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) 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。 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。 ? 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。
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
弱碱 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)
? 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 化学式 工业制法 状态 腐蚀性 特点 氢氧化钠(烧碱、火碱、苛性钠) NaOH CaCO3氢氧化钙(消石灰、熟石灰) Ca(OH)2 CaO+CO2↑,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。 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。 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。 用途 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+H2O 2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O Ca(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↓+ 2NaOH Ca(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)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 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+2H2O
CaCO3+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:
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。
第五节 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? 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: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 厕所
清 柠檬 苹橘鸡蛋厨房清 洁剂
醋 果 子 酱油 西瓜 牛奶 清 牙膏 肥皂 草木灰水
洁剂
?
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。