2020-2021学年鲁科版选修4第3单元第4节离子反应第2课时学案.docx
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1、第2课时学案一、物质检验与含量测定1 .离子检验利用离子的特征反响来检验一些常见离子。如利用Fe3+与SCN反响生成红色溶液检验Fe3+,离子方程式为Fe3+ + 3SCN-=Fe(SCN)3(红色);利用与Ag+反响生成黄色沉淀检验r,离子方程式为Ag- + r(黄色)。2 .测定溶液中离子的浓度(1)沉淀法:如溶液中S0的浓度,用叱将其转化为BaS04沉淀,再称量沉淀质量求得。酸碱中和滴定法:强酸溶液中h+的浓度可以用准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。氧化复原滴定法:如溶液中MnCU的浓度可以用准确浓度的忠三溶液滴定获得。判断以下说法是否正确。正确的打“,错误的打。能使石灰水变浑浊的无色无
2、味气体一定是CO2o ()提示:7。CO2是无色无味可使澄清石灰水变浑浊的气体。中和滴定时为了节省时间,不需要重复23次实验。()提示:X。为了减少滴定误差,需进行23次实验。用石灰水鉴别NaHCCh和Na2co3。()提示:xo NaHC03 Na2cO3与石灰水反响均产生CaCCh沉淀。(2)(情境思考)菠菜是我们日常生活中经常食用的蔬菜,菠菜中含有丰富的铁元素,那么,菠菜中含有的铁 元素是以什么形态存在的呢?如何检验?提示:铁在菠菜中的存在形态是三价铁,可以用KSCN溶液检验三价铁,假设溶液变为血红色,说明是Fe3+o二、物质制备和纯化.物质的制备:离子反响可以用于制备一些酸、碱、盐、气
3、体等。(1)氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式:通电2Cr+2H2O-20H-+CLT + H2T。(2)实验室制取C02的离子方程式:CaCOs+2H+=Ca2+CO2T +。1 .物质的纯化制高纯度的氯化钠:除去其中少量的S01、Mg2+、Ca2+,需要引入的试剂离子分别为Ba2/、0H,COf o除去污水中的重金属离子:将其转化为沉淀而除去。从海水中提取二氧化碳:a室为阳极室,发生反响为40H4切=2比0 + 021;c室为阴极室,发生反响为2H+2e-=HzT;a室产生的H+透过离子交换膜进入b室,与b室中的HCO;发生反响,反响方程式为HCO; +才一压0 +CO2?o判断以下说法是
4、否正确。正确的打7,错误的打。用足量稀硝酸除去铁粉中的Cu。()提示:xo Fe、Cu均溶于足量的稀硝酸。(2)将混有HC1的C02通入饱和NaHCCh溶液中除去HCL ()提示:HC1与NaHCCh反响产生C02从而除去HC1。(3)可以用铁粉除去FeCb中的FeCb。()提示:xo Fe+2FeCl3=3FeC12,无法除去 FeCb。滴定前和滴定后的滴定管内液面高度如下列图,由此可知水样中NaNCh的浓度为 mg.L_1o【解析】亚硝酸的电离方程式为HNO2=NO1 +H+,因此其电离平衡常数Ka=:;VW:。?1o 根据化合物中所有元素的化合价代数和为0可知,NH20H中氮元素的化合价
5、为一1。亚硝酸具有氧 化性,被复原,生成NO, 1一被氧化为I2o由滴定前后的滴定管读数可知消耗的KI标准溶液为2.00 mL, 反响的关系式为NaNChHNO2厂,故n(NaN02) = n(r)= 2.00x10-3 LxO.001 mobL_1 =2x106 mol,那么水样中 NaNCh 的浓度为 2x10 moix69 gmo广仁0.02 L=6.9xl0 3 g-L-1=6.9 mg-L-103 (FT) 3 NO; )_答案:J,hNO.- 一 1 2HNO2+2+ 2H+=l2+2NOT +2H2。(或 2NO2 +21- +4H+=2NOT + L+2H2O) b 三、生活中
6、的离子反响.胃酸过多的治疗服用胃舒平主要成分是A1(OH)3,离子反响为A1(OH)3+3H+=A13+ + 3H2。1 .硬水及其软化硬水的含义:自然界里含Ca2; Mg?1较多的水。一般硬水(暂时硬水)的形成:水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCCh发生反响生成可溶性碳酸氢 盐而使 Ca2+、Mg2+进入水中形成,离子方程式为 CaCO3+CO2+H2O=Ca2+ + 2HCO; , MgCC)3+CO2+ H2O=Mg2+ + 2HCO; o(3)硬水的软化方法加热法:加热可使HCO;分解,生成的COf与Ca2+ Mg2+结合成沉淀,发生反响如下:Caa+十2HCO; =CaCO3
7、1 + CO2T+垣0, Mg2+ + 2HCCh -MgCChl + CO2T + 凡0。加沉淀剂法:在硬水中参加独31等沉淀剂也可以降低水中Ca2+、Mg2+的浓度,发生反响如下:Ca2+CQf =CaCO3LMg2+COf =MgCO31o矿泉水是从地下深处自然涌出的或者是经人工开掘的、未受污染的地下矿水,含有一定量的矿物盐、微量 元素锂、车思、锌、硒等。因矿泉水一般含钙、镁较多,常温下钙、镁呈离子状态,极易被人体所吸收,起 到很好的补钙作用。假设煮沸时,钙、镁易与碳酸根生成水垢析出,这样既丧失了钙、镁,还造成了感官 上的不适,所以矿泉水最正确饮用方法是在常温下饮用。怎样测定矿泉水中的微
