物质的定量分析教学设计.docx
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物质的定量分析教学设计
专题6物质的定量分析教学设计
课题一食醋总酸含量的测定
一、教学目标
1、掌握移液管和容量瓶的正确使用方法。
2、学会使用滴定管进行滴定操作。
3、了解酸碱滴定中指示剂的选择方法。
4、初步学会用滴定法测定液体试样中的总酸或总碱。
5、初步认识实验设计、数据记录及处理在化学学习、科学研究和日常生活中的应用。
二、教学重难点
实验方案的设计与实施
三、教学过程
(一)、实验原理
食醋的酸味主要来自其中的醋酸等有机酸。
食醋总酸含量是指每100ml食醋中含酸(以醋酸计)的质量,也称食醋的酸度。
国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于3.5g/100ml。
本实验利用滴定分析法,用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定待测食醋样品溶液,可测定食醋的总酸含量。
滴定时反应的化学方程式:
CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O
由于是强碱滴定弱酸,滴定的pH突变在碱性范围内,理论上滴定终点的pH在8.7左右。
通常用酚酞作指示剂,滴至溶液呈粉红色且30s内不褪色,表明达到滴定终点。
(二)、实验样品与仪器
待测样品:
杭州香醋(白米醋)
仪器:
移液管、容量瓶、碱式滴定管、酸式滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管夹、洗耳球、玻璃棒。
试剂:
浓度约为0.100moL·L-1NaOH标准溶液、0.1%酚酞溶液,蒸馏水。
(三)、实验步骤
1.配制待测食醋溶液
用25mL移液管吸取市售食醋25mL,置于250mL容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀即得待测食醋溶液。
2.将酸式滴定管洗净后,每次用3-4ml待测食醋溶液润洗3次,然后加待测食醋溶液,使液面高于“0”刻度。
把滴定管夹在滴定管上(活塞把向右)。
轻轻转动活塞,放出少量酸液,使尖嘴内充满酸液,并使液面达到“0”或“0”刻度一下。
静置1-2min,读取刻度数据(应读到小数点后面两位数字),记录为待测食醋体积的初读数。
3.将碱式滴定管洗净后,每次用3-4mlNaOH标准溶液润洗3次,然后加入NaOH标准溶液,排除橡皮管内的气泡后,使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下。
静置后,读取刻度数据,记录为氢氧化钠标准溶液体积的初读数。
4.从酸式滴定管中放出Vml(25ml)待测食醋到洗净的锥形瓶中,加2-3滴酚酞溶液。
读取滴定管中食醋的刻度数据,记录为待测食醋体积的终读数。
5、将盛有待测食醋的锥形瓶置于碱式滴定管下,挤压碱式滴定管的玻璃球,使滴定管的NaOH标准溶液滴入锥形瓶中,边加边摇动锥形瓶,将要到达终点时应减慢加入碱液的速度,当溶液的颜色变为粉红色且在半分钟内不褪色,即达到滴定终点。
静置后,读取NaOH标准溶液的刻度数据,记录为NaOH标准溶液体积的终读数。
(四)、数据记录、处理与结论
氢氧化钠标准溶液浓度c(NaOH)=0.1000moL·L-1
实验次数
第一次
第二次
第三次
待测食醋的体积初读数/mL
待测食醋的体积终读数/mL
待测食醋的体积
V(CH3COOH)/mL
氢氧化钠标准溶液的体积初读数/mL
氢氧化钠标准溶液的体积终读数/mL
氢氧化钠标准溶液的体积
V(NaOH)/mL
实验测得食醋总酸含量
(g/100mL)
食醋总酸含量的平均值(g/100mL)
相对平均偏差%
注:
100ml食醋中所含醋酸的质量为:
M’(CH3COOH)=c(NaOH)·v(NaOH)·M(CH3COOH)×100/V×250/25
(五)、注意事项
(1)由于NaOH固体易吸收空气中的CO2和水分,不能直接配制碱标准溶液,而必须用标定法。
(2)白醋和米醋可以直接滴定,一般的食醋由于颜色较深不利于滴定终点的判断,可稀释后用中性活性炭脱色后再行滴定(脱色比较麻烦且效果也不甚理想)。
(3)为消除CO2对实验的影响,减少实验误差,配制NaOH溶液和稀释食醋的蒸馏水在实验前应加热煮沸2~3分钟,以尽可能除去溶解的CO2,并快速冷却至室温。
(4)几个关健实验操作:
①移液管尖嘴残留液体的处理
②滴定前后碱式滴定管中不能有气泡
③滴定管使用前要用待盛放的溶液润洗
锥形瓶不能用待测液润洗
④滴定终点的判断
⑤读数时是否平视
课后练习:
1、在一支25ml的酸式滴定管中盛入0.1mol·L-1的盐酸,其液面恰好在5ml刻度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后以0.1mol·L-1的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积()
A、大于20mlB、小于2OmlC、等于2OmlD、等于5ml
2、为庆祝奥运圣火成功登顶珠峰,某班举行了联欢晚会。
晚会上赵东同学将一张白纸展示给大家,然后用喷壶向纸上喷了一些无色液体,“奥运成功!
