第九章 酸和碱（知识清单）化学新教材北京版九年级下册

第九章 酸和碱 01 思维导图 02 考点速记 第1节 初识酸和碱 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1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。 2. pH的测定 （1）将一张pH试纸放在玻璃片上； （2）用干燥玻璃棒（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2 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3 身边一些物质的pH 第2节 常见的酸 知识点一 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。实验室常用的浓盐酸溶质质量分数为 37%，有一定的腐蚀性，使用时要注意安全。 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。实验室常用的浓硫酸的溶质质量分数为 98%。 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。 实验室常用稀释浓硫酸的方法得到稀硫酸。由于浓硫酸密度比水大，且稀释时放出大量热，所以稀释浓硫酸时一定要紧贴烧杯内壁，缓慢地将浓硫酸注入盛有水的烧杯中，用玻璃棒不断搅拌。 知识点二 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。与酸碱指示剂相遇可以使酸碱指示剂变色。将石蕊溶液滴入盐酸或者硫酸中，石蕊溶液从紫色变红色；将无色酚酞溶液滴入盐酸或者硫酸中，酚酞溶液不变色。 2. 与活泼金属反应 一些活泼金属可以与酸发生反应，在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，生成氢气；排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢。请写出镁、铝、锌、铁与盐酸、稀硫酸反应的化学方程式。 金属 与盐酸反应的化学方程式 与稀硫酸反应的化学方程式 镁（Mg） 铝（Al） 锌（Zn） 铁（Fe） 3. 与金属氧化物反应 【实验5】向盛有稀盐酸的试管中放入一根生锈的铁钉，过一会儿取出铁钉，用水洗净，观察铁钉表面和溶液颜色的变化。 实验过程中铁钉上的铁锈逐渐溶解，溶液由无色逐渐变为黄色。可以看出，铁锈（主要成分为氧化铁）与盐酸发生反应，生成了+3价的铁的化合物。氧化铁与盐酸反应的化学方程式为：6HCl + Fe2O3=3H2O + 2FeCl3，利用此反应可以除去生锈铁钉表面的铁锈。用稀硫酸替代稀盐酸做上述实验，也可以得到相同的效果。说明硫酸也能与氧化铁反应。请在表格中写出该反应的方程式。 与氧化铁类似，还有很多的金属氧化物，如氧化铜，氧化铝等均能与盐酸或者稀硫酸进行反应，生成该金属的化合物与水。请写出下列反应方程式： 金属氧化物 与盐酸反应的化学方程式 与稀硫酸反应的化学方程式 氧化镁（MgO） 氧化铝（Al2O3） 氧化铜（CuO） 氧化铁（Fe2O3） 盐酸和硫酸虽然都含氢元素，但酸根原子团不同，决定其化学性质存在差异。例如，将硝酸钡 [Ba(NO3)2] 溶液分别加入稀盐酸和稀硫酸中，只观察到盛有稀硫酸的试管中生成白色沉淀，而盛有稀盐酸的试管中无明显变化。 知识点三 酸的用途 盐酸 硫酸 用途一 金属除锈 金属除锈 用途二 胃酸中含有盐酸 浓硫酸有吸水性，可以用来作干燥剂 用途三 制造药物 浓硫酸可以用来制造铅蓄电池 第3节 常见的碱 知识点一 常见的碱 常用的碱有氢氧化钠（NaOH）、氢氧化钙[Ca(OH)2]、氢氧化钾（KOH）、氨水（NH3·H2O）等。 1. 碱的定义 氢氧化钠、氢氧化钙都属于碱，除了这两种碱外，常见的碱还有氢氧化钾（KOH）、氨水（NH3·H2O）等，这类物质在某些性质上是相似的，这是由于它们在水中均解离出氢氧根离子。碱就是在水溶液中解离时生成的阴离子全部是OH－的化合物。 2. 氢氧化钠 （1）氢氧化钠的物理性质 氢氧化钠常温下是一种白色晶体，易溶于水，溶解时放出大量的热。 （2）氢氧化钠的俗称：火碱、烧碱、苛性钠。 （3）氢氧化钠的腐蚀性 氢氧化钠具有强烈的腐蚀性。较浓的氢氧化钠溶液溅到皮肤上如同火烧，会腐蚀表皮，造成烧伤。如果不慎沾到皮肤上，要用大量水冲洗，再涂上硼酸溶液。 图1被氢氧化钠腐蚀的鸡爪 （4）氢氧化钠的潮解 氢氧化钠是一种极常用的碱，是化学实验室的必备药品之一。氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气发生潮解，所以它也可以和浓硫酸一样用作干燥剂。