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2019-2020年高中化学鲁科版选修4第三单元第四节离子反应(第2课时)教案【教学目标】
1.知道酸碱中和滴定的原理,熟记酸碱中和滴定实验所用的主要仪器的名称及用途
2.学会酸碱中和滴定的实验操作、计算方法和误差分析【教学过程】
一、离子反应的应用
1.常见阴、阳离子的检验方法【提问】Fe2+、Fe3+、NH4+、Ag+、Ba2+、Al3+、Cu2+、CO32—、SO32—、SO42—、Cl—、Br—、I—该如何检验?并写出相关的离子方程式【学生】回答【教师】离子反应还可以用在物质含量检测上【板书】2物质含量检测【教师】在测定物质含量时常用的方法有三种【板书】
(1)沉淀法【举例】为了测定溶液中CuSO4溶液中Cu2+离子的浓度,可以用已知浓度的NaOH溶液来滴定Cu2+,得到CuOH2沉淀,通过用蒸馏水洗涤除去表面吸附的Na+和SO42—,在烘干,称量得到CuOH2沉淀的质量,通过质量可以求得Cu2+离子的浓度有时候还可以通过氧化还原滴定法来测量含量【板书】
(2)氧化还原滴定法【举例】Ca2+、MnO4—的含量测量
(1)先用NH4C2O42滴定Ca2+得到CaC2O42沉淀,然后再用硫酸溶液该沉淀得到H2C2O4溶液,最后用KMnO4溶液来滴定H2C2O42KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
(2)MnO4—+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O另外,还能通过酸法碱中和滴定法来测量含量【板书】
(3)酸法碱中和滴定【活动•探究】P103,学生预习后教师讲解要点,如下【板书】
①原理nH+=nOH—,cH+VH+=cOH—VOH—【提问】若要求某酸的浓度,需要知道哪些量?【学生】VH+、cOH—、VOH—【提问】如何准确的量取酸和碱溶液的体积,需要用到什么仪器?【学生】酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶等【板书】
②仪器酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶等【教师】下面我们先来看看滴定管的使用【展示】酸式滴定管和碱式滴定管【教师】结构酸式滴定管——带有刻度(从上到下依次减小至0)的玻璃管、玻璃尖嘴和玻璃塞,碱式滴定管——带有刻度(从上到下依次减小至0)的玻璃管、玻璃尖嘴和带有玻璃球的橡皮管精确度
0.01mL,标有使用温度20℃规格25mL和50mL【说明】与容量瓶、烧杯、量筒的结构作比较使用方法均先要用水润洗,后再用相应的酸、碱液润洗相应的酸式、碱式滴定管【提问】需要用到哪些试剂?【学生】酸(包括强酸和弱酸)、碱(包括强碱和弱碱)和指示滴定终点的酸碱指示剂【提问】是不是任何酸碱的滴定终点都用酚酞作指示剂【学生】回答【板书】
③指示剂的选取【教师】常见指示剂及其变色范围石蕊5~~8红——紫——蓝酚酞8~~10无——粉红——红甲基橙
3.1~~
4.4红——橙——黄【教师】指示剂的选取标准是为了减小滴定误差,一般说来有一下这么几点a.原则指示剂的变色范围接近终点pH;防止酸碱用量不等以减小滴定误差b.强酸强碱相互滴定,生成的盐不水解,溶液呈中性,可选用酚酞或甲基橙作指示剂c.强酸弱碱相互滴定时,由于生成强酸弱碱盐溶液呈酸性,所以选用甲基橙作指示剂d.强碱弱酸相互滴定时,由于生成强酸弱碱盐溶液呈碱性,所以选用酚酞作指示剂e.由于石蕊的颜色变化不明显,且变色范围宽,一般不选用作指示剂
二、物质制备和纯化1.物质的制备1氯碱工业电解饱和食盐水生产烧碱和氯气2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;2实验室制取CO2发生的离子反应CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O2.物质的纯化1制高纯度的氯化钠除去其中少量的SO、Mg2+、Ca2+,需要的试剂及加入的正确顺序是NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸2除去污水中的重金属离子用沉淀剂将其转化为沉淀而除去,达到净水的目的教材整理2 生活中常见的离子反应1.胃酸过多的治疗1服用小苏打片胃溃疡患者慎用离子方程式为H++HCO===CO2↑+H2O2服用胃舒平离子方程式为AlOH3+3H+===Al3++3H2O2.硬水的形成及软化1含义含有Ca2+、Mg2+较多的水2形成暂时硬水离子方程式为MgCO3+CO2+H2O===Mg2++2HCO;CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO3软化方法
①加热法Ca2++2HCOCaCO3↓+CO2↑+H2O;Mg2++2HgCO3↓+CO2↑+H2O
②加沉淀剂法在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂,离子方程式为Ca2++CO===CaCO3↓;Mg2++CO===MgCO3↓
三、[思考探究]孔雀石主要含Cu2OH2CO3,还含少量Fe、Si的化合物实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O,步骤如下孔雀石SiO2CO2溶液AFeOH3溶液BCuSO4·5H2O为解决有关问题,兴趣小组同学查得有关物质沉淀的pH数据如下物质pH开始沉淀pH完全沉淀FeOH
31.
93.2FeOH
27.
09.0CuOH
24.
