2022年高考化学二轮复习讲义第3讲 酸碱中和滴定及拓展应用(教案).doc
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1、第3课时关键能力酸碱中和滴定及拓展应用酸碱中和滴定及拓展应用是高考命题的热点和重点,主要在第卷化学工艺流程题和综合实验探究题中出现,利用中和滴定(或氧化还原滴定等)测定产品的纯度等,考查考生运用知识、能力和素养解决实际问题的能力,让考生充分感受到课堂所学内容中蕴含的应用价值,体现中国高考评价体系中对于阅读理解能力、信息搜索能力、信息整理能力、实验设计能力、数据处理能力等关键能力的要求,要求考生设计探究方案、描述实验现象、分析实验数据、评价探究方案。酸碱中和滴定实验是高中教材中重要的定量实验,从定量角度认识酸碱之间发生的中和反应,突出物质的量在化学反应计算中的应用,要求考生能够根据实验目的和要求
2、,设计合理的实验方案,进行正确的实验操作,科学收集、处理并解释实验数据。考向1中和滴定原理及实验操作(探究与创新能力)中和滴定的原理及实验操作是滴定类定量实验的基础,要求考生明确中和滴定的实验原理,熟悉滴定实验操作及注意事项,并将其迁移应用于氧化还原滴定等定量实验中,体现中国高考评价体系中对思维认知能力群的要求,要求考生能够将所学知识迁移到新情境,解决新问题,得出新结论,并且能够科学地反思和验证自己的新结论,以确保新结论的可靠性。1中和滴定实验原理(1)利用酸碱中和反应,用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量
3、浓度为c(NaOH)。(2)利用酸碱指示剂明显的颜色变化,表示反应已完全,指示滴定终点。 常用酸碱指示剂及变色范围指示剂变色范围的pH石蕊5.0红色5.08.0紫色>8.0蓝色甲基橙3.1红色3.14.4橙色>4.4黄色酚酞8.2无色8.210.0浅红色>10.0红色(3)酸碱中和滴定指示剂选择的基本原则变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂。滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂。2实验用品(1)主要仪器图(A)是酸式滴定管、图(B)是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。(
4、2)试剂标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(3)滴定管的构造及使用构造:“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度。精确度:读数可精确到0.01 mL。洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用待装液润洗。排泡:酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。使用注意事项:试剂性质滴定管原因酸性、氧化性酸式滴定管氧化性物质易腐蚀橡胶管碱性碱式滴定管碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开3.实验操作以酚酞为指示剂,用标准盐酸溶液滴定待测NaOH溶液为例(1)滴定前的准备(2)滴定操作(3)终点判断等到滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。(4)数据处理
5、按上述操作重复23次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)计算。4误差分析(以标准盐酸溶液滴定待测NaOH溶液为例)误差分析的依据:c(待测),因为c(标准)与V(待测)已确定,所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化,即可分析出结果:若V(标准)偏大c(待测)偏大;若V(标准)偏小c(待测)偏小。步骤操作V(标准)c(待测)洗涤酸式滴定管未用标准酸溶液润洗变大偏高碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响取液放出碱液的滴定管开始时有气泡,放出碱液后气泡消失变小偏低滴定酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失变大偏高振荡锥
6、形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴在锥形瓶外变大偏高溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴碱液颜色无变化变大偏高读数酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或“前仰后俯”)变小偏低酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或“前俯后仰”)变大偏高(2021·河南信阳一中检测)现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。 .实验步骤:(1)量取10.00 mL食用白醋,在烧杯中用水稀释后转移到100 mL_(填仪器名称)中定容,摇匀即得待测白醋溶液。(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴_作指示剂。(3)滴定终点的现象是
