第十单元 酸和碱

第十单元酸和碱第一节预备一、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。s二、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)23.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。三、复分解反应定义：两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应叫复分解反应。特点：交换成分，价态不变。反应发生的条件：生成难电离的物质（水、气体或沉淀）。置换反应和复分解反应没有先后顺序，可同时发生。第二节酸一、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++SO42-二、常见的酸盐酸（氢氯酸）硫酸化学式HClH2SO4形成H2+Cl2HClSO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4（酸雨形成的原理）状态无色液体、具有酸味、刺激性气味（浓硫酸）无色粘稠的油状液体酸含氧酸（命名“某酸”）H2SO4（硫酸）、H2CO3（碳酸）、HNO3（硝酸）、H2SO3（亚硫酸）……无氧酸（命名“氢某酸”）HCl（盐酸，学名氢氯酸）、HF（氢氟酸）、H2S（氢硫酸）……特殊的有机酸：CH3COOH（醋酸，又名乙酸）有刺激性气味，易挥发（稀硫酸）无色液体特点浓盐酸具有强挥发性①浓硫酸具有吸水性（物理性质）②浓硫酸具有强腐蚀性（化学性质）③浓硫酸溶于水时会放出大量热用途重要化工产品，用于金属表面除锈、制药人体胃液中含有盐酸，可以帮助消化重要化工原料，用于生产化肥、农药、火药、染料以及冶炼金属、精炼石油和金属除锈等在实验室中常用浓硫酸作干燥剂敞口放置的变化质量减小，溶质质量分数减小（挥发性）质量变大，溶质质量分数减小（吸水性）注意事项①工业生产的盐酸偏黄，是因为含有Fe3+，可用蒸馏法提纯。②打开浓盐酸的瓶塞，会有白雾出现，是因为：挥发的氯化氢气体极易溶于水，挥发时溶解的氯化氢与水蒸气形成了盐酸的小液滴。①浓硫酸的稀释：把浓硫酸沿器壁慢慢注入，并不断用玻璃棒搅拌（目的：加快溶解、散热）。②如果把水倒进浓硫酸里，由于水的密度小，浮在硫酸上面，硫酸溶解时放出的热不易散失，使水暴沸，使硫酸液滴向四周飞溅，导致危险。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。浓硫酸的稀释操作三、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↓第三节碱一、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)2二、常见的碱氢氧化钠（烧碱、火碱、苛性钠）氢氧化钙（消石灰、熟石灰）化学式NaOHCa(OH)2工业制法Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓CaCO3CaO+CO2↑，CaO+H2O=Ca(OH)2状态白色块状固体白色粉末状固体腐蚀性强腐蚀性较强腐蚀性特点极易溶于水，溶于水时放出大量的热。氢氧化钠固体易吸水而潮解。微溶于水，溶于水时放热不明显。用途用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等行业（除玻璃方面外，用途与纯碱类似）。氢氧化钠能与油脂反应，所以可以除油污。漂白粉、建筑材料、改良酸性土壤和河流、配制波尔多液在实验室中可以证明二氧化碳。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。三、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↓金属的氢氧化物（“氢氧化某”）四大强碱：KOH（氢氧化钾）、NaOH（氢氧化钠）、Ca(OH)2（氢氧化钙）、Ba(OH)2（氢氧化钡）碱NH3·H2O（氨水）弱碱白色沉淀：Mg(OH)2（氢氧化镁）、Al(OH)3（氢氧化铝）、Zn(OH)2（氢氧化锌）、Mn(OH)2（氢氧化锰）……有色沉淀：蓝色沉淀Cu(OH)2（氢氧化铜）、红褐色沉淀Fe(OH)3（氢氧化铁）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↓+2NaOHe)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。四、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。五、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第四节中和反应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：