PAGE10-第2課時離子反應(yīng)的應(yīng)用1．了解常見陽離子和陰離子的檢驗方法。(重點)2．理解利用酸堿中和滴定法測強酸、強堿溶液濃度的原理、方法和誤差分析。(重點)3．通過離子反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用，體會化學(xué)在人類生產(chǎn)、生活中的作用和貢獻。授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第64頁學(xué)問點一物質(zhì)檢驗與含量測定1．離子檢驗人們常用離子在確定條件下的特征反應(yīng)來檢驗一些常見離子。被檢驗離子加入試劑現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)的離子方程式Fe3＋KSCN溶液生成紅色溶液Fe3＋＋3SCN=Fe(SCN)3I－AgNO3溶液、稀硝酸生成不溶于稀硝酸的黃色沉淀Ag＋＋I－=AgI↓2.測定溶液中離子濃度的三種方法(1)沉淀法(重量法)：確定體積含待測定離子的溶液eq\o(→,\s\up7(加入沉淀劑))得沉淀eq\o(→,\s\up7(稱其質(zhì)量))求得待測離子濃度。如溶液中SOeq\o\al(2－,4)的濃度可用Ba2＋將其轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀，再稱量沉淀的質(zhì)量求得。(2)氧化還原滴定法：利用氧化還原反應(yīng)原理，用已知精確濃度的離子的溶液通過滴定來測定未知濃度離子的濃度。如溶液中MnOeq\o\al(－,4)的濃度可用已知精確濃度的Fe2＋的溶液滴定的方法求得。(3)中和滴定法：讓已知標準濃度的酸(或堿)與未知濃度的堿(或酸)恰好反應(yīng)，通過測恰好中和時消耗標準液的體積來計算未知溶液的濃度。如強酸中H＋濃度可以用已知精確物質(zhì)的量濃度的強堿溶液滴定的方法獲得。[自我診斷]離子檢驗的常用方法有三種：檢驗方法沉淀法顯色法氣體法含義反應(yīng)中有沉淀反應(yīng)中有反應(yīng)中有產(chǎn)生或溶解顏色變更氣體產(chǎn)生請寫出下列離子的檢驗方法：(1)NHeq\o\al(＋,4)：___________________________________________________。(2)I－：_____________________________________________________。(3)Fe3＋：____________________________________________________。(4)Cu2＋：__________________________________________________________。[提示](1)氣體法(2)沉淀法(3)顯色法(4)沉淀法學(xué)問點二物質(zhì)的制備與純化1．物質(zhì)的制備離子反應(yīng)可以用于制備酸、堿、鹽、氣體等。(1)氯堿工業(yè)生產(chǎn)燒堿和氯氣的離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－。(2)試驗室制取CO2的離子方程式：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。2．物質(zhì)的純化(1)制高純度的氯化鈉：除去其中少量的SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋、Ca2＋，須要引入的試劑離子分別為Ba2＋、COeq\o\al(2－,3)、OH－。(2)除去污水中的重金屬離子：將其轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。(3)軟化硬水：除去或降低Ca2＋、Mg2＋的濃度。[自我診斷]粗鹽的純化過程是：及哪些離子反應(yīng)？應(yīng)留意什么問題？[提示]粗鹽的純化過程涉及的離子方程式有：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓；Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓；Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓；Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓；H＋＋OH－=H2O；COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑。提純時應(yīng)留意：①除雜質(zhì)時所加試劑的依次要求是：a.加Na2CO3必需在加BaCl2之后；b.加入鹽酸要在過濾之后。②試劑加入依次有多種選擇，如：a.BaCl2、NaOH、Na2CO3，過濾，HCl；b.BaCl2、Na2CO3、NaOH，過濾，HCl；c.NaOH、BaCl2、Na2CO3，過濾，HCl。學(xué)問點三生活中的離子反應(yīng)1．胃酸過多的治療(1)服用小蘇打片：離子方程式為：H＋＋HCOeq\o\al(－,3)=CO2↑＋H2O。