反应已经有了初步的认识,但是不能总结出离子反应的共性和离子反应发生的条件,本节以离子反应为纲把学生接触过的一些离子反应进行系统归纳,寻找共同规律,使学生对离子反应的认识产生质的飞跃。
本节的第二部分是定量测定强酸或者强碱的浓度,以此为例,可以整合出其他方法。
二、教学目标知识与技能(1)了解离子反应概念和离子反应发生的条件;(2)运用离子反应发生的条件,判断离子在溶液中能否大量共存;(3)综合运用电解质电离、离子反应发生的条件,判断离子方程式书写正误;(4)理解中和滴定的原理,掌握中和滴定的方法。
过程与方法学会运用分析,归纳,总结等多种手段获得离子反应发生的条件以及动手操作能力情感态度与价值观发展学生学习化学的乐趣,乐于探索离子反应的实质,三、教学重、难点(1)离子反应发生的条件,离子共存问题、离子方程式书写正误;(2)中和滴定的原理与中和滴定的方法四、教学方法本节内容主要是引导全面回顾、总结水溶液中的重要反应,综合运用并加深理解所学的化学反应原理。
对离子反应发生的条件,其实质是促进溶液中离子的数目减少的条件:生成沉淀、生成弱电解质、生成气体、发生氧化还原反应等。
离子反应在生产、生活等方面有重要的广泛应用,通过“活动.探究”中和滴定测定强酸、强碱溶液的浓度来理解中和滴定的原理,掌握中和滴定的方法。
五、教学过程第一课时、离子反应发生的条件第二课时、酸碱中和滴定酸碱中和滴定是高中化学教材中的一个重要实验,设计一个分组实验,通过学生动手实验,培养学生的实验探究能力,处理数据的能力。
在此之前,教师要展示出酸碱式滴定管的构造及使用方法。
然后从滴定原理,滴定步骤,数据处理,误差分析等方面培养学生认真规范的科学素养。
第三课时、离子反应的应用本课时实质是习题课,离子反应的应用很广泛,处理好这部分教材不仅可以拓展学生的知识面,也是对离子方程式的书写很好的训练,对这部分知识采取边讲边练的方式。
酸碱中和滴定教学目标知识与技能:1. 知道酸碱中和滴定的原理,熟记酸碱中和滴定实验所用的主要仪器的名称及用途。
2. 学会酸碱中和滴定实验操作、计算方法和误差分析。
过程与方法:通过“活动·探究”和“交流·研讨”的活动,引导学生体会综合、分析、归纳等方法在解决水溶液问题中的应用。
情感、态度与价值观:提高认识水平和解决问题的能力,并培养起可持续发展的观点。
教学重点:酸碱中和滴定的原理和方法。
教学难点:酸碱中和滴定的误差分析。
教学过程:【教师】上节课我们讲了离子反应的概念、发生条件以及离子方程式的书写问题。
离子反应在生活生产、物质研究与制备等方面有着重要的应用。
下面我们来看看离子反应的应用。
人们常用离子的特征反应来检验一些常见离子。
【板书】(一)物质检验与含量测定1。
常见阴、阳离子的检验方法【提问】Fe2+、Fe3+、NH4+、Ag+、Ba2+、Al3+、Cu2+、CO32—、SO32—、SO42—、Cl—、Br—、I—该如何检验?并写出相关的离子方程式。
【学生】回答【教师】离子反应还可以用在物质含量检测上【板书】2。
物质含量检测【教师】在测定物质含量时常用的方法有三种【板书】(1)沉淀法【举例】为了测定溶液中CuSO4溶液中Cu2+离子的浓度,可以用已知浓度的NaOH溶液来滴定Cu2+,得到C u(O H)2沉淀,通过用蒸馏水洗涤除去表面吸附的Na+和SO42—,在烘干,称量得到C u(O H)2沉淀的质量,通过质量可以求得Cu2+离子的浓度。
有时候还可以通过氧化还原滴定法来测量含量。
【板书】(2)氧化还原滴定法【举例】Ca2+、MnO4—的含量测量:(1)先用NH4(C2O4)2滴定Ca2+得到Ca(C2O4)2沉淀,然后再用硫酸溶液该沉淀得到H2C2O4溶液,最后用KMnO4溶液来滴定H2C2O4。
2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4=== 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2↑ + 8H2O(2)MnO4— + 5Fe2+ + 8H+=== Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O另外,还能通过酸法碱中和滴定法来测量含量。
第2课时 酸碱中和滴定[课标要求]1.掌握酸碱中和滴定概念和原理。
2.了解指示剂选择方法。
3.掌握中和滴定实验的操作步骤和误差分析。
1.酸碱中和滴定实验选用的指示剂为酚酞或甲基橙,一般不选用石蕊 作指示剂。
2.进行中和滴定实验时,滴定管一定要润洗,而锥形瓶不能润洗。
3.中和滴定操作口诀:左手塞,右手瓶;一边滴,一边摇;眼向下,别上瞧;颜色变,等等 看;半分钟,记数据。
4.滴定管读数时,仰视读数,视线偏低,读数偏大;俯视读数,视线偏 高,读数偏小。
酸碱中和滴定1.滴定原理(1)反应实质:H ++OH -===H 2O 。
(2)定量关系:中和反应中酸提供的H +与碱提供的OH -的物质的量相等,n (H +)=n (OH -),即[H +]·V (H +)=[OH -]·V (OH -)则[H +]=[OH -]·V-V+或[OH -]=[H +]·V+V-。
2.实验关键(1)准确测定参加反应酸、碱的体积。
(2)准确判断滴定终点。
3.实验用品(1)试剂:标准溶液、待测溶液、指示剂、蒸馏水。
(2)仪器:酸式滴定管,碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。
