内容正文:
第七单元 认识酸和碱
第一节 酸及其性质
教学目标
1.理解酸的概念,掌握浓盐酸、浓硫酸的物理性质(如挥发性、吸水性),能解释浓盐酸瓶口白雾成因及浓硫酸稀释要点。
2.通过实验探究酸与指示剂、金属氧化物、金属、盐的反应,归纳酸的化学性质,会写相关方程式,能从微观角度解释酸具有通性和特性的原因。
3.了解盐酸、硫酸在生活生产中的用途(如除锈、制化肥),能结合酸的性质分析其应用原理,感受化学与实际生活的联系。
重点和难点
重点:掌握浓盐酸、浓硫酸的物理性质(如挥发性、吸水性),能解释浓盐酸瓶口白雾成因及浓硫酸稀释要点。
难点:通过实验探究酸与指示剂、金属氧化物、金属、盐的反应,归纳酸的化学性质,会写相关方程式,能从微观角度解释酸具有通性和特性的原因。
◆知识点一 常见的酸
1.定义:解离时产生的阳离子都是H+的化合物。
2.构成:酸可以看作是由H+和酸根离子构成。
盐酸:HCl 、硫酸:H2SO4、碳酸:H2CO3、硝酸:HNO3、醋酸:CH3COOH
3.浓盐酸和浓硫酸的比较
物质
浓硫酸
浓盐酸
颜色、状态、气味
无色黏稠的油状液体、无味
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
(浓盐酸具有挥发性,会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)
浓度和密度
常用浓盐酸1.19g/cm3 (37%~38%)
(氯化氢气体溶于水形成,一定是混合物)
常用浓硫酸1.84g/cm3(98%)
吸水性
具有吸水性(物理性质)
不具有吸水性
用途
70%以上用于生产化肥,其余用于生产农药、炸药、染料及冶炼金属、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。
重要化工产品。用于金属表面除锈、制造药物(如盐酸麻黄素、氯化锌)等;人体胃液中有盐酸,可帮助消化。
4.浓盐酸与浓硫酸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
5.浓硫酸的稀释
正确操作
操作要领
错误操作
注意事项及原因
将浓硫酸沿容器内壁慢慢注入水中,并不断搅拌。
(酸入水,沿器壁,慢倾倒,及时搅)
切不可把水注入浓硫酸!因为若将水倒入浓硫酸中,水的密度较小,浮在浓硫酸上面,浓硫酸溶于水放出大量热使水沸腾,酸液飞溅,非常危险!
手触碰烧杯外壁的感觉烧杯发烫。说明浓硫酸溶于水放出大量热。
危险情况处理
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。
1.浓硫酸稀释的科学原理
放热现象:浓硫酸溶于水释放大量热。
危险性原因:浓硫酸密度(1.84 g/cm³)远大于水,若水倒入浓硫酸,表层水瞬间沸腾导致酸液飞溅。
牢记口诀:"酸入水,沿壁慢倒,搅拌不停"。
2.浓硫酸和浓盐酸溶质质量分数均减小,但原因不同:浓盐酸因挥发损失溶质,浓硫酸因溶剂增加稀释溶液。
实验时应避免敞口放置,以免浓度变化影响实验结果。
即学即练
1.下列化合物属于酸的是
A.NaCl B.NaOH C.H2SO4 D.Na2CO3
【答案】C
【解析】A、NaCl是由金属离子与酸根离子构成的化合物,属于盐,不符合题意;
B、NaOH是在溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物,属于碱,不符合题意;
C、是在溶液中电离出的阳离子全部是氢离子的化合物,属于酸,符合题意;
D、是由金属离子与酸根离子构成的化合物,属于盐,不符合题意。
故选:C。
2.将浓盐酸和浓硫酸敞口放置在空气中一段时间后,关于两者的变化,描述正确的是
A.两者质量都变大
B.两者溶液浓度都变小
C.两者质量都变小
D.浓盐酸溶液浓度变小,浓硫酸溶液浓度变大
【答案】B
【解析】A、将浓盐酸和浓硫酸敞口放置在空气中一段时间后,浓盐酸具有挥发性,氯化氢会挥发出去,导致质量减小,浓硫酸具有吸水性,会吸收空气中的水分,导致质量增加,不符合题意;
B、将浓盐酸和浓硫酸敞口放置在空气中一段时间后,浓盐酸具有挥发性,氯化氢会挥发出去,导致溶质质量减小,溶质质量分数减小,浓硫酸具有吸水性,会吸收空气中的水分,导致溶液质量增加,溶质质量不变,溶质质量分数减小,符合题意;
C、由A的分析可知,将浓盐酸和浓硫酸敞口放置在空气中一段时间后,浓盐酸质量减小,浓硫酸质量增大,不符合题意;
D、由B的分析可知,将浓盐酸和浓硫酸敞口放置在空气中一段时间后,浓盐酸和浓硫酸浓度均变小,不符合题意。
故选B。
◆知识点二 酸的化学性质
1.酸有相同的化学性质是因为酸在水中都能电离出H+,有不同的化学性质是因为电离出的酸根离子不同。
2.酸的化学性质
酸的化学性质
实验现象
化学方程式
①酸与指示剂的反应
酸能使紫色石蕊试液变红色,
不能使无色酚酞试液变色
使用点滴板进行实验优点:
操作简单、节约药品、便于对照、效果较好。
②酸与活泼金属反应
活泼金属+酸→盐+氢气
镁
迅速产生大量气泡,固体逐渐减少。
Mg + 2HCl = MgCl2+H2↑
Mg + H2SO4 = MgSO4+H2↑
锌
产生大量气泡,固体逐渐减少。
Zn + 2HCl = ZnCl2+H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4+H2↑
铁
产生气泡,固体逐渐减少,溶液由无色逐渐变为浅绿色。
Fe + 2HCl = FeCl2+H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4+H2↑
铝
迅速产生大量气泡,固体逐渐减少。
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑
③酸与金属氧化物反应
金属氧化物+酸→盐+水
氧化铜
黑色固体逐渐减少,溶液由无色变为蓝色。
CuO + 2HCl = CuCl2+H2O;
CuO + H2SO4 = CuSO4+H2O
氧化铁
红棕色固体逐渐减少,溶液由无色变为黄色。
Fe2O3 +6 HCl =2FeCl3 + 3H2O ;
Fe2O3 +3H2SO4 = Fe2(SO4) 3 + 3H2O
应用:用盐酸或稀硫酸除去铁制品表面的铁锈。
④酸与某些盐反应
酸+盐→新盐+新酸
产生大量气泡,固体逐渐减少。
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl = NaCl + H2O+CO2↑
Na2CO3+2HCl = 2NaCl + H2O+CO2↑
产生白色沉淀
AgNO3 + HCl = AgCl↓+ HNO3
BaCl2+ H2SO4 =BaSO4↓+2HCl
3.盐的定义:由金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物,化学上把这类化合物称为盐。如像BaCl2、FeCl3、BaSO4、CaCO3等。
即学即练
1.下列不属于稀盐酸与稀硫酸共有的化学性质的是
A.能与碳酸钠反应放出二氧化碳
B.能与锌反应放出氢气
C.能与氯化钡溶液反应生成白色沉淀
D.能与氢氧化铁反应生成有色溶液
【答案】C
【解析】A、盐酸和硫酸都能与碳酸钠反应,放出二氧化碳,该性质属于盐酸和硫酸共有的化学性质,不符合题意;
B、盐酸和硫酸都能与锌发生置换反应生成氢气,该性质属于盐酸和硫酸共有的化学性质,不符合题意;
