1、人民教育出版社高中化学选修六课题二 物质含量的测定 第2课时 比色法的原理及应用 食醋中总酸量的测定 第2课时 学习目标定位学习目标定位学习重难点：1.掌握比色法的原理及操作。2.学会利用中和滴定法测定物质中酸或碱的含量。比色法的原理及操作。1比色法(1)定义许多物质本身具有明显的颜色，如 KMnO4 溶液显色，CuSO4 溶液显色；有些溶液本身无明显的颜色，但加入其他试剂后，具有明显的颜色，如 Fe3中加入 SCN，显色。上述溶液颜色的深浅和溶液的有关，在一定条件下，这些溶液的颜色愈深，浓度愈，故可以通过比较来测定有色物质的含量，这样的方法叫比色分析法。紫蓝血红浓度大颜色的深浅第2课时 知识
2、回顾区 知识回顾知识回顾(2)步骤比色法主要有和两个步骤。(3)分类及特点比色法分为和。目视比色法是用眼睛来观察比较，设备简单、操作方便，在常规分析中占有一席之地。比色法的优点是高，缺点是较大。比色法适于组分的测定，不适于组分的测定。显色比色目视比色法仪器测量法灵敏度误差微量常量第2课时 知识回顾区 2食醋中总酸量的测定实验原理食醋中的主要成分是，同时也含有少量其他弱酸，如乳酸等，均可被强碱准确滴定。滴定时反应的化学方程式是NaOHCH3COOH=CH3COONaH2O，nNaOHHnA=NanAnH2O。用 NaOH 溶液滴定食醋时，实际测出的是，分析结果用含量最多的表示，由于是滴定，滴定的
3、 pH突变在范围内，通常选用为指示剂，滴至溶液呈且，表示滴定达到终点。醋酸总酸量醋酸强碱弱酸碱性酚酞粉红色30 s内不褪色第2课时 知识回顾区【思考】用 NaOH 溶液滴定醋酸时，能否选用甲基橙作为指示剂？答案 不能。因为食醋中含有的醋酸、乳酸等有机酸为弱酸，强碱滴定弱酸，最终溶液应呈碱性，而甲基橙的变色范围是3.14.4，酸性范围，误差较大，而酚酞的变色范围是 8.210.0，正好适宜。第2课时 知识回顾区 探究点一 用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度一般亚铁盐在空气中易被氧化成铁盐，但形成硫酸亚铁铵(复盐)后就比较稳定。由于 Fe3与 SCN可生成较稳定的血红色物质 Fe(SCN)3，反应的离子
4、方程式为(血红色)，因此常以硫酸亚铁铵中含的量来衡量硫酸亚铁铵的纯度。Fe33SCN=Fe(SCN)3Fe3第2课时 学习探究区 用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度(1)配制溶液。按照滴定管使用要求，将 0.10 gL1 Fe3标准溶液(硫酸亚铁铵溶液)加入中；从中量取 0.50 mL 0.10 gL1 Fe3标准溶液至一支 25 mL中，加入 2 mL 3 molL 1和 1 mL 25%，用去离子水稀释至刻度，摇匀，得标准溶液；依照上述方法，分别量取 1.00 mL 和 2.00 mL 0.10 gL1Fe3标准溶液于另外两支 25 mL 的比色管中，配成二级、三级试剂的标准溶液。系列标准滴定管
5、滴定管比色管HCl溶液KSCN溶液第2课时 学习探究区(1)配制溶液。按照滴定管使用要求，将 0.10 gL1 Fe3标准溶液(硫酸亚铁铵溶液)加入中；从中量取 0.50 mL 0.10 gL1 Fe3标准溶液至一支25 mL中，加入 2 mL 3 molL1和 1 mL 25%，用去离子水稀释至刻度，摇匀，得标准溶液；依照上述方法，分别量取 1.00 mL 和 2.00 mL 0.10 gL1Fe3标准溶液于另外两支 25 mL 的比色管中，配成二级、三级试剂的标准溶液。(2)配制溶液。称取自制硫酸亚铁铵晶体 1.0 g，放入 25 mL中，用15 mL 去离子水溶解后分别加入 2 mL 3
6、 molL1和 1 mL 25%，再用去离子水稀释至刻度，摇匀。(3)确定产品纯度。(4)将与比较确定产品纯度范围。如果含 Fe3较多，呈较的红色，表明纯度；反之则表明纯度。待测产品比色管HCl溶液KSCN溶液比色待测产品溶液标准色阶深较低较高【思考】用比色法测定自制硫酸亚铁铵的纯度实验中，标准溶液的配制对仪器的精确度要求较高，而待测溶液的配制对仪器精确度要求较低，你能解释其中的原因吗？硫酸亚铁铵不易被空气氧化成铁盐，试推测用氧化剂能否使其氧化，并设计实验证明你的推测。答案 标准液是用比色法定量测定待测液所含待测溶质的量的依据，所配标准液的物质的量浓度是比较准确的，所以对仪器的精确度要求较高。