76.7问题思考1向溶液A中先加入足量H2O2,再加入CuO的作用是什么?【提示】 H2O2溶液将溶液A中的Fe2+氧化成Fe3+,再加入CuO可调节溶液的pH在
3.2~
4.7,使Fe3+沉淀完全2操作X包括哪些过程?【提示】 操作X是溶液中得到溶质的方法蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤3在进行操作X时,需要将溶液B再适当酸化的目的是什么?【提示】 抑制铜离子水解
四、物质纯化的基本原则和注意事项1.基本原则1不增不引入新的杂质2不减不减少被提纯的物质3易分离被提纯的物质与杂质易分离4易复原被提纯的物质易复原2.注意事项1除杂试剂要过量2后续试剂应能除去过量的前一试剂3过程简单,现象明显4尽可能将杂质转化为所需物质5除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序
五、【板书设计】
(一)物质检验与含量测定1常见阴、阳离子的检验方法2物质含量检测
(1)沉淀法
(2)氧化还原滴定法
(3)酸法碱中和滴定
①原理nH+=nOH—,cH+VH+=cOH—VOH—
②仪器酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶等
③指示剂的选取
④滴定步骤
⑤误差分析
(二)物质制备和纯化
1.物质的制备
2.物质的纯化
(1)除杂
(2)粗盐的提纯
(3)工业废水的净化
(4)硬水的软化
(三)生活中的离子反应
1.治疗胃酸过多AlOH3+3H+===Al3++3H2O
2.硬水的形成与软化1硬水的形成CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO3—MgCO3+CO2+H2O===Mg2++2HCO3—2硬水的软化加热法Ca2++2HCO3—CaCO3↓+CO2+H2OMg2++2HCO3—MgCO3↓+CO2+H2O沉淀法Ca2++CO32—===CaCO3↓Mg2++CO32—===MgCO3↓
六、检测题
1.有一支50mL酸式滴定管中盛有盐酸,液面恰好在amL刻度处,把管内液体全部放出,盛入量筒内,所得液体体积一定是 A.amL B.50-amLC.大于50-amLD.大于amL
2.下列是一段关于中和滴定的实验叙述
①取一只锥形瓶,用待测NaOH溶液润洗两次;
②在锥形瓶中加入
25.00mL待测的NaOH溶液;
③加入几滴石蕊溶液作指示剂;
④取一支酸式滴定管,用蒸馏水洗涤干净;
⑤直接往其中注入标准酸溶液,进行滴定;
⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶;
⑦两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降,直到滴定终点其中错误的是 A.
④⑥⑦B.
①⑤⑥⑦C.
③⑤⑦D.
①③⑤⑦
3.用标准盐酸溶液滴定待测浓度的碱溶液时,下列操作中会引起碱溶液浓度的测定值偏大的是 A.锥形瓶里溶液在滴定过程中溅出B.滴定管装液后尖嘴部位有气泡,滴定后气泡消失C.指示剂变色15s后又恢复为原来的颜色便停止滴定D.锥形瓶用蒸馏水冲洗后未用待测液润洗
4.用Na2CO3标准溶液滴定未知浓度盐酸,导致测定结果偏高的操作有 A.滴定前锥形瓶用蒸馏水润洗过B.滴定前锥形瓶中加入待测盐酸后又加蒸馏水C.滴定前读数方法正确,滴定后俯视读数D.滴定前尖嘴中气泡未排出即进行滴定,滴定后尖嘴无气泡
5.某烧碱样品中含有少量不与酸作用的可溶性杂质,为了测定其纯度,进行以下滴定操作A.在250mL容量瓶中配制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.在天平上准确称取烧碱样品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,调整液面,记下开始刻度V1mLE.在锥形瓶下垫一张白纸,滴定到终点,记录终点刻度为V2mL请完成下列问题1正确操作步骤是填写字母______→_______→________→D→________;2滴定管读数应注意________________________________________________;3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约为________;终点时的颜色变化是________;6若酸式滴定管没用标准H2SO4润洗,会对测定结果有何影响________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________参考答案
1.【解析】滴定管的“0”刻度在上,且在最大刻度
50.00mL以下还有一段没有刻度的部分,所以管内液体体积大于50-amL【答案】C
2.【解析】 锥形瓶不能用待测溶液润洗,石蕊溶液不能作中和滴定的指示剂,酸式滴定管须用酸液润洗2~3次后再注入标准酸溶液,滴定时眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化,故
①③⑤⑦错误【答案】D
3.【解析】 根据c待测=判断A项中,V待测的实际量减小,导致V标准减少,测定值偏小,B项气泡被计算在V标准中,导致V标准增大,测定值偏大,C项未到滴定终点,偏小,D项,不影响测定结果【答案】B
4.【解析】 滴定前锥形瓶用蒸馏水润洗过不影响结果,故A无影响;锥形瓶中加入待测盐酸后又加蒸馏水也是无影响的,故B无影响;滴定后俯视读数,使得读数偏小,故C结果偏低【答案】B
5.【解析】 对于中和滴定的操作问题要依据中和滴定的正确步骤和规范操作去思考,而分析产生的误差,要注意滴定过程中消耗标准液体积偏大,还是偏小,还是不变该题配制250mLNaOH溶液,取25mL于锥形瓶中,用H2SO4溶液进行滴定,以甲基橙作指示剂滴定过程中需注意的问题滴定管应用所盛液体润洗,读数时视线与凹液面最低点相平,尖嘴部分应充满液体等【答案】 1C A B E2滴定管应垂直;装液和放液后需要等一会,等液面上下不发生变化时才能读数;读数时要平视,视线与凹液面最低点相平;读数应到
0.01mL3便于准确判断滴定终点时溶液的颜色变化情况4零刻度或零刻度以下的某一刻度 充满溶液,无气泡
53.1~
4.4 黄色变为橙色6偏高7%。