第十单元 酸和碱(笔记)
发布时间:2016-11-09 20:08:41
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第十单元 酸和碱
课题1 常见的酸和碱
一、酸碱指示剂
● 定义:能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同颜色的物质叫做酸碱指示剂。
● 常见的酸碱指示剂有紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液。
● 某些植物的花瓣或果实(如牵牛花、月季花、紫卷心菜等)也可用作酸碱指示剂。
● 紫色石蕊溶液遇酸溶液(含H+的溶液)变红,遇碱溶液(含OH-的溶液)变蓝,在中性溶液中呈紫色。无色酚酞溶液遇酸溶液不变色,在中性溶液中不变色,遇碱溶液变红。
● 并非所有的盐溶液都是中性的。水溶液呈碱性的盐:纯碱、小苏打等。水溶液呈酸性的盐:硫酸铜、硫酸氢钠等。
干燥剂
1. 使用干燥剂的目的是除去气体中混有的水蒸气。
2. 我们学过的干燥剂有氢氧化钠、浓硫酸、氧化钙、氯化钙等。氢氧化钠易潮解;浓硫酸具有吸水性;而氧化钙可以与水反应:CaO+H2O=Ca(OH)2
3. 氢氧化钠氢氧化钠等碱性干燥剂不能干燥氯化氢、二氧化碳、二氧化硫等酸性气体。
4. 浓硫酸浓硫酸等酸性干燥剂不能干燥氨气等碱性气体。
常见的酸
1、酸的定义和分类
酸:物质溶于水时,形成的阳离子全部是H+的化合物。
由于酸、碱、盐溶于水时会电离出阴、阳离子,所以酸、碱、盐的水溶液具有导电性。
● 酸的电离:HCl=H++Cl-,H2SO4=2H++SO42-
2、常见的酸
● 浓硫酸能将纸张、木材、布料、皮肤中的氢、氧元素按水的组成比脱去,这种作用通常叫做脱水作用。
● 盐酸、硝酸、醋酸具有挥发性;碳酸不稳定,容易分解成二氧化碳和水。
● 硝酸、硝酸银见光易分解,所以它们要放在棕色试剂瓶中。
● 浓硫酸的稀释操作
3、酸的化学性质
酸有相同的化学性质是因为酸在水中都能电离出H+,有不同的化学性质是因为能电离出的酸根离子不同。
1. 酸溶液能使酸碱指示剂变色:使紫色石蕊溶液变红。
2. 酸+活泼金属 → 盐+氢气(置换反应)
a) 这里不包括浓硫酸和硝酸。
b) 示例:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 和 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑【现象】铁表面有气泡产生;溶液由无色逐渐变为浅绿色(Fe2+的盐溶液呈浅绿色)。
3. 酸+金属氧化物 → 盐+水(复分解反应)
a) 金属氧化物可以是活泼金属的氧化物和不活泼金属的氧化物。因为生成物有水,符合复分解反应的发生条件,所以反应一定发生。
b) 示例1:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 和 Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O【现象】铁锈逐渐溶解消失;溶液由无色逐渐变成黄色(Fe3+的盐溶液呈黄色)。
c) 示例2:CuO+2HCl=CuCl2+H2O 和 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O【现象】黑色粉末逐渐溶解消失;溶液由无色逐渐变成蓝色(Cu2+的盐溶液呈蓝色)
4. 酸+碱 → 盐+水(复分解反应、中和反应)
5. 酸+盐 → 新酸+新盐(复分解反应)
a) 反应发生的条件:① 新酸是碳酸; ② 如果新酸不是碳酸,新盐必须是沉淀。
b) 碳酸盐都能与酸反应:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
c) 除硫酸钡以外的钡盐都能与硫酸反应:BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+ 2HCl(注意:HCl是稀盐酸,不写↑)
d) 硝酸银能与盐酸反应:AgNO3+HCl=HNO3+AgCl↓
碱
1、碱的定义和分类
碱:物质溶于水时,形成的阳离子全部是OH-的化合物。
● 四大强碱都可以溶于水,但弱碱不能溶于水。氨水是氨气溶于水形成的液体。
● 在初中化学范围内,只有氢氧化铜是蓝色沉淀,氢氧化铁是红褐色沉淀。
● 氨水的电离是NH3·H2O=NH4++ OH-,所以氨水也是碱。
● 钾、钠、钙的氧化物能与水反应生成相应的碱。如:CaO+H2O=Ca(OH)2
2、常见的碱
● 酸、碱包括其溶液都要密封。
● 澄清的石灰水就是氢氧化钙的水溶液。
