1、第 2 课时 离子反应的应用 目标导航 预习导引 学习目标 学会利用酸碱中和滴定法测强酸、强碱溶液浓度的原 理 学习要点 能把酸碱中和滴定的原理和方法进行迁移和应用 目标导航 预习导引 1.物质检验与含量测定 (1)离子的检验 人们常用离子的特征反应来检验一些常见离子。如可以利用 Ag+I- AgI反应来检验I-;可以利用Fe3+SCN- Fe(SCN)2+ 反应来检验Fe3+。 (2)测定溶液中离子的浓度 沉淀法 离子反应可用于测定溶液中相关离子的浓度。如溶液中 的浓度可用Ba2+将其转化为BaSO4沉淀,再称量沉淀的质量求得。 氧化还原滴定 利用氧化还原原理进行滴定,如溶液中Mn 的浓度可
2、用已知准 确浓度的Fe2+溶液滴定求得,称为氧化还原滴定。 SO4 2- O4 - 目标导航 预习导引 酸碱中和滴定 强酸中的H+浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获 得。滴定时,要加入合适的指示剂,如甲基橙、酚酞,但不选择石蕊 (因其变色不明显,不易观察)。如用已知浓度的酸滴定未知浓度的 碱时,首先用碱式滴定管量取一定体积的NaOH溶液,注入锥形瓶中, 滴加几滴酚酞溶液(溶液变红色)后,用酸式滴定管向其中滴加盐酸, 并不断用右手摇动锥形瓶,当看到溶液颜色变浅时应放慢滴加速度, 直到滴入酸后溶液变成无色时停止滴加盐酸,此时恰好中和而达到 滴定终点。再重复进行两次滴定,然后计算求值: 其
3、中V(H+)是指三次滴定的体积的平均值。 c(NaOH)=c(OH-)=(H +)(H+) (OH-) , 目标导航 预习导引 2.物质制备与纯化 (1)物质的制备 离子反应可以用于制备酸、碱、盐、气体等。如氯碱工业通过 电解饱和食盐水生产烧碱和氯气。 (2)物质的纯化 如要从粗盐制得高纯度的氯化钠,可利用离子反应除去其含有的 少量Ca2+、Mg2+、 。硬水的软化实际上是利用离子反应除去 这些离子的过程。 SO4 2- 目标导航 预习导引 3.生活中常见的离子反应 (1)胃酸与胃舒平 胃舒平的主要成分是Al(OH)3,可用于治疗胃酸过多。离子方程 式为Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O
4、。 (2)岩石的溶解 有一种硬水(暂时硬水)是水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和 MgCO3发生反应,生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2+、Mg2+进入水中, 离子方程式为 CaCO3+CO2+H2OCa2+2HCO3 - 、 MgCO3+CO2+H2OMg2+2HCO3 - 。 目标导航 预习导引 (3)硬水的软化 加热法 加热可降低水的硬度,反应原理为 Ca2+2HCO3 - CaCO3+CO2+H2O、 Mg2+2HCO3 - MgCO3+CO2+H2O。 纯碱法 在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂时,也可以起软化硬水的作用, 原理如下 Ca2+CO3 2- CaCO3、Mg2+CO3 2-
5、MgCO3。 目标导航 预习导引 预习交流 粗盐的纯化过程: 该纯化过程涉及哪些离子反应?应注意什么问题? 目标导航 预习导引 答案：粗盐的纯化过程涉及的离子方程式有 Ba2+SO4 2- BaSO4;Mg2+2OH-Mg(OH)2、Fe3+3OH- Fe(OH)3;Ca2+CO3 2- CaCO3、Ba2+CO3 2- BaCO3;H+OH- H2O、CO3 2-+2H+ H2O+CO2。提纯时应注意:除杂质时所 加试剂的顺序要求是 a.Na2CO3必须在 BaCl2之后;b.加入盐酸要在 过滤之后。试剂加入顺序有多种选择,如:a.BaCl2、NaOH、 Na2CO3,过滤,HCl;b.Ba
6、Cl2、Na2CO3、NaOH,过滤,HCl;c.NaOH、 BaCl2、Na2CO3,过滤,HCl。 问题导学 即时检测 一 二 一、酸碱中和滴定 活动与探究 某学生用0.1 mol L-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操 作分解为如下几步: A.移取20 mL待测盐酸注入洁净的锥形瓶,并加入12滴酚酞。 B.用标准溶液润洗滴定管23次。 C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充 满溶液。 D.取标准KOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上12 cm。 E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数。 F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点并记 下