8、量元素呢?为什么矿泉水煮沸时易形成水垢?提示:(1)测定矿泉水中的微量元素可以用滴定法。(2)矿泉水煮沸时碳酸氢钙、碳酸氢镁均易分解形成碳酸 盐沉淀。关键能力合作学习.知职点二酸碱生和滴定.酸碱中和滴定的实验操作与误差分析原理:定量分析:化学上把测定物质各组成成分含量的过程,称为定量分析过程。中和滴定是定量分析的一种 方法。中和滴定:用物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法就叫酸碱中和滴定。 实质:H+OH-=H2O即酸中的H+和碱中的0H物质的量相等。实验用品:用到的仪器:酸式滴定管,碱式滴定管,移液管,滴定管夹,锥形瓶,烧杯,铁架台。滴定管的结构和使用。a.刻度(
9、以50 mL规格为例)滴定管上标有温度(20 )和刻度,刻度共50大格,每大格为1 mL,每大格分为10小格,每小格为0.1 mL, 因此能读至0.01mL(估读1位)。“0刻度在上,“50刻度在下,在“0以上至管口和“50以下至尖嘴均 无刻度。b.滴定管盛装试剂要求“二不能酸式滴定管不能装碱性溶液、水解呈碱性的盐溶液及氢氟酸。碱式滴定管不能装酸性溶液或高锌酸钾等强 氧化性物质的溶液(橡胶易被腐蚀)。试剂:标准液、待测液。指示剂(力口 23滴)。(4)操作(以标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例):滴定前的准备:a.查漏:检查滴定管的活塞是否灵活、滴定管是否漏水。b.洗涤:酸式、碱式滴定管、锥形瓶
10、依次用自来水、蒸储水洗涤干净。c.润洗:用待盛溶液将酸式、碱式滴定管润洗23次,以保证装入溶液时不改变溶液的浓度。d.装液:溶液装入酸式、碱式滴定管中,所装溶液调至“0刻度上方23 cm处。e.排气:调节活塞(或挤压玻璃球),赶走气泡使滴定管尖嘴局部充满溶液。f.调液面:使液面处于0刻度或0刻度以下某一刻度处。g.读数:读数时视线应与溶液凹液面最低处相平,记录刻度(保存两位小数)。滴定:a.用碱式滴定管(或移液管)取一定体积的待测液于锥形瓶中,并滴入23滴酚麟试剂。把锥形瓶放在垫 有一张白纸的酸式滴定管下面。b.用左手控制活塞,右手不断旋转振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化及滴定流速,当
11、溶液变 至无色且半分钟内不再恢复红色,停止,记下刻度。终点判断。等到滴入最后半滴标准液,指示剂变色,且半分钟内不恢复原色,视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。数据处理:重复上述操作23次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=。呼,计算。V I in a UH)(6)误差分析:C标)V (标依据C(待)=-;(待;门,对错误操作引起的误差进行分析。常见错误操作及对应误差:(以酸滴定碱为例)错误操作C(待)的误差仪器洗涤酸式滴定管水洗后未用标准液润洗偏大碱式滴定管水洗后未用待测液润洗偏小锥形瓶水洗后用待测液润洗偏大里饰r读数滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视偏大滴定前仰视酸式滴定管,滴
12、定后俯视偏小滴定操作滴定前酸式滴定管尖嘴局部有气泡,滴定结束后气泡消失偏大滴定结束,滴定管尖端滴液体未滴下偏大滴定操作锥形瓶水洗后留有少量蒸储水无影响滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出偏小用甲基橙作指示剂,滴至橙色,半分钟内又恢复成黄色,不处理就计算偏小中和滴定拓展应用中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反响,也可以迁移应用于氧化复原反响。氧化复原滴定法原理:以氧化剂(或复原剂)为滴定剂,直接滴定一些具有复原性(或氧化性)的物质。实例:酸性KMnCU溶液滴定H2c2。4溶液原理2MnO; + 6H+ + 5H2c2。4= 1OCO2T + 2Mn2+ + 8H2ONa2s2O3溶液滴定碘液指
13、示剂酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂终点判断当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明到达 滴定终点用盐酸滴定氨水,选什么作指示剂?怎样描述滴定终点?(宏观辨识与微观探析) 提示:可选择甲基橙作指示剂,滴定终点时溶液由黄色变为橙色且半分钟内不再变化。原理2Na2s2O3 + hNa2s4。6+2NaI指不齐用淀粉作指示剂终点判断当滴入最后半滴Na2s2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原来的颜色,说明 到达滴定终点酸碱恰好完全反响的点与滴定终点是否相同?(宏观辨识与微观探析)提示:不相同。酸碱恰好完全反响是指酸与碱按照物质系数恰好完
