第一节 常见的碱 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。
NH3·H2O(氨水) 碱 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) 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)?? 弱碱 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)
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。
4+-氨水的电离是NH3·H2O=NH+ 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 化学式 工业制法 状态 腐蚀性 特点 用途 氢氧化钠(烧碱、火碱、苛性钠) NaOH Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓ 白色块状固体 强腐蚀性 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。 CaCO3氢氧化钙(消石灰、熟石灰) Ca(OH)2 CaO+CO2↑,CaO+H2O=Ca(OH)2 白色粉末状固体 较强腐蚀性 微溶于水,溶于水时放热不明显。 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)。 漂白粉、建筑材料、改良酸性土壤和河流、配制波尔多液,在实验室中氢氧化钠能与油脂反应,所以可以除油污。 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。
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。 碱+非金属氧化物 → 盐+水(复分解反应)
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。 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+H2O 2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+ H2O(检验二氧化碳;石灰墙“出汗”) 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。 碱+盐 → 新碱+新盐(复分解反应)
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);铵盐一定能与四大强碱反应。 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↓ 新盐是沉淀:
Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+ 2NaOH Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
蓝白沉淀:Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+ Cu(OH)2↓
红白沉淀:3Ba(OH)2+Fe2(SO4)3=3BaSO4↓+ 2Fe(OH)3↓
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)2
CuO+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 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:
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↑
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↓
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。 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↓ 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+2H2O CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
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 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。 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
10.2酸和碱的中和反应
酸和碱 定义 实质 调节土壤酸碱性 中和反应 应用 处理工厂废水 用于医药 酸碱度表示方法 范围 PH的测定方法 酸与碱作用生成盐和水的反应 酸中的H和碱中的OH作用生成水的过程 若土壤呈酸性,可加入熟石灰进行中和(不能用NaOH) 若土壤呈碱性,可加入碳酸水进行中和(不能用HCl、H2SO4) 用熟石灰中和硫酸厂的污水(原理:Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O) 若工厂废水呈碱性,可用废硫酸中和(原理:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O) 含有Al(OH)(OH)(原理:Al(OH)(OH) 3或Mg2的药物可治疗胃酸过多3+3HCl=AlCl3+3H2O,Mg2+2HCl=MgCl2+2H2O)被蚊虫叮咬,皮肤肿痛,涂一些含有碱性物质(如NH3·H2O)、牙膏、肥皂水等,可减轻疼痛 PH试纸法 0——14 在白瓷板或玻璃片上放一小片PH试纸,用玻璃棒蘸取溶液滴到PH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,即可得到溶液的PH 不能直接将PH试纸浸入待测液体,会污染待测溶液 不能用蒸馏水将PH试纸润湿,会不准确 PH测定注意事项 PH读数为整数 检验气体酸碱性,可将试纸润湿 测溶液PH还可用PH计 酸碱度表示方法(PH) +-PH与溶液酸碱性的关系 PH=7溶液呈中性;PH<7溶液呈酸性,PH越小酸性越强;PH>7溶液呈碱性,PH越大碱性越强 溶液酸碱性的意义
了解人体健康;作物生长;酸雨测定(正常雨水PH为约5.6,小于5.6为酸雨) 第二节 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:
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。 酸碱度
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?