(2)服用胃舒平：離子方程式為：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。2．硬水的形成及軟化(1)含義：含有Ca2＋、Mg2＋較多的水。(2)形成(短暫硬水)：離子方程式為：CaCO3＋CO2＋H2O=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)；MgCO3＋CO2＋H2O=Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)。(3)軟化方法：①加熱法：Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))CaCO3↓＋CO2↑＋H2O；Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)eq\o(=,\s\up7(△))MgCO3↓＋CO2↑＋H2O。②純堿法：在硬水中加入Na2CO3等沉淀劑，離子方程式為：Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓；Mg2＋＋COeq\o\al(2－,3)=MgCO3↓。[自我診斷]小蘇打片(NaHCO3)和胃舒平[Al(OH)3]都可用于胃酸過多的治療，為什么胃潰瘍患者不能服用小蘇打片？[提示]NaHCO3和Al(OH)3治療胃酸過多的原理，都是利用二者能與胃中過多的H＋反應(yīng)，來降低胃中H＋濃度，但小蘇打片在消耗H＋時會放出CO2，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O造成胃內(nèi)壓力過大，潰瘍部位易造成穿孔。授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第65頁要點一常見離子的檢驗[典例1]有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NHeq\o\al(＋,4)、K＋、Na＋、Mg2＋、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、Cl－、I－、NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，取該溶液進行以下試驗：①取pH試紙檢驗，表明溶液呈強酸性。②取少許溶液，加入少量CCl4及數(shù)滴新制氯水，經(jīng)振蕩后CCl4層呈紫紅色。③另取溶液少許，加入NaOH溶液使溶液由酸性漸漸變?yōu)閴A性，整個操作過程均無沉淀產(chǎn)生。④?、鄣娜芤荷僭S，加入Na2CO3溶液有白色沉淀生成。⑤若將③的溶液加熱有氣體放出，該氣體能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍。依據(jù)上述試驗事實確定該溶液中：(1)確定存在的離子有___________________________________________________。(2)不能確定是否存在的離子有_______________________________。(3)?、艿纳蠈尤芤鹤鲅嫔囼?，火焰呈黃色，________(填“能”或“不能”)證明原溶液中含有Na＋。解析：由試驗①知溶液中確定無COeq\o\al(2－,3)；由試驗②知溶液中確定含有I－，同時知Fe3＋、NOeq\o\al(－,3)確定不存在；由試驗③知溶液中確定無Mg2＋和Al3＋，再由試驗④知溶液中確定含有Ba2＋，同時知溶液中確定無SOeq\o\al(2－,4)；由試驗⑤知溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)。故溶液中確定存在NHeq\o\al(＋,4)、Ba2＋、I－，確定不存在Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，不能確定的是Na＋、K＋、Cl－。因在試驗④中加入Na2CO3溶液，盡管焰色反應(yīng)呈黃色，但仍無法推斷原溶液中是否存在Na＋。答案：(1)NHeq\o\al(＋,4)、Ba2＋、I－(2)Na＋、K＋、Cl－(3)不能1．常見陽離子的檢驗(1)常規(guī)檢驗法：①用NaOH溶液能檢驗出Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)。②焰色反應(yīng)：用焰色反應(yīng)可檢驗出溶液中的K＋和Na＋。(2)特別檢驗法：2．常見陰離子的檢驗(1)利用酸堿指示劑檢驗：OH－滴入酚酞溶液，溶液變?yōu)榧t色滴入紫色石蕊溶液，溶液變?yōu)樗{色(2)利用鹽酸和其他試劑檢驗：COeq\o\al(2－,3)→加入CaCl2溶液后生成白色沉淀，再加稀鹽酸沉淀溶解，并放出無色無味氣體。SOeq\o\al(2－,4)→加入BaCl2溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸或稀鹽酸的白色沉淀。SOeq\o\al(2－,3)→加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加稀鹽酸，放出無色有刺激性氣味能使品紅溶液退色的氣體。