14、全反响,酸和碱都不剩余,此时溶液可 能为中性,也可能为酸性或碱性;而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点,二者不相同。酸碱恰好完全 反响与滴定终点特别接近,在一般科学研究中不会造成大的误差。【典例】(2021 .淄博高二检测)用中和滴定法测定烧碱的纯度,假设烧碱中含有与酸不反响的杂质,试根据 实验答复:将准确称取的4.3 g烧碱样品配成250 mL待测液,需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须用 到的仪器有 o取10.00 mL待测液,用 式滴定管量取。用0.200 0mol.L标准盐酸滴定待测烧碱溶液,滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇 动锥形瓶,两眼注视,直到滴定终点。(
15、4)根据以下数据,烧碱的纯度为 o滴定次数待测体积(mL)标准盐酸体积(mL)滴定前读数(mL)滴定后读数(mL)第一次第二次以标准的盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液为例,判断以下操作引起的误差(填“偏大”偏小 ”无影 响或“无法判断 )o读数:滴定前平视,滴定后俯视;用待测液润洗锥形瓶;滴定接近终点时,用少量蒸储水冲洗锥形瓶内壁o【解题指南】解答此题应注意以下三点:(1)一定要注意,滴定管的“0刻度在上,它不同于量筒等仪器。分清酸式滴定管与碱式滴定管的构造及使用本卷须知。分析误差时,注意归纳到标准液体积的大小上来推断。【解析】(1)配一定物质的量浓度的溶液需要用一定规格的容量瓶、胶头滴管等。(
16、2)待测液为碱液,用碱式滴定管量取。第一次Vi(盐酸)=19.90mL,第二次V2(盐酸) = 20.10mL,两次平均V(盐酸)=20.00 mL。设烧碱的纯x-4.3.mo度为 x,石而匚 xl0.00mL=20.00xl0 3Lx0.200 0 mol-L1, x=0.930 2,即其纯度为 93.02 %。(5)滴定后俯视,会造成读数偏小,造成结果偏小。用待测液润洗锥形瓶,相当于多取了待测液,会造成结果偏大。答案:250 mL容量瓶、胶头滴管(2)碱(3)锥形瓶内溶液颜色变化(4)93.02%偏小 偏大 无影响【母题追问】(1)假设用乙酸滴定此烧碱溶液,那么选择什么指示剂较为适宜,为什
17、么?提示:因为二者恰好完全反响时生成醋酸钠,醋酸钠水解溶液显示碱性,应选择酚醐作指示剂。 假设中改成“滴定前酸式滴定管内有气泡,滴定后气泡消失,那么测定值会如何变化? 提示:偏大。因为气泡的体积也计算在了需要的盐酸的量中,所以测定值会偏高。答复以下问题:现在有一瓶失去标签的盐酸,为了测出其真实浓度,请设计实验方案并分析方案的可行性。提示:可利用气体法、沉淀法、pH试纸法、中和法等测定该盐酸的浓度。气体法难以准确测量气体的体 积,沉淀法操作麻烦,pH试纸法不够准确,中和法具有可行性。(2)滴定终点时酸的物质的量与碱的物质的量相等且溶液的pH = 7吗?提示:不是。酸碱完全反响时,酸提供的H+与碱
18、提供的OPT的物质的量相等。即n(H+) = n(OH-),但是 酸的物质的量与碱的物质的量不一定相等,且滴定终点是靠酸碱指示剂的颜色变化判断的,常用的酸碱指 示剂甲基橙或酚献变色时pH不等于7o滴定管在装反响液之前,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:滴定管在装反响液之前,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。【加固训练】.(2021 .南京高二检测)以下实验操作不会引起误差的是()A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶B.酸碱中和滴定时,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液C.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸溶液时,选用酚献作指示剂,实验
19、时不小心多加了几滴D.用标准盐酸溶液测定未知浓度的NaOH溶液,实验结束时,酸式滴定管尖嘴局部有气泡,开始实验时 无气泡【解析】选C。A项,锥形瓶一定不要用待测液润洗,否那么会使待测液的量偏大,消耗标准液的体积偏 大,从而使所测浓度偏大;B项,冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液,还是待测溶液,都必须用待装 溶液润洗23次,否那么会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度偏小,影响结果;C项,在滴定过 程中,指示剂略多加了儿滴,一般不影响实验结果,因为指示剂不会改变反响过程中酸和碱的物质的量; D项,实验开始时酸式滴定管中无气泡,实验结束时有气泡,会导致所读取的V(HC1)偏小,依据 V(HCl)
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