滴定實驗是貫穿 Alevel化學的核心考點,其中 AS階段涉及題型均能達到 9分左右的大分值,由於(yu) 其涵蓋運算和表述部分,具有一定綜合性,也是部分考生容易失分的一環。實際上,酸堿中和滴定實驗,是用已知濃度的酸 (或堿)通過滴加的方式,結合指示劑的顏色變化臨(lin) 界點與(yu) 酸堿物質的量關(guan) 係以確定待求堿 (或酸)濃度的常用實驗方法。本篇將由理綜教研部老師從(cong) 操作步驟、運算方法與(yu) 實驗儀(yi) 器等多個(ge) 維度來具體(ti) 講解這一高分值模塊的作答方式。
高分模塊
綜合精講
『過程表述』
對滴定過程的描述,理綜教研部要求考生理解記憶對應關(guan) 鍵詞:潤洗器皿、滴定管與(yu) 移液管的使用、添加指示劑、滴定終點附近逐滴添加、重複實驗獲得穩定滴定值。具體(ti) 過程描述可參考:
1)Rinsetheglasswarewithdistilledwaterandappropriatesolutions注:錐形燒瓶隻以蒸餾水進行潤洗,移液管和滴定管先後用蒸餾水以及各自待稱量的液體(ti) 進行潤洗。錐形燒瓶若以待盛液體(ti) 潤洗,會(hui) 導致待測溶液測算濃度偏大
2)Filltheburettewith… (solutionA),ensuringtherearenoairbubbles or gap inthetip
3)Usepipette (andpipettefiller)totransfer25of… (solutionB)toa conical flask
4)Add … (indicator) to the conical flask and carry out a rough/trail titration注:首次滴定僅(jin) 獲取滴定差值的大致範圍
5)Add … (solutionA)dropbydropneartheendpoint and swirl before each drop to ensure the complete reaction,until the indicator just changes color
6)Repeattitrationsuntilconcordanttitresareobtained
『儀(yi) 器相關(guan) 』
1、pipette:用於(yu) 移取特定體(ti) 積的液體(ti)
1)潤洗:先後用蒸餾水 (distilledwater)和待測液體(ti) 進行潤洗。注:如果隻用蒸餾水進行潤洗,移液管內(nei) 的液體(ti) 會(hui) 被稀釋,對應的滴定差值也會(hui) 變小;滴定管同理若隻以蒸餾水潤洗會(hui) 導致滴定差值偏大2)在滴定過程中,少量液體(ti) 殘留在移液管尖,可視為(wei) 預留的容錯空間,無需將這部分殘餘(yu) 液全部轉移到燒瓶中。注:若將殘餘(yu) 液體(ti) 全部轉移至燒瓶中,反而會(hui) 導致滴定差值偏大
2、burette:用於(yu) 移取所需體(ti) 積未知的液體(ti) ,以使用前後的讀數差 Vinitial-Vfinal來確定使用的液體(ti) 體(ti) 積
在滴定管的使用過程中有如下注意事項:
來源:理綜教研部化學 U2講義(yi) 截圖
『指示劑選擇』
在化學 2中,考生需掌握兩(liang) 種指示劑的顏色變化:
1)酚酞 (phenophthalein):遇堿變粉、在酸性和中性時無色。
2)甲基橙 (methylorange):遇酸變紅、遇堿變黃、中性時為(wei) 橙色。
對於(yu) methyl orange,不管是酸滴入堿還是堿滴入酸,endpoint處均為(wei) 橙色。
在判斷 endpoint處的顏色變化時,理綜教研部溫馨提示一定要判斷清楚是酸滴入堿、還是堿滴入酸。找準題目中是否有以下描述:
“pipette…A…intoconicalflask”即“用 pipette稱量的 A液體(ti) 被滴定”,則是另一液體(ti) B滴入 A
“filltheburettewith…B…”即“用 burette稱量的 B液體(ti) 為(wei) 滴定劑”,則是 B滴入另一液體(ti) A
“(…A…)titratedwith…B…”中“titratedwith”後跟著的是滴定劑,則是 B滴入 A