7、而待测液的浓度要经与标准液比色后确定，因此待测液的配制对仪器的精确度要求较低。第2课时 学习探究区 可设计用强氧化剂氧化硫酸亚铁铵来检验其稳定性，操作步骤如下：a取以上实验所配同样体积的待测液，倒入大试管中，加入一定量的新制氯水，振荡后观察溶液颜色变化。将反应后的溶液与标准色阶比较，如溶液颜色加深，说明硫酸亚铁铵可被强氧化剂氧化。b可选用其他强氧化剂氧化硫酸亚铁铵溶液，观察实验现象并提出实验结论。第2课时 学习探究区 归纳总结归纳总结归纳总结(1)比色法的实验步骤：实验前的准备(仪器的洗涤，样品的处理等)配制标准比色液配制待测产品溶液比色数据记录及处理。(2)比色法的原理简单，计算也不复杂，计
8、算主要涉及溶液稀释的计算，c1V1c2V2(c1、c2 为稀释前后的物质的量浓度，V1、V2 为稀释前后溶液的体积)，关键是抓住溶质守恒。第2课时 学习探究区 活学活用1某补铁剂中含2、3 价铁元素，欲用比色法测定其中铁元素的含量，应向样品溶液中加入试剂后，再与标准比色液对比，应加入的试剂是()A足量 KMnO4 溶液，KSCN 溶液B足量氯水，KSCN 溶液C足量 H2SO4 溶液，KSCN 溶液D足量 H2O2 溶液，KSCN 溶液解析 比色时，应排除干扰颜色对测定结果的影响。A、B 中过量的 KMnO4、氯水都可能对比色操作造成干扰，故 A、B 不正确；C 中不会测得总铁含量，只能测出
9、Fe3含量；D 选项正确。D 第2课时 学习探究区 活学活用活学活用探究点二 食醋中总酸量的测定某化学实验小组拟用酸碱中和滴定法测定食醋的总酸量(g/100 mL)，现邀请你参与本实验并回答相关问题。(有关实验药品：市售食用白醋样品 500 mL、0.100 0 molL1 NaOH 标准溶液、蒸馏水、0.1%甲基橙溶液、0.1%酚酞溶液、0.1%石蕊溶液).实验步骤：(1)用滴定管吸取 10.00 mL 市售白醋样品，置于 100 mL容量瓶中，加蒸馏水(已煮沸除去 CO2 并迅速冷却)稀释至刻度线，摇匀即得待测食醋溶液。(2)用酸式滴定管取待测食醋溶液 20.00 mL 于_中。第2课时
10、学习探究区 食醋中总酸量的测定 锥形瓶(3)盛装标准 NaOH 溶液，静置后，读取数据，记录为 NaOH标准溶液体积的初读数。(4)滴定，并记录 NaOH 的终读数。重复滴定操作 23 次。.实验记录及数据处理滴定次数实验数据1234V(待测/mL)20.0020.0020.0020.00V(NaOH)/mL(初读数)0.000.200.100.00V(NaOH)/mL(终读数)14.9815.2015.1215.95V(NaOH)/mL(消耗)14.9815.0015.0215.95则 c(样品)_molL1；样品总酸量为_g/100 mL。第2课时 学习探究区 0.750 4.5本课栏目开
11、关.交流与讨论(1)甲同学在处理数据过程中计算得：V(NaOH)(14.9815.0015.0215.95)/4 mL15.24 mL。试分析他的计算是否合理，如果不合理请说明理由：_。(2)乙同学用 0.100 0 molL1 NaOH溶液滴定另一市售白醋样品溶液时，滴定过程中使用 pH 计将溶液的 pH 变化情况记录如下表所示。V(NaOH)/mL0.0010.00 18.00 19.8019.98溶液 pH2.884.705.706.747.74V(NaOH)/mL20.0020.02 20.20 22.00溶液 pH8.729.7010.7011.70第2课时 学习探究区 不合理，因为
12、第四组数据与前3组相差较大，属异常值，应舍去由表可知，在允许的误差范围(0.1%)内，pH 突变(滴定突跃)范围为_，所以可选择_作指示剂。7.749.70 酚酞解析.实验步骤：(1)为便于计算，一般将食醋稀释 10 倍后，制得试样。(2)食醋作为待测液，一般应放在锥形瓶中，用标准液(NaOH 溶液)滴定待测液。.实验记录及数据处理：实验中出现的异常值，应舍去。第2课时 学习探究区 归纳总结(1)食醋总酸量测定实验中，中和反应后的产物为CH3COONa，水解呈碱性，应选择在碱性溶液中变色的酚酞作指示剂。(2)食醋颜色较深时，影响滴定终点的判断，应采用稀释或活性炭脱色处理，如处理后仍不理想，可使