C、盐酸与氯化钡不反应,硫酸能与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸,该性质不属于盐酸和硫酸共有的化学性质,符合题意;
D、盐酸和硫酸均能与氢氧化铁发生反应生成相应的盐和水,该性质属于盐酸和硫酸共有的化学性质,不符合题意。
故选C。
2.硫酸是一种重要的化工原料,具有多种应用价值。探索小组的同学将浓硫酸和稀硫酸的有关问题与现代科技相结合,完成了结构化的梳理和整合。
联系实际,解决问题。
(1)浓硫酸可以作干燥剂是因为其具有 性。
(2)稀释浓硫酸时需要用玻璃棒不断搅拌,其目的是 。
(3)稀硫酸可以去除铁锈,发生的反应的化学方程式为 。
(4)波尔多液是一种常见的农药,可由硫酸铜和石灰乳配制而成。硫酸与 反应可以得到硫酸铜。
(5)硫酸可用于精炼石油,石油经过综合利用后,可得到的一种产品是 。
【答案】(1)吸水
(2)加速散热(或使热量迅速散失,合理即可)
(3)
(4)氧化铜(或氢氧化铜)
(5)汽油
【解析】(1)浓硫酸具有吸水性,可以作干燥剂;
(2)稀释浓硫酸时会放出大量的热,不断用玻璃棒搅拌,是加速散热,防止局部温度过高,使浓硫酸液滴飞溅;
(3)硫酸可以与铁锈即氧化铁反应生成硫酸铁和水,化学方程式为;
(4)硫酸与氧化铜反应生成硫酸铜和水,硫酸与氢氧化铜反应生成硫酸铜和水;
(5)石油经过综合利用后,可得到汽油、柴油等。
重难点一 酸的通性差异的微观解释
1.酸的通性差异的微观解释
虽然酸的通性源于 H⁺,但不同酸的性质差异则与酸根阴离子有关。例如:
硫酸(SO₄²⁻) 能与 Ba²⁺ 结合生成 BaSO₄沉淀,而盐酸(Cl⁻)无法发生类似反应,其微观实质是 SO₄²⁻与 Ba²⁺的结合(SO₄²⁻+ Ba²⁺ == BaSO₄↓)。
浓硫酸、硝酸等因酸根具有强氧化性,与金属反应不生成 H₂,不符合通性规律,这体现了酸根离子的特性影响。
总结:酸的通性(如与金属、碱、指示剂反应)本质是溶液中 H⁺的化学行为,而特性(如沉淀反应、氧化性)
重难点二 酸与金属、金属氧化物的反应规律
1.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)
Mg + 2HCl = MgCl2+H2↑
Zn + 2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2+H2↑
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
Mg + H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4+H2↑
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑
2.与金属氧化物反应:金属氧化物+酸→盐+水(复分解反应)
CuO + 2HCl = CuCl2+H2O;
Fe2O3 +6 HCl =2FeCl3 + 3H2O ;
CuO + H2SO4 = CuSO4+H2O
Fe2O3 +3H2SO4 = Fe2(SO4) 3 + 3H2O
实践应用
1.盐酸、硫酸溶液都能使紫色石蕊溶液变红,这是因为它们的溶液含有大量的
A.氢原子 B.氢离子 C.氢分子 D.水分子
【答案】B
【解析】盐酸(HCl)和硫酸(H2SO4)都是酸,它们能使紫色石蕊溶液变红,是因为它们的溶液中含有大量氢离子(H+)。
故选B。
2.某化学小组同学利用稀硫酸进行了如图实验。
(1)甲试管中观察到的实验现象为 。
(2)乙试管中发生反应的化学方程式为 。
(3)丙试管中未观察到明显现象,为证明反应的发生,同学们又分别做了以下三组实验:
①取反应后的溶液,向其中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
②取反应后的溶液,向其中加入Na2CO3溶液,无气泡产生
③取反应后的溶液,测其pH,pH>7
以上三组实验事实中,能达到实验目的的是 (填序号)。
(4)上述甲、乙、丙试管中的反应,没有体现酸的通性的是 。
【答案】(1)红棕色固体逐渐溶解,溶液由无色变为黄色
(2)
(3)②
(4)乙
【解析】(1)甲试管中氧化铁与稀硫酸反应,生成硫酸铁和水,氧化铁是红棕色固体,硫酸铁溶液呈黄色,所以实验现象为红棕色固体逐渐溶解,溶液由无色变为黄色。
(2)乙试管中稀硫酸与硝酸钡反应,生成硫酸钡沉淀和硝酸,化学方程式为。
(3)①反应前稀硫酸中含有硫酸根离子,加入BaCl2溶液产生白色沉淀,不能证明稀硫酸与氢氧化钠发生了反应;
②Na2CO3能与稀硫酸发生反应产生气泡(),加入Na2CO3溶液无气泡产生,说明溶液中没有稀硫酸,能证明稀硫酸与氢氧化钠发生了反应;
③测pH,pH>7,说明溶液呈碱性,有氢氧化钠存在,不能证明稀硫酸与氢氧化钠发生了反应。
故填②。
(4)酸是在溶液中电离出的阳离子只有H+的物质,酸的通性包括与活泼金属、金属氧化物、碱、某些盐(如碳酸盐等)反应。甲中氧化铁是金属氧化物,丙中氢氧化钠是碱,都体现了酸的通性;乙中是稀硫酸与硝酸钡,硝酸钡属于盐,但反应是因为硫酸根离子与钡离子结合生成BaSO4沉淀,与H+无关,不是酸的通性,所以没有体现酸的通性的是乙。
考点一 常见的酸
【例1】下列关于浓硫酸的说法错误的是
A.浓硫酸具有吸水性,可作干燥剂
B.浓硫酸具有脱水性,能使纸张变黑
C.稀释浓硫酸时应将水倒入浓硫酸中
D.浓硫酸具有强腐蚀性,使用时要特别小心
【答案】C
【解析】A、浓硫酸具有吸水性,可作干燥剂,说法正确,不符合题意;
B、浓硫酸具有脱水性,能使纸张碳化变黑,说法正确,不符合题意;
C、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿烧杯内壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时的扩散,一定不能把水注入浓硫酸中,防止酸液飞溅,说法错误,符合题意;
D、浓硫酸具有强腐蚀性,使用时要特别小心,说法正确,不符合题意。
故选:C。
【变式1-1】实验课上,张老师在实验室做98%浓硫酸配制成100g9.8%稀硫酸的演示实验,如图所示,完成下面小题。
(1)演示实验过程中要规范操作,注意实验安全。下列行为正确的是
A.在学生桌面上演示浓硫酸稀释 B.穿上实验服和佩戴护目镜
C.将浓硫酸私自带回家中 D.不慎沾到皮肤上应立即用水冲洗,再涂上硼酸
(2)配制稀硫酸溶液不需要用到的仪器是
A.烧杯 B.量筒 C.酒精灯 D.玻璃棒
(3)下列与配制稀硫酸有关的说法正确的是
A.浓硫酸稀释吸收热量 B.配制上述溶液需98%浓硫酸的质量是1g
C.稀释浓硫酸时,将浓硫酸缓慢倒入水中并不断搅拌 D.储存浓硫酸的柜子应该张贴如图标志
【答案】(1)B
(2)C
(3)C
【解析】(1)A、浓硫酸具有腐蚀性,不能在学生桌面上演示浓硫酸,防止发生危险,不符合题意;
B、浓硫酸具有腐蚀性,故稀释浓硫酸时,应穿上实验服和佩戴护目镜,做好防护,防止发生危险,符合题意;
C、实验室禁止将药品随意带出实验室,故不能将浓硫酸私自带回家中,不符合题意;
D、不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后涂上3%-5%的碳酸氢钠溶液,不符合题意。
故选B;
(2)用浓溶液配制稀溶液,实验步骤及所需仪器为:计算、量取(量筒、胶头滴管)、混匀(烧杯、玻璃棒)、装瓶贴标签,故不需要用到的仪器是:酒精灯。
故选C;
(3)A、浓硫酸稀释放出大量的热,不符合题意;
B、配制上述溶液需98%浓硫酸的质量是:,不符合题意;
