新教材2025版高中化学第三章水溶液中的离子反应与平衡第二节水的电离和溶液的pH第3课时酸碱中和滴定学生用书新人教版选择性必修1

第3课时酸碱中和滴定课程目标1．驾驭中和滴定原理2．驾驭中和滴定试验的操作方法和误差分析3．了解在日常生活、生产中pH的应用图说考点必备基础——自学·尝试[新知预习]一、酸碱中和滴定1．概念利用________，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的试验方法。2．原理(1)实质：________________。(2)定量关系：______________或______________。3．主要试剂(1)溶液：________液和待测液。(2)指示剂①酸碱指示剂的变色范围在中和滴定过程中溶液的pH________内。②中和滴定通常选择________或________作指示剂，一般不选用石蕊试液。4．主要仪器及运用(1)仪器：________________、铁架台、滴定管夹、__________、________。(2)滴定管的结构及运用方法①滴定管的结构仪器A是________仪器B是________②运用方法5．中和滴定过程及滴定曲线(1)滴定操作：①试验前的打算工作②滴定③终点的推断：等到滴入最终一滴标准液，指示剂变色，且在半分钟内________原来的颜色，视为滴定终点并记录标准液的体积。④数据处理：为削减试验误差，滴定时，要求重复试验2～3次，求出所用标准溶液体积的________，然后再计算待测液的物质的量浓度。(2)酸碱滴定曲线以滴加________为横坐标，以________为纵坐标绘出一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而改变的曲线。二、pH在生产、生活中的应用1．医疗上(1)测试________的pH，诊断疾病。(2)调控体液的pH，协助治疗疾病。2．生活中：人们洗发时运用的护发素，其主要功能是调整头发的pH使之达到相宜的________。3．在环保领域中：酸性或碱性废水的处理经常利用________原理结合pH自动测定仪进行监测和限制。4．在农业生产中：因土壤的pH影响植物对不同形态养分的汲取及养分的有效性，各种作物的生长都对土壤的________有肯定的要求。[即学即练]1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)中和滴定的原理就是酸的物质的量与碱的物质的量相等时，二者恰好反应。()(2)滴定操作中锥形瓶用蒸馏水洗涤后不能用待测液润洗。()(3)强碱滴定酸时，酚酞由无色变为粉红色且半分钟内不褪色为滴定终点。()(4)盛标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗，不会影响试验结果。()(5)用强酸滴定弱碱，指示剂选用酚酞。()(6)氢氧化钠溶液滴定盐酸时未用标准氢氧化钠溶液润洗碱式滴定管，测得盐酸浓度偏高。()2．NaOH标准溶液的配制和标定，需经过NaOH溶液配制，基准物质H2C2O4·2H2O的称量以及用NaOH溶液滴定等操作。下列有关说法正确的是()A．用图甲所示操作转移NaOH溶液到容量瓶中B．用图乙所示装置精确称得0.1575gH2C2O4·2H2O固体C．用图丙所示操作解除碱式滴定管中的气泡D．用图丁所示装置以NaOH待测液滴定H2C2O4溶液3．某学生用碱式滴定管量取0.1mol·L－1的NaOH溶液，起先时仰视液面，读数为1.00mL，取出部分溶液后，俯视液面，读数为11.00mL，该同学在操作中实际取出的液体体积()A．大于10.00mLB．小于10.00mLC．等于10.00mLD．等于11.00mL4．现用物质的量浓度为amol·L－1的标准NaOH溶液去滴定VmL盐酸，请回答下列问题：(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后，接下来应当进行的操作是________________________________________________________________________。(2)用标准NaOH溶液滴定时，应将标准NaOH溶液注入图中的________(填“甲”或“乙”)中。(3)下图是滴定前后滴定管的液面读数，则c(HCl)＝________mol·L－1。核心素养——探究·共享提升点一酸碱中和滴定试验例1滴定试验时，必须要按以下要求操作的是()A．锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干B．酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应待装溶液润洗C．待测液肯定要放在锥形瓶中，标准液肯定要放在滴定管中D．滴定前读数要求精确，凹液面的最低点必需与“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度相切状元随笔滴定管的运用步骤1．查：检查是否漏水2．洗：用蒸馏水洗涤2～3次3．润：用待装液润洗2～3次4．装：装入对应的酸碱溶液5．