5.1 生活中的酸和堿 滬教版（上海）九年級第二學期化學知識精講

5.1 生活中的酸和堿 知識精講在前面幾個單元里，我們已經(jīng)學過了許多與日常生活有關(guān)的物質(zhì)，如氧氣、二氧化碳、各種金屬等，那么我們在這一單元中所要學到的兩種物質(zhì)酸和堿，對你來說一點也不陌生，你知道它們各具有哪些性質(zhì)？胃酸的主要成分是什么？如何治療胃酸過多？鍍件在電鍍之前為什么要酸洗？你知道熟石灰為什么可用來改良酸性土壤嗎？石灰砂漿為什么可用來砌磚抹墻？通過本單元知識的學習，你將能找到正確的答案【課前復習】會做了，學習新課有保障1我們曾經(jīng)做過將二氧化碳通入紫色石蕊溶液的實驗，你記得溶液變成什么顏色了嗎？是什么物質(zhì)使溶液改變了顏色？加熱后又有何改變呢？2實驗室制取二氧化碳時，是選用哪些藥品進行反應的？反應的化學方程式是什么？3我們知道金屬能和酸反應放出氫氣，你能舉出一例并寫出化學方程式嗎？試說出金屬和酸的選擇條件4在學習二氧化碳時，我們學過一種檢驗某氣體是二氧化碳的方法，請說明這種方法并寫出化學方程式答案：1通入二氧化碳氣體后，紫色的石蕊溶液變成了紅色，因為二氧化碳與水反應生成碳酸，即CO2H2OH2CO3，碳酸能使紫色石蕊溶液變成紅色；但同時碳酸又很不穩(wěn)定，容易分解成二氧化碳和水，即H2CO3H2OCO2，當加熱時，碳酸分解，二氧化碳從溶液里逸出，所以紅色石蕊溶液又變成紫色2在實驗室里，二氧化碳常用稀鹽酸和大理石反應來制取，反應的化學方程式為：CaCO32HClCaCl2H2OCO23在學習金屬時，我們學過金屬活動性順序表，知道只有在表中排在氫前的金屬才能置換出酸中的氫，而生成氫氣，而且酸選擇的是常見的稀鹽酸和稀硫酸比如：Fe2HClFeCl2H2ZnH2SO4ZnSO4H2等4要檢驗某種氣體是二氧化碳，我們所選擇的方法是將氣體通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水變渾濁，說明通入的氣體是二氧化碳這是利用二氧化碳能與澄清石灰水反應生成沉淀這條性質(zhì)，反應的化學方程式是：Ca（OH）2CO2CaCO3H2O先看書，再來做一做1怎樣利用石蕊試液和酚酞試液兩種酸堿指示劑來判斷一份溶液是酸性溶液還是堿性溶液？2濃硫酸具有_，稀釋的時候應該_3將一根生銹的鐵釘放入盛有稀鹽酸的試管中，過一會兒取出，用水洗凈，鐵釘表面_，溶液由_變成_，反應的化學方程式是_，所以鹽酸可用于_4氫氧化鈉具有_性，可以做某些氣體的_但不能將氫氧化鈉露置在空氣中保存，原因是什么？5酸和堿都有相似的化學性質(zhì)，你能總結(jié)出來嗎？為什么會相似呢？學完本課題，你應該能夠熟練地應用這些知識解決新問題【學習目標】1掌握石蕊試液，酚酞試液等酸堿指示劑在酸、堿溶液里的顏色2掌握鹽酸、稀硫酸的化學性質(zhì)及有關(guān)反應的化學方程式，了解它們的重要用途3了解濃硫酸具有腐蝕性及其稀釋方法4掌握氫氧化鈉和氫氧化鈣的化學性質(zhì)及物理特性，了解它們的用途5了解酸或堿具有的化學相似性及原因【基礎(chǔ)知識精講】課文全解一、常見的酸及其相似的化學性質(zhì)（一）常見的酸我們常見的酸主要有鹽酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）和醋酸（CH3COOH），它們在常溫下都是無色液體，具有刺激性氣味，但它們又有些個性比如，鹽酸和硝酸具有揮發(fā)性，打開盛有這兩種酸的試劑瓶的瓶蓋，會看到瓶口出現(xiàn)白霧，這是由于揮發(fā)出來的氯化氫和硝酸極易溶于水，與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成小液滴而形成的又如濃硫酸具有強烈的腐蝕性，它能將紙張、木材、皮膚等物質(zhì)中的氫、氧元素按水的組成比脫去（脫水作用）而產(chǎn)生炭化現(xiàn)象