内容正文:
【新课标·新素养】2024—2025学年九年级化学下册精品讲义
第十单元 常见的酸、碱、盐
课题 2 常见的酸和碱(共需3课时)
教材知识全解……讲透知识、查漏补缺
知识点1 常见的酸
一、浓盐酸和浓硫酸的物理性质
浓盐酸(HCl)
浓硫酸(H2SO4)
颜色、状态
无色液体
无色、黏稠、油状液体
打开
现象
瓶口有白雾出现
无明显现象
瓶盖
原因
具有挥发性
——
气味
有刺激性气味
无气味
密度
常用浓盐酸(质量分数为37%~38%)1.19g/cm3
常用浓硫酸(质量分数为98%)1.84 g/cm3
二、浓硫酸的特性
(1)吸水性
浓硫酸具有吸水性,在实验室中可用作某些气体的干燥剂。
(2)腐蚀性
①浓硫酸具有强烈的腐蚀性。它能将物质中的氢、氧元素按水的组成比脱去(脱水作用),生成黑色的炭。
②意外事故处理:若不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上,应立即用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。
三、稀释浓硫酸
稀释浓硫酸的正确操作:将浓硫酸沿着器壁缓慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。由于浓硫酸溶于水放出大量的热,因此接触烧杯外壁会感觉发烫
稀释浓硫酸的错误操作:若将水注入浓硫酸,由于水的密度较小,水会浮在浓硫酸上面,浓硫酸溶解时放出的热能使水立刻沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅
四、盐酸、硫酸的主要用途
酸
用途
盐酸
用于金属表面除锈、制造药物等;人体胃液中含有盐酸,可帮助消化
硫酸
用于生产化肥、农药、火药、染料及冶炼金属、精炼石油和金属除锈等;浓硫酸在实验室中常作干燥剂
点拨
浓盐酸易挥发,挥发出来的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴,所以有白雾现象。
图解要点
特别提醒
用浓硫酸干燥气体时,气体应从长导管通入。
归纳总结
浓硫酸具有吸水性,其试剂瓶敞口放置,会吸收水分使溶液质量增大,溶质质量分数减小;浓盐酸具有挥发性,其试剂瓶敞口放置,会挥发出氯化氢气体,溶质的质量减小,溶质质量分数减小。
巧学妙记
稀释浓硫酸,应防酸飞溅;硫酸慢入水,及时来搅拌。
拓展延伸
浓硫酸在实验室作干燥剂可以干燥O2、H2、CO2、HCl等气体,但是不能用来干燥NH3等碱性气体。
知识点2 酸的化学性质
一、与指示剂作用
结论:稀盐酸和稀硫酸能使石蕊溶液变红,不能使酚酞溶液变色。
二、与活泼金属反应:稀盐酸、稀硫酸均能与活泼金属(K、Ca、Na除外)发生置换反应,生成氢气。
三、与金属氧化物反应(以 Fe2O3为例)
反应物
现象
化学方程式
铁锈+稀盐酸
铁锈消失,溶液由无色变为黄色
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2
铁锈+稀硫酸
Fe2O3+3H2SO4= Fe2O3+3H2O
特别提醒
盐酸、稀硫酸与铁反应后,得到的FeCl2溶液、FeSO4溶液呈浅绿色,其中铁元素为+2价;与铁锈反应生成的FeCl3溶液、Fe2(SO4)3溶液呈黄色,其中铁元素为+3价。
点拨
将生锈的铁钉浸泡在酸中,当氧化铁反应完全后,露出来的铁会与酸反应。因此不能将铁制品长时间浸泡在酸溶液中除锈。
知识点3 物质的导电性
一、试验物质的导电性
【实验】分别将稀盐酸、稀硫酸、蒸馏水和乙醇放入烧杯中,如图所示,观察现象。
【现象】闭合开关,烧杯中为稀盐酸或稀硫酸时,灯泡发光;烧杯中为蒸馏水或乙醇时,灯泡不发光。
【分析】蒸馏水和乙醇不导电,稀盐酸、稀硫酸能导电,这说明稀盐酸、稀硫酸中存在带电荷的粒子。
二、酸具有相似化学性质的原因
盐酸、硫酸等酸在水中都能解离出H+和酸根离子,即在不同酸的溶液中都含有H+,所以,酸有一些相似的化学性质。
拓展延伸
在能导电的溶液中,溶质溶于水时,在水分子作用下解离出能自由移动的离子。通电后,阴、阳离子定向移动,形成电流。
图解要点
HCl在水中解离出离子示意图
知识点4 常见的碱
氢氧化钠(NaOH)
氢氧化钙[Ca(OH)2]
俗称
苛性钠、火碱或烧碱
熟石灰或消石灰
颜色、状态
白色固体
白色粉末状固体
溶解性
易溶于水(溶解时放出大量的热)
微溶于水(水溶液俗称石灰水)
腐蚀性
有强腐蚀性
有腐蚀性
用途
作化工原料,广泛应用于制肥皂,以及石油、造纸、纺织和印染等工业;生活中可用来去除油污;作某些气体的干燥剂
作建筑材料;在树木上涂刷含有硫黄粉等的石灰浆,防止冻伤,并防止害虫产卵;农业上用来配制具有杀菌作用的波尔多液;改良酸性土壤
特别提醒
(1)氢氧化钠有强腐蚀性且易潮解,称量时不能放在称量纸上,要放在玻璃器皿里。
(2)氢氧化钠易潮解、易与空气中的二氧化碳发生反应而变质,必须密封保存。
(3)氢氧化钠固体可以作某些气体的干燥剂,但不能干燥二氧化碳、氯化氢等能与其反应的气体。