C、稀释浓硫酸:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使热量尽快散发出去,不能将水注入浓硫酸中,符合题意;
D、浓硫酸具有腐蚀性,储存浓硫酸的柜子应张贴“腐蚀品”标志,不是有毒品,不符合题意。
故选C。
【变式1-2】打开盛有浓盐酸的试剂瓶,发现瓶口出现白雾。下列分析不正确的是
A.在①实验中,紫色石蕊变红说明分子不断运动
B.在②实验中,表面皿出现白色浑浊,说明有AgCl生成
C.在③实验中,浓盐酸换为浓硫酸也能观察到相同的现象
D.在④实验中,红色褪去说明白雾具有酸性
【答案】C
【解析】A、在①实验中,浓盐酸具有挥发性,运动到紫色石蕊试液中,与水结合成盐酸,盐酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红。在该实验中,浓盐酸没有与紫色石蕊试液接触,但是紫色石蕊试液会变红色,说明了分子是在不断运动的,故选项分析正确;
B、盐酸具有挥发性,在②实验中,氯化氢与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸,因此表面皿出现白色浑浊,说明有AgCl生成,故选项分析正确;
C、浓硫酸具有吸水性,没有挥发性,因此③换为浓硫酸在试纸上不能观察到相同的现象,故选项分析不正确;
D、在④实验中,涂有氢氧化钠和酚酞溶液的表面皿显红色,一段时间后由红色变为无色,红色褪去说明白雾具有酸性,故选项分析正确。
故选C。
考点二 酸的化学性质
【例2】通过物质的共性和差异性认识物质是学习化学的一种思路与方法。
图1是以稀盐酸为例的反应关系,体现了酸的化学性质。
(1)①-⑤中,无明显现象的是 (填序号,下同),有气体产生的反应是 。
(2)反应②中新生成的微粒是 。
(3)为验证反应③将生锈的铁钉放在过量的稀盐酸中,开始会看到的现象是 ,化学方程式为 ,一会儿看到铁钉表面 ,化学方程式为 。
基于微观视角探究酸化学性质的相似性和差异性。
(4)分别向稀盐酸和稀硫酸中加入经打磨的镁条,都会迅速产生大量气泡,从微观角度分析,产生相同现象的原因是:稀盐酸和稀硫酸中都含有 (填符号)。
(5)向稀盐酸中加入硝酸银溶液,可观察到稀盐酸中出现白色沉淀,有关反应的化学方程式为 。
(6)某溶液中的解离情况如图2所示,预测下列物质中能与该溶液发生化学反应的有___________(填字母)。
A.Na2CO3溶液 B.锌粒 C.KOH溶液 D.BaCl2溶液 E.AgNO3溶液 F.CuO粉末
【答案】(1)③ ②④
(2)镁离子/Mg2+
(3)红色固体逐渐消失,溶液由无色变为黄色 铁钉表面有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
(4)H+
(5)
(6)ABCDF
【解析】(1)反应①稀盐酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红色;反应②镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,有气泡产生;③氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,无明显现象;④碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,有气泡产生;⑤氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,红色固体逐渐消失,溶液由无色变为黄色;①-⑤中,无明显现象的是③;有气体产生的反应是②④;
(2)反应②镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,新生成的微粒是镁离子;
(3)反应⑤将生锈的铁钉放在过量的稀盐酸中,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,开始会看到的现象是红色固体逐渐消失,溶液由无色变为黄色;反应的化学方程式为:;一会儿氧化铁完全反应,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,铁钉表面有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,化学方程式为:;
(4)稀盐酸和稀硫酸都能跟镁条反应放出氢气,从微观角度看是因为它们都含有:H+;
(5)稀盐酸和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和稀硝酸,反应的化学方程式为:;
(6)硫酸氢钠水溶液中有钠离子、氢离子、硫酸根离子,所以该溶液同时具备三种离子的性质;
A、Na2CO3溶液碳酸氢根离子能与氢离子结合生成二氧化碳和水,则Na2CO3溶液能与该溶液反应,故符合题意;
B、锌粒能与氢离子反应生成氢气,则锌粒能与该溶液反应,故符合题意;
C、KOH溶液中的氢氧根离子能与氢离子结合生成水,则氢氧化钾能与该溶液反应,故符合题意;
D、BaCl2溶液中的钡离子能与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀,则BaCl2溶液能与该溶液反应,故符合题意;
E、硝酸银中的硝酸根离子和银离子与钠离子、氢离子、硫酸根离子不能发生反应,则AgNO3溶液不能与该溶液反应,故不符合题意;
F、氧化铜中氧离子和氢离子结合结合生成水,则氧化铜能与该溶液反应,故符合题意,故选:ABCDF。
【变式2-1】在学习完酸的通性后,小强同学总结出了稀硫酸的化学性质如图所示。
(1)①中指示剂的名称是 试液,②中化学方程式是 。
(2)若③中氧化物是氧化铜,该反应的化学方程式是 。
(3)请写出④中稀硫酸与氯化钡溶液反应的化学反应方程式 。
【答案】(1)紫色石蕊
(2)CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
(3)BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
【解析】(1)①中指示剂与酸变红色,所以名称是紫色石蕊试液;
②中单质与稀硫酸反应得到浅绿色溶液,所以该物质是铁,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式是:;
(2)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;
(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡和盐酸,反应的化学方程式为BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl。
【变式2-2】化学社团对“稀盐酸敞口放置一段时间后浓度的变化”产生了兴趣,并进行以下探究。
【知识回顾】氯化氢气体溶于水形成盐酸,盐酸是无色液体。
(1)打开浓盐酸的瓶塞,瓶口会产生白雾,说明浓盐酸具有 性,敞口放置浓度会减小。
任务一:探究稀盐酸敞口久置后浓度的变化
(2)取两份等体积的质量分数为1%的稀盐酸,分别标记为A溶液和B溶液,A溶液密封保存,B溶液敞口放置在空气中,两周后分组进行如下实验。请完成表格。
实验序号
操作
现象
分析
结论
①
取样,用pH计分别测量A、B溶液的pH
测得 A 溶液的 pH 为0.6,B溶液的pH为0.5