7、滴定管液面的刻度。 问题导学 即时检测 一 二 就此实验完成填空: (1)正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写) ; (2)上述B步骤操作的目的是 ; (3)上述A步骤操作之前,先用待测液润洗锥形瓶,则对滴定结果的 影响是 ; (4)判断到达滴定终点的实验现象是 。 答案：(1)BDCEAF (2)洗去滴定管内壁附着的水,防止将标准溶液稀释而产生误差 (3)使测得的未知溶液浓度偏大 (4)当滴入最后一滴标准液后,溶液由无色变为浅红色,且在半分 钟内不退色 问题导学 即时检测 一 二 思考与交流 你能够说出酸碱中和滴定的操作步骤吗? 答案：(1)准备 滴定管: a.检验酸式滴定管是否漏水; b.
8、用蒸馏水洗涤滴定管后要用标准液润洗23次; c.注入标准液至“0”刻度上方12 cm处,并排除滴定管尖嘴处的气 泡; d.将液面调节到“0”刻度(或“0”刻度以下某一刻度),记下刻度。 锥形瓶:只能用蒸馏水洗涤,不能用待测液润洗。 问题导学 即时检测 一 二 (2)滴定 用碱式滴定管取一定体积待测液于锥形瓶中,滴入23滴指示 剂(酚酞溶液)。 用左手握活塞旋转开关,右手不断旋摇锥形瓶,眼睛注视锥形 瓶中溶液的颜色,至红色退去变为无色溶液且在半分钟内不恢复红 色,记下刻度。 问题导学 即时检测 一 二 滴定终点的判断(以NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸为例) 用酚酞作指示剂 当滴入最后一滴NaOH
9、溶液时,溶液的颜色由无色突变为粉红色, 且半分钟内不退色,说明达到滴定终点。 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。 问题导学 即时检测 一 二 二、中和滴定的误差分析 活动与探究 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液为例,你能够说出误差分析 的基本原理吗? 答案：滴定误差可以依据计算公式分析,当酸碱恰好中和时,有 关系式:c(NaOH)= ,滴定误差是由V(HCl)读数引起 的,V(HCl)读数偏大就会造成浓度偏高;反之,则浓度偏低。 (HCl)(HCl) (NaOH) 问题导学 即时检测 一 二 迁移与应用 例题用
10、标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液时,若测得的结 果偏低,则产生误差的原因可能是( ) (导学号52160078) A.滴定时,装未知浓度的NaOH溶液的锥形瓶忘记用NaOH溶液润 洗 B.酸式滴定管用蒸馏水洗后,没用盐酸润洗 C.滴定前,滴定管的尖嘴处有气泡,而在滴定后气泡消失 D.滴定前仰视读取了酸式滴定管的读数,滴定后读数正确 问题导学 即时检测 一 二 解析：A项操作正确,若锥形瓶用NaOH溶液润洗,会使测定结果 偏高,故不润洗是正确的;B项酸式滴定管未用标准液润洗,所以盐 酸变稀,V(HCl)偏大,会使测定的c(NaOH)偏高;C项滴定前有气泡,滴 定后无气泡,使一部分盐酸充满原
11、来气泡的体积,未与NaOH溶液反 应,使盐酸的体积比实际反应用量大,V(HCl)偏大,测定的c(NaOH)也 会偏高;D项滴定前仰视,读数偏大,滴定后读数正确,使V(HCl)偏小, 会使c(NaOH)偏低。 答案：D 问题导学 即时检测 一 二 迁移训练阅读下列实验内容,根据题目要求回答问题。 某学生为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:用1.00 mL待测硫 酸配制100 mL稀硫酸溶液;以0.14 mol L-1的NaOH溶液滴定上述稀 硫酸25.00 mL,滴定终止时消耗NaOH溶液15.00 mL。 问题导学 即时检测 一 二 (1)该学生用标准0.14 mol L-1 NaOH溶液滴定