7、_。.数据记录 滴定次数实验数据/mL1234V(样品)20.0020.0020.0020.00V(NaOH)(消耗)15.9515.0015.0514.95.数据处理:某同学在处理数据时计算得:平均消耗的NaOH溶液的体积V(15.9515.0015.0514.95)× mL15.24 mL。指出他的计算的不合理之处:_。解析.(1)酸性溶液用酸式滴定管量取,则用酸式滴定管量取10.00 mL食用白醋,在烧杯中用水稀释后转移到100 mL容量瓶中定容,摇匀即得待测白醋溶液。(2)食醋与NaOH反应生成了强碱弱酸盐,溶液呈碱性,应选择碱性变色范围内的指示剂酚酞。(3)NaOH滴定食醋
8、的终点为溶液由无色恰好变为浅红色,并在半分钟内不褪色。.根据表格中的数据可知,第1次滴定误差明显大,属异常值,应舍去。答案.(1)容量瓶(2)酚酞试液(3)溶液由无色恰好变为浅红色,并在半分钟内不褪色.第一组数据与后三组数据相差较大,属于异常值,应舍去强化1 (2021·安徽合肥一中检测)中华人民共和国国家标准(GB27602011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 g·L1。某兴趣小组用题图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进行测定。(1)仪器A的名称是_,水通入A的进口为_。 (2)B中加入300.00 mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出
9、并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为_。(3)除去C中过量的H2O2,然后用0.090 0 mol·L1NaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择图2中的_;若滴定终点时溶液的pH8.8,则选择的指示剂为_;若用50 mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(填序号)_(10 mL,40 mL,10 mL,40 mL)。(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00 mL,该葡萄酒中SO2含量为_ g·L1。 (5)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施_。解析(1)根据仪器的结构特点,可知A为冷凝管或冷凝器,冷却
10、水下口进上口出,水能够充满冷凝管,冷却效果好。(2)SO2被H2O2氧化为H2SO4,其化学方程式为SO2H2O2=H2SO4。(3)盛放NaOH标准液,应选择碱式滴定管,滴定前用图方法排气泡 ;滴定终点溶液的pH8.8在酚酞的变色范围(810)内;依据滴定管的结构特点,0刻度在上,大刻度在下,且最下端尖嘴部位无刻度,因此液面在刻度“10”处,管内液体体积大于40 mL。(4)n(NaOH)0.090 0 mol·L1×0.025 L0.002 25。根据反应关系SO2H2SO42NaOH,m(SO2)0.072 g,该葡萄酒中SO2的含量为0.24 g·L1。(
11、5)造成测定结果比实际值偏高的原因是反应过程中挥发出的盐酸滴定时消耗了NaOH标准液,可使用难挥发的强酸代替盐酸避免误差的产生。答案(1)冷凝管或冷凝器b(2)SO2H2O2=H2SO4 (3)酚酞 (4)0.24(5)原因:盐酸的挥发,改进措施:用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,排除盐酸挥发的影响强化2 某班学生通过分组实验测定酸碱滴定曲线。实验用品:0.1 mol·L1 HCl溶液、0.1 mol·L1NaOH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
12、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上都存在着不足或失误。请回答下列问题:(1)实验前pH计应用标准溶液进行校准,若将pH计放入c(H)0.000 1 mol·L1的标准溶液中校准,则pH计的读数应为_。(2)甲组同学滴定时选用的滴定管为_(填“酸式”或“碱式”)滴定管,最后一次润洗滴定管应选用实验用品中的_进行润洗。(3)乙组同学操作上的不足之处是_。(4)造成丙组同学的曲线与甲组同学不同的原因可能是_(填字母)。A.用待装液润洗锥形瓶B.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C.滴定前后
13、对滴定管进行读数的视线分别如图所示解析(1)pHlg c(H)lg 0.000 14.00。(2)甲同学所进行的实验为用0.1 mol·L1 NaOH溶液滴定20.00 mL的0.1 mol·L1 HCl溶液,故所用的滴定管应为碱式滴定管,最后一次润洗时要使用0.1 mol·L1 NaOH溶液。(3)由b曲线知,在滴定过程中,在滴定终点附近测试和记录pH的间隔过大。(4)滴定至终点时丙所用体积比甲、乙多,原因可能是A、B两项,C项滴定前仰视,滴定后俯视,会使测得的NaOH溶液体积较少。答案(1)4.00(2)碱式0.1 mol·L1 NaOH溶液(3)在
14、滴定终点附近测试和记录pH的间隔太大(4)AB考向2中和滴定原理的拓展应用(探究与创新能力)中和滴定原理的拓展应用是高考命题的热点,涉及氧化还原滴定、沉淀滴定、络合滴定等,主要考查滴定实验操作、滴定终点判断及实验数据处理等,体现中国高考评价体系中对实践操作能力群的要求,是理论联系实际所必须具备的能力基础,涉及实验设计能力、数据处理能力、信息转化能力、动手操作能力、语言表达能力等,要求考生根据实验目的和要求,设计合理的实验方案,进行正确的实验操作,科学收集、处理并解释实验数据;能够根据行为目标和面临的客观条件,设计或选择解决问题的最佳方案;能够对问题解决方案的合理性、可行性进行基于事实和逻辑的论