酸性更强的是 (选填“A”或“B”)溶液
稀 盐酸敞 口久置后浓度变大
②
取两支大小相同的试管盛足量且等量的碳酸氢钠粉末,用规格相同的注射器将等体积的 A、B溶液全部快速注入试管(如图所示)
试管内均产生气泡,固体减少,反应结束后,盛B溶液的注射器活塞上升的高度更 (选填“高”或“低”)
③
分别取5 mL等浓度的 NaOH 溶液于两支试管中,各滴加2滴无色酚酞溶液,振荡
溶液由无色变为红色
相关反应的化学方程式为
将放置两周后的 A、B溶液分别逐滴滴入上述两支试管中边滴边振荡,当溶液恰好变为无色时,记录所加溶液的滴数
所加滴数更多的是 (选填“A”或“B”)溶液
任务二:探究稀盐酸敞口久置后浓度会变大的原因
(3)在相同的条件下,将20.0g水和20.0g稀盐酸分别置于相同规格的烧杯中,并敞口存放于空气中,烧杯中物质的质量随时间的变化如下表所示。
时间
敞口前
敞口1天后
敞口2天后
水的质量/g
20.0
14.2
11.4
稀盐酸的质量/g
20.0
14.9
12.9
根据上述实验数据分析,稀盐酸敞口久置后浓度变大的原因是 。
(4)请重新设计一个与实验①②③不同的实验方案,证明敞口久置后的稀盐酸浓度会变大,实验方案如下: 。
【答案】(1)挥发
(2)B 高 NaOH+HCl=NaCl+H2O A
(3)水的蒸发速率比氯化氢的挥发速率快
(4)分别取等量的锌粒于两支试管中,再分别加入等体积的敞口久置后的稀盐酸和原稀盐酸,观察产生气泡的速率(合理即可)
【解析】(1)打开浓盐酸的瓶塞,瓶口会产生白雾。这是因为浓盐酸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,从而产生白雾现象。这种现象说明浓盐酸具有挥发性。由于氯化氢不断挥发,敞口放置时盐酸的浓度会减小。
(2)①pH 越小,溶液酸性越强。测得 A 溶液的 pH 为 0.6,B 溶液的 pH 为 0.5,因为 0.5<0.6,所以酸性更强的是 B 溶液。
②碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。B 溶液酸性更强,即 B 溶液中氯化氢的浓度更大,等体积的 A、B 溶液与足量碳酸氢钠反应时,B 溶液产生的二氧化碳更多,所以盛 B 溶液的注射器活塞上升的高度更高。
③氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O。
④ A 溶液的 pH 为 0.6,B 溶液的 pH 为 0.5, A 溶液酸性较弱,则A溶液中氢离子浓度较小,故A 溶液需要滴加更多的量才能使氢氧化钠溶液恰好变为无色。
(3)观察表格中的数据,水和稀盐酸在敞口存放过程中质量都减少。水会因蒸发而质量减小,稀盐酸中的氯化氢会挥发导致质量减小。由于水的蒸发速率比氯化氢的挥发速率快,这就使得稀盐酸中溶剂减少的相对量比溶质减少的相对量多,根据溶质质量分数=,溶剂减少相对更多,溶液质量减小,溶质质量分数增大,所以稀盐酸敞口久置后浓度变大。
(4)要证明敞口久置后的稀盐酸浓度会变大,我们可以利用酸与金属反应的性质。锌是一种活泼金属,能与稀盐酸反应生成氢气,化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 。在其他条件相同的情况下,稀盐酸浓度越大,与锌反应产生氢气的速率越快。所以实验方案为:分别取等量的锌粒于两支试管中,再分别加入等体积的敞口久置后的稀盐酸和原稀盐酸,观察产生气泡的速率,若加入敞口久置后的稀盐酸的试管中产生气泡的速率更快,则证明敞口久置后的稀盐酸浓度变大。
基础达标
1.图是物质M溶于水发生解离的微观示意图。能说明M一定是酸的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】酸的定义:在水溶液中解离出的阳离子全部是氢离子的化合物。
A、解离出氢氧根和钡离子,属于碱,不是酸。
B、解离出和,无法确定阳离子是否全为氢离子,可能是盐,不是酸。
C、解离出的阳离子只有氢离子,一定是酸。
D、解离出的阳离子有氢离子和钾离子,阳离子不全是氢离子,不是酸。
故填:C。
2.回答下列问题。
(1)浓硫酸具有吸水性,不可用来干燥以下气体_______(填字母)。
A.氧气 B.氨气 C.氢气 D.二氧化碳
(2)稀释浓硫酸的正确操作是_______(选填“A”或“B”)。
A. B.
【答案】(1)B
(2)A
【解析】(1)浓硫酸具有吸水性,可用于干燥不与它反应的气体。
A、氧气不与浓硫酸发生反应,浓硫酸可以干燥氧气,不符合题意;
B、氨气能与浓硫酸发生反应生成硫酸铵,浓硫酸不能干燥氨气,符合题意;
C、氢气不与浓硫酸反应,浓硫酸可以干燥氢气,不符合题意;
D、二氧化碳不与浓硫酸反应,浓硫酸可以干燥二氧化碳,不符合题意。
故填:B。
(2)稀释浓硫酸时,正确操作如下:把适量的水小心地倒入洁净的烧杯中,沿器壁缓慢注入浓硫酸:将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓地将浓硫酸注入盛水的烧杯中,在注入浓硫酸的同时,用玻璃棒不断搅拌,使浓硫酸溶解时产生的热量迅速扩散,防止局部过热导致液体飞溅。
故填A。
3.下列物质中,不能与稀盐酸反应的是
A.铁 B.氧化铜 C.二氧化碳 D.碳酸钠
【答案】C
【解析】A、铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,不符合题意;
B、氧化铜能与稀盐酸反应生成氯化铜和水,不符合题意;
C、二氧化碳与稀盐酸不反应,符合题意;
D、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,不符合题意。
故选C。
4.酸类物质具有相似的化学性质,本质的原因是
A.酸中都含有酸根 B.酸都能与指示剂作用
C.酸溶液中都含有H+ D.酸是由多种元素组成的
【答案】C
【解析】A.酸确实含有不同的酸根(如Cl⁻、等),但酸根不同会导致性质差异(如浓硫酸的强氧化性),酸的通性并非由酸根决定,故不符合题意;
B.与指示剂反应(如石蕊变红)是酸的通性之一,但这是现象而非本质原因,题目要求本质原因,故不符合题意;
C.酸在水溶液中解离出的阳离子全部是H⁺,这些H⁺直接参与酸的通性反应(如与金属、碱反应),H⁺的存在是酸性质相似的根本原因,故符合题意;
D.酸的定义是电离时阳离子全部为H⁺的化合物,与元素种类无关(如HCl仅含两种元素),此选项描述组成而非性质共性的本质,故不符合题意,故选C。
5.下列反应的化学方程式书写正确的是
A.氧化铁与稀硫酸反应:
B.铁与稀硫酸反应:
C.稀硫酸除铁锈:
D.稀盐酸除铁锈:
【答案】C
【解析】A、氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁、水,化学方程式为,该选项错误。
B、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为,该选项错误。
C、铁锈(主要成分是Fe2O3),Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁、水,化学方程式为,该选项正确。
D、稀盐酸除铁锈,反应生成氯化铁和水,化学方程式为,该选项错误。
故选C。
6.柠檬酸(C6H8O7)是一种较强的有机酸,主要用于香料或作为饮料的酸化剂,化学性质与稀盐酸相似。下列物质不能与柠檬酸反应的是 ( )