來源:2021年 10月化學 U2真題卷
注:雖為(wei) 鹽類,但其溶液呈堿性
比如:以 HCl (aq)作為(wei) 滴定劑,對(aq)進行滴定,methylorange作為(wei) 指示劑,則溶液在 endpoint處顏色變化為(wei) :yellowtoorange。另外,若問到為(wei) 何不選用某種指示劑時,可考慮溶液本身顏色或反應中的顏色變化是否會(hui) 幹擾指示劑的顏色顯示。
『數據處理』
1、待測液體(ti) 的濃度計算
酸堿中和實驗的整體(ti) 計算邏輯為(wei) :
因此:
若標準液的體(ti) 積、濃度已知,待測液的體(ti) 積已知,即可用上述等式計算出待測液體(ti) 的濃度。要特別注意方程中酸、堿前的係數,如果是一元酸和二元堿反應、二元酸和一元堿反應,計算摩爾數時注意乘以 2或 1/2。在計算初始樣本的質量或摩爾數時,理綜教研部尤其強調最後一步需乘上對應的體(ti) 積倍數,這一步也是考生容易出現錯漏的一步。
比如在下圖呈現的真題中,該考生以n=cv計算得出的摩爾數,是在單次滴定中添加的 HCl的摩爾數,根據方程中反應物的係數之比,有 n(MOH) =n(HCl) = 0.00512mol,也就是 25.0MOH溶液的摩爾數,而在 Step 2中,把金屬 M溶於(yu) 水得到的 MOH溶液共有 250
,每次滴定都是取了總溶液的 1/10,因此摩爾數需要乘10,才是 n(totalMOHin250
)。
來源:理綜教研部模擬作答過程圖
2、meantitre運算
平均滴定值的運算一般也是滴定運算中的第一步,一定不要掉以輕心,部分考生在計算這一步時出現錯誤,則導致後麵相關(guan) 小問連錯。在滴定數據的選擇上,需選取 concordanttitres,即數據之間差值在 0.20以內(nei) 的,才納入計算。簡答題中所有對滴定值進行取舍的原因,都可以從(cong) “concordanttitre”這一角度考慮。
來源:理綜教研部教材滴定實驗術語截圖
理綜教研部尤其強調對於(yu) “concordanttitre”這一概念的關(guan) 注,以下是整合的一些常見提問與(yu) 參考作答:
Q:“Whytitre2andtitre4shouldbediscarded?”
A:“Titre2andtitre4arenotconcordant(with other titres) .”
Q:“Why should thefirsttitrebediscarded?”
A:“Titre1 is not concordant (with other titres).”/“Titre1isarangefinder.”
Q:“Whyfurthertitrationisnotnecessary?”
A:“Concordant titres have been obtained.”
來源:2019年 10月化學 U2真題卷
3、percentageuncertainty的計算
用誤差值除以實際稱量值,轉換為(wei) 百分比形式即為(wei) 測量誤差的計算。注:pipette讀數隻讀一次,誤差值隻需乘 1;而 burette都需讀數兩(liang) 次 (Vinitial-Vfinal),因此誤差值需乘2
例:用移液管 (pipette)移取 15的液體(ti) ,每次讀數誤差為(wei) 0.05
,則 percentageuncertainty=
× 100% = 0.333%;用滴定管 (burette)滴加 15
的液體(ti) ,每次讀數誤差為(wei) 0.05
,先後兩(liang) 次讀數誤差疊加則 percentageuncertainty=
×100% = 0.667%
4、purity的計算
purity=×100%
樣品總質量一般為(wei) 題目中的給定數據,其中包含雜質質量;而該物質的實際質量需要通過反應方程式、通過已知產(chan) 物的化學量進行計算。以上就是本篇理綜教研部針對 Alevel化學中滴定實驗的歸納解析,助力攻下高分值題型,歡迎各位反複閱讀,熟悉內(nei) 化才是關(guan) 鍵。預祝各位在接下來的一月統考賽季中能夠穩步摘星,大跨步奔赴夢校。
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