13、用pH 滴定装置进行测定。第2课时 学习探究区 归纳总结归纳总结活学活用2某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行了如下操作，其中正确的是()A用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中B称取 4.0 g NaOH 加入到 1 000 mL 容量瓶中，再加水至刻度，配成 1.00 molL1 NaOH 标准溶液C用 NaOH 溶液滴定白醋，使用酚酞作指示剂，溶液颜色恰好由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色时，为滴定终点D滴定时眼睛要注视着滴定管内 NaOH 溶液的液面变化，防止滴定过量第2课时 学习探究区 活学活用活学活用答案 C解析 本题考查一定物质的量浓度溶液的配制及酸碱中和滴定实验。A
14、 项，应用酸式滴定管量取；B 项，称取 4.0 g NaOH，在烧杯中溶解，冷却至室温后转移到 1 000 mL 容量瓶加水至刻度，配制成标准溶液，NaOH的物质的量浓度为 0.100 0 molL1；D 项，滴定过程中眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。第2课时 学习探究区 知识回顾区 自我检测区 学习探究区 3(1)邻苯二甲酸氢钾(相对分子质量为 204.2)可以用于标定NaOH 溶液的浓度，反应如下：KHC8H4O4NaOH=KNaC8H4O4H2O准确称取 0.510 5 g KHC8H4O4 晶体，溶于水后加入酚酞指示剂，用 NaOH 溶液滴定至溶液呈淡红色，消耗 20.00 mL N
15、aOH。计算 NaOH 溶液的浓度(结果保留四位有效数字)。(2)测定食醋的总酸度：食醋中除醋酸(CH3COOH)外，还含有少量其他有机酸。食醋的总酸度以每 1 000 mL 食醋中含醋酸(其他酸也折算作醋酸)的质量(g)表示，通常写作(CH3COOH)。用移液管移取 50.00 mL 市售食醋，置于250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。再从中量取25.00 mL，用(1)小题已知浓度的 NaOH 溶液滴定，消耗碱液的体积为V(mL)，请写出(CH3COOH)的计算式。第2课时 学习探究区 答案(1)0.125 0 molL1(2)(CH3COOH)cNaOHV103 LmL1MCH3COOH
16、50.00 mL25.00 mL250.0 mL1 000 mL(或0.125 0 molL1V103 LmL160.0 gmol15.00 mL 1 000 mL1.500V g)。第2课时 学习探究区 中和滴定法和比色法的实验原理、特点、操作步骤和适用范围比较方法原理方法简述和特点适用范围中和滴定法 酸碱中和反应用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)。特点是简便、快速，测量结果的准确度高适 用于 常量 分析比色法溶液呈现的颜色是由于溶液对不同波长的光选择性吸收的结果，且光的吸收程度与溶液的浓度有关用已知显色物质所配成的一组不同浓度、颜色逐渐变化的溶液组成标准色阶；
17、将待测液在同样条件下显色，并与标准色阶相比较，测得待测液的浓度。特点是设备简单，操作方便，灵敏度高，但误差较大适 用于 微量组分 的测定第2课时 学习探究区 学习小结1在做比色法实验时，配制的标准液的浓度合理的是()A1.0 molL1B1.5 molL1C0.02 molL1D0.001 molL1解析 标准溶液浓度太大，会使比色管中色阶差变大，增加实验误差；浓度太小，使比色管中色阶差变小，不利于观察；比较四个选项中的浓度，C 较合理。C 第2课时 自我检测区 自我检测自我检测2标准氢氧化钠溶液中和醋酸时，当溶液的 pH 等于 7，则此时()A醋酸和氢氧化钠的物质的量相等B醋酸和氢氧化钠完全