12、硫酸的实验操作如 下: A.用酸式滴定管取稀硫酸25.00 mL,注入锥形瓶中,加入指示剂 B.用待测液润洗酸式滴定管 C.用蒸馏水洗干净滴定管 D.取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱 式滴定管“0”刻度以上23 cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面 至刻度“0”或“0”刻度以下 E.检查滴定管是否漏水 F.另取锥形瓶,再重复操作一次 G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶 直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度 问题导学 即时检测 一 二 滴定操作的正确顺序是 (用序号填写); 该滴定操作中应选用的指示剂是 ; 在G操作中如何确定终点? 。 (2)
13、碱式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗导致滴定结果 (填“偏小”“偏大”或“无影响”)。 (3)配制准确浓度的稀硫酸溶液,必须使用的主要容器是 。 (4)如有1 mol L-1和0.1 mol L-1的NaOH溶液,应用 mol L- 1的NaOH溶液,原因是 。 (5)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入 (选填“甲”或“乙”)中。 (6)观察碱式滴定管读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则结果会 导致测得的稀硫酸溶液浓度测定值 (填“偏大”“偏小”或 “无影响”)。 问题导学 即时检测 一 二 解析：(1)中和滴定的步骤为检查洗涤润洗加液滴定,故 顺序为ECDBAGF;指示剂
14、可以使用酚酞;达到滴定终点时,溶液由 无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟不退去。(2)若滴定管没有用 标准溶液润洗,相当于溶液被稀释,消耗的标准溶液体积偏大,从而 使测定结果偏大。(3)配制100 mL的溶液应选用100 mL的容量瓶。 (4)进行滴定时,所用标准溶液浓度越稀,误差就越小,故选用0.1 mol L-1氢氧化钠溶液。(5)氢氧化钠溶液应注入碱式滴定管乙中。 (6)当读数时,开始仰视,会使读数偏大,后来俯视,会使读数偏小,计算 出的体积会偏小,从而使测定结果偏小。 问题导学 即时检测 一 二 答案：(1)ECDBAGF 酚酞 溶液由无色变为浅红色(或 粉红色),且半分钟不退去 (
15、2)偏大 (3)100 mL容量瓶 (4)0.1 溶液浓度越稀,误差就越小 (5)乙 (6)偏小 问题导学 即时检测 一 二 (1)造成浓度偏高的错误操作 滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗。锥形瓶用待测液 润洗。滴定管尖嘴部分开始有气泡后来消失。滴定前读数俯 视或滴定后读数仰视。滴定过程中,有标准液滴到锥形瓶外面或 滴到内壁未冲下。滴定已达终点,滴定管下端还悬挂标准液。 (2)造成浓度偏低的错误操作 量取待测液的滴定管未用待测液润洗。滴定前仰视,滴定后 俯视。终止滴定半分钟后,溶液的颜色又恢复原色。 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 1.在一支25 mL的酸式滴定管中盛入0.1 mol
16、 L-1HCl溶液,其液面恰 好在5 mL的刻度处,若滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后以0.1 mol L-1NaOH溶液进行中和,则需NaOH溶液的体积( ) A.大于20 mL B.小于20 mL C.等于20 mL D.等于5 mL 解析：因为盐酸液面恰好在5 mL的刻度处时,放出全部液体的体积 要大于20 mL。因为HCl+NaOH NaCl+H2O,所以消耗NaOH溶 液体积大于20 mL。 答案：A 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 2.用0.001 mol L-1NaOH溶液完全中和pH=3的下列溶液各100 mL, 需NaOH溶液体积最大的是( ) A.盐酸 B.硫酸
17、C.高氯酸 D.醋酸 解析：弱酸不能完全电离,要使它和强酸电离出的H+浓度一样大, 则其浓度肯定要大一些,而在中和反应时,其平衡被打破,动态电离 程度增大,最终可以将所有H+全部电离出来(如果有足够的碱的话)。 所以,弱酸所需的体积最大。 答案：D 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 3.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、 ,现取三份100 mL溶液进行 如下实验: (1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;(2)第二份加足量NaOH溶液 加热后,收集到气体0.04 mol;(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥 沉淀6.27 g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质