排：调整滴定管，排出尖嘴部分的气泡，使其充溢溶液。[提升1]用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试依据试验回答下列问题：(1)精确称量8.2g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500mL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．干净纸片上C．托盘上(2)滴定时，用0.2000mol·L－1的盐酸来滴定待测溶液，不行选用________(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，眼睛应凝视________________________________________________________________________；在铁架台上垫一张白纸，其目的是________________________________________________________________________。(4)依据下表数据，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________。滴定次数待测溶液体积(mL)标准酸体积滴定前的刻度(mL)滴定后的刻度(mL)第一次10.000.4020.50其次次10.004.1024.00状元随笔石蕊一般不作中和滴定的指示剂，颜色改变不明显，且变色范围较宽。试验中一般要测定2～3次，取2～3次消耗标准液的平均值进行计算关键实力指示剂的选择(1)中和反应恰好完全反应的时刻叫滴定终点。为精确推断滴定终点，必需选用变色明显、变色范围的pH与终点的pH相一样的酸碱指示剂。通常选用酚酞或甲基橙，而不选用颜色改变不灵敏的石蕊。(2)中和滴定中，酸碱指示剂用量及颜色改变滴定种类选用的指示剂滴定终点颜色改变指示剂用量滴定终点推断标准强酸滴定强碱甲基橙黄色→橙色2～3滴当指示剂恰好变色并在半分钟内不复原原色，即认为达到滴定终点酚酞红色→无色强酸滴定弱碱甲基橙黄色→橙色强碱滴定强酸甲基橙红色→黄色酚酞无色→粉红色强碱滴定弱酸酚酞无色→粉红色状元随笔指示剂在运用时，不宜加过多，因为指示剂本身为弱酸或弱碱提升点二酸碱中和滴定操作误差分析例2试验室用标准盐酸滴定某NaOH溶液，用甲基橙作指示剂。下列操作中可能使测定结果偏低的是()A．酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗2～3次B．起先试验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中气泡消逝C．滴定前平视读数，滴定后俯视读数D．盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2～3次状元随笔误差分析要先写出计算式，然后分析错误操作造成的影响。分析影响时要抓住测定数据这个根本，也就是错误操作对标准液的消耗量有何影响。[提升2]在中和滴定操作过程中，有以下各项因操作不当而引起的试验误差，用“偏高”“偏低”或“无影响”等填空：(1)滴定管用蒸馏水洗净后，未用已知浓度的标准溶液润洗，使滴定结果________。(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后，又用待测溶液润洗，使滴定结果________。(3)滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡，滴定过程中气泡消逝，使滴定结果________。(4)滴定前平视，滴定终点俯视，使滴定结果________。(5)用NaOH溶液滴定盐酸(酚酞作指示剂)，当加入一滴NaOH溶液时溶液呈浅红色，此时便停止滴定，使滴定结果________。(6)用含Na2O杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液，用于滴定未知浓度的盐酸，使测得盐酸的浓度________________。(7)用含Na2CO3杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液，用于滴定未知浓度的盐酸，使测得盐酸的浓度________________。(8)洗涤锥形瓶时，误把稀食盐水当作蒸馏水，然后用锥形瓶装待测的盐酸，用NaOH标准溶液滴定时，对测得的结果________________。状元随笔读数误差可以用画图的形式来理解和记忆。如起先读数仰视，滴定完毕读数俯视，如图Ⅰ；起先读数俯视，滴定完毕读数仰视，如图Ⅱ。关键实力中和滴定中的误差分析归纳以一元强酸、一元强碱间的滴定为例：c待＝c标·V标V待，V待是待测液的体积，c标是标准液的浓度，这些量均为已知量，所以c待的大小取决于V标的大小，因此误差来源完全归结于消耗标准液的体积V标。若V标偏大，则c待偏高；若以0.1mol·L－1的NaOH标准溶液滴定肯定体积的待测HCl溶液为例，消耗的NaOH溶液多，则结果偏高；否则，偏低。