内容正文:
第十一章 酸与碱
常见的酸
图1常见含有酸的水果
说到“酸”这个词,也许你能想起来酸酸的橘子或者柠檬,或者厨房中的食醋。其实这一类食物里都含有酸。今天我们主要来学习初中化学中最重要的两种酸:盐酸和硫酸。
知识点一 酸碱指示剂
1. 酸碱指示剂实验
【实验1】将8支试管分成两组,每组的4支试管中分别加入少量白醋、石灰水、苹果汁、和氢氧化钠溶液。向其中一组试管中加入紫色石蕊溶液,向另一组试管中加入无色酚酞溶液。观察现象。
图2向溶液中加入酸碱指示剂
加入紫色石蕊溶液后的颜色变化
加入无色酚酞溶液后的颜色变化
白醋
石灰水
苹果汁
氢氧化钠溶液
2. 常用酸碱指示剂的变色情况【酸红碱蓝中性紫 酚酞只在碱里红】
能跟酸或碱作用而显示不同颜色的物质,叫作酸碱指示剂,简称指示剂。常用的指示剂有紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液。酸和碱能与指示剂反应,而使指示剂显示不同的颜色。
酸性
中性
碱性
紫色石蕊
红色
紫色
蓝色
无色酚酞
无色
无色
红色
知识点二 溶液酸碱度的表示法
利用酸碱指示剂可以检验溶液的酸碱性。但在生活、生产和科学研究中,往往还需要精确地知道溶液的酸碱性强弱程度,即溶液的酸碱度。溶液的酸碱度常用pH来表示。
1. pH与溶液酸碱性的关系
稀溶液的pH范围通常在0~14之间。常温下,pH<7时,溶液呈酸性,pH越小,酸性越强;pH = 7时,溶液呈中性;pH>7时,溶液呈碱性,pH越大,碱性越强。如下图所示。
图6 pH和溶液的酸碱性
2. pH的测定
(1)将一张pH试纸放在玻璃片上;
(2)用玻璃棒(或胶头滴管)蘸取(或吸取)少量待测溶液;
(3)将少量待测液滴在pH试纸上;
(4)把pH试纸显示的颜色与标准比色卡对照,可粗略知道溶液的pH。
图7 一种pH试纸和比色卡
3. pH的应用
了解溶液的酸碱性,对于生活、生产以及人类的生命活动具有重要的意义。
(1)化工生产中许多反应必须在一定pH溶液时才能进行;
(2)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;
(3)测定雨水的pH(因溶解有二氧化碳,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;
(4)测定人体内或排出的液体的pH,可以了解人体的健康情况。
图8 身边一些物质的pH
知识点三 常见的酸
在实验室和化工生产中,常见的酸有盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、醋酸(CH3COOH)等。另外,生活中常见的许多物质中也含有酸。
1. 酸的定义
在水溶液中解离时生成的阳离子全部是H+的化合物叫作酸。
图3生活中的一些物质含有酸
2. 几种常见酸的物理性质
【实验2】观察盐酸、硫酸的颜色和状态,然后分别打开盛有盐酸、硫酸的试剂瓶的瓶盖,观察现象并闻气味。
盐酸(HCl)
硫酸(H2SO4)
颜色、状态
无色液体
无色粘稠的油状液体
打开试剂瓶后的现象
瓶口有白雾出现
无明显变化
气味
有刺鼻的气味
无刺激性气味
密度
常用浓盐酸(37% ~ 38%)
1.19 g/cm3
常用浓硫酸(98%)
1.84 g/cm3
3. 盐酸的特性
盐酸是氯化氢气体(HCl)的水溶液。盐酸具有挥发性,浓度越大,挥发性越强。浓盐酸易挥发,打开瓶盖,瓶口出现白雾,这是由于挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合,形成了盐酸小液滴。
4. 浓硫酸的特性
常用的浓硫酸是一种无色粘稠的油状液体浓硫酸具有吸水性,敞口放置时能够吸收空气中的水,所以实验室常用浓硫酸作干燥剂。用来干燥不能与其反应的酸性或中性气体,如CO2、HCl、O2、H2等。
图4浓硫酸干燥气体
【实验3】将纸、小木棍、布放在玻璃片上做下列实验。
实验
放置一会儿后的现象
用玻璃棒蘸浓硫酸在纸上写字
纸张笔画部分变黑
用小木棍蘸少量浓硫酸
蘸有浓硫酸的部分变黑
将浓硫酸滴到一小块布上
布块上滴有浓硫酸的部位由黄变黑,容易破损
图5浓硫酸的脱水性
浓硫酸具有强烈的腐蚀性。它能夺取纸张、木材、布料、皮肤(都由碳、氢、氧等元素的化合物组成)里的水分,生成黑色的炭。在这个过程中,浓硫酸体现出来的是脱水性。脱水性是指浓硫酸能将这些物质中的氢、氧元素按水的组成比脱去。所以使用浓硫酸时应十分小心。
5. 浓硫酸的稀释方法【酸入水】
若不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上,应立即用大量水冲洗,然后再涂上3% ~ 5%的碳酸氢钠溶液。
【实验4】将浓硫酸沿烧杯壁缓慢地注入盛有水的烧杯里,用玻璃棒不断搅拌,并用手轻轻触碰烧杯外壁,有什么感觉?
实验现象:放出大量的热。
图6浓硫酸稀释的正确操作
知识点四 酸的化学性质
1. 使酸碱指示剂变色
盐酸、硫酸都是酸,它们都呈酸性