物质含量的测定---酸碱中和滴定第三课时滴定终点的判断教学课件

酸碱中和滴定

教学目标：

1.掌握酸碱中和滴定的实验原理、基本操作、终点判断等，学会溶液中离子浓度的定量分析方法；

2.在酸碱中和滴定的分组实验中学会交流与合作，初步培养科学探究能力和创新意识；

3.通过滴定过程中pH、温度变化等的曲线探讨滴定终点判断的方法，查明曲线变化的原因，培养宏观辨识和微观探析的化学核心素养。

教学重点：

酸碱中和滴定的基本操作、终点判断、数据处理和滴定曲线。

教学难点：

滴定终点的判断方法。

教学方法：

基础知识—以微课为基础的翻转课堂教学，基本操作—以学生实验为基础的体验式教学，曲线分析—以数字化实验为依托的研究性学习。

教学过程：

（课前：学生观看关于酸碱中和滴定基本原理的微课。）

一、微课回顾：指示剂判断滴定终点

师：本节课我们将学习选修四第三章第二节第3课时的内容——酸碱中和滴定之滴定终点的判断，从以下四个方面展开学习：中和滴定的实验原理、常规操作、曲线绘制和应用练习。

师：通过课前微课的学习，我们了解了酸碱中和滴定的基本原理，知道了酸碱中和滴定的关键是终点的判断，抽一位幸运同学帮我们回顾一下终点判断的方法，完成下列空白：

生：中和滴定的关键是准确判断滴定终点(中和反应恰好完全反应的时刻)，其方法是在待测液中加2～3滴指示剂，观察滴定过程中溶液颜色的变化，常选用的指示剂是酚酞或甲基橙，不用石蕊试液的原因是石蕊试液颜色变化不明显。（对学生进行肯定和鼓励）

师：再抽一位幸运同学帮我们梳理一下甲基橙、酚酞、石蕊这几个指示剂的变色范围以及对应的颜色。

生：甲基橙3.1-4.4 红橙黄，酚酞8.2-10无色-浅红-红，石蕊5-8 红紫蓝。

师：在用氢氧化钠滴定盐酸的过程中，如果用甲基橙判断终点，终点时溶液从什么颜色变成什么颜色？如果酚酞做指示剂，终点时溶液从什么颜色变成什么颜色？

生：甲基橙橙色变为黄色，酚酞无色变为粉红色

二、学生实验：中和滴定的基本操作

师：接下来同学们要小组合作亲自动手来完成中和滴定实验。同学们今天要做的是用已知浓度的NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸。取15.00mL盐酸于锥形瓶中，加入3滴指示剂，用NaOH标准液进行滴定。注意两点：1滴定时先快后慢，接近终点（盐酸浓度约为0.1mol/L）时逐滴加入，加入最后一滴溶液，锥形瓶中溶液恰好变色，且半分钟内不复原。同学们所测得盐酸的浓度约为0.1mol/L。 2.注意一手控制滴定管的活塞，一手摇动锥形瓶（像图片这样）。注意边做边记录数据。

生：小组合作完成实验

（实验结束汇总学生实验数据于黑板上，前四组用甲基橙做指示剂，后五组用酚酞做指示剂）

师：现在我们来汇总一下各小组的实验数据，也就是消耗的NaOH溶液的体积。

(各小组汇报实验结果，数据汇总在黑板上)

师：我们总体评价一下这9组数据，同学们看看偏差大吗？偏大特别大的数据应该如何处理？

生：...偏差特别大的数据舍弃。

师：实际实验过程中，大家测得的数据有偏差是正常的。有些误差我们通过提高实验技能、熟练实验操作就可以避免，但有些误差本就客观存在。请思考这个实验中有没有一些不可避免的误差呢？看同学们一时想不到，我把问题变得直接些，请问同学们用指示剂判断的终点和理论的终点一致吗？