归纳如表所示：误差来源c(HCl)滴定管中产生的误差滴定管用蒸馏水洗涤后，未用标准液润洗偏高滴定管未用待测液润洗偏低盛标准液的滴定管滴定前有气泡，滴定后无气泡偏高盛标准液的滴定管滴定前无气泡，滴定后有气泡偏低盛待测液的滴定管运用前有气泡，运用后无气泡偏低盛待测液的滴定管运用前无气泡，运用后有气泡偏高锥形瓶中产生的误差锥形瓶用蒸馏水洗涤后又用待测液洗偏高锥形瓶未洗净，残留有与待测液中溶质反应的少量物质偏低待测液加水稀释无影响读数带来的误差用滴定管量取待测液先俯视后仰视偏低先仰视后俯视偏高用滴定管量取标准液先俯视后仰视偏高先仰视后俯视偏低配制标准溶液产生的误差配制0.1mol·L－1的NaOH溶液500mL，须要NaOH的质量为2.0gNaOH已部分潮解偏高NaOH中所含杂质杂质不与盐酸反应偏高所含杂质消耗1molHCl所需质量大于40g(如Na2CO3、NaHCO3偏高所含杂质消耗1molHCl所需质量小于40g(如Na2O)偏低提升点三中和滴定的迁移应用——氧化还原反应滴定例3已知KMnO4、MnO2在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化：2MnO4-+5C2O42－＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2OMnO2+某探讨小组为测定某软锰矿中MnO2的质量分数，精确称取1.20g软锰矿样品，加入2.68g草酸钠固体，再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参与反应)，充分反应后冷却、滤去杂质，将所得溶液转移到容量瓶中并定容；从中取出25.00mL待测液置于锥形瓶中，再用0.0200mol·L-(1)0.0200mol·L－1KMnO4标准溶液应置于________(填“甲”或“乙”)滴定管中；滴定终点如何推断：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)你能否帮助该探讨小组求得软锰矿中MnO2的质量分数？________(填“能”或“否”)。若回答“能”，请给出计算结果；若回答“否”，试说明缘由：________________________________________________________________________。(3)若在试验过程中存在下列操作，其中会使所测MnO2的质量分数偏小的是________。A．溶液转移至容量瓶中，未将烧杯、玻璃棒洗涤B．滴定前尖嘴部分有一气泡，滴定终点时消逝C．定容时，俯视刻度线D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数E．锥形瓶水洗之后未用待测液润洗状元随笔强氧化性溶液如KMnO4、溴水、K2Cr2O7等应置于酸式滴定管，碱式滴定管带橡胶管，强氧化性物质能腐蚀橡胶[提升3]市场上销售的某种食用精制盐的配料是食盐、碘酸钾、抗结剂，碘含量(以碘计)是20～50mg·kg－1。已知：I2+2S2O32-=a．精确称取Wg食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO3与KI反应完全；c．以淀粉溶液为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.0×10－3mol·L－1的Na2S2O3溶液10.00mL，恰好反应完全。填写下列空白：(1)推断c中恰好反应完全的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)b中反应所产生的I2的物质的量是________mol。(3)依据以上试验，所测精制盐的碘含量是____________mg·kg-状元随笔氧化还原滴定广泛地应用于溶液浓度的测定，物质纯度的测定，食品和药品成份的检测等定量分析中。关键实力氧化还原反应的滴定1．原理以氧化剂或还原剂为滴定剂，干脆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氧化还原性，但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质。2．试剂常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、I2等。常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。3．指示剂氧化还原滴定法的指示剂有三类：(1)氧化还原指示剂。(2)专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。(3)自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为溶液变紫红色。4．氧化还原反应滴定计算依据依据化学方程式或离子方程式或关系式列比例式，或运用原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等规律列等式进行计算。素养形成——自测·自评1．