内容正文:
第三单元 常见的酸、碱、盐
知识导引
知识清单
知识点1:溶液的酸碱性和pH
1.常见的酸碱指示剂及其变色规律
酸碱指示剂
酸性溶液
中性溶液
碱性溶液
变色规律
紫色石蕊溶液
红色
紫色
蓝色
酸红碱蓝
无色酚酞溶液
无色
无色
红色
遇碱变红
易错提醒:酸溶液呈酸性,但酸性溶液不一定是酸溶液,如硫酸铜溶液;碱溶液呈碱性,但碱性溶液不一定是碱溶液,如碳酸钠溶液。
应用:利用溶液酸碱性鉴别溶液
例:实验室有3瓶失去标签的液体,分别为蒸馏水、稀硫酸、氢氧化钠溶液,怎样鉴别?
分别取样品液体于试管中,分别滴加紫色石蕊溶液,若液体变为红色,则为稀硫酸;若液体变为蓝色,则为氢氧化钠溶液;若仍为紫色,则为蒸馏水。
2.溶液酸碱度的表示方法——pH,pH的取值范围通常在0~14之间。
pH<7,溶液呈酸性,pH数值越小酸性越强
pH=7,溶液呈中性
pH>7,溶液呈碱性,pH数值越大碱性越强
3. pH的测定方法:在白瓷板或玻璃片上放一片pH试纸,用玻璃棒蘸取被测液滴到pH试纸上,把试纸呈现的颜色与标准比色卡比较,即可得到被测液的pH。用pH试纸测出的pH一般记整数,为粗略读数。
易错提醒:
①pH试纸不能用水润湿,否则测酸性溶液的pH时所测值偏大,测碱性溶液的pH时所测值偏小。
②测溶液酸碱度时,pH试纸不能直接伸入待测液,会污染药品。
4.溶液酸碱度的应用
(1)测定土壤的酸碱性,提供土壤改造依据。
(2)测定雨水的pH,了解空气污染情况,pH小于5.6的雨水为酸雨。
(3)通过测定人体血液、尿液的pH判断人是否生病。
(4)很多化工反应必须在一定pH的溶液中才能进行。
知识点2:常见的酸
1.盐酸和硫酸比较
硫酸
盐酸
化学式
H2SO4
HCl
颜色、状态、气味
纯净的浓硫酸:无色黏稠的油状液体、无味
纯净的浓盐酸:无色的液体、有刺激性气味
打开瓶塞的现象
无明显现象
瓶口有白雾出现,闻到刺激性气味
(浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴)
吸水性
具有吸水性(物理性质)
不具有吸水性
用途
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。
浓硫酸有吸水性,在实验室中常用它做干燥剂。
用于金属表面除锈、制造药物(如盐酸二甲双胍)等;人体胃液中有盐酸,可帮助消化。
2.知识拓展:敞口放置在空气中的变化(物理变化)
性质
溶质质量
溶剂质量
溶液质量
溶质质量分数
保存
浓盐酸
挥发性
减小
不变
减小
减小
密封
浓硫酸
吸水性
不变
增大
增大
减小
密封
3.浓硫酸
(1)特性:
①吸水性:浓硫酸可用作气体干燥剂,但不能干燥碱性气体,如NH3等。
②腐蚀性:浓硫酸有强烈的腐蚀性,它能夺取纸张、木材、布料、皮肤(都由含碳、氢、氧等元素的化合物组成)里的水分,生成黑色的炭。若不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上,应立即用大量水冲洗,然后涂上质量分数为3%~5%的碳酸氢钠溶液。
(2)浓硫酸的稀释
正确操作
操作要领:
酸入水,沿器壁,慢倾倒,及时搅
手触碰的感觉:烧杯发烫
说明浓硫酸溶于水放出大量热
错误操作
水倒入酸中放出大量热使水沸腾,酸液飞溅,切不可把水注入浓硫酸!