15、证。1氧化还原滴定(1)原理:以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接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还原性或氧化性,但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。(2)试剂:常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。(3)指示剂:氧化还原滴定的指示剂有三类:氧化还原指示剂。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。自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。2沉淀滴定原理的应用(1)概念:沉淀滴定法是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,
16、实际上应用最多的是银量法,即利用Ag与卤素离子的反应来测定Cl、Br、I浓度。(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl的含量时常以CrO为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。(2018·全国卷,26题节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M248 g·mol1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:(1)溶液配制:称取1.200 0 g
17、某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在_中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的_中,加蒸馏水至_。(2)滴定:取0.009 50 mol·L1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2O6I14H=3I22Cr37H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I22S2O=S4O2I。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液_,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为_%(保留1位小数)。解析(1)配制一定物质的量浓度的溶液,应该在烧杯中溶解,冷却至室温后,转移至100 mL的容量瓶中
18、,加水至距刻度线下12 cm处,改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相平。(2)加入淀粉作指示剂,淀粉遇I2变蓝色,加入的Na2S2O3样品与I2反应,当I2消耗完后,溶液蓝色褪去,即为滴定终点。由反应Cr2O6I14H=3I22Cr37H2OI22S2O=S4O2I得关系式:Cr2O3I26S2O 160009 50 mol·L1×0.02 L0.009 50 mol·L1×0.02 L×6硫代硫酸钠样品溶液的浓度,样品的纯度为×100%95.0%。答案(1)烧杯容量瓶溶液的凹液面最低处与刻度线相平(2)蓝色褪去95.0强化
19、3 (2021·山东德州检测)乙二酸(HOOCCOOH)俗名草酸,是一种有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中,加入少量硫酸酸化,用0.100 0 mol·L1 KMnO4溶液滴定至草酸恰好全部氧化成二氧化碳,共消耗KMnO4溶液20.00 mL。解答下列问题:(1)KMnO4标准液装入_(填“酸式”或“碱式”)滴定管。(2)KMnO4溶液滴定草酸过程中发生反应的离子方程式为_,滴定终点的现象为_。(3)计算此样品的纯度为_。(4)误差分析:下列操作会导致测定
20、结果偏高的是_(填字母)。a.未用KMnO4标准溶液润洗滴定管b.滴定前锥形瓶内有少量水c.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失d.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视解析(3)25.00 mL所配草酸溶液中,n(H2C2O4)n(MnO)2.5×0.100 0 mol·L1×20.00×103 L0.005 0 mol,则250 mL溶液中含0.050 0 mol草酸,其质量为0.050 0 mol×90 g·mol14.500 g,此样品的纯度为×100%90.00%。(4)未用KMnO4标准溶液润洗滴定管,会使标准
21、溶液浓度偏低,耗用标准溶液体积偏大,结果偏高;滴定前锥形瓶内有少量水,对实验结果无影响;滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,气泡体积计入了标准溶液的体积,使标准溶液体积偏大,结果偏高;观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,使标准溶液体积偏小,结果偏低。答案(1)酸式(2)2MnO5H2C2O46H=10CO22Mn28H2O当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色(3)90.00%(4)ac强化4 (2019·江苏卷,18题节选)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000 g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加
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