中国加油!
”的红色大字立刻显现于纸上。
他所用的显色反应是下列哪一组?
()
A、酚酞-盐酸溶液B、酚酞-氢氧化钠溶液
C、石蕊-氢氧化钠溶液D、碘水-淀粉溶液
3、下列说法不正确的是()
A、滴定管使用前可用所盛装溶液润洗,锥形瓶只能用蒸馏水润洗
B、NaOH溶液最好保存在塑料瓶中,若用玻璃瓶保存,需用橡胶塞或软木塞塞紧瓶口,不可用玻璃塞
C、KMnO4溶液显中性,故既可用酸式滴定管盛装,又可用碱式滴定管盛装
D、金属Al、Zn都与NaOH溶液反应放出H2,用NaOH溶液不能将两者区分
4、准确量取25.00mlKMnO4溶液于锥形瓶中并用某无色未知浓度的A溶液进行滴定,所选仪器和指示剂均正确的是()
A、50ml酸式滴定管;甲基橙
B、50ml碱式滴定管;酚酞
C、50ml量筒;石蕊
D、50ml酸式滴定管;不用指示剂
5、取体积相同(0.025L)的两份0.10mol·L-1的NaOH溶液,把其中一份放在空气中一段时间后,溶液的PH(填“增大”、“减小”或“不变”),其原因是。
用已知浓度的H2SO4溶液中和上述两份溶液,若中和第一份(在空气中放置了一段时间)所消耗H2SO4溶液的体积为VA,另一份消耗H2SO4溶液的体积为VB,则:
(1)以甲基橙作指示剂时,VA与VB的关系是;
(2)以酚酞为指示剂时,VA与VB的关系是;
(已知:
甲基橙变色是在PH=3.1-4.4即酸性条件,酚酞变色是在PH=8.2-10即碱性条件)
6、某烧碱样品中含有少量与酸不反应的可溶性杂质,为了测定其纯度,进行以下滴定操作:
A、用250ml的容量瓶配成溶液
B、用移液管移取25ml烧碱溶液于锥形瓶中并滴加几滴甲基橙作指示剂;
C、在天平上准确称取烧碱样品mg,在烧杯中加蒸馏水溶解;
D、将物质的量浓度为cmol·L-1H2SO4标准溶液装入酸式滴定管,调整液面,记下开始刻度数为V1ml;
E、在锥形瓶下垫一张白纸,滴定到终点,记录酸式滴定管此时刻度数为V2ml
回答下列问题:
(1)正确的操作步骤的顺序是(用字母填写)→→→D→。
(2)滴定管读数应注意。
(3)操作D中液面应调整到,尖嘴部分应。
(4)滴定到终点时锥形瓶内溶液的PH约为,终点时颜色变化是。
(5)若酸式滴定管没有用标准H2SO4标准溶液润洗,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)。
(6)该烧碱样品的纯度计算式是。
7、准确移取25.00ml某未知浓度的盐酸于一洁净锥形瓶中,然后用0.20mol·L-1的NaOH溶液滴定(指示剂为酚酞)。
滴定结果如下:
NaOH溶液起始读数
NaOH溶液终点读数
第一次
0.01ml
18.20ml
第二次
0.20ml
18.41ml
(1)根据以上数据可计算出盐酸的物质的量浓度为mol·L-1。
(2)若操作有误,则导致待测盐酸浓度偏低的错误操作是。
(填字母)
A、滴定管用蒸馏水洗后未用标准碱液润洗,而直接装入标准碱液
B、滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
C、滴定管读数时,滴定前仰视滴定后俯视
D、待测液中指示剂酚酞加得太多
(3)如果准确移取25.00ml0.20mol·L-1的NaOH溶液于锥形瓶中,滴入酚酞指示剂,然后用未知浓度的盐酸(装在酸式滴定管中),是否也可测定出盐酸的物质的量浓度(填“是”或“否”)。
8、实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:
4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1mol(CH2)6N4H+与1molH+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。
某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ称取样品1.5000g。