4.酸的化学性质:酸有相同的化学性质是因为酸在水中都能解离出H+,有不同的化学性质是因为解离出的酸根离子不同。
化学性质
举例
与酸碱指示剂作用
酸能使紫色石蕊溶液变红,无色酚酞不变色
与活泼金属反应(不包括浓硫酸和硝酸)
金属+酸→盐+氢气
(置换反应)
铁和酸反应:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 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)
锌和酸反应:
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
现象:固体逐渐溶解,产生气泡
与某些金属氧化物反应
金属氧化物+酸→盐+水
(复分解反应)
氧化铁和酸反应:
Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O
Fe2O3+3H2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2O
现象:红棕色固体逐渐溶解,溶液由无色变为黄色
注意:酸除去铁表面的锈时不宜长时间浸在酸中
氧化铜和酸反应:
CuO+2HCl = CuCl2+H2O
CuO+H2SO4 = CuSO4+H2O
现象:黑色固体逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
与碱反应
酸+碱→盐+水
(复分解反应)
HCl与NaOH反应:
HCl+NaOH = NaCl+H2O
H2SO4与Ca(OH)2反应:
H2SO4+Ca(OH)2 = CaSO4+2H2O
与某些盐反应
酸+盐→新盐+新酸
(复分解反应)
HCl与CaCO3反应:
2HCl+CaCO3 = CaCl2+H2O+CO2↑
现象:固体逐渐溶解,产生气泡
H2SO4与Na2CO3反应:
H2SO4+Na2CO3 = Na2SO4+H2O+CO2↑
现象:产生大量气泡
知识点3:常见的碱
1.氢氧化钠和氢氧化钙的比较
氢氧化钠
氢氧化钙
俗称
烧碱、火碱、苛性钠
消石灰、熟石灰
化学式
NaOH
Ca(OH)2
颜色、状态
白色块状固体
白色粉末状固体
腐蚀性
强腐蚀性:如果不慎将氢氧化钠溶液沾到皮肤上,先用大量水冲洗,再涂上质量分数为1%的硼酸溶液。
较强腐蚀性
特性
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
微溶于水,溶于水时放热不明显
工业制法
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
CaO+H2O=Ca(OH)2
鉴别
通入CO2,产生白色沉淀的为氢氧化钙
用途
用于制取肥皂、石油、造纸、纺织和印染工业;氢氧化钠能与油脂反应,可用来除油污,如炉具清洁剂的成分之一为氢氧化钠
建筑上用熟石灰与沙子混合来砌砖;在树木上涂刷含有硫黄粉等的石灰浆,可保护树木,防止冻伤,并防止害虫产卵;农业上可用石灰乳与硫酸铜溶液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。
2.碱的化学性质:碱有相同的化学性质是因为碱在水中都能解离出OH-。
化学性质
举例
与酸碱指示剂作用
碱能使紫色石蕊溶液变蓝,无色酚酞变红
与某些非金属氧化物反应
非金属氧化物+碱→盐+水
2NaOH+CO2 = Na2CO3+H2O(用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳)
2NaOH+SO2 = Na2SO3+H2O(用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫)
2NaOH+SO3 = Na2SO4+H2O
Ca(OH)2+CO2 = CaCO3↓+ H2O(检验二氧化碳;石灰墙“出汗”)
碱+酸→盐+水
(复分解反应)
6HCl+Fe(OH)3 = FeCl3+3H2O 现象:红褐色固体消失,溶液变为黄色
2HCl+Cu(OH)2 = CuCl2+2H2O 现象:蓝色固体消失,溶液变为蓝色
与某些盐反应
碱+盐 → 新碱+新盐
(复分解反应)
2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓ 现象:溶液由蓝色变为无色,并产生蓝色沉淀
Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4+Cu(OH)2↓(配制波尔多液)
知识点4:中和反应
1.定义:酸和碱作用生成盐和水的反应,叫做中和反应。
易错提醒:
(1)中和反应生成盐和水,但有盐和水生成的反应不一定是中和反应,如金属氧化物与酸的反应、非金属氧化物与碱溶液的反应等。
(2)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。
2.中和反应的微观实质:酸中H+的和碱中的OH-结合生成水。
3.中和反应的应用
1. 医药和日常生活
用氢氧化镁或氢氧化铝治疗胃酸过多:3HCl+Al(OH)3 == AlCl3+3H2O ; 2HCl+Mg(OH)3 == MgCl2+2H2O。
用含碱性物质的溶液缓解蜂或蚂蚁叮咬的症状,减少痛痒。
1. 处理工厂污水
用熟石灰中和硫酸厂的废水:H2SO4+Ca(OH)2 == CaSO4+2H2O。
用硫酸中和含氢氧化钠的废水:H2SO4+2NaOH == Na2SO4+2H2O。
1. 改变土壤的酸碱性
用熟石灰改良酸性土壤;用碳酸水改良碱性土壤。
知识点5:常见的盐
1.物质的分类
盐的定义:由金属离子(或NH4+)和酸根离子形成的化合物。
2.几种常见的盐
物质
俗称
物理性质
用途
氯化钠
食盐
白色粉末,水溶液有咸味,溶解度受温度影响不大
①作调味品,腌制咸菜;
②作防腐剂;
③消除积雪
④农业上用氯化钠溶液来选种
⑤制生理盐水(浓度为0.9%的氯化钠溶液)
碳酸钠
纯碱、苏打
白色粉末状固体,易溶于水
用于玻璃、造纸、纺织、洗涤、食品工业等
(与NaOH用途很相似,但玻璃是个例外)
碳酸钙
白色固体,不溶于水
建筑材料、补钙剂
实验室制取二氧化碳的原料的主要成分
碳酸氢钠
小苏打
白色晶体,易溶于水
制糕点所用的发酵粉
医疗上,治疗胃酸过多(NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,胃溃疡者禁用)
备注
· 碳酸氢钠不稳定,受热能分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
区别碳酸钠和碳酸氢钠的方法就是分别加热,有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成的,就是碳酸氢钠,否则是碳酸钠。
· 碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液都呈碱性。
· 工业用盐亚硝酸钠有毒,不能食用!