氢氧化钠必须密封保存，长期露置会吸收空气中的水分，给使用造成不便。 （5）氢氧化钠的用途 氢氧化钠是一种重要的化工原料，广泛用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业中。氢氧化钠能与油脂反应，在生活中可用来去除油污，如炉具清洁剂中就含有氢氧化钠。 图2氢氧化钠溶液和固体 3. 氢氧化钙 （1）氢氧化钙的俗称：熟石灰或消石灰 （2）氢氧化钙的腐蚀性：对皮肤、衣服等有腐蚀作用，使用时应小心。 （3）氢氧化钙的物理性质和用途 【实验1】取一小药匙氢氧化钙，观察它的颜色和状态，然后放入小烧杯中，加入约30mL水，用玻璃棒搅拌，观察氢氧化钙在水中的溶解情况。然后放置，使上层液体澄清。取出澄清的溶液，向其中通入少量的二氧化碳，观察现象。 现象 颜色、状态 在水中的溶解情况 向澄清溶液中通入CO2 氢氧化钙是白色粉末状物质，微溶于水（温度越高，溶解度越小），其水溶液称为石灰水；当石灰水中存在较多未溶解的熟石灰时，就称为石灰乳或石灰浆。 氢氧化钙在生产和生活中有广泛的用途。建筑上用熟石灰与沙子混合来砌砖，用石灰浆粉刷墙壁；在树木上涂刷含有硫磺粉等的石灰浆，可保护树木，防止冻伤，并防止害虫生卵；农业上可用石灰乳与硫酸铜等配制成具有杀菌作用的波尔多液作为农药使用；熟石灰还可用来改良酸性土壤；等等。 图3树木涂上石灰浆 图4配制波尔多液 （4）氢氧化钙的制备 工业上用煅烧石灰石的方法来制取二氧化碳，其实它的另一种产物氧化钙也有很大的用途。它可以用来制取氢氧化钙。生石灰（CaO）和水反应，生成氢氧化钙：CaO + H2O = Ca(OH)2 。这个过程放出大量的热，以致使水沸腾，利用这些热量可以煮熟鸡蛋。 知识点二 碱的化学性质 1. 使酸碱指示剂变色 氢氧化钠、氢氧化钙都是碱，水溶液都呈碱性，与酸碱指示剂相遇可以使酸碱指示剂变色。例如，将石蕊溶液滴入氢氧化钠中，石蕊溶液从紫色变蓝色；将无色酚酞溶液滴入氢氧化钠中，酚酞溶液变红。 图5氢氧化钠与酚酞（左）和石蕊（右）的反应 2. 与某些非金属氧化物反应 之前我们学过，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，就是因为二氧化碳与氢氧化钙发生了反应。事实上，二氧化碳与氢氧化钠也是可以反应的。长期与空气接触的氢氧化钠不仅会潮解，而且会变质，这就是因为潮解后的氢氧化钠可以与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式见下表。 除了二氧化碳外，能与氢氧化钙溶液或者氢氧化钠溶液反应的还有二氧化硫、三氧化硫等非金属氧化物。请写出下列反应的化学方程式： 非金属氧化物 与氢氧化钙反应的化学方程式 与氢氧化钠反应的化学方程式 二氧化碳（CO2） CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O CO2 + 2NaOH = Na2CO3+ H2O 二氧化硫（SO2） 三氧化硫（SO3） 知识点三 碱的用途 氢氧化钠 氢氧化钙 用途一 吸收二氧化碳 检验二氧化碳 用途二 具有潮解性，可作干燥剂 改良酸性土壤 用途三 能与油脂反应，生活中用来除去油污 与硫酸铜溶液混合配制波尔多液 用途四 石灰浆用来粉刷墙壁 用途五 石灰浆用来涂刷树木，防止冻伤和虫蛀 第4节 酸和碱的反应 知识点一 中和反应 1. 中和反应的定义 酸和碱作用生成盐和水的反应叫作中和反应。如Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O ，H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O等反应均属于中和反应。 中和反应的产物是盐和水，但并不是所有生成盐和水的反应都是中和反应。例如酸和金属氧化物反应、碱和非金属氧化物反应都可以生成盐和水。 2. 中和反应的实质 为什么酸和碱反应会生成盐和水呢？酸是一类在水中解离出H＋的物质，酸的通性就是H＋的性质；碱是一类在水中解离出OH－的物质，碱的通性就是OH－的性质。当酸解离出的H＋和碱解离出的OH－相遇时，就会结合生成水；而酸解离出的酸根离子和碱解离出的金属离子就会结合生成盐，这就是中和反应的实质。 图1氢氧化钠与盐酸反应示意图 3. 验证中和反应的发生 有些中和反应进行时有明显的现象，如生成的盐以不溶物（沉淀）的形式析出或者反应中有明显的颜色变化。