● 氢氧化钠必须密封有两个原因:① 吸水性;② 能与空气中的二氧化碳反应:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
3、碱的化学性质
碱有相同的化学性质是因为不同的碱溶液中都含有相同的OH-。
1. 碱溶液(四大强碱的溶液、氨水)能使指示剂变色:使紫色石蕊溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红。由于弱碱不溶于水,所以弱碱不能使指示剂变色。
2. 碱+非金属氧化物 → 盐+水(复分解反应)
a) 反应发生的条件:① 碱是四大强碱; ② 非金属氧化物是二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫。
b) 根据条件我们可以写出十二个化学方程式,但必须掌握的四个化学方程式是:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳)2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O2NaOH+SO3=Na2SO4+H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3↓+ H2O(检验二氧化碳;石灰墙“出汗”)
3. 碱+酸 → 盐+水(复分解反应、中和反应)在碱的通性中,弱碱只有该性质。
4. 碱+盐 → 新碱+新盐(复分解反应)
a) 反应发生的条件:① 反应物能溶于水(包括氢氧化钙,不包括其他微溶于水的物质); ② 新碱是氨水; ③ 若新碱不是氨水,新碱和新盐中至少有一个沉淀。
b) 铵盐一定能与四大强碱反应。
c) 新碱是沉淀:蓝色沉淀 – 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓红褐色沉淀 – 3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe(OH)3↓白色沉淀 – 2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
d) 新盐是沉淀:Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+ 2NaOHCa(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
e) 蓝白沉淀:Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+ Cu(OH)2↓
f) 红白沉淀:3Ba(OH)2+Fe2(SO4)3=3BaSO4↓+ 2Fe(OH)3↓
g) 波尔多液(注:波尔多液不是溶液):Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4+Cu(OH)2↓
弱碱在加热的条件下会分解成金属氧化物和水。如Cu(OH)2CuO+H2O。
但需要注意的是,强碱没有该性质,该性质不属于碱的通性。
课外补充
氢氧化钠和氢氧化钙变质
1. 氢氧化钠变质氢氧化钠变质是因为与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠。证明方法:
a) 取样,加过量的稀盐酸,如果有气泡产生,说明氢氧化钠已经变质:NaOH+HCl=NaCl+H2O 和 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
b) 取样,加氢氧化钙溶液,如果有白色沉淀产生,说明氢氧化钠已经变质:Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
c) 取样,加氯化钙(或硝酸钙)溶液,如果有白色沉淀产生,说明NaOH已经变质:Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓ 或 Na2CO3+Ca(NO3)2=2NaNO3+CaCO3↓
2. 氢氧化钙变质氢氧化钙变质是因为与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙。证明方法:取样,加入过量的稀盐酸,如果有气泡产生,说明氢氧化钙已经变质:Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2OCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
3. 氢氧化钠固体和氢氧化钙固体变质时,固体质量都会增加。
氢氧化钠和氢氧化钙部分变质