3.盐的化学性质:
性质
举例
①与某些金属反应
盐+金属→另一种盐+另一种金属(置换反应)
盐必须可溶;金属单质(K、Ca、Na除外)的活动性要大于盐中金属的活动性
CuSO4+Fe = FeSO4+Cu
现象:有紫红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;
2AgNO3+Cu = Cu(NO3)2+2Ag
现象:有银白色物体析出,溶液由无色变为蓝色
②与酸反应
盐+酸→另一种盐+另一种酸(复分解反应)
有沉淀、气体生成
HCl+AgNO3 = AgCl↓+2HNO3
现象:有白色沉淀生成
H2SO4+BaCl2 = BaSO4↓+2HCl
现象:有白色沉淀生成
Na2CO3+2HCl = 2NaCl+H2O+CO2↑
现象:有气泡产生
③与碱反应
盐+碱→新盐+新碱(复分解反应)
反应物均溶于水,生成物有沉淀
Na2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+2NaOH
现象:有白色沉淀生成
2NaOH+CuSO4 = Cu(OH)2↓+Na2SO4
现象:有蓝色沉淀生成,溶液由蓝色变为无色
④与某些盐反应
盐+盐→一种新盐+另一种新盐(复分解反应)
反应物均溶于水,生成物有沉淀
Na2CO3+CaCl2 = CaCO3↓+2NaCl
现象:有白色沉淀生成
Na2SO4+BaCl2 = BaSO4↓+2NaCl
现象:有白色沉淀生成
知识点6:复分解反应
1.定义:两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应叫复分解反应。
2.特征:互交换,价不变(AB + CD = AD + CB)。
3.发生条件:两种化合物互相交换成分,生成物中有沉淀或气体或水生成。
4.反应的实质:反应物在水溶液中的阴、阳离子相互结合生成沉淀或气体或水的过程。
常见的离子组合
5.酸碱盐的溶解性
①常见四酸都能溶;②碱溶铵钾钠钡钙;③钾钠硝铵全都溶;④盐酸盐难溶AgCl;⑤硫酸盐难溶BaSO4;⑥碳酸盐只溶钾钠铵。
6.四大基本反应类型
基本反应类型
反应物种类
生成物种类
反应表达式
实例
化合反应
两种或两种以上
一种
A+B+‧‧‧→X
2Mg+O2== (点燃)2MgO
分解反应
一种
两种或两种以上
X→A+B+‧‧‧
2H2O2== (MnO2)2H2O+O2↑
置换反应
一种单质、一种化合物
一种单质、一种化合物
A+BC→B+AC
Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
复分解反应
两种化合物
两种化合物
AB+CD→AD+CB
NaOH+HCl==NaCl+H2O
知识点7:化肥
1.化肥的分类及作用
化肥的分类
常见的化肥
作用
氮肥
①尿素CO(NH2)2
②氯化铵NH4Cl
③硝酸钠NaNO3
促使作物的茎、叶生长茂盛,叶色浓绿,提高植物蛋白质含量的作用
磷肥
磷酸钙:Ca3(PO4)2
促进作物生长,根系发达,增强抗寒、抗旱能力,穗多粒满。
钾肥
①硫酸钾K2SO4
②氯化钾KCl
促进作物生长健壮,增强抗病虫害和抗倒伏能力。
复合肥料
①磷酸二氢铵 :NH4H2PO4
②硝酸钾:KNO3
同时含有两种或两种以上营养元素的化肥。能同时均匀地供给农作物几种养分,充分发挥营养元素之间的相互作用,有效成分高。
2.不合理施用化肥可能造成的问题:
(1)土壤污染:产生重金属元素、有毒有机物、放射性物质。
(2)大气污染:产生一氧化二氮、氨气、硫化氢等气体。
(3)水体污染:氮、磷过多,导致水体富营养化,出现赤潮、水华等现象。
(4)长期使用硫酸钾、硫酸铵会使土壤酸化、板结。
3.对待化肥的态度:在施用农家肥的基础上,合理施用化肥。
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