在反应Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4 ↓+ 2H2O中，生成的硫酸钡是一种白色的沉淀，所以实验中我们能观察到白色沉淀；而反应Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O中，Cu(OH)2是蓝色沉淀，而硫酸铜的溶液呈蓝色，所以我们能观察到蓝色沉淀溶解，溶液由无色变为蓝色。 但也有很多的中和反应进行时无明显现象，如NaOH + HCl = NaCl + H2O，在该反应中，现象不明显，所以需要借助指示剂颜色的变化来判断是否发生反应。 【实验1】在烧杯中加入约5 mL稀氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液。用滴管慢慢滴入稀盐酸，并不断搅拌溶液，至溶液颜色恰好变为无色为止。此时氢氧化钠和盐酸恰好完全中和。如下图所示。 图2 在氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸 思考：如果以上实验不加入酚酞溶液，由什么现象？ 知识点二 中和反应在实际中的应用 1. 改良酸性土壤 在农业生产中，农作物生长对于土壤的酸碱性有一定的要求。根据土壤情况，可以利用中和反应，在土壤中加入酸性或碱性物质，调节土壤的酸碱性，以利于农作物的生长。例如，近年来由于空气污染形成酸雨，导致一些地方的土壤酸性增强，不利于农作物生长，于是人们将适量的熟石灰加入土壤，以中和其酸性，反应的化学方程式为：Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O。 图3 在酸性土壤中加入熟石灰 2. 处理工业废水 工业生产过程中的污水，需进行一系列的处理。例如，硫酸厂的污水中含有硫酸等物质，可以用熟石灰进行中和；印染厂的废水呈碱性，可加入硫酸进行中和。 图4 工业废水的处理 3. 用于医疗和日常生活中 人的胃液里含有适量盐酸，可以帮助消化。但是如果饮食过量时，胃会分泌大量胃酸，造成胃部不适以致消化不良。在这种情况下，可以遵医嘱服用某些含有碱性物质（如氢氧化铝、氢氧化镁）的药物，以中和过多的胃酸，通过这种方式缓解胃酸过多造成的不适，反应的化学方程式为：Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O。 图5 胃药 当我们不小心被某些蚊虫叮咬后，蚊虫在人的皮肤内分泌出蚁酸，使叮咬处很快肿成大包而痛痒，如果涂一些含有碱性物质的溶液，就可以减轻痛痒。或者不小心被黄蜂蛰了的时候，由于黄蜂射出的汁液是碱性的，就可以用食醋涂在皮肤上以减轻痛痒。 知识点三 复分解反应 1. 复分解反应 （1）概念： 由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应叫做复分解反应。 如NaOH + HCl = NaCl + H2O。 （2）特点： 发生在两种化合物之间，反应前后各元素或原子团的化合价保持不变，可简记为“互交换，价不变”。 （3）表达式： AB + CDAD + CB。（注意：正价在前，负价在后） 2. 复分解反应发生的条件 【实验一】向两支分别盛有少量氢氧化钠溶液和氯化钡溶液的试管中滴加硫酸铜溶液，观察现象。 CuSO4溶液 + NaOH溶液 CuSO4溶液 + BaCl2溶液 现象 化学方程式 CuSO4 + BaCl2= BaSO4↓+ CuCl2 （1）酸、碱、盐之间并不是都能发生复分解反应。只有当两种化合物互相交换成分，生成物中有沉淀或有气体或有水生成时，复分解反应才可以发生。 （2）条件归纳 反应物类别 反应物条件 生成物条件 酸 + 碱 至少一种可溶 至少满足下列三个条件中的一个：（1）有沉淀生成；（2）有气体生成；（3）有水生成 酸 + 盐 酸可溶 碱 + 盐 碱和盐可溶 盐 + 盐 两种盐均可溶 酸 + 金属氧化物 酸可溶 3. 复分解反应的实质 复分解反应的实质是两种化合物在水溶液中互相交换离子，只要离子之间能够互相结合生成气体、沉淀或水，就能使溶液中相关离子浓度减小，反应就可以发生，这些互相结合的离子在同一水溶液中就不能大量共存。 4. 常见复分解反应的类型 反应物生成物 实例 盐 + 酸新盐 + 新酸 Na2CO3＋2HCl = 2NaCl＋CO2↑＋H2O 盐 + 碱新盐 + 新碱 Na2CO3＋Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH 盐1 + 盐2新盐1 + 新盐2 Na2CO3＋CaCl2 = CaCO3↓+ 2NaCl 酸 + 碱盐 + 水 NaOH＋HCl = NaCl＋H2O 酸 + 金属氧化物盐 + 水 6HCl + Fe2O3 = 3H2O + 2FeCl3 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！9 学科网（北京）股份有限公司 $$