A.Mg B.CO2 C.Fe2O3 D.NaOH
【答案】B
【解析】根据盐酸的性质可知:盐酸能与镁反应生成氯化镁和氢气、盐酸能与氧化铁反应生成氯化铁和水、盐酸能与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,盐酸不能与二氧化碳反应。柠檬酸化学性质与稀盐酸相似,故也不能和二氧化碳反应,故选B。
7.下列关于浓盐酸和浓硫酸的说法正确的是
A.浓盐酸和浓硫酸都具有挥发性
B.浓盐酸和浓硫酸都具有腐蚀性
C.浓盐酸和浓硫酸都可用来干燥气体
D.打开浓盐酸和浓硫酸的试剂瓶瓶塞,瓶口都有白雾
【答案】B
【解析】A、浓盐酸是氯化氢(HCl)的水溶液,易挥发,但浓硫酸不易挥发,说法错误;
B、浓盐酸和浓硫酸都是强酸,能与皮肤、金属等发生反应,造成腐蚀,故浓盐酸和浓硫酸都具有腐蚀性,说法正确;
C、浓硫酸有强吸水性,常用于干燥中性或酸性气体,但浓盐酸无吸水性,反而易挥发,会释放氯化氢气体,使待干燥气体中引入新杂质,说法错误;
D、白雾是挥发性酸与空气中水蒸气结合形成的小液滴,浓盐酸易挥发,打开瓶塞时,氯化氢气体遇水蒸气形成盐酸小液滴,产生白雾,但浓硫酸不易挥发,打开瓶塞后无明显现象,不会产生白雾,说法错误。
故选B。
8.下列有关盐酸性质探究实验的叙述中,不正确的是
A.甲中试剂瓶口出现白雾,说明浓盐酸具有挥发性
B.乙中铁锈溶解且溶液变黄色,说明盐酸可用于除铁锈
C.丙中白色固体溶解消失,是因为两者发生了中和反应
D.丁中出现白色沉淀,由此可证明盐酸中存在Cl-
【答案】C
【解析】A、甲中,浓盐酸挥发的HCl气体与空气中水蒸气结合成小液滴形成白雾,说明浓盐酸有挥发性,正确;
B、乙中,铁锈(Fe2O3)与盐酸反应生成FeCl3(溶液显黄色),即,可除铁锈,正确;
C、丙中,碳酸钡与盐酸反应是盐和酸的反应(),中和反应是酸和碱的反应,该反应不是中和反应,错误;
D、丁中,盐酸与硝酸银反应生成AgCl白色沉淀(),可证明盐酸含Cl-,正确。
故选C。
9.下列关于盐酸的用途中,不能用稀硫酸代替的是
A.与锌反应制取氢气
B.除去金属制品表面的锈斑
C.与大理石块反应制取二氧化碳
D.与碱反应
【答案】C
【解析】A.盐酸和稀硫酸均能与锌反应放出氢气,可以替代;
B. 金属表面的锈斑主要是金属氧化物等。盐酸和硫酸都能与金属氧化物反应生成盐和水,可以替代;
D.大理石主要成分碳酸钙。碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙、水和二氧化碳,硫酸钙会附着在大理石表面,阻碍反应进一步进行,不能替代;
D.盐酸和硫酸都能与碱反应生成盐和水,可以替代。
故选C。
10.小西同学在归纳整理物质间关系时,用初中化学常见的物质拼出雨伞形状图案。已知③是碱。图中“——”表示相连的两种物质能反应,“→”表示两端的物质通过一步反应能转化。下列说法正确的是
A.①一定属于金属
B.②的溶液一定为蓝色
C.③可用作食品干燥剂
D.③→CaCO3的转化可以通过与BaCO3的反应来实现
【答案】B
【解析】A.推测①为H2或FeCl2,A不正确;
B.②为可溶性铜盐,溶液一定为蓝色,B正确;
C.③是Ca(OH)2,Ca(OH)2吸水性较弱且有腐蚀性,不可用作食品干燥剂,C不正确;
D.③是Ca(OH)2,Ca(OH)2微溶于水,BaCO3难溶于水,两者不发生反应,D不正确。
综合应用
11.硫酸和盐酸是实验室常用的试剂写出下列物质反应的化学方程式:
(1)硫酸与镁反应: 。
(2)稀盐酸与碳酸钠溶液反应: 。
(3)稀硫酸与氯化钡溶液反应: 。
(4)上述反应中不属于酸的共同性质的是 。(填编号)
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)(3)
【解析】(1)硫酸与镁反应生成硫酸镁和氢气,化学方程式为:;
(2)稀盐酸与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为:;
(3)稀硫酸与氯化钡溶液反应生成为硫酸钡沉淀和氯化氢,化学方程式为:
(4)(1)(2)均体现酸的通性,而(3)是与的特有反应,不属于酸的共同性质。
12.借助思维导图梳理知识,形成知识的结构化理解,是一种高效学习的方法。同学们用这种方法对硫酸的有关内容进行了梳理,请你完成以下内容的填写。
(1)稀硫酸中含有的阳离子是 。
(2)使用浓硫酸时应十分小心,因为它具有 。
(3)在实验室,向稀硫酸中滴加氯化钡溶液,发生反应的化学方程式为 。
(4)稀硫酸的用途是 (写一条)。
(5)稀释浓硫酸时,正确的操作是 。
【答案】(1)氢离子/
(2)腐蚀性
(3)
(4)金属除锈(合理即可)
(5)将浓硫酸沿容器内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌
【解析】(1)稀硫酸在水中会电离出氢离子(H+)和硫酸根离子(),所以稀硫酸中含有的阳离子是氢离子(或H+);
(2)浓硫酸具有吸水性、脱水性和腐蚀性,使用浓硫酸时应十分小心,因为它具有腐蚀性;
(3)稀硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸,化学方程式为;
(4)稀硫酸可用于金属除锈(稀硫酸能与铁锈的主要成分氧化铁反应)等;
(5)稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水里,并不断搅拌。切不可将水倒进浓硫酸里,因为浓硫酸的密度比水大,如果将水倒入浓硫酸中,水会浮在浓硫酸上面,浓硫酸溶于水放出的大量热使水立刻沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅,非常危险。所以正确的操作是把浓硫酸沿器壁慢慢注入水里,并不断搅拌。
13.“宏观—微观—符号”是化学独特的表示物质及其变化的方法。某兴趣小组对盐酸和硫酸的共性和差异性进行以下研究。回答下列问题。
(1)向稀盐酸和稀硫酸中分别滴加石蕊溶液,溶液变红,说明两种酸溶液中均存在 (填粒子符号)。
(2)将表面生锈的铁钉放入过量稀硫酸中,在开始时可观察到溶液由无色变成 色,发生反应的化学方程式为 ;过一会儿看到铁钉表面 产生,发生反应的化学方程式为 。
(3)实验中发现硫酸能与氯化钡反应,而盐酸不能。硫酸与氯化钡反应的化学方程式为 。从微观角度分析,硫酸与盐酸表现出差异性的原因是 。
【答案】(1)H+
(2)黄 有气泡
(3) 酸根离子不同
【解析】(1)石蕊溶液遇酸性溶液变红,酸具有通性是因为酸溶液中都含有氢离子(H+),所以向稀盐酸和稀硫酸中分别滴加石蕊溶液,溶液变红,说明两种酸溶液中均存在H+。
(2)生锈的铁钉表面是氧化铁(Fe2O3),氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁、水,硫酸铁溶液呈黄色,所以开始时可观察到溶液由无色变成黄色;
氧化铁与稀硫酸反应的化学方程式为;
当氧化铁反应完后,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以过一会儿看到铁钉表面有气泡产生;
铁与稀硫酸反应的化学方程式为。
(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,化学方程式为;
从微观角度看,硫酸溶液中含有的酸根离子是,盐酸溶液中含有的酸根离子是,酸根离子不同,导致硫酸与盐酸表现出差异性,如硫酸能与氯化钡反应,而盐酸不能。
