内容正文:
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作业02 常见的酸和碱、酸碱中和反应
1.酸、碱、盐的定义
(1)酸的定义
电离时生成的阳离子全部都是H+的化合物,叫做酸。如HCl、H2SO4、HNO3等。酸的水溶液呈酸性。酸由H+和酸根离子构成。
(2)碱的定义
电离时生成的阴离子全部都是OH-的化合物,叫做碱。如NaOH、Ca(OH)2、NH3·H2O等。碱的水溶液呈碱性。碱由OH-和金属离子构成。
(3)盐的定义
电离时生成金属离子和酸根离子的化合物,叫做盐。如NaCl、CuSO4、FeCl3等。盐的水溶液呈中性。盐由金属离子和酸根离子构成。
2.常见酸的主要性质
(1)盐酸和浓硫酸的性质及用途
酸
盐酸
浓硫酸
化学式
HCl
H2SO4
颜色、状态
“纯净”: 无色液体;工业用盐酸:黄色(含Fe3+)液体
无色黏稠、油状液体
气味
有刺激性气味
无
特性
易挥发
不易挥发
强吸水性、强脱水性、强腐蚀性
用途
①金属除锈;②人体中含有少量盐酸,助消化
①金属除锈;②化肥农药;③精炼石油
④实验室中常用于干燥O2、H2、CH4、CO2等酸性或中性气体
a.浓硫酸有吸水性,可以做某些气体(如酸性气体CO2、SO2、SO3、HCl,中性气体H2、O2、N2)的干燥剂;干燥气体时导管应注意“长进短出”。
b.浓硫酸有脱水性、强腐蚀性,使用时要注意安全;浓硫酸能将纸张、木材、布料、皮肤等有机化合物中的氢、氧元素以水的组成比脱去而生成黑色的炭。
c.浓硫酸具有强氧化性,与金属反应时,不产生H2,而是产生H2O;
d.硝酸具有挥发性、强氧化性。
①浓盐酸在空气里会形成白雾而不是白烟,这是因为浓盐酸挥发出来的氯化氢气体和空气里的水蒸气接触,形成盐酸小液滴。
②浓盐酸和浓硫酸露置在空气中,溶质的质量分数均会下降,但浓盐酸是因溶质(HCl)挥发,而浓硫酸则因吸水导致溶剂质量增大。
③不慎将浓硫酸溅到到皮肤上,应先用干毛巾拭去,再用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,若是稀硫酸,是否也要处理?答:是。
④不能将水倒入浓硫酸中,因为水的密度较小,会浮在浓硫酸上面,溶解时放出的热量会使水立即沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅,造成危险。
⑤浓硫酸的吸水性,是指浓硫酸可以直接吸收空气中的水蒸气,发生的是物理变化;浓硫酸的脱水性,是指浓硫酸能将纸张、木材、布料、皮肤里的氢、氧元素,按照水的组成比例夺走,留下碳元素(炭化),发生的是化学变化。
(2)常见酸的用途和对人类的影响。
硫酸、盐酸等都是重要的化工原料,工业上常用酸来除锈(用盐酸、硫酸除去铁锈的化学反应方程式为Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O,_Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O)。在这部分的教学中,应注重与生活实践相联系。
(3)浓硫酸的稀释。
稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿着容器壁(或玻璃棒)慢慢地倒入水中,并用玻璃棒不断地搅拌,使产生的热量迅速地扩散。切不可把水倒入浓硫酸中。因为水的密度小,水会浮在浓硫酸上面,溶解时放出的热量会使水立即沸腾,使酸液向四周飞溅,非常危险。
由于浓硫酸有很强的腐蚀性,使用时必须小心。如果浓硫酸不慎溅到皮肤上,要先用干布拭去,然后用大量水冲洗,最后用小苏打溶液冲洗,严重时应立即送医院抢救。
(4)酸的通性
酸在水溶液中电离生成的阳离子全部是氢离子,所以不同的酸具有相似的化学性质,即酸的通性。酸的通性实质上反映了氢离子的性质。
a.紫色石蕊试液遇酸变红色,无色酚酞试液遇酸不变色。只有可溶性的酸才能使酸碱指示剂变色,其实质是酸溶液中的H+使指示剂变色。
b.酸+活泼金属―→盐+氢气
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
①这里的酸,一般指稀盐酸、稀硫酸。浓硫酸、浓硝酸和稀硝酸有强氧化性,与金属反应的情况复杂,初中化学不讨论。②此处的“金属”,其活动性顺序要排在H前,“酸”指的是非氧化性酸。③铁跟稀盐酸或稀硫酸发生置换反应时,其化合价由0→+2,而不是由0→+3,即生成低价铁的化合物,而不是高价铁的化合物。
c.酸+金属氧化物―→盐+水
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