，非常厲害；在將濃硫酸稀釋成稀硫酸時，要注意一定要注酸入水，而且要不斷攪拌，防止出現(xiàn)危險（二）酸的相似化學性質(zhì)活動與探究解析：（1）石蕊和酚酞是實驗室常用的兩種酸堿指示劑，它們能跟酸或堿的溶液起作用而顯示不同的顏色石蕊試液遇酸溶液變成紅色，遇堿溶液變成藍色；酚酞試液遇酸溶液不變色，遇堿溶液變成紅色所以在稀鹽酸和稀硫酸中加入紫色石蕊試液，試液變成紅色；而加入無色酚酞試液，試液不變色這同樣適用于其他的酸溶液（2）通過回憶第八單元所學的知識我們應知道在金屬活動性順序表中排在氫前的金屬能從稀鹽酸和稀硫酸中置換出氫，生成氫氣，例如：Mg2HClMgCl2H2MgH2SO4MgSO4H2Zn2HClZnCl2H2ZnH2SO4ZnSO4H2Fe2HClFeCl2H2FeH2SO4FeSO4H2在這些反應中，反應物都是活潑金屬和稀鹽酸或稀硫酸，而生成物中都有氫氣，另外一種是相應的鹽溶液（有關(guān)鹽的介紹詳見第11單元第二課題的內(nèi)容全解）我們可以將它總結(jié)如下：活潑金屬酸（稀鹽酸或稀硫酸）鹽氫氣（3）鐵釘露置在空氣中，在氧氣和水的共同作用下會生銹，鐵銹的主要成分是Fe2O3，將一根生銹的鐵釘分別放入盛有稀鹽酸和稀硫酸的試管里，酸能和Fe2O3作用，發(fā)生的反應是：Fe2O36HCl2FeCl33H2OFe2O33H2SO4Fe2（SO4）33H2O過一會兒取出，用水洗凈，鐵釘表面的鐵銹消失，溶液由無色變成黃色，原因是生成的Fe3的溶液呈黃色在上面的兩個反應中都是氧化鐵與稀鹽酸或稀硫酸反應，生成物都是相應的鹽溶液和水，像氧化鐵這樣能和酸反應生成鹽和水的氧化物，叫做堿性氧化物我們見過的大多數(shù)的金屬氧化物都是堿性氧化物（MnO2，F(xiàn)e3O4除外），所以我們可以總結(jié)如下：堿性氧化物酸鹽水比如：MgOH2SO4MgSO4H2OCaO2HClCaCl2H2O利用這個反應，可以清除金屬表面的銹，但除銹時不能將金屬制品長期浸在酸中，因為當酸將金屬表面的銹反應除去以后，能繼續(xù)與露出的金屬反應放出氫氣，消耗金屬，所以金屬制品除銹時不能長期浸在酸中從上面你能自己總結(jié)出有關(guān)酸的三條相似的化學性質(zhì)嗎？二、常見的堿及其相似的化學性質(zhì)（一）常見的堿我們常用的堿主要有氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鈣Ca（OH）2、氫氧化鉀（KOH）、氨水（NH3·H2O）等氫氧化鈉是強堿，有強烈的腐蝕性，所以又稱其為火堿、燒堿或苛性鈉它是一種白色固體，露置在空氣中易吸收水分而潮解，所以可以做某些氣體的干燥劑氫氧化鈣是一種白色粉末狀固體，微溶于水，其水溶液就是我們常用的石灰水氫氧化鈣俗稱消石灰或熟石灰，為什么叫熟石灰呢？這來自于它的制法：工業(yè)上用生石灰（CaO）與水反應即CaOH2OCa（OH）2來制得氫氧化鈣，在這個反應中會放出大量的熱，以至使水沸騰，可以煮熟雞蛋，所以稱生成的氫氧化鈣為熟石灰（二）堿相似的化學性質(zhì)活動與探究解析：（1）在氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液中加紫色石蕊試液，試液變成藍色；加無色酚酞試液，試液變成紅色（2）實驗室用澄清石灰水來檢驗二氧化碳，發(fā)生的反應是：Ca（OH）2CO2CaCO3H2O這也是氫氧化鈣用來做建筑材料的原因這個反應同樣也可以發(fā)生在氫氧化鈉上，即2NaOHCO2Na2CO3H2O，那你現(xiàn)在想一想，氫氧化鈉能否露置在空氣中保存？為什么？對，氫氧化鈉不能露置在空氣中而應密封保存，原因有兩個：第一，氫氧化鈉易吸水而潮解；第二，它能和空氣中的二氧化碳反應而變質(zhì)要注意全面考慮問題啊！