4.滴定管(1)构造(2)使用方法①检查仪器:使用前先检查滴定管活塞是否漏水。
②润洗仪器:在加入反应液之前,洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗2~3次。
③加入反应液:分别将反应液加入到相应滴定管中,使液面位于滴定管刻度“0”以上2~3_mL处。
④调节起始读数:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分充满反应液,然后调节滴定管液面,使其处于某一刻度,并记录读数。
5.实验操作(1)准备工作:滴定前仪器的检查、洗涤、装液。
滴定管:①查漏,②洗涤,③润洗,④装液,⑤固定,⑥排气,⑦调液面,⑧记录。
锥形瓶:①洗涤,②装液,③加指示剂。
(2)滴定操作(3)数据处理按上述操作重复2~3次,求出用去标准溶液体积的平均值,最后求得待测溶液的浓度。
1.滴定管在装反应液之前,是否需要用待装液润洗?锥形瓶在装待测液前,是否需要用待测液润洗?提示:滴定管在装反应液之前,需要用待装液润洗;锥形瓶在装待测液前,不能用待测液润洗。
2.中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时,二者恰好反应吗?提示:不是。
酸碱完全反应时,n(H+)=n(OH-),但酸与碱的物质的量不一定相等,因为酸有一元酸、多元酸之分,碱也有一元碱和多元碱之别。
3.用盐酸滴定氨水,选什么作指示剂?怎样描述滴定终点?提示:可选用甲基橙作指示剂,滴定终点时溶液由黄色变为橙色且半分钟内不再变化。
酸碱中和滴定实验的三个关键1.准确测定参加反应的酸碱溶液的体积用滴定管测定酸碱溶液的体积,不能用量筒,因为量筒只能粗略量取液体体积,精确度为0.1 mL,而滴定管的精确度为0.01 mL。
2.指示剂的选择(1)强酸、强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。
(2)若反应生成强酸弱碱盐,溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙);若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)。
(3)石蕊溶液因颜色变化不明显,且变色范围过大,一般不做滴定指示剂。
3.滴定终点的判断(以NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸为例)。
(1)若用酚酞作指示剂,当滴入最后一滴NaOH溶液时,溶液的颜色由无色突变为粉红色,且半分钟内不褪色,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NaOH溶液时,溶液的颜色由红色变为橙色,且半分钟内不变为原色,说明达到滴定终点。
1.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( )A.①②B.②③C.③④ D.②④解析:选C 酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂,①错误;酸式滴定管不能盛放碱液,②错误。
2.用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,试根据实验回答下列问题:(1)准确称量8.2 g 含有少量中性易溶杂质的样品,配成500 mL 待测溶液。
称量时,样品可放在________(填编号字母)称量。
A .小烧杯中B .洁净纸片上C .托盘上 (2)滴定时,用0.200 0 mol·L -1的盐酸来滴定待测溶液,不可选用________(填编号字母)作指示剂。
A .甲基橙B .石蕊C .酚酞D .甲基红(3)滴定过程中,眼睛应注视_____________________________________________; 在铁架台上垫一张白纸,其目的是_________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)根据下表数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________mol·L -1,烧碱样品的纯度是________。
解析:(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时,样品应放在小烧杯中。
(2)酸碱中和滴定时,一般应选甲基橙、酚酞等颜色变化较明显的指示剂,石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显,易造成误差。
(4)根据c (NaOH)=cVV分别求第一、二次的值,再求平均值,解得c (NaOH)=0.400 0 mol·L -1,w (NaOH)=0.4×0.5×408.2×100%=97.56%。
答案:(1)A (2)B(3)锥形瓶内溶液颜色的变化 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化,减小滴定误差 (4)0.400 0 97.56%酸碱中和滴定的误差分析以用标准盐酸滴定待测NaOH 溶液为例1.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解析:选A 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。