现象:铁锈逐渐溶解,溶液由无色变为黄色。
d.酸+碱―→盐+水
2NaOH+2HCl=2NaCl+2H2O 2KOH+2HCl=2KCl+2H2O
e.酸+盐―→新酸+新盐(产物符合复分解反应发生的条件)
BaCl2+H2SO4=BaSO4↓ +2HCl AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
这两个反应分别可以用来检验Cl-和SO42-的存在。检验时,为了防止CO32-的干扰,还要滴加稀硝酸。
【归纳总结】①酸具有相似的化学性质的原因是酸溶液都存在H+,但由于酸根离子不同,因而不同的酸的化学性质也存在差异。如HCl可与AgNO3溶液反应产生不溶于稀硝酸的白色沉淀:AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3,H2SO4可与BaCl2溶液(或其他可溶性钡盐)反应产生不溶于稀硝酸的白色沉淀:BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,以上两个反应可用于鉴别稀盐酸和稀硫酸。
②酸溶液显酸性,但显酸性的溶液不一定是酸溶液。酸溶液要求该化合物水溶液中的阳离子全部都是H+,而酸性溶液只要求溶液中有H+即可。
3.常见的碱:氢氧化钠和氢氧化钙
碱
氢氧化钠
氢氧化钙
俗名
(烧碱、火碱、苛性钠)
(消石灰、熟石灰)
化学式
NaOH
Ca(OH)2
工业制法
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
CaO+H2O=Ca(OH)2
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,再涂上硼酸溶液。
较强腐蚀性
特点
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。
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,所以可以除油污,实验室做某些气体的干燥剂。
做建筑材料、涂树木上防冻伤和防虫卵
改良酸性土壤和河流、配制波尔多液,在实验室中检验二氧化碳。
4.碱的通性
碱的通性是就可溶性碱而言的。可溶性碱之所以具有相似的化学性质,是因为它们在水中都能电离出相同的阴离子——OH-。
碱的通性
一般规律
典型例子
①与指示剂反应
紫色石蕊试液遇碱变蓝色
无色酚酞试液遇碱变红色
紫色石蕊试液遇NaOH溶液变蓝色
无色酚酞试液遇NaOH溶液变红色
②与非金属氧化物反应
碱+非金属氧化物―→盐+水
2NaOH+CO2=== Na2CO3+H2O
③与酸起中和反应
碱+酸―→盐+水
2NaOH+H2SO4=== Na2SO4+H2O
④与某些盐反应
碱+盐―→新盐+新碱
2NaOH+CuSO4=== Na2SO4+Cu(OH)2↓
①此处的非金属氧化物不包括CO、NO。
②碱与某些盐的反应,两种反应物都必须可溶,且生成物中有沉淀或气体,反应才能进行。
③碱的差异性:碱在水溶液中都能解离出金属离子或铵根离子,由于金属离子不同,不同碱的性质具有差异性。如Ca(OH)2溶液可与Na2CO3溶液反应,而NaOH溶液不与Na2CO3溶液反应:Ca(OH)2+Na2CO3=== CaCO3↓+2NaOH,此反应可用于鉴别Ca(OH)2溶液和NaOH溶液。
5.酸碱中和反应
(1)定义
酸和碱反应生成盐和水的反应,叫做中和反应。
中和反应会放出热量,是复分解反应的一种。中和反应一定有水生成,但有水生成的反应不一定是中和反应。
中和反应的实质是:H+ + OH- = H2O。
(2)氢氧化钠溶液与盐酸的中和反应
氢氧化钠溶液与盐酸发生中和反应时,由于现象不明显,反应中需要借助酚酞试液的颜色变化来判断反应是否进行。如果溶液的颜色显红色,则说明氢氧化钠溶液过量,如果溶液的颜色是无色的,则说明氢氧化钠与盐酸刚好完全反应或盐酸过量。
验证溶液中的盐酸是否过量的方法
方法一:取样,加入锌粒或镁条,如有气泡产生,则说明盐酸过量。
方法二:取样,加入碳酸钠溶液,如有气泡生成,则说明盐酸过量。
【归纳总结】判断中和反应是否发生的方法及注意事项
判断依据
注意事项
方法一
借助酸碱指示剂的颜色变化
①先在碱溶液中滴加几滴酚酞试液
②为防止酸过量,应逐滴加入,并不断搅拌或振荡
③当溶液恰好由红色变为无色时,恰好完全中和
方法二
借助反应中的温度变化
①先测量加入烧杯中的碱溶液的温度
②边加酸溶液,边不断搅拌并及时测量,记录溶液的温度
方法三
借助反应中溶液pH的变化
①先测出酸溶液的pH