下列有关中和滴定的操作：①用标准液润洗滴定管；②往滴定管内注入标准液；③检查滴定管是否漏水；④滴定；⑤滴加指示剂于待测液中；⑥洗涤。正确的操作依次是()A．③⑥①②⑤④B．⑤①②⑥④③C．⑤④③②①⑥D．③①②④⑤⑥2．用标准浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸时，下列状况会使盐酸的物质的量浓度偏低的是()A．碱式滴定管用蒸馏水洗净后，干脆注入标准浓度的NaOH溶液B．碱式滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消逝C．记录消耗的碱液，滴定前平视，滴定后俯视凹液面D．锥形瓶用蒸馏水洗净后，干脆装入未知浓度的盐酸3．用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，所用滴定管如图所示，下表中正确的是()锥形瓶中溶液滴定管中溶液选用指示剂选用滴定管①碱酸石蕊乙②酸碱酚酞甲③碱酸甲基橙甲④酸碱酚酞乙A．①②B．①③C．②④D．③④4．常温下向20.0mL的盐酸中逐滴加入0.10mol·L－1NaOH溶液，溶液的pH随NaOH溶液的体积V(mL)改变的曲线如图所示，依据图像所得的下列结论中正确的是()A．原盐酸的浓度为0.10mol·L－1B．x的值为2.0C．pH＝12时，V＝20.4D．原盐酸的浓度为1.0mol·L－15．某烧碱样品中含有少量不与酸反应的可溶性杂质，为了测定其纯度，进行以下滴定操作：A．配制250mL烧碱溶液B．用移液管(或碱式滴定管)量取25.00mL烧碱溶液于锥形瓶中并加几滴甲基橙指示剂C．用托盘天平精确称取烧碱样品wg，在烧杯中加蒸馏水溶解D．将物质的量浓度为mmol·L－1的标准H2SO4溶液装入酸式滴定管中，调整液面，登记起先刻度V1mLE．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定到终点，记录终点刻度V2mL请回答下列问题：(1)正确的操作步骤是________→________→________→D→________(填字母)。(2)滴定管读数时应留意____________________________________________________________________________________________________________________________(至少答两点)。(3)操作中锥形瓶下垫一张白纸的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)操作D中液面应调整到________________________________________________________________________；尖嘴部分应________________________________________________________________________。(5)滴定到终点时锥形瓶内溶液的pH为________；终点时的颜色改变是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)若酸式滴定管没用标准H2SO4溶液润洗，会使测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”，其他操作均正确)。(7)该烧碱样品的纯度计算式是________。练后感悟中和滴定是通过中和反应测定未知浓度溶液浓度的定量试验，要娴熟驾驭滴定管的运用范围和方法，能正确地进行数据处理，能从表达式上分析出试验的误差状况。第3课时酸碱中和滴定必备基础新知预习一、1．中和反应2．(1)H＋＋OH－=H2O(2)n(H＋)＝n(OH－)c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱3．(1)标准(2)①突变范围②甲基橙酚酞4．(1)酸碱式滴定管锥形瓶烧杯(2)①0.01mL玻璃活塞酸橡胶管碱酸式滴定管碱式滴定管②活塞是否漏水2～3mL快速打开活塞放液将橡皮管向上弯曲，挤压玻璃球“0”刻度“0”刻度以下的某刻度5．(1)①润洗装液装待测液②限制滴定管的活塞摇动锥形瓶锥形瓶内溶液的颜色改变③不复原④平均值(2)酸(或碱)的量溶液pH二、1．(1)血液2．酸碱度3．中和反应4．pH范围即学即练1．答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√2．解析：向容量瓶中转移NaOH溶液时应用玻璃棒引流，A错误；用托盘天平称量读数只能精确到一位小数，B错误；将碱式滴定管的尖嘴弯曲向上，挤压橡胶管解除碱式滴定管中的气泡，C正确；氢氧化钠溶液应当放在碱式滴定管中，不能用酸式滴定管盛放，D错误。答案：C3．解析：滴定管的“0”刻度在最上面，用滴定管量取NaOH溶液，起先时仰视液面，会使读数偏大，取出部分溶液后，俯视液面，会使读数偏小，故实际取出的液体体积大于10.00mL。答案：A4．解析：(1)碱式滴定管在用蒸馏水洗净后应用标准NaOH溶液润洗2～3次，每次润洗液都要从尖嘴处排出。(2)NaOH为强碱，应将标准NaOH溶液注入碱式滴定管中。