步骤Ⅱ将样品溶解后,完全转移到250ml容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ移取25.00ml样品溶液于250ml锥形瓶中,加入10ml20%的中性甲醛溶液,摇匀,静置5min后,加入1-2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤3填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
③滴定达到终点时,酚酞指示剂由色变成色。
(2)滴定结果如下表所示:
滴定次数
待测溶液的体积/ml
标准溶液的体积
滴定前刻度/ml
滴定后刻度/ml
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
0.20
20.20
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol·L-1,则该样品中氮的质量分数为。
课题2镀锌铁皮镀层厚度的测定
一、教学目标
1、学会用电子天平称量物质的质量。
2、学会用化学方法测定镀锌铁皮锌镀层的厚度。
3、了解测定过程中产生误差的原因,并能对实验中的数据进行处理。
4、学会书学定量测定与分析实验报告
二、教学重难点
实验方案的设计与实施
三、教学过程
(一)、实验的基本原理
称量与酸反应前后镀锌铁皮腐质量(分别为m1、m2),两者之差就是锌镀层的质量(△m=m1-m2),则锌的体积为V=(m1-m2)/ρ,ρ为锌的密度,一般为7·14g·cm-3。
若已知锌镀层单侧的面积(S),那么锌镀层单侧的厚度就用公式 h=△m/(2ρS)来计算。
(二)、实验设计
镀锌铁皮与盐酸的反应
1、实验原理:
镀锌铁皮在盐酸中构成原电池,锌与盐酸先反应,当反应气泡迅速减少时,锌已基本反应完。
2、实验样品与仪器
样品:
镀锌铁皮(约5cm×5cm)3片
仪器:
烧杯、酒精灯、火柴、三脚架、石棉网、镊子、玻璃棒、尺(精度为0.1cm)、电子天平(0.001g)。
试剂:
6mol·L-1盐酸。
3、实验步骤:
(1).取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮),分别量出它们的长度与宽度。
(2).用电子天平分别称量三块镀锌铁皮(A、B、C)的质量。
(3).将镀锌铁皮A放入烧杯中,加入约40mL6mol·L-1盐酸。
反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,使铁皮两边锌镀层都充分反应,到反应速率突然减小时(产生气泡的速率变得极慢),立即将未反应的铁皮取出,用自来水冲洗掉附着的酸液。
(4).将铁片放在石棉网上,用酒精灯小火烘干,冷却后用电子天平称量。
(5).分别用B、C重复进行实验步骤3、4。
(6).根据实验所得数据,求出镀锌铁皮的镀锌铁皮的锌镀层厚度。
(7)记录与结论
数据记录
数据处理
镀锌铁皮A,长,宽
镀锌铁皮B,长,宽
镀锌铁皮C,长,宽
镀锌铁皮A,m1(A)=g
镀锌铁皮B,m1(B)=g
镀锌铁皮C,m1(C)=g
镀锌铁皮A,m2(A)=g
镀锌铁皮B,m2(B)=g
镀锌铁皮
镀锌铁皮厚度
(单侧)/cm
锌镀层平均厚度(单侧)/cm
相对平均差
/%
镀锌铁皮A
镀锌铁皮B
镀锌铁皮C
(三)介绍锌镀层质量的其他方法
1、:
镀锌铁皮与氢氧化钠溶液的反应
实验原理:
锌能溶于强碱溶液而铁不能与强碱溶液反应,反应的化学反应方程式为:
Zn+2NaOH+2H2O===Na2[Zn(OH)4]+H2↑
实验步骤:
(1).取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮),分别量出它们的长度与宽度。
(2).用电子天平分别称量三块镀锌铁皮(A、B、C)的质量。
(3).将镀锌铁皮A放入烧杯中,加入约40mL6mol·L-1氢氧化钠。
反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,使铁皮两边锌镀层都充分反应,到反应速率为零(几乎不产生气泡)时,将未反应的铁皮取出,用自来水冲洗掉附着的碱液。
(4).将铁片放在石棉网上,用酒精灯小火烘干,冷却后用电子天平称量。
(5).分别用B、C重复进行实验步骤3、4。