我們看到這兩個反應很相似，反應的產(chǎn)物都得到水和相應的碳酸鹽，像二氧化碳這樣能和堿反應生成鹽和水的氧化物，叫做酸性氧化物酸性氧化物多數(shù)是一些非金屬氧化物，比如：二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）等，它們也可以與氫氧化鈉、氫氧化鈣等堿反應，SO22NaOHNa2SO3H2O SO2Ca（OH）2CaSO3H2OSO32NaOHNa2SO4H2OSO3Ca（OH）2CaSO4H2O我們可以總結(jié)為：酸性氧化物堿鹽水依據(jù)你總結(jié)的酸的相似的化學性質(zhì)和上面的探究，你能歸納出堿的相似的化學性質(zhì)嗎？問題全解1為何酸或堿具有一些相似的化學性質(zhì)呢？答：酸或堿的水溶液，如鹽酸、硫酸、氫氧化鈉和氫氧化鈣溶液能夠?qū)щ?，這說明這些溶液中存在帶電的粒子，就像金屬能導電是由于金屬中有能夠自由移動的電子，那這些溶液中能自由移動的帶電粒子究竟是什么呢？通過分析我們知道，HCl在水中解離出H和Cl，H2SO4在水中會解離出H和SO；NaOH在水中會解離出Na和OH，Ca（OH）2在水中會解離出Ca2和OH我們看到酸都能解離出H，而堿都能解離出OH，也就是說雖然有不同的酸或堿，但其溶液中都包含相同的成分H或OH，所以它們具有一些相似的化學性質(zhì)2石蕊試液和酚酞試液遇到氫氧化鐵會變色嗎？答：不會酸堿指示劑只有遇到酸溶液或堿溶液時才會改變顏色大多數(shù)的酸都是溶于水的，而堿則不同，只有少數(shù)堿是能夠溶于水的，如：氫氧化鉀（KOH）、氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鋇Ba（OH）2）和氫氧化鈣Ca（OH）2當石蕊和酚酞遇到它們的水溶液時會變色，而氫氧化鐵Fe（OH）3等是不能溶于水的堿，所以石蕊和酚酞不會變色另外我們知道氧化鈣（CaO）能和水反應生成氫氧化鈣，這條性質(zhì)同樣適用于其他三種可溶性堿，即Na2OH2O2NaOH、K2OH2O2KOH、BaOH2OBa（OH）2【學習方法指導】本課題的重點知識就是常見酸或堿的一些相似的化學性質(zhì)及其應用，大家應多聯(lián)系實際熟練掌握1在4個小燒杯里分別盛放相等質(zhì)量的下列物質(zhì)，在空氣中放置一定時間后，質(zhì)量增加的是（）A濃鹽酸B蔗糖溶液C濃硫酸D濃硝酸解：濃鹽酸、濃硝酸易揮發(fā)出溶質(zhì)，溶質(zhì)的質(zhì)量減少，溶液的質(zhì)量減少；濃硫酸易吸收空氣中水分，溶劑質(zhì)量增加，溶液質(zhì)量增加；蔗糖溶液質(zhì)量不變故選C答案：選C點撥：常見酸堿的一些物理性質(zhì)也應熟練掌握，學會與溶液的有關(guān)知識結(jié)合運用2下列各組反應時，能放出氫氣的是（）A鋅粒和濃H2SO4B鎂帶和稀HNO3C銅片和稀HNO3D鐵屑和鹽酸答案：D點撥：此題考查的是酸和金屬制氫氣的條件，我們知道要能制得氫氣，金屬應選用活潑金屬，酸一般選用鹽酸或稀硫酸，而濃H2SO4和硝酸與金屬反應不能得到氫氣3“綠色化學”是21世紀化學發(fā)展的主要方面，“綠色化學”要求從根本上消滅污染，是一門能徹底阻止污染產(chǎn)生的科學它包括“原料的綠色化”“化學反應的綠色化”“產(chǎn)物的綠色化”等內(nèi)容，其中“化學反應的綠色化”要求原料物質(zhì)中所有的原子完全被利用且全部轉(zhuǎn)入期望的產(chǎn)品中下列符合“化學反應的綠色化”的是（提示：有機化學反應方程一般用“”代替“”）（）A2C2H4O22C2H4OB實驗室制取CO2C2MN2P2Q2PMQ（M、N為原料，Q為期望產(chǎn)品）D用鐵屑、氧化銅、稀硫酸為原料制取銅：CuOH2SO4CuSO4H2OFeCuSO4FeSO4Cu答案：選AC點撥：這是一道閱讀理解的信息給予題，解題的關(guān)鍵是通過閱讀理解，提煉出有用的信息，再通過分析比較，解決問題“化學反應的綠色化”要求原料中所有原子完全被利用且全部轉(zhuǎn)入期望的產(chǎn)品中，這是本題的一條非常關(guān)鍵的信息，只要理解“原子完全被利用且全部進入期望的產(chǎn)品中”，問題就不難解決4實驗室用鐵、氧化銅、硫酸為原料制取銅，某同學設(shè)計了兩個實驗方案：兩個方案中，較好的是哪個？