14.某同学学习了酸的化学性质后,绘制了下图的思维导图,“一”表示物质之间能发生化学反应,“→”表示可实现物质,之间的转化。请回答下面问题:
(1)序号①中与稀硫酸反应的化学方程式为 。
(2)写出序号②中与稀盐酸反应的化学方程式 。
(3)若④中反应后有蓝色溶液生成则甲物质是 。
(4)若④中反应后生成黄色溶液的化学方程式 。
(5)⑤反应的现象是 。
(6)若乙是硝酸银溶液,写出化学方程式 。
(7)稀盐酸和稀硫酸有共性的原因是有相同的 ,不同的酸性质差异的原因是 不同。
【答案】(1)
(2)
(3)CuO
(4)/
(5)产生白色沉淀
(6)
(7)酸溶液中均含有氢离子 阴离子不同
【解析】(1)序号①中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,方程式为:;
(2)序号②中氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,方程式为:;
(3)如图可知,甲是金属氧化物,若④中反应后有蓝色溶液生成则甲物质为氧化铜,氧化铜与盐酸反应生成氯化铜和水,与硫酸反应生成硫酸铜和水,氯化铜溶液、硫酸铜溶液为蓝色。故填:CuO;
(4)若④中反应后生成黄色溶液,则甲物质为氧化铁,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水,与硫酸反应生成硫酸铁和水,氯化铁溶液和硫酸铁溶液为黄色,方程式分别为:、;
(5)反应⑤为硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,现象为:产生白色沉淀;
(6)若乙是硝酸银溶液,则反应为盐酸与硝酸银生成氯化银沉淀和硝酸,方程式为:;
(7)由于酸溶液中均含有氢离子,所以稀盐酸和稀硫酸具有共性;不同的酸性质差异是因为构成酸中的阴离子不同。
拓展培优
15.酸是初中化学重要的一类物质,化学兴趣小组以“探究酸的性质”为主题开展如下探究性学习,请你一同参与。
【活动一】了解酸的物理性质
(1)打开浓盐酸瓶盖会出现 现象。
(2)浓硫酸敞口放置一段时间后,溶质质量分数会 (填“变大”、不变”或“变小”。
【活动二】探究酸与金属反应
向4个250mL的烧瓶内分别注入25mL稀盐酸,分别取大小相同、质量相等的镁、铝、锌、铜四种金属条,加入烧瓶中,迅速塞紧带有压强传感器的橡胶塞,并与电脑连接(如图1),采集数据得到如图2所示的压强变化曲线。
(3)曲线A对应的金属是 (填化学式),曲线B对应反应的化学方程式为 。
(4)在老师的指导下,同学们得知曲线D是铝的反应曲线,刚开始压强变化较小的原因可能是 。
【活动三】探究酸与碱反应
为探究稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应,同学们观察向含有无色酚酞溶液的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸的反应过程(如图3)。
(5)滴加稀盐酸至过量的过程中,能观察到的现象是 。
(6)该反应中,离子数目不变的是 (填离子符号)。
(7)验证反应后溶液中稀盐酸有剩余的方法是 (简要写出实验操作及现象)。
【答案】(1)白雾
(2)变小
(3)Cu
(4)铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,其先与稀盐酸反应,没有气体产生
(5)溶液由红色变为无色
(6)
(7)取样,加入少量锌粉,有气泡产生
【解析】(1)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,因此打开浓盐酸瓶盖会出现白雾现象;
(2)浓硫酸具有吸水性,能吸收空气中的水蒸气,则浓硫酸敞口放置一段时间后,溶质质量分数会减小;
(3)由图2可知,曲线A压强不变,说明曲线A对应金属不与稀盐酸反应,是金属活动性比氢弱的铜,其化学式为Cu;
由图2可知,曲线B压强上升最快,说明曲线B对应金属是金属活动性最强的镁,镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,化学方程式为;
(4)曲线D是铝的反应曲线,刚开始压强变化较小的原因可能是:铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,其先与稀盐酸反应,没有气体产生;
(5)氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞变红,滴加稀盐酸,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,氯化钠显中性,稀盐酸显酸性,均不能使酚酞变色,因此滴加稀盐酸至过量的过程中,能观察到的现象是溶液由红色变为无色;
(6)氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,其微观实质是氢离子与氢氧根离子反应生成水,则该反应中,离子数目不变的是;
(7)稀盐酸能与锌反应生成氯化锌和氢气,则验证反应后溶液中稀盐酸有剩余的方法可以是:取样,加入少量锌粉,有气泡产生,说明反应后溶液中稀盐酸有剩余。
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第七单元 认识酸和碱
第一节 酸及其性质
教学目标
1.理解酸的概念,掌握浓盐酸、浓硫酸的物理性质(如挥发性、吸水性),能解释浓盐酸瓶口白雾成因及浓硫酸稀释要点。
2.通过实验探究酸与指示剂、金属氧化物、金属、盐的反应,归纳酸的化学性质,会写相关方程式,能从微观角度解释酸具有通性和特性的原因。
3.了解盐酸、硫酸在生活生产中的用途(如除锈、制化肥),能结合酸的性质分析其应用原理,感受化学与实际生活的联系。
重点和难点
重点:掌握浓盐酸、浓硫酸的物理性质(如挥发性、吸水性),能解释浓盐酸瓶口白雾成因及浓硫酸稀释要点。
难点:通过实验探究酸与指示剂、金属氧化物、金属、盐的反应,归纳酸的化学性质,会写相关方程式,能从微观角度解释酸具有通性和特性的原因。
◆知识点一 常见的酸
1.定义:解离时产生的阳离子的化合物。
2.构成:酸可以看作是由和构成。
盐酸: 、硫酸:、碳酸:H2CO3、硝酸:、CH3COOH
3.浓盐酸和浓硫酸的比较
物质
浓硫酸
浓盐酸
颜色、状态、气味
无色液体、无味
无色的液体、
打开瓶塞
的现象
无明显现象
瓶口有出现
(浓盐酸具有挥发性,会发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成)
浓度和密度
常用浓盐酸1.19g/cm3 (37%~38%)
(氯化氢气体溶于水形成,一定是)
常用浓硫酸1.84g/cm3(98%)
吸水性
具有(性质)
不具有吸水性
用途
70%以上用于生产,其余用于生产、炸药、染料及冶炼金属、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。
重要化工产品。用于、制造药物(如盐酸麻黄素、氯化锌)等;人体胃液中有盐酸,可。
4.浓盐酸与浓硫酸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
不变
减小
密封
浓硫酸
吸水性
不变
增大
密封
5.浓硫酸的稀释
正确操作
操作要领
错误操作
注意事项及原因
。
(酸入水,沿器壁,慢倾倒,及时搅)
切不可把注入!因为若将水倒入浓硫酸中,,非常危险!