18、量为2.33 g。根据上 述实验,以下推测正确的是( ) (导学号52160079) A.K+无法确定 B.100 mL溶液中含0.01 mol C.Cl-可能存在 D.Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在 CO3 2- NH4 +、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42- 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 解析：由步骤(1)可知,Cl-、CO3 2-、SO42-三者中至少有一种;由步骤 (2)可知,一定有 NH4 +且可算出有 NH4+ 0.04 mol;由步骤(3)可知,同时 有 CO3 2-、SO42-,且可算出 SO42- 0.01 mol、CO32-0.02 mol。
19、考虑到离 子共存问题,可知原溶液中无 Mg2+、Ba2+,考虑到电荷守恒,可知阳 离子除了 NH4 +外,必定还有 K+。 答案：C 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 4.某溶液可能含有 Na+、Ag+、Al3+、Al(OH)4-、S2-、CO3 2-、 SO3 2-、NO3- 等离子中的数种。向此溶液中加入稀盐酸,有浅黄色沉 淀和气体出现,此溶液的焰色反应为黄色。根据以上实验现象,下列 结论中不正确的是( ) A.此溶液中一定有 S2-、SO3 2-、Na+ B.此溶液中可能有Al(OH)4-、CO3 2- C.此溶液中一定没有 Ag+、Al3+ D.此溶液中可能有 NO3 - 问题导
20、学 即时检测 1 2 3 4 5 解析：加入稀盐酸生成浅黄色沉淀,说明生成硫,溶液中生成硫的反 应可能有两种:一是 S2-、SO3 2-在酸性条件下生成,二是 S2-被 HNO3 氧化生成,所以溶液中一定存在 S2-,SO3 2-、NO3- 存在其中一种或都存 在,Al3+、Ag+不存在,Al(OH)4-能与盐酸反应生成 Al(OH)3沉淀,盐 酸过量,Al(OH)3能溶解,所以Al(OH)4-可能存在;产生的气体可能是 H2S 或 SO2或 CO2,所以溶液中可能有 CO3 2-。溶液焰色反应呈黄色, 则一定存在 Na+。 答案：A 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 5.某同学用中和滴
21、定法测定某烧碱的纯度,实验过程如下: (1)配制待测液:称取4.1 g固体烧碱样品(杂质不与酸反应)配制成 250 mL溶液。 (导学号52160080) (2)滴定 用 量取10.00 mL待测液。 向锥形瓶中加入几滴酚酞,用0.201 0 mol L-1标准盐酸滴定待测 烧碱溶液,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视 ,直到 时 停止滴定。 (3)数据处理 计算烧碱的纯度为 。 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 实验次 数编号 盐酸溶液 体积 V(mL) 氢氧化钠溶 液体积 V(mL) 1 19.90 10.00 2 20.10 10.00 3 22.00 10.00 4 20.00 10.0
22、0 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 解析：由于第三次测得 V(HCl)与其他三次测得 V(HCl)差距超过 1 mL,所以第三次数据不合理,应舍去。 V(HCl)=19.90 mL+20.10 mL+20.00 mL 3 =20.00 mL c(NaOH)=0.201 0mol L -120.00 mL 10.00 mL =0.402 0 mol L-1。 所以烧碱的纯度为 0.402 0mol L-110.00 mL10-3L mL-1 250 mL 10.00 mL40 g mol -1 4.1 g 100%=98.05% 答案：(2)碱式滴定管 锥形瓶内溶液颜色的变化 溶液红色 退去 (3)98.05%