(3)滴定过程中消耗标准NaOH溶液的体积为(V2－V1)mL，因此c(HCl)＝aV2-答案：(1)用标准NaOH溶液润洗2～3次(2)乙(3)a核心素养例1解析：滴定前锥形瓶用蒸馏水洗净后无须干燥，其中的蒸馏水不计入加入试剂的体积，也就不影响滴定结果，故A项不符合题意；酸式或碱式滴定管用水洗净后肯定要用相应待装溶液润洗，否则会稀释溶液，B项符合题意；待测液和标准液都可以放在锥形瓶中，盛放在锥形瓶中的溶液其体积为已知量，C项不符合题意；滴定前，滴定管中液体的凹液面的最低点与“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度相切，“0”刻度以上没有刻度，D项不符合题意。答案：B提升1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、酚酞等颜色改变较明显的指示剂，石蕊在酸或碱溶液中颜色改变不明显，易造成误差。(3)滴定过程中，眼睛应凝视锥形瓶内溶液颜色的改变，推断滴定终点；在铁架台上垫一张白纸，便于视察锥形瓶内液体颜色的改变，精确推断滴定终点，减小滴定误差。解析：(4)依据c(NaOH)＝cHCl·VHClVNaOH分别求第一、二次的值，再求平均值，解得c(NaOH)＝0.4000mol·L答案：(1)A(2)B(3)锥形瓶内溶液颜色的改变便于视察锥形瓶内液体颜色的改变，减小滴定误差(4)0.400097.56%例2解析：酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗，则相当于把标准液稀释了，滴定消耗标准液的体积增大，使测定结果偏高，A错误；起先试验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中气泡消逝，气泡的体积也算进了标准液，使消耗标准液的体积偏大，结果偏高，B错误；滴定前平视读数，滴定后俯视读数，由于滴定管的“0”刻度在上边，俯视使读数偏小，得到的消耗标准液的体积偏小，结果偏低，C正确；盛NaOH溶液的锥形瓶不能用NaOH溶液润洗，否则增加了待测液的量，使消耗标准液的体积偏大，结果偏高，D错误。答案：C提升2解析：中和滴定误差分析的依据是c待＝c标·V标V待，若向待测溶液(置于锥形瓶)中滴加标准溶液(置于滴定管)，则由V标来分析试验误差。(1)滴定管装液前未用标准溶液润洗，会使标准溶液被冲稀，导致所耗(2)锥形瓶装液前用待测溶液润洗，会使锥形瓶内待测液的溶质增加，导致所耗V标偏大，使测定的c待偏高。(3)气泡的体积计入了标准溶液，结果偏高。(4)滴定终点俯视读数，将使读数V标读小了，V标偏低因而c待偏低。(5)终点推断提前(应保持半分钟不褪色)，结果偏低。(6)NaOH中含有Na2O，则标准溶液的浓度已经偏高(62gNa2O相当于80gNaOH)，因而所需滴入的标准溶液的体积偏小，测得结果偏低。(7)把标准溶液视为Na2CO3溶液，由于53gNa2CO3相当于40gNaOH，所以中和相同量的盐酸所需Na2CO3溶液的体积比NaOH溶液大，使V标偏高，结果偏高。(8)食盐水对结果无影响。答案：(1)偏高(2)偏高(3)偏高(4)偏低(5)偏低(6)偏低(7)偏高(8)无影响例3解析：(1)酸性高锰酸钾溶液显酸性，且具有强氧化性，因此应置于酸式滴定管中，酸式滴定管的下端是玻璃管，碱式滴定管的下端是橡皮管，所以甲是酸式滴定管，乙是碱式滴定管。由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，所以不须要指示剂，当达到终点时溶液会显紫红色，据此可以推断。(2)依据反应过程可以计算出25.00mL溶液中过量的草酸钠的物质的量，但由于不知道容量瓶的规格，所以无法计算总的过量的草酸钠，因而也不能计算软锰矿中二氧化锰的质量分数。(3)A中说明配制的样品的浓度偏低，因此消耗的高锰酸钾的量就偏少，则过量的草酸钠的物质的量也偏少，所以和二氧化锰反应的草酸钠就偏多，即测定结果偏高。B中说明消耗的高锰酸钾的量偏高，则和二氧化锰反应的草酸钠就偏低，测定结果偏低。C中配制的样品的浓度偏高，因此消耗的高锰酸钾的量就偏多，则过量的草酸钠的物质的量也偏多，所以和二氧化锰反应的草酸钠就偏少，即测定结果偏低。D中说明消耗的高锰酸钾的体积偏低，因此消耗的高锰酸钾的量就偏少，依据上面的分析可知，最终的测定结果就偏高。锥形瓶不能用待测液润洗，所以E是不影响测定结果的。答案选B、C。答案：(1)甲当看到加入1滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液马上变成紫红色，且半分钟内不褪色，即达到滴定终点(2)否不知道容量瓶的规格(3)BC提升3解析：I2的淀粉溶液呈蓝色，向其中逐滴加入Na2S2O3溶液，随着I2的消耗，溶液蓝色渐渐变浅，当加入一滴Na2S2O3溶液使蓝色恰好褪去且半分钟内不变色时，Na2S2O3与I2恰好反应完全，达到滴定终点，可依据Na2S2O3与I2的反应及KIO3与KI的反应计算I2的物质的量和精制盐的碘含量。由I2+2S2O32-=n(I2)＝2.0×10－3mol·L－1×10.00mL1000mL·L由5KI＋K