(3)利用AgNO3(硝酸酸化)溶液檢驗：(4)利用某些特征反應(yīng)檢驗：I－→滴入淀粉溶液和氯水，溶液變?yōu)樗{色。1．對于某些離子的檢驗及結(jié)論確定正確的是()A．加入稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體，將氣體通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，確定有COeq\o\al(2－,3)B．加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加鹽酸，沉淀不消逝，確定有SOeq\o\al(2－,4)C．加入氫氧化鋇溶液并加熱，產(chǎn)生的氣體能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍，確定有NHeq\o\al(＋,4)D．加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加鹽酸，白色沉淀消逝，確定有Ba2＋解析：A中也可能存在HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)和HSOeq\o\al(－,3)；B中也可能存在Ag＋；能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍的氣體為NH3，能與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生氨氣的物質(zhì)確定含有NHeq\o\al(＋,4)；D中Ca2＋、Mg2＋也有相同的試驗現(xiàn)象。答案：C要點二酸堿中和滴定[典例2]閱讀下列試驗內(nèi)容，依據(jù)題目要求回答問題。某學(xué)生為測定未知濃度的硫酸溶液，試驗如下：用1.00mL待測硫酸配制100mL稀硫酸溶液；以0.14mol·L－1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25.00mL，滴定終止時消耗NaOH溶液15.00mL。(1)該學(xué)生用標準0.14mol·L－1NaOH溶液滴定硫酸的試驗操作如下：A．用酸式滴定管取稀硫酸25.00mL，注入錐形瓶中，加入指示劑B．用待測液潤洗酸式滴定管C．用蒸餾水洗干凈滴定管D．取下堿式滴定管用標準的NaOH溶液潤洗后，將標準液注入堿式滴定管“0”刻度以上2～3cm處，再把堿式滴定管固定好，調(diào)整液面至“0”刻度或“0”刻度以下E．檢查滴定管是否漏水F．另取錐形瓶，再重復(fù)操作一次G．把錐形瓶放在滴定管下面，瓶下墊一張白紙，邊滴邊搖動錐形瓶直至滴定終點，登記滴定管液面所在刻度①滴定操作的正確依次是________(用序號填寫)。②該滴定操作中應(yīng)選用的指示劑是________。③在G操作中如何確定終點？________。(2)堿式滴定管用蒸餾水潤洗后，未用標準液潤洗導(dǎo)致滴定結(jié)果________(填“偏小”“偏大”或“無影響”)。(3)配制精確濃度的稀硫酸溶液，必需運用的主要容器是________。(4)如有1mol·L－1和0.1mol·L－1的NaOH溶液，應(yīng)用________mol·L－1的NaOH溶液，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)用標準NaOH溶液滴定時，應(yīng)將標準NaOH溶液注入________(填“甲”或“乙”)中。(6)視察堿式滴定管讀數(shù)時，若滴定前仰視，滴定后俯視，則結(jié)果會導(dǎo)致測得的稀硫酸溶液濃度測定值________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。解析：(1)中和滴定的步驟為查漏→洗滌→潤洗→加液→滴定，故依次為ECDBAGF；指示劑可以運用酚酞；達到滴定終點時，溶液由無色變?yōu)闇\紅色(或粉紅色)，且半分鐘不退去。(2)若滴定管沒有用標準溶液潤洗，相當于溶液被稀釋，消耗的標準溶液體積就大，從而使測定結(jié)果偏大。(3)配制100mL的溶液應(yīng)選用100mL的容量瓶。(4)進行滴定時，所用標準溶液濃度越稀，誤差就越小，故選用0.1mol·L－1氫氧化鈉溶液。(5)氫氧化鈉溶液應(yīng)注入堿式滴定管乙中。(6)當讀數(shù)時，起先仰視，會使讀數(shù)偏大，后來俯視，會使讀數(shù)偏小，計算出的體積會偏小，從而使測定結(jié)果偏小。答案：(1)①ECDBAGF②酚酞③溶液由無色變?yōu)闇\紅色(或粉紅色)，且半分鐘不退去(2)偏大(3)100mL容量瓶(4)0.1溶液濃度越稀，誤差就越小(5)乙(6)偏小1．原理(1)定量分析：化學(xué)上把測定物質(zhì)各組成成分含量的過程，稱為定量分析過程。中和滴定是定量分析的一種方法。(2)中和滴定：用已知物質(zhì)的量濃度的酸(或堿)來滴定未知物質(zhì)的量濃度的堿(或酸)的方法就叫酸堿中和滴定。實質(zhì)：H＋＋OH－=H2O即酸中的H＋和堿中的OH－物質(zhì)的量相等。2．儀器(1)用到的儀器：酸式滴定管，堿式滴定管，移液管，滴定管夾，錐形瓶，燒杯，鐵架臺。