簡述理由答案：；操作簡便安全、不需加熱、原料消耗少點撥：此題是一道典型的設(shè)計實驗方案的評價題此類題內(nèi)涵豐富，思維容量大，要求對物質(zhì)的性質(zhì)、反應原理要熟悉，而且對實驗過程中實驗原理，實驗裝置，反應條件，實驗操作的可行性、簡便性、安全性等相關(guān)知識有深刻的理解，才能對不同的實驗方案作出正確的評價如本題中方案比方案好，因為方案條件要求低，均在常溫下進行，并制得最終產(chǎn)品銅，且從初始原料進入到最終產(chǎn)品的銅元素均可完全被利用，效率高，而方案在實驗操作中要消耗較多的H2，因此方案比方案用的原料Fe和H2SO4要少；其次方案安全可靠，不會發(fā)生操作危險5下列各組氣體均可用固體NaOH干燥的是（）AH2、O2、SO2 BCO、CO2、NO2CH2、O2、CODCO2、H2、HCl答案：選C點撥：NaOH固體具有吸水性，可以做某些氣體的干燥劑，但由于NaOH能與某些非金屬氧化物反應，所以它不能干燥像SO2、CO2、NO2等這樣的酸性氧化物氣體【知識拓展】在酸與活潑金屬反應放出氫氣的性質(zhì)中，除了要定性地分析酸和金屬的選擇條件，還應該從定量的角度分析例題用相同質(zhì)量的鎂和鐵分別和足量的稀硫酸反應，能夠正確表示反應情況的是下圖中的 _圖，其中A表示_的反應情況，B表示_的反應情況在此題中我們知道鎂和鐵都能和硫酸反應，但反應的速率和產(chǎn)氣能力不同，鎂比鐵的反應速率快；從化學方程式的計算即設(shè)Mg、Fe各1 g MgH2SO4MgSO4H2FeH2SO4FeSO4H2 242562 1x 1yx y所以xy也就是說相等質(zhì)量的鎂和鐵與足量的稀硫酸反應，鎂產(chǎn)生的氫氣比鐵要多，所以綜合這兩方面因素，正確的圖示應為乙，其中A表示鐵的反應情況，B表示鎂的反應情況練習：等質(zhì)量三種不同金屬a、b、c分別和足量的、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的稀硫酸反應，都生成相同價態(tài)硫酸鹽，其反應情況如下圖所示，問：（1）三種金屬的活動順序由弱到強的順序是_（2）三種金屬的相對原子質(zhì)量由大到小的順序是_（3）若b代表鐵，寫出它與稀硫酸反應的化學方程式_【問題點撥】1指導建議：（1）BCaCO3H2SO4CaSO4H2OCO2（2）CD使石蕊溶液變紅的是呈酸性的溶液燒堿具有強腐蝕性，日常生活中不宜用來去污，一般選擇安全用品2指導建議：石灰水是氫氧化鈣的水溶液，和氫氧化鈉溶液一樣都是無色的堿溶液，但它們與二氧化碳反應的現(xiàn)象卻不同，所以我們可以各取少量兩種溶液，分別通入二氧化碳，產(chǎn)生渾濁的是石灰水，無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生的是氫氧化鈉溶液3指導建議：法一：取少量廢液于試管中，滴入紫色石蕊試液，如果試液變藍，則說明廢液呈堿性法二：取少量廢液于試管中，滴入無色酚酞試液，如果試液變紅，則說明廢液呈堿性4指導建議：因為生石灰能吸水與水反應CaOH2OCa（OH）2，所以它可以做干燥劑生石灰露置在空氣中會吸收水分而生成熟石灰，熟石灰與空氣中的二氧化碳反應生成白色塊狀的碳酸鈣粘在一起，即CaOH2OCa（OH）2Ca（OH）2CO2CaCO3H2O5指導建議：設(shè)可生產(chǎn)FeSO4的質(zhì)量為xFeH2SO4FeSO4H298 1529.8 t·20%xx3.04 t答：可生產(chǎn)FeSO4 3.04 t 6 / 6