2.称取一定质量的NaOH来测定未知浓度的盐酸时(NaOH放在锥形瓶内,盐酸放在滴定管中)。
用A.偏高;B.偏低;C.无影响;D.无法判断,填写下列各项操作会给实验造成的误差。
(1)称量固体NaOH时,未调节天平的零点__________。
(2)将NaOH放入锥形瓶中加水溶解时,加入水的体积不准确__________。
(3)滴定管装入盐酸前未用盐酸润洗__________。
(4)开始滴定时,滴定管尖端处有气泡,滴定完毕排出气泡__________。
(5)滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下,结束时初读数按0计算__________。
(6)在滴定过程中活塞处漏液__________。
(7)摇动锥形瓶时,因用力过猛,使少量溶液溅出________。
(8)滴定前读数时仰视,滴定完毕读数时俯视________。
解析:(1)称量固体NaOH时,未调节天平零点,不能确定称量结果是偏大还是偏小,故选D。
(2)锥形瓶内是否含水或加多少水并不影响NaOH与盐酸的中和反应。
(3)滴定管中装盐酸前未润洗相当于将待测液稀释,导致测定结果偏低。
(4)滴定前有气泡,滴定后无气泡,相当于待测液比实际用量多了,导致结果偏低。
(5)读出的数据比实际值小,导致结果偏高。
(6)滴定过程中漏液使读出的待测液的体积比实际消耗量多,导致结果偏低。
(7)摇动锥形瓶时,用力过猛,使少量液体溅出,致使一部分NaOH未被中和,消耗待测液体积减小,使测定结果偏高。
(8)读出的数据比实际值偏小,使结果偏高。
答案:(1)D (2)C (3)B (4)B (5)A (6)B (7)A (8)A[方法技巧][三级训练·节节过关]1.如图表示50 mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积是( )A.a mL B.(50-a)mLC.一定大于a mL D.一定大于(50-a)mL解析:选D 滴定管的零刻度在上面,50 mL的刻度在下面,但刻度线以下仍有一部分容积,因此液体体积一定大于(50-a)mL。
2.在25 ℃时,用0.125 mol·L-1的标准盐酸溶液滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为( )A.13 B.12C.10 D.11解析:选A 由图示可知,在V(HCl)=20.00 mL时,pH=7,HCl与NaOH恰好完全反应,由c(HCl)·V(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH),知c(NaOH)=c VV=0.125 mol·L-1×20 mL25.00 mL=0.1 mol·L-1,[OH-]=0.1 mol·L-1,[H+]=10-13mol·L-1,pH =13。
3.使用酸碱中和滴定的方法,用0.01 mol·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作能够使测定结果偏高的是( )A.用量筒量取浓盐酸配制0.1 mol·L-1稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸B.配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线C.滴定前尖嘴处无气泡,滴定终点时有气泡D.滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁粘附的盐酸冲下解析:选A A项,用量筒量取浓盐酸配制稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸,会导致浓盐酸被稀释,标准盐酸浓度减小,造成V(标准)偏大,测定结果偏高,正确;B项,配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线,容量瓶中加入的蒸馏水体积偏小,导致标准液盐酸浓度偏大,造成V(标准)偏小,测定结果偏低,错误;C项,滴定前尖嘴处无气泡,滴定终点时有气泡,造成V(标准)偏小,测定结果偏低,错误;D项,滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁黏附的盐酸冲下,对待测液物质的量没有影响,对V(标准)无影响,对测定结果无影响,错误。
4.下列说法正确的是( )A.用10 mL的量筒量取7.80 mL浓H2SO4B.用碱式滴定管量取18.20 mL KMnO4溶液C.酸碱中和滴定时,滴定管和锥形瓶需分别用标准液和待测液润洗D.读取标准液读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,会导致测定结果偏低解析:选D 量筒读数只能精确到0.1 mL,A项错误;强氧化性溶液需用酸式滴定管量取,B项错误;酸碱中和滴定时,锥形瓶不能用待测液润洗,C项错误;读取标准液读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,会使读数偏小,使侧定结果偏低,D项正确。