生：不一致

三、演示实验：中和滴定的pH和温度曲线

师：这种误差在常规操作中可以接受吗？有没有其他判断终点的方法呢？带着这两个问题，大家跟我一起看一个数字化实验，借助于pH传感器和温度传感器来绘制中和滴定的曲线。首先给大家介绍一下所用仪器，磁力搅拌器：配合磁子自动搅拌使溶液混合均匀，pH传感器和温度传感器：准确实时的测定溶液pH 和温度的变化，以及数据采集器和计算机显示软件，当然肯定还有常规中和滴定的装置。我和同学们用的是同一批试剂，但是我用的是酸滴碱，因为酸式滴定管更容易控制匀速滴下，这叫做反滴定。无论是哪种方式，我们测得盐酸的浓度应该是一样的。首先在烧杯（提前放入了磁子）中装入30ml NaOH标准溶液，插入pH传感器和温度传感器，放在磁力搅拌器上，打开搅拌器调整好搅拌速度，点开数据采集软件开始采集，打开酸式滴定管，调整合适滴加速度使酸匀速滴下。

师：现在请一位同学从横纵坐标的

意义、图像的起点、图像的变化趋势帮

我们解读pH曲线。

生：纵坐标-pH，横坐标-时间，（师

补充：当我匀速滴加盐酸的时候，时间

和加入盐酸的体积是成正比的关系，那

么横坐标的时间长短对应的就是盐酸

的体积大小）起点-标准NaOH溶液的

pH。变化趋势-溶液的pH不断下降，刚

开始下降的慢，中间陡然下降，后来又

下降的慢。

师：你能从这个图像找到滴定的终

点吗？

生：pH=7的点

师：现在我要借助软件切线功能观

察曲线斜率的变化，终点时曲线的斜率

绝对值有什么特点?

生；最大

师：也就是终点是曲线变化最快

（斜率绝对值最大）的点。

师：这两种表述有什么区别呢？如果不是今天所做的强酸滴定强碱，而是强酸滴定弱碱，例如盐酸滴定氨水，滴定终点应该恰好生成氯化铵，pH还等于7吗？

生：不等

师：因此准确的讲滴定终点应该是曲线变化最快的点。

师：为什么滴定终点时，曲线的变化最快或者说接近终点时pH出现突跃呢？同学们来算一算：c(HCl)=c(NaOH)=0.1mol/L，V(NaOH)=30.00mL，相对于滴定终点，多滴了一滴盐酸和少滴了一滴盐酸溶液的pH分别是多少？已知1ml溶液约为20滴，那么一滴溶液的体积为0.05ml。

生：多滴一滴盐酸时：溶液中

L

H/

mol

10

10

05

.

60

10

05

.0

1.0

)

(c4

3

3

-

-

-

+≈

⨯

⨯

⨯

=

，pH=4，反之

少滴一滴盐酸时，

L

H/

mol

10

10

95

.

59

10

05

.0

1.0

)

O

(c4

3

3

--

-

-

≈

⨯

⨯

⨯

=

，pH=10。

师：两滴盐酸的差异便可使的溶液pH从10变为4。我们通过计算现在便可以理解pH突跃的由来。

师：请问同学们，指示剂变色的点在曲线的突跃范围内吗？

生：在，甲基橙是4.4，酚酞是8.2。

师：常规测定中指示剂带来的误差大吗？

生：小，一滴溶液甚至不到一滴。

师：我们再来解读温度曲线，请同学们先从化学反应与能量的角度预测一下温度曲线的变化趋势。

生：先升高后略微降低，升高是因为中和反应放热，降低是因为终点后随常温盐酸加入溶液体积增大热量分散。

师：实际的曲线趋势是这样的吗？

生：（观察放大后的图像）是

放大前的温度图像

纵坐标放大后的温度图像

师：观察纵坐标数值回答温度变化明显吗？

生：不明显

师：在实际操作中，可以借助温度判断酸碱滴定的终点吗？

生：可以，但是变化不够明显，找到终点相对困难。

师：如果想要绘制一条理想的或者说接近理论的温度变化曲线应该从哪些方面改进装置？（提示：结合中和热的测定进行分析）

生：保温隔热、增加酸碱的浓度和体积等。