手触碰烧杯外壁的感觉。说明。
危险情况处理
不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上,应立即用,然后涂上。
1.浓硫酸稀释的科学原理
放热现象:浓硫酸溶于水释放大量热。
危险性原因:浓硫酸密度(1.84 g/cm³)远大于水,若水倒入浓硫酸,表层水瞬间沸腾导致酸液飞溅。
牢记口诀:"酸入水,沿壁慢倒,搅拌不停"。
2.浓硫酸和浓盐酸溶质质量分数均减小,但原因不同:浓盐酸因挥发损失溶质,浓硫酸因溶剂增加稀释溶液。
实验时应避免敞口放置,以免浓度变化影响实验结果。
即学即练
1.下列化合物属于酸的是
A.NaCl B.NaOH C.H2SO4 D.Na2CO3
2.将浓盐酸和浓硫酸敞口放置在空气中一段时间后,关于两者的变化,描述正确的是
A.两者质量都变大
B.两者溶液浓度都变小
C.两者质量都变小
D.浓盐酸溶液浓度变小,浓硫酸溶液浓度变大
◆知识点二 酸的化学性质
1.酸有相同的化学性质是因为酸在水中都能电离出,有不同的化学性质是因为电离出的不同。
2.酸的化学性质
酸的化学性质
实验现象
化学方程式
①酸与指示剂的反应
酸能使紫色石蕊试液变红色,
不能使无色酚酞试液变色
使用点滴板进行实验优点:
操作简单、节约药品、便于对照、效果较好。
②酸与活泼金属反应
活泼金属+酸→盐+氢气
镁
迅速产生大量气泡,固体逐渐减少。
Mg + 2HCl = MgCl2+H2↑
Mg + H2SO4 = MgSO4+H2↑
锌
产生大量气泡,固体逐渐减少。
Zn + 2HCl = ZnCl2+H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4+H2↑
铁
产生气泡,固体逐渐减少,溶液由无色逐渐变为浅绿色。
Fe + 2HCl = FeCl2+H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4+H2↑
铝
迅速产生大量气泡,固体逐渐减少。
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑
③酸与金属氧化物反应
金属氧化物+酸→盐+水
氧化铜
黑色固体逐渐减少,溶液由无色变为蓝色。
CuO + 2HCl = CuCl2+H2O;
CuO + H2SO4 = CuSO4+H2O
氧化铁
红棕色固体逐渐减少,溶液由无色变为黄色。
Fe2O3 +6 HCl =2FeCl3 + 3H2O ;
Fe2O3 +3H2SO4 = Fe2(SO4) 3 + 3H2O
应用:用盐酸或稀硫酸除去铁制品表面的铁锈。
④酸与某些盐反应
酸+盐→新盐+新酸
产生大量气泡,固体逐渐减少。
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl = NaCl + H2O+CO2↑
Na2CO3+2HCl = 2NaCl + H2O+CO2↑
产生白色沉淀
AgNO3 + HCl = AgCl↓+ HNO3
BaCl2+ H2SO4 =BaSO4↓+2HCl
3.盐的定义:由金和构成的化合物,化学上把这类化合物称为盐。如像BaCl2、FeCl3、BaSO4、CaCO3等。
即学即练
1.下列不属于稀盐酸与稀硫酸共有的化学性质的是
A.能与碳酸钠反应放出二氧化碳
B.能与锌反应放出氢气
C.能与氯化钡溶液反应生成白色沉淀
D.能与氢氧化铁反应生成有色溶液
2.硫酸是一种重要的化工原料,具有多种应用价值。探索小组的同学将浓硫酸和稀硫酸的有关问题与现代科技相结合,完成了结构化的梳理和整合。
联系实际,解决问题。
(1)浓硫酸可以作干燥剂是因为其具有 性。
(2)稀释浓硫酸时需要用玻璃棒不断搅拌,其目的是 。
(3)稀硫酸可以去除铁锈,发生的反应的化学方程式为 。
(4)波尔多液是一种常见的农药,可由硫酸铜和石灰乳配制而成。硫酸与 反应可以得到硫酸铜。
(5)硫酸可用于精炼石油,石油经过综合利用后,可得到的一种产品是 。
重难点一 酸的通性差异的微观解释
1.酸的通性差异的微观解释
虽然酸的通性源于 H⁺,但不同酸的性质差异则与酸根阴离子有关。例如:
硫酸(SO₄²⁻) 能与 Ba²⁺ 结合生成 BaSO₄沉淀,而盐酸(Cl⁻)无法发生类似反应,其微观实质是 SO₄²⁻与 Ba²⁺的结合(SO₄²⁻+ Ba²⁺ == BaSO₄↓)。
浓硫酸、硝酸等因酸根具有强氧化性,与金属反应不生成 H₂,不符合通性规律,这体现了酸根离子的特性影响。
总结:酸的通性(如与金属、碱、指示剂反应)本质是溶液中 H⁺的化学行为,而特性(如沉淀反应、氧化性)
重难点二 酸与金属、金属氧化物的反应规律
1.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)
Mg + 2HCl = MgCl2+H2↑
Zn + 2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2+H2↑
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
Mg + H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4+H2↑
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑
2.与金属氧化物反应:金属氧化物+酸→盐+水(复分解反应)
CuO + 2HCl = CuCl2+H2O;
Fe2O3 +6 HCl =2FeCl3 + 3H2O ;
CuO + H2SO4 = CuSO4+H2O
Fe2O3 +3H2SO4 = Fe2(SO4) 3 + 3H2O
实践应用
1.盐酸、硫酸溶液都能使紫色石蕊溶液变红,这是因为它们的溶液含有大量的
A.氢原子 B.氢离子 C.氢分子 D.水分子
2.某化学小组同学利用稀硫酸进行了如图实验。
(1)甲试管中观察到的实验现象为 。
(2)乙试管中发生反应的化学方程式为 。
(3)丙试管中未观察到明显现象,为证明反应的发生,同学们又分别做了以下三组实验:
①取反应后的溶液,向其中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
②取反应后的溶液,向其中加入Na2CO3溶液,无气泡产生
③取反应后的溶液,测其pH,pH>7
以上三组实验事实中,能达到实验目的的是 (填序号)。
(4)上述甲、乙、丙试管中的反应,没有体现酸的通性的是 。
考点一 常见的酸
【例1】下列关于浓硫酸的说法错误的是
A.浓硫酸具有吸水性,可作干燥剂
B.浓硫酸具有脱水性,能使纸张变黑
C.稀释浓硫酸时应将水倒入浓硫酸中
D.浓硫酸具有强腐蚀性,使用时要特别小心
【变式1-1】实验课上,张老师在实验室做98%浓硫酸配制成100g9.8%稀硫酸的演示实验,如图所示,完成下面小题。
(1)演示实验过程中要规范操作,注意实验安全。下列行为正确的是
A.在学生桌面上演示浓硫酸稀释 B.穿上实验服和佩戴护目镜
C.将浓硫酸私自带回家中 D.不慎沾到皮肤上应立即用水冲洗,再涂上硼酸
(2)配制稀硫酸溶液不需要用到的仪器是
A.烧杯 B.量筒 C.酒精灯 D.玻璃棒
(3)下列与配制稀硫酸有关的说法正确的是
A.浓硫酸稀释吸收热量 B.配制上述溶液需98%浓硫酸的质量是1g
C.稀释浓硫酸时,将浓硫酸缓慢倒入水中并不断搅拌 D.储存浓硫酸的柜子应该张贴如图标志
【变式1-2】打开盛有浓盐酸的试剂瓶,发现瓶口出现白雾。下列分析不正确的是
A.在①实验中,紫色石蕊变红说明分子不断运动
B.在②实验中,表面皿出现白色浑浊,说明有AgCl生成
C.在③实验中,浓盐酸换为浓硫酸也能观察到相同的现象
D.在④实验中,红色褪去说明白雾具有酸性
考点二 酸的化学性质
【例2】通过物质的共性和差异性认识物质是学习化学的一种思路与方法。
图1是以稀盐酸为例的反应关系,体现了酸的化学性质。
(1)①-⑤中,无明显现象的是 (填序号,下同),有气体产生的反应是 。
(2)反应②中新生成的微粒是 。
(3)为验证反应③将生锈的铁钉放在过量的稀盐酸中,开始会看到的现象是 ,化学方程式为 ,一会儿看到铁钉表面 ,化学方程式为 。
基于微观视角探究酸化学性质的相似性和差异性。
(4)分别向稀盐酸和稀硫酸中加入经打磨的镁条,都会迅速产生大量气泡,从微观角度分析,产生相同现象的原因是:稀盐酸和稀硫酸中都含有 (填符号)。
(5)向稀盐酸中加入硝酸银溶液,可观察到稀盐酸中出现白色沉淀,有关反应的化学方程式为 。
(6)某溶液中的解离情况如图2所示,预测下列物质中能与该溶液发生化学反应的有___________(填字母)。
A.Na2CO3溶液 B.锌粒 C.KOH溶液 D.BaCl2溶液 E.AgNO3溶液 F.CuO粉末
【变式2-1】在学习完酸的通性后,小强同学总结出了稀硫酸的化学性质如图所示。
(1)①中指示剂的名称是 试液,②中化学方程式是 。
(2)若③中氧化物是氧化铜,该反应的化学方程式是 。
(3)请写出④中稀硫酸与氯化钡溶液反应的化学反应方程式 。
【变式2-2】化学社团对“稀盐酸敞口放置一段时间后浓度的变化”产生了兴趣,并进行以下探究。
【知识回顾】氯化氢气体溶于水形成盐酸,盐酸是无色液体。
(1)打开浓盐酸的瓶塞,瓶口会产生白雾,说明浓盐酸具有 性,敞口放置浓度会减小。
任务一:探究稀盐酸敞口久置后浓度的变化
(2)取两份等体积的质量分数为1%的稀盐酸,分别标记为A溶液和B溶液,A溶液密封保存,B溶液敞口放置在空气中,两周后分组进行如下实验。请完成表格。
实验序号
操作
现象
分析
结论
①
取样,用pH计分别测量A、B溶液的pH
测得 A 溶液的 pH 为0.6,B溶液的pH为0.5
酸性更强的是 (选填“A”或“B”)溶液
稀 盐酸敞 口久置后浓度变大
②
取两支大小相同的试管盛足量且等量的碳酸氢钠粉末,用规格相同的注射器将等体积的 A、B溶液全部快速注入试管(如图所示)
试管内均产生气泡,固体减少,反应结束后,盛B溶液的注射器活塞上升的高度更 (选填“高”或“低”)
