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选择性必修1 化学 酸碱中和滴定 逐字稿-4,144字

  师:同学们,今天我们学习的课题是水的电离和溶液的pH,第三课时酸碱综合滴定。前面我们已经学习了水的电离及溶液的酸碱性,掌握了溶液pH的计算。现在请大家思考,在氯碱工业生产中,常需要测定电解过程中得到的氢氧化钠溶液的浓度。如果你是化工厂的质检员,有哪些方法可以较为精确地测定氢氧化钠溶液的浓度呢?

  生:增干法、沉淀法、综合法等。

  师:很好,同学们想到了多种方法。那我们来比较一下这几种方法。用增干法,由于所得烧碱溶液中混有氯化钠,所以测定的误差较大。用沉淀法,由于操作过程涉及过滤、洗涤、干燥等,比较繁琐、耗时长。而综合法是依据综合反应用已知浓度的酸来进行测定,这种方法简便快速。我们在研究物质时常需要对物质进行定性分析和定量分析,测定物质中元素、离子、官能团等各成分的含量,在化学上叫做定量分析。根据分析方法的不同,定量分析可以分为化学分析法和仪器分析法。化学分析法是指以特定的化学反应及计量关系对物质进行分析的方法。酸碱滴定就是一种重要的定量分析,属于化学分析法,其操作简便快速,有足够的准确度。显然在定量分析中,实验的误差是客观存在的。定量分析实验要精准,我们可以从仪器的选用、操作、数据处理等方面尽量减少实验的误差。酸碱综合滴定是依据综合反应用已知浓度的酸或碱来测定未知浓度的碱或酸的方法。我们常把已知浓度的溶液称为标准液,未知浓度的溶液称为待测液。想一想,如何获得标准液呢?

  生:可以使用容量瓶配置一定浓度的标准液。

  师:对,非常好。酸碱综合反应的实质是氢离子和氢氧根离子反应生成水。在综合反应中,酸提供的氢离子与碱提供的氢氧根离子的物质的量相等,也就是氢离子的浓度乘以酸的体积等于氢氧根离子的浓度乘以碱的体积。若一元酸和一元碱反应,则有酸的浓度乘以酸的体积,等于碱的浓度乘以碱的体积。当酸与碱的元数不同,a元酸与b元碱反应需考虑反应时两者的化学计量关系。请大家思考,我们用已知浓度的盐酸测定氢氧化钠溶液的浓度,最关键的问题是什么?

  生:需要知道两种溶液的体积。

  师:没错,我们将刚才的等式处理一下,所求的氢氧化钠溶液的浓度等于盐酸的浓度乘以盐酸的体积,再除以氢氧化钠溶液的体积,盐酸的浓度是已知的,显然还需要知道两种溶液的体积。那怎么确定呢?

  生:通常是量取一定体积的未知浓度的待测液,然后通过滴定实验测出所消耗的已知浓度的标准液的体积。

  师:具体实验中的关键又是什么呢?

  生:一是要准确量取碱溶液和测定酸溶液的体积;二是要能准确判断何时酸与碱恰好完全反应。

  师:这是酸碱综合滴定实验中的常用仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯。同学们知道烧杯上有几条刻度线,供我们粗略地估计盛装液体的体积,量筒的准确度要高于烧杯。本实验中,我们要用到一种新仪器——滴定管。滴定管是内径均匀、带有刻度的细长玻璃管。滴定管的零刻度在最上面,越往下数值越大,50毫升为它的最大量程。因为滴定管下端有一部分没有刻度,所以滴定管的实际容积要大于它的标定容积。量筒的精确度为0.1毫升,滴定管的精确度为0.01毫升。我们仔细观察一下滴定管的外部特征和标识,滴定管的上方标着量程和使用温度,为什么还要标注温度呢?

  生:避免液体因为热胀冷缩对体积造成影响。

  师:对,说明滴定管是测量溶液体积的一种精密的仪器。图a是酸式滴定管,下端有控制液体流量的玻璃活塞,能耐酸和强氧化剂的腐蚀,可用于盛装酸性或强氧化性溶液,但不能盛装碱性溶液。想一想为什么?

  生:碱性溶液会与玻璃活塞中的二氧化硅作用生成硅酸盐造成粘结。

  师:非常正确。图b是碱式滴定管,下端为乳胶管和玻璃球,乳胶管易被酸性或强氧化性溶液腐蚀,所以碱式滴定管一般盛装碱性溶液。滴定管的使用方法,首先必须检查是否漏水,在确保不漏水后方可使用。然后用蒸馏水洗涤。在加入反应液前要用待装溶液润洗两到三次,避免滴定管内壁附着的蒸馏水将反应液稀释,使溶液的浓度减小,影响测定的结果。将酸碱反应液分别注入相应的滴定管中,并使液面位于滴定管0刻度以上2到3毫升处。调节滴定管活塞排出尖嘴部分的气泡,使其充满反应液。如酸式滴定管内有气泡,应快速放液以赶走气泡,除去碱式滴定管中气泡的方法是弯曲橡胶管,轻轻挤压玻璃球,使尖嘴部分充满溶液,调整液面至0刻度或0刻度线以下,并准确读数,放出反应液,记录滴定管的读数。请读出以下液体体积的读数,注意上下刻度的大小。左图是量筒,读数为14.5毫升。右图是滴定管,读数为15.55毫升。随着滴定管液体的流出,液面将下降。要知道流出液体的体积需要进行两次读数,初始时液面读数为0.28毫升,结束时液面的读数为28.48毫升,因此流出液体的体积为28.20毫升。

  完成刚才的滴定实验,我们从碱式滴定管中流出25.00毫升的待测氢氧化钠溶液,于锥形瓶中,用已知浓度的盐酸去滴定。当恰好完全中和时,再读取消耗盐酸的体积数。大家发现该反应生成氯化钠和水,始终没有明显的实验现象,那我们怎样判断反应什么时候恰好完成呢?也就是滴定终点的确定?

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