(6).根据实验所得数据,求出镀锌铁皮的镀锌铁皮的锌镀层厚度。
实验数据如下:
数据记录
数据处理
镀锌铁皮A,长,宽—cm
镀锌铁皮B,长,宽cm
镀锌铁皮C,长5.05cm,宽5.05cm
镀锌铁皮A,m1(A)=g
镀锌铁皮B,m1(B)=g
镀锌铁皮C,m1(C)=g
镀锌铁皮A,m2(A)=g
镀锌铁皮B,m2(B)=g
镀锌铁皮C,m2(C)=g
镀锌铁皮
镀锌铁皮厚度
(单侧)/cm
锌镀层平均厚度(单侧)/cm
相对平均差
/%
镀锌铁皮A
镀锌铁皮B
镀锌铁皮C
(四)、实验注意事项
1、电子天平要小心使用:
因电子天平属精密仪器,应要求学生小心使用防止损坏。
2、电子天平要准确读数:
由于电子天平精密度高,稍有影响(比如对着它大声说话)都有可能使它的读数发生变化。
所以要等在不受外界影响的情况下,天平显示数据稳定下来后再读数。
3、要及时记录数据:
数据对定量分析实验是至关重要的。
如果前面有任何一处数据忘记记录,都会使后续实验丧失意义。
4、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。
5、如何判断镀锌铁皮锌片恰好反应完,铁片基本没反应
6、数据的准确记录与处理及误差分析。
课后练习:
1、下列金属既能与强酸反应又能与强碱溶液反应的是()
A、铁B、铝C、锌D、镁
2、电子天平的精度是()
A、0.01gB、0.001gC、0.1gD、0.001mg
3、用酸溶法测定镀锌铁皮锌镀层厚度的实验中,如果将40ml6mol·L-1的盐酸溶液改为足量的0.6mol·L-1的盐酸溶液,结果是()
A、因为反应速率慢,将难以判断反应终点
B、因为镀层溶解不完全,将使测量结果偏低
C、因为盐酸足量,将会使测定结果偏高
D、因为盐酸浓度太稀,镀层无法溶解,实验不能完成
4、称量甲、乙两物体的质量,先将甲物体放于托盘天平右盘进行称量,再将乙物体放在左盘进行称量,若两次都使用了砝码,且砝码和游码的读数均相等,则甲、乙两物质的实际质量的大小关系是()
A、甲小于乙B、甲等于乙C、甲大于乙D、不能确定
5、某同学测定镀锌铁皮锌镀层厚度,步骤如下:
(1)测量三块镀锌铁皮的长度与宽度。
(2)用电子天平分别测量三块镀锌铁皮的质量。
(3)将镀锌铁皮放入烧杯中,加入盐酸,反应时应小心将铁皮翻动,该操作的目的是。
若没有此类操作,则测得的锌镀层厚度。
当反应速率突然减小时,立即取出铁皮并,该操作的目的是。
(4)将铁皮放在石棉网上,用,该操作的目的是。
若不烘干,则计算得到的铁皮厚度结果将。
若改用酒精灯持续加强热,则会造成。
(5)用镀锌铁皮B、C重复进行如上操作,并记录数据。
(6)根据实验数据,完成下表,求出镀锌铁皮的锌镀层厚度(锌的密度取7.14g·cm-3).
镀锌铁皮A,长4.94cm、宽4.90cm
镀锌铁皮B,长5.05cm、宽5.00cm
镀锌铁皮C,长5.05cm、宽4.90cm
镀锌铁皮A,m1(A)=2.455g
镀锌铁皮,m1(B)=2.508g
镀锌铁皮,m1(C)=2.500g
镀锌铁皮,m2(A)=2.201g
镀锌铁皮,m2(B)=2.247g
镀锌铁皮,m2(C)=2.238gm
数据处理
镀锌铁皮编号
镀锌层厚度(单侧)/cm
镀锌层平均厚度(单侧)/cm
相对平均偏差
镀锌铁皮A
镀锌铁皮B
镀锌铁皮C
6、已知Zn(OH)2能溶于NaOH(aq)转变成NaZn(OH)4,为了测定某白铁皮中锌的质量分数,进行如下实验:
去ag白铁皮样品于烧杯中,加入过量盐酸,用表面皿盖好。
开始时产生气泡的速度很快,以后逐渐变慢。
待试样全部溶解后,向烧杯中加入过量NaOH溶液,充分搅拌后过滤,将所得沉淀在空气中加强热至质量不变,称得残留固体质量为bg。
(1)白铁皮镀锌的目的是。
(2)气泡产生速度先快后慢的原因是。
(3)溶液中加入过量NaOH溶液,发生反应的离子方程式是(不是离子反应的写化学方程式)。
(4)最后残留的固体是,得到该固体的反应的化学方程式是。
(5)白铁皮含锌的质量分数是(用含a、b的式子表示)。
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