知识点5 碱的化学性质
一、碱的化学性质
(1)与指示剂作用:碱溶液能使紫色石蕊溶液变蓝,能使无色酚酞溶液变红。
(2)与某些非金属氧化物反应
可溶性碱能与某些非金属氧化物发生反应,生成水,如2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
二、碱具有相似化学性质的原因
氢氧化钠、氢氧化钙等碱在水中都能解离出金属离子和OH-,即在不同碱的溶液中都含有OHˉ,所以,碱有一些相似的化学性质。
图解要点
NaOH在水中解离出离子示意图
知识点6 中和反应
一、氢氧化钠与盐酸反应的实验探究
(1)实验步骤及现象
5mL稀氢氧化钠溶液
(2)实验分析及结论:氢氧化钠溶液能使酚酞变红,当氢氧化钠和盐酸恰好完全反应时,溶液变为无色,反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O。
点拨
有些酸和碱发生反应时没有明显现象,可向其中加入酸碱指示剂,借助指示剂颜色的变化判断反应是否发生并确定中和反应的终点。
(3)反应微观示意图
(4)反应后溶液酸碱性的判断
二、中和反应
(1)概念:酸与碱作用生成盐和水的反应。
(2)实质:酸溶液中的H+和碱溶液中的OH-结合生成H2O的过程。
氢氧化钠与盐酸反应
(3)盐:由金属离子(或铵根离子)和酸根离子构成的化合物叫作盐,如 NaCl、CuSO4等。
易错警示
(1)不能采用先向稀盐酸中滴加无色酚酞溶液,再向其中滴加氢氧化钠溶液的方法来验证二者恰好完全反应,原因是当观察到溶液变红的现象时,氢氧化钠已过量。
(2)若实验前忘记加入无色酚酞溶液,实验过程中加入无色酚酞溶液,发现溶液未变色,不能证明盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,理由是酚酞在酸性、中性溶液中均不变色,溶液呈无色也可能是盐酸过量。
特别提醒
(1)中和反应不是基本反应类型,它特指酸和碱作用生成盐和水的反应。
(2)中和反应生成盐和水,但生成盐和水的反应不一定是中和反应,如Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O等。
知识点7 中和反应在实际中的应用
一、日常生活中
(1)遵医嘱服用某些含有碱性物质的药物,以中和过多的胃酸。
(2)蜂或蚂蚁叮咬人的皮肤后,在皮肤内分泌出蚁酸,会使叮咬处很快出现肿、痛或瘙痒等症状,可以涂一些含有碱性物质的溶液,以减轻症状。
二、工厂生产中
(1)用熟石灰中和硫酸厂排放的污水:Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O。
(2)若工厂的废水呈碱性,可加入硫酸进行中和。
三、农业生产中
农作物生长对土壤的酸碱性有一定的要求。在实际中,常根据土壤和植物种植情况调节土壤的酸碱性,如用熟石灰中和土壤酸性,以利于农作物生长。
图解要点
可服用含氢氧化铝的药物中和过多的胃酸
拓展延伸
应用中和反应时,酸、碱的选取通常要考虑对环境是否有污染、对人体健康是否有危害以及价格是否合理等。
经典例题考点1 考查酸的化学性质
例1 (2024山东临沂蒙阴模拟)将稀盐酸分别滴入盛有不同物质的试管中,如图所示。
Cu Fe CaCO3 CuO 紫色石蕊溶液
(1)有气体生成的是_______(填字母)。
(2)溶液变成红色的是_______(填字母)。
(3)溶液变为蓝色的试管中发生反应的化学方程式为___________________________________。
【解析】
(1)铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。
(2)盐酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红。
(3)氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,溶液变为蓝色。
【答案】(1)BC (2)E (3)CuO+2HCl=CuCl2+H2O
考点2 考查碱的化学性质
例2 为探究CO2和NaOH能发生化学反应,某同学选用了下列两种装置进行实验。请回答下列问题:
(1)选择装置I时,可观察到的实验现象为__________________________________________。
(2)选择装置Ⅱ时,可观察到烧杯内的水沿着导管进入锥形瓶中,不考虑CO2溶于水、与水反应,分析产生该实验现象的原因是___________________________________。
(3)CO2和NaOH溶液反应的化学方程式为_________________________________________________。
【解析】
(1)选择装置Ⅰ时,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,瓶内气压减小,在外界大气压的作用下,可观察到气球膨胀。
【答案】