1. 氢氧化钠部分变质的证明方法:① 取样,(如果是固体,就需要加适量水,使固体完全溶解),加过量的氯化钙(或硝酸钙)溶液,如果有白色沉淀产生,说明碳酸钠存在: Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓ 或 Na2CO3+Ca(NO3)2=2NaNO3+CaCO3↓② 过滤,向滤液中滴加酚酞溶液,如果滤液变红,说明氢氧化钠存在,氢氧化钠部分变质。
2. 氢氧化钙固体部分变质的证明方法:① 取样,加适量水使固体完全溶解,加入过量的稀盐酸,如果有气泡产生,说明碳酸钙存在: CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑② 另取少量固体,加氯化铵(或硫酸铵)研磨,如果闻到刺激性氨味,说明氢氧化钙存在,氢氧化钙部分变质:Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O 或 Ca(OH)2+(NH4)2SO4=CaSO4+2NH3↑+2H2O
课题2 酸和碱的中和反应
中和反应
● 定义:酸和碱作用生成盐和水的反应。配平时要注意H2O的化学计量数。如:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
● 强酸和强碱反应,一般没有明显的实验现象(沉淀、气泡、不溶物溶解消失、溶液颜色变化),所以为了观察反应是否发生,需要借助酸碱指示剂。如NaOH+HCl=NaCl+H2O,反应的时候要进行以下操作:① 在烧杯中加入氢氧化钠溶液;② 滴入几滴酚酞溶液;③ 用滴管慢慢地滴入稀盐酸,并不断用玻璃棒搅拌(如果容器是试管,就直接振荡);④ 溶液由红色刚刚褪成无色时,说明氢氧化钠和盐酸恰好完全反应。(注意是先加碱溶液,再加指示剂,然后才加酸)
● 做上述实验时,如果在实验过程中忘加酚酞,在实验结束后再加酚酞溶液,发现酚酞不变色,会有两种情况:酸碱恰好完全反应或者酸过量。这时加入碳酸钙固体,如果有气泡产生,说明酸过量;如果没有气泡产生,说明恰好完全反应。
● 虽然不能用酚酞溶液鉴别酸性溶液和中性溶液,但借助一种碱溶液,就能将酸性和中性溶液区分出来。
● 在所有的复分解反应中,中和反应优先发生,并且反应可以瞬时完成。
● 中和反应是放热的反应。
● 中和反应的应用
⏹ 熟石灰改良酸性土壤(在缺少熟石灰的情况下,用生石灰也可以)。
⏹ 熟石灰改良酸性河流(处理硫酸厂的污水:H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O)。铁粉、蛋壳(主要成分是碳酸钙)也可改良酸性河流,但它们不属于中和反应。
⏹ 碳酸水改良碱性土壤。
⏹ 用含氢氧化铝或氢氧化镁的药物中和过多的胃酸:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O小苏打、墨鱼骨粉(主要成分是碳酸钙)也可以治疗胃酸过多,但它们不属于中和反应。
⏹ 被蚊虫叮咬时涂含氨水(或者是牙膏、肥皂水)的药物。
● 中和反应同氧化反应、还原反应一样,是特征反应,不属于四大基本反应类型。
溶液酸碱度的表示法——pH
● 溶液的酸碱度用pH表示。pH的范围通常在0~14之间。如下图所示:
● 红 橙 黄 绿 紫 0 酸性增强(由H+控制酸性) 7 碱性增强(由OH-控制碱性) 14
● 酸性溶液的pH < 7,中性溶液的pH = 7,碱性溶液的pH > 7。
● H+的浓度越大,溶液的酸性越强,pH越小;OH-的浓度越大,溶液的碱性越强,pH越大。溶液中H+或OH-的浓度改变,则pH会相应改变。
● 一杯pH为5.6的溶液,怎样增大它的pH值?物理方法:加水稀释。化学方法:加入锌粒、氧化铜、氢氧化钠或碳酸钙等物质(因为pH小于5.6,溶液呈酸性,所以要考虑酸的通性)。
● 加水稀释只能使酸性或碱性溶液的pH无限靠近7,但不能改变溶液的酸碱性。
● 测定pH的最简单方法是使用pH试纸。pH试纸的使用步骤:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒将待测液体滴到pH试纸上,将pH试纸显示的颜色与标准比色卡比较。
● 使用pH试纸时的注意事项:
⏹ 不能把pH试纸浸在待测液体中。
⏹ pH试纸不能用水润湿。
⏹ pH试纸测出的pH值是整数。
⏹ 在做习题时,使用pH试纸和使用酸碱指示剂是同一种方法。
● 常见物质的pH值:
● 了解溶液的酸碱度有重要的意义
⏹ 化工生产中许多反应必须在一定pH溶液里才能进行
⏹ 在农业生产中,农作物一般适宜在pH为7或接近7的土壤中生长。
⏹ 测定雨水的pH(因溶解有CO2,正常雨水的pH约为5.6,酸雨的pH小于5.6),可以了解空气的污染情况。
⏹ 测定人体内或排出的液体的pH,可以了解人体的健康状况。