18、中和C氢氧化钠过量D醋酸有剩余解 析 当 醋 酸 和 氢 氧 化 钠 完 全 中 和 时 发 生 反 应CH3COOHNaOH=CH3COONaH2O，此时溶质为CH3COONa，溶液呈碱性，若 pH 为 7，加碱量不足，CH3COOH 有剩余。D 第2课时 自我检测区 3下列实验操作正确的是()A用 100 mL 容量瓶准确量取 100 mL 溶液B中和滴定前，锥形瓶用蒸馏水洗涤后直接装入待测液C用稀硫酸洗涤久置石灰水的试剂瓶D用 pH 试纸蘸取稀盐酸，取出与标准比色卡对比解析 容量瓶不是量出仪器，A 错误；应用盐酸或醋酸洗涤久置石灰水的试剂瓶，用硫酸会生成微溶的硫酸钙，效果差，C 错误；p
19、H 试纸上有指示剂化学成分，不能将其浸入溶液，否则溶液被污染，D 错误。B 第2课时 自我检测区 4比色法测定抗贫血药物中铁的含量(1)实验原理：某些抗贫血药物里含有铁元素，如硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁等。利用反应 Fe33SCN=Fe(SCN)3 生成血红色 Fe(SCN)3 的性质，将含铁药物经必要处理后(如溶解、加入_使 Fe2氧化为 Fe3)与 SCN反应，通过目视比色法测定含 Fe3的浓度，再经必要的计算、推导，确定药物的含铁量。(2)色阶溶液浓度的计算：若 Fe3标准溶液的物质的量浓度为 c0，每次量取该标准溶液的体积为 V，比色管容积为 25 mL，则比色管内标准溶液的物质的量浓度
20、c_。(3)若测得待测液物质的量浓度为 c(Fe3)，药片质量为 m，则该药片中铁元素的含量：_。第2课时 自我检测区 硝酸c0V25 mL(Fe)cFe3VMFem100%5某化学研究性学习小组拟测定食醋的总酸量(g/100 mL)，请你参与该小组的实验并回答相关问题。实验目的 测定食醋的总酸量实验原理 中和滴定实验用品 蒸馏水，市售食用白醋样品 500 mL(商标注明总酸量：3.50 g/100 mL5.00 g/100 mL)，0.100 0 molL1NaOH 标准溶液；容量瓶(100 mL)，移液管(10 mL)，酸式滴定管，碱式滴定管，铁架台，滴定管夹，锥形瓶，烧杯，酸碱指示剂(可
21、供选用的有甲基橙、酚酞、石蕊)。第2课时 自我检测区 实验步骤配制并移取待测食醋溶液。用 10 mL 移液管吸取 10 mL 市售白醋样品置于 100 mL 容量瓶中，用处理过的蒸馏水稀释至刻度线，摇匀后用酸式滴定管取待测食醋溶液 20 mL，并移至锥形瓶中。盛装标准 NaOH 溶液。将碱式滴定管洗净后，用 NaOH 标准溶液润洗 3 次，然后加入 NaOH 标准溶液，排出尖嘴部分气泡后，使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下。静置，读取数据并记录为 NaOH 标准溶液体积的初读数。滴定。先往盛有待测食醋溶液的锥形瓶中滴加某酸碱指示剂 23滴，然后滴定至终点。记录 NaOH 标准溶液体积的终读数
22、。重复滴定 3 次。第2课时 自我检测区 滴定次数实验数据1234V(样品)/mL20.0020.0020.0020.00V(NaOH)始/mL0.000.200.100.10V(NaOH)终/mL14.9815.2015.1216.24数据记录 第2课时 自我检测区 问题与思考(1)步骤中还需补充的仪器有_。蒸馏水的处理方法是_。(2)步骤中你选择的酸碱指示剂是_，理由是_。(3)若用深色食醋进行实验，为准确判断滴定终点，可采取的措施是_。(4)样品总酸量_ g/100 mL。第2课时 自我检测区 煮沸除去蒸馏水中溶解的CO2并迅速冷却玻璃棒、胶头滴管CH3COONa 水解，使溶液呈碱性，应选择在碱性溶液中变色的指示剂酚酞滴定产物用活性炭脱色(或滴定过程中使用 pH 计测定溶液的 pH)4.50解析 蒸馏水中溶有的 CO2 消耗 NaOH，将会使实验结果偏大；滴定产物 CH3COONa 水解，使溶液呈碱性，应选择在碱性溶液中变色的指示剂；第 4 次实验记录的数据异常，计算时应舍去。再见！第2课时