(1)气球膨胀 (2)CO2和NaOH反应,瓶内气压小于大气压 (3)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
归纳总结
利用酸的某些化学性质检验酸
解题指导
氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应无明显现象,为证明它们发生了反应,一般采用以下思路:
(1)反应在密闭容器中进行,装置内压强减小,通过液面高度、气球大小等变化证明二者发生了反应(需将氢氧化钠溶液换成等体积的水做对比实验)。
(2)检验反应后的溶液中是否含有碳酸钠(即检验碳酸根离子),可取少量反应后的溶液,加入足量的稀盐酸,有气泡产生,证明二者发生了反应。
考点3 考查中和反应
例3 (2024甘肃金昌永昌三模)化学兴趣小组同学对氢氧化钠溶液与稀盐酸是否发生了化学反应进行如下实验探究。
【实验一】借助指示剂的颜色变化判断酸碱是否发生了反应,如图1所示。
图1
(1)判断试管中两种物质发生反应的现象是溶液由____________________________,该反应的化学方程式为___________________________________。
【实验二】借助反应前后的温度变化来判断酸碱是否发生了反应,如图2、图3所示。
图2 图3
(2)将盛有氢氧化钠固体的燃烧匙伸入稀盐酸中,观察到U形管中右侧红墨水液面上升,该现象_______(填“能”或“不能”)证明氢氧化钠与稀盐酸发生了化学反应,理由是__________________________________________。
【实验三】有同学提出可利用pH的变化判断酸碱是否发生了反应,图4所示是小组同学利用pH传感器探究氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的pH变化曲线。
(3)图4中表示酸、碱恰好完全反应的点是_______(填“A”“B”或“C”)。
(4)B点所示溶液中含有的微粒有_____________________。
解析(1)氢氧化钠溶液为碱性,能使酚酞变红。加入稀盐酸,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,当恰好完全反应(或盐酸过量后)溶液为中性(或酸性),酚酞变为无色,则判断试管中两种物质发生反应的现象是溶液由红色变为无色。
(2)氢氧化钠固体溶于水放热,会导致集气瓶内温度升高,气体膨胀,压强增大,也会出现U形管中右侧红墨水液面上升的现象。
(3)氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,恰好完全反应时溶液为氯化钠溶液,呈中性,pH=7,则B点表示酸、碱恰好完全反应。
(4)B点溶液为中性,则酸、碱恰好完全反应,溶液中含有水和氯化钠,B点所示溶液中含有的微粒有H2O、Na+、Cl-。
答案(1)红色变为无色 HCl+NaOH=NaCl+H2O
(2)不能 氢氧化钠固体溶于水放热,也会导致集气瓶内气体膨胀,压强增大
(3)B
(4)H2O、Na+、Cl-
解题指导
判断中和反应是否发生的方法
方法
操作步骤
指 示剂法(以向碱中滴加酸为例)
①在碱溶液中滴加几滴酚 酞 溶液;②为防止酸过量,应逐滴加入,并不断搅拌或振荡;③溶液由红色变为无色,证明反应发生
热量变化法
①测量加入烧杯中的碱(或酸)溶液的温度;②边加等温度的酸(或碱)溶液边不断搅拌并及时测量、记录溶液的温度;③温度升高,证明反应发生
pH 变化法(以向酸中滴加碱为例)
①测出酸溶液的pH;②逐滴加入碱溶液并不断搅拌,同时测定 溶液的 pH;③pH 不断增大至大于 7,证明反应发生
易错易混易错点 分析中和反应过程中pH的变化图像易错
例题 (2024山东滨州一模)NaOH溶液和稀盐酸发生中和反应的过程中,溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应开始前,测量的是NaOH溶液的pH B.b点时,NaOH和HCl恰好完全反应
C.a点处的溶液能够使酚酞溶液变红 D.c点处的溶液能与Fe反应产生气体
【解析】由图像可知,反应过程中pH从小于7逐渐增大到大于7,则反应开始前,测量的是稀盐酸的pH;b点时溶液的pH等于7,显中性,说明NaOH和HCl恰好完全反应;a点时溶液的pH小于7,显酸性,不能使酚酞溶液变红;c点时溶液的pH大于7,显碱性,溶质是氢氧化钠和氯化钠,不能与Fe反应产生气体。
【答案】B
纠错点睛
(1)根据图像判断“酸滴碱”还是“碱滴酸”
①图像中 pH 起点小于7——“碱滴酸”;
②图像中 pH 起点大于7——“酸滴碱”。
(2)根据图像判断溶质成分
①酸和碱发生中和反应过程中,pH大于7时,溶质中含有碱与反应产物(不考虑起点);
②酸和碱发生中和反应过程中,pH等于7时,溶质只有反应产物;
③酸和碱发生中和反应过程中,pH小于7时,溶质含有酸与反应产物(不考虑起点)。
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