(2)滴定管的結(jié)構(gòu)和運用。①刻度(以50mL規(guī)格為例)：滴定管上標有溫度(20℃)和刻度，刻度共50大格，每大格為1mL，每大格分為10小格，每小格為0.1mL，因此能讀至0.01mL(估讀1位)?！?”刻度在上，“50”刻度在下，在“0”以上至管口和“50”以下至尖嘴均無刻度。②滴定管盛裝試劑要求——“二不能”：酸式滴定管不能裝堿性溶液、水解呈堿性的鹽溶液及氫氟酸。堿式滴定管不能裝酸性溶液或高錳酸鉀等強氧化性物質(zhì)的溶液(橡膠管易被腐蝕)。3．試劑(1)標準液、待測液。(2)指示劑(加2～3滴)。4．操作(以標準鹽酸滴定待測氫氧化鈉溶液為例)(1)滴定前的打算：①查漏：檢查滴定管的活塞是否敏捷、滴定管是否漏水。②洗滌：酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶依次用自來水、蒸餾水洗滌干凈。③潤洗：用待盛溶液將酸式、堿式滴定管潤洗2～3次，以保證裝入溶液時不變更溶液的濃度。④裝液：溶液裝入酸式、堿式滴定管中，所裝溶液調(diào)至“0”刻度上方2～3cm處。⑤排氣：調(diào)整活塞(或擠壓玻璃球)，趕走氣泡使滴定管尖嘴部分充溢溶液。⑥調(diào)液面：使液面處于“0”刻度或“0”刻度以下某一刻度處。⑦讀數(shù)：讀數(shù)時視線應(yīng)與溶液凹液面最低處相平，記錄刻度(保留兩位小數(shù))。(2)滴定：①用堿式滴定管(或移液管)取確定體積的待測液于錐形瓶中，并滴入2～3滴酚酞試劑。把錐形瓶放在墊有一張白紙的酸式滴定管下面。②用左手限制活塞，右手不斷旋轉(zhuǎn)振蕩錐形瓶，眼睛凝視錐形瓶內(nèi)溶液顏色變更及滴定流速，當溶液變至無色且半分鐘內(nèi)不再復(fù)原紅色，停止，登記刻度。(3)數(shù)據(jù)處理：按上述操作重復(fù)2～3次，求出標準鹽酸體積的平均值，計算待測液濃度。5．誤差分析(1)依據(jù)c(待)＝eq\f(c標·V標,V待)，對錯誤操作引起的誤差進行分析。(2)常見錯誤操作及對應(yīng)誤差：(以酸滴定堿為例)錯誤操作c(待)的誤差儀器洗滌酸式滴定管水洗后未用標準液潤洗偏大堿式滴定管水洗后未用待測液潤洗偏小錐形瓶水洗后用待測液潤洗偏大量器讀數(shù)滴定前俯視酸式滴定管，滴定后平視偏大滴定前仰視酸式滴定管，滴定后俯視偏小滴定操作滴定前酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定結(jié)束后氣泡消逝偏大滴定結(jié)束，滴定管尖端掛一滴液體未滴下偏大錐形瓶水洗后留有少量蒸餾水不變滴定過程中，振蕩錐形瓶時，不當心將溶液濺出偏小用甲基橙作指示劑，滴至橙色，半分鐘內(nèi)又還原成黃色，不處理就計算偏小2．某化學(xué)試驗小組想要了解市場上所售食用白醋(主要是醋酸的水溶液)的濃度，現(xiàn)從市場上買來一瓶某品牌食用白醋，用試驗室標準NaOH溶液對其進行滴定。下表是4種常見指示劑的變色范圍：指示劑石蕊甲基橙甲基紅酚酞變色范圍(pH)5.0～8.03.1～4.44.4～6.28.2～10.0(1)該試驗應(yīng)選用________作指示劑，向錐形瓶中移取確定體積的白醋所用的儀器是________。(2)如圖表示50mL滴定管中液面的位置，若A與C刻度間相差1mL，A處的刻度為25，滴定管中液面讀數(shù)應(yīng)為________mL，此時滴定管中液體的體積為________。(3)為了減小試驗誤差，該同學(xué)一共進行了三次試驗，假設(shè)每次所取白醋體積均為VmL，NaOH標準液濃度為cmol·L－1，三次試驗結(jié)果記錄如下：試驗次數(shù)第一次其次次第三次消耗NaOH溶液體積/mL 26.0225.3225.28從上表可以看出，第一次試驗中記錄消耗NaOH溶液的體積明顯多于后兩次，其緣由可能是________________________________________________________________________。A．試驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時NaOH溶液的體積B．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡C．盛裝標準液的滴定管裝液前用蒸餾水潤洗過，未用標準液潤洗D．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗后，后兩次未潤洗E．滴加NaOH溶液過快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，立即停止滴定(4)依據(jù)所給數(shù)據(jù)，寫出計算該白醋濃度的表達式(不必化簡)：_____________________。解析：醋酸與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)時生成醋酸鈉水解顯弱堿性，所以指示劑最好選酚酞。讀取標準液讀數(shù)時，滴定到終點后俯視及剛看到溶液變色，立即停止滴定，都會使讀取的標準氫氧化鈉溶液體積偏小。答案：(1)酚酞酸式滴定管(或移液管)(2)25.40大于24.60mL(3)BCD(