③
分别取5 mL等浓度的 NaOH 溶液于两支试管中,各滴加2滴无色酚酞溶液,振荡
溶液由无色变为红色
相关反应的化学方程式为
将放置两周后的 A、B溶液分别逐滴滴入上述两支试管中边滴边振荡,当溶液恰好变为无色时,记录所加溶液的滴数
所加滴数更多的是 (选填“A”或“B”)溶液
任务二:探究稀盐酸敞口久置后浓度会变大的原因
(3)在相同的条件下,将20.0g水和20.0g稀盐酸分别置于相同规格的烧杯中,并敞口存放于空气中,烧杯中物质的质量随时间的变化如下表所示。
时间
敞口前
敞口1天后
敞口2天后
水的质量/g
20.0
14.2
11.4
稀盐酸的质量/g
20.0
14.9
12.9
根据上述实验数据分析,稀盐酸敞口久置后浓度变大的原因是 。
(4)请重新设计一个与实验①②③不同的实验方案,证明敞口久置后的稀盐酸浓度会变大,实验方案如下: 。
基础达标
1.图是物质M溶于水发生解离的微观示意图。能说明M一定是酸的是
A. B. C. D.
2.回答下列问题。
(1)浓硫酸具有吸水性,不可用来干燥以下气体_______(填字母)。
A.氧气 B.氨气 C.氢气 D.二氧化碳
(2)稀释浓硫酸的正确操作是_______(选填“A”或“B”)。
A. B.
3.下列物质中,不能与稀盐酸反应的是
A.铁 B.氧化铜 C.二氧化碳 D.碳酸钠
4.酸类物质具有相似的化学性质,本质的原因是
A.酸中都含有酸根 B.酸都能与指示剂作用
C.酸溶液中都含有H+ D.酸是由多种元素组成的
5.下列反应的化学方程式书写正确的是
A.氧化铁与稀硫酸反应:
B.铁与稀硫酸反应:
C.稀硫酸除铁锈:
D.稀盐酸除铁锈:
6.柠檬酸(C6H8O7)是一种较强的有机酸,主要用于香料或作为饮料的酸化剂,化学性质与稀盐酸相似。下列物质不能与柠檬酸反应的是 ( )
A.Mg B.CO2 C.Fe2O3 D.NaOH
7.下列关于浓盐酸和浓硫酸的说法正确的是
A.浓盐酸和浓硫酸都具有挥发性
B.浓盐酸和浓硫酸都具有腐蚀性
C.浓盐酸和浓硫酸都可用来干燥气体
D.打开浓盐酸和浓硫酸的试剂瓶瓶塞,瓶口都有白雾
8.下列有关盐酸性质探究实验的叙述中,不正确的是
A.甲中试剂瓶口出现白雾,说明浓盐酸具有挥发性
B.乙中铁锈溶解且溶液变黄色,说明盐酸可用于除铁锈
C.丙中白色固体溶解消失,是因为两者发生了中和反应
D.丁中出现白色沉淀,由此可证明盐酸中存在Cl-
9.下列关于盐酸的用途中,不能用稀硫酸代替的是
A.与锌反应制取氢气
B.除去金属制品表面的锈斑
C.与大理石块反应制取二氧化碳
D.与碱反应
10.小西同学在归纳整理物质间关系时,用初中化学常见的物质拼出雨伞形状图案。已知③是碱。图中“——”表示相连的两种物质能反应,“→”表示两端的物质通过一步反应能转化。下列说法正确的是
A.①一定属于金属
B.②的溶液一定为蓝色
C.③可用作食品干燥剂
D.③→CaCO3的转化可以通过与BaCO3的反应来实现
综合应用
11.硫酸和盐酸是实验室常用的试剂写出下列物质反应的化学方程式:
(1)硫酸与镁反应: 。
(2)稀盐酸与碳酸钠溶液反应: 。
(3)稀硫酸与氯化钡溶液反应: 。
(4)上述反应中不属于酸的共同性质的是 。(填编号)
12.借助思维导图梳理知识,形成知识的结构化理解,是一种高效学习的方法。同学们用这种方法对硫酸的有关内容进行了梳理,请你完成以下内容的填写。
(1)稀硫酸中含有的阳离子是 。
(2)使用浓硫酸时应十分小心,因为它具有 。
(3)在实验室,向稀硫酸中滴加氯化钡溶液,发生反应的化学方程式为 。
(4)稀硫酸的用途是 (写一条)。
(5)稀释浓硫酸时,正确的操作是 。
13.“宏观—微观—符号”是化学独特的表示物质及其变化的方法。某兴趣小组对盐酸和硫酸的共性和差异性进行以下研究。回答下列问题。
(1)向稀盐酸和稀硫酸中分别滴加石蕊溶液,溶液变红,说明两种酸溶液中均存在 (填粒子符号)。
(2)将表面生锈的铁钉放入过量稀硫酸中,在开始时可观察到溶液由无色变成 色,发生反应的化学方程式为 ;过一会儿看到铁钉表面 产生,发生反应的化学方程式为 。
(3)实验中发现硫酸能与氯化钡反应,而盐酸不能。硫酸与氯化钡反应的化学方程式为 。从微观角度分析,硫酸与盐酸表现出差异性的原因是 。
14.某同学学习了酸的化学性质后,绘制了下图的思维导图,“一”表示物质之间能发生化学反应,“→”表示可实现物质,之间的转化。请回答下面问题:
(1)序号①中与稀硫酸反应的化学方程式为 。
(2)写出序号②中与稀盐酸反应的化学方程式 。
(3)若④中反应后有蓝色溶液生成则甲物质是 。
(4)若④中反应后生成黄色溶液的化学方程式 。
(5)⑤反应的现象是 。
(6)若乙是硝酸银溶液,写出化学方程式 。
(7)稀盐酸和稀硫酸有共性的原因是有相同的 ,不同的酸性质差异的原因是 不同。
拓展培优
15.酸是初中化学重要的一类物质,化学兴趣小组以“探究酸的性质”为主题开展如下探究性学习,请你一同参与。
【活动一】了解酸的物理性质
(1)打开浓盐酸瓶盖会出现 现象。
(2)浓硫酸敞口放置一段时间后,溶质质量分数会 (填“变大”、不变”或“变小”。
【活动二】探究酸与金属反应
向4个250mL的烧瓶内分别注入25mL稀盐酸,分别取大小相同、质量相等的镁、铝、锌、铜四种金属条,加入烧瓶中,迅速塞紧带有压强传感器的橡胶塞,并与电脑连接(如图1),采集数据得到如图2所示的压强变化曲线。
(3)曲线A对应的金属是 (填化学式),曲线B对应反应的化学方程式为 。
(4)在老师的指导下,同学们得知曲线D是铝的反应曲线,刚开始压强变化较小的原因可能是 。
【活动三】探究酸与碱反应
为探究稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应,同学们观察向含有无色酚酞溶液的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸的反应过程(如图3)。
(5)滴加稀盐酸至过量的过程中,能观察到的现象是 。
(6)该反应中,离子数目不变的是 (填离子符号)。
(7)验证反应后溶液中稀盐酸有剩余的方法是 (简要写出实验操作及现象)。
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