②逐滴加入碱溶液,并不断搅拌,同时测定溶液的pH
③须保证溶液的pH≥7,才能证明发生了反应
(3)中和反应在实际中的应用
①改变土壤的酸碱性
用熟石灰改良酸性土壤,反应的化学方程式为:Ca(OH)2 +2HCl=CaCl2+2H2O。如果土壤呈碱性,可用碳酸水中和。
②处理工厂废水
硫酸厂常用熟石灰来中和排放的酸性污水:Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2O
③用于医疗和日常生活中
胃酸过多的病人可服用含有氢氧化铝〔Al(OH)3〕的药物,以中和过多的胃酸,反应的化学方程式为:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O。被蚊虫叮咬后,可以涂抹含有碱性物质的药水(如NH3·H2O),以减轻痛痒。洗发时先用弱碱性的洗发剂再用弱酸性的护发素。碱性损伤头发,弱酸可以保护头发
④调节溶液的酸碱性
生成盐和水的反应不一定都是酸和碱的反应,如金属氧化物和酸反应也生成盐和水。
三层必刷:巩固提升+能力培优+创新题型
1.柠檬酸(C6H8O7)是一种较强的有机酸,在水溶液中可以电离出大量的H+。下列物质不能与柠檬酸发生反应的是( )
A.Mg B.K2O C.HCl D.NaOH
【答案】C
【解析】A、镁为排在氢前的金属,可以与酸反应,故A正确;
B、氧化钾为金属氧化物,可以与酸反应,故B正确;
C、稀盐酸不与酸反应,故C错误;
D、氢氧化钠为碱,能与酸反应,故D正确。
2.如图所示,当胶头滴管中的液体滴入到锥形瓶中时,发现气球膨胀,则锥形瓶内和胶头滴管中的物质分别是( )
A.CaCO3 稀盐酸 B.Zn 稀H2SO4
C.H2O 浓H2SO4 D.HCl气体 石灰水
【答案】D
【解析】A、碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,锥形瓶内气体增加,压强增
大,气球缩小,故A错误;
B、锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锥形瓶内气体增加,压强增大,气球缩小,故B错误;
C、浓硫酸溶于水放出大量的热,锥形瓶内气体受热膨胀,压强增大,气球缩小,故C错误;
D、氯化氢气体与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,锥形瓶内气体减少,压强减小,外界空气进入气球,气球膨胀,故D正确。
3.表面布满铁锈的铁钉放入盛有稀硫酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内压强随时间的变化曲线如图所示。下列分析正确的是( )
A.ab段压强变化不明显,说明还没有开始化学反应
B.bc段的化学反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
C.cd段的化学反应:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
D.d点溶液温度比a点溶液温度高
【答案】B
【解析】根据表面布满铁锈的铁钉放入盛有稀硫酸的密闭容器中,氧化铁先与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,氧化铁反应完,铁再与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气进行分析。
A、氧化铁先与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,ab段的化学反应是Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O,故A错误;
B、bc段的化学反应是Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,故B正确;
C、cd段的化学反应已经结束,影响cd段压强变化的主要因素是温度,是因为温度恢复至常温,故C错误;
D、d点时温度恢复至常温,且d点温度等于a点,故D错误。
4.如图是稀硫酸与甲、乙、丙、丁、戊五种常见物质反应出现的现象。下列正确的是( )
A.甲可能是无色酚酞试液
B.戌可能是铁
C.丙可能是氢氧化钠
D.丁可能是碳酸钠
【答案】D
【解析】A.酚酞遇碱变红,遇酸不变色;无色酚酞试液遇到稀硫酸不变色,故A错误;
B.含有亚铁离子的溶液呈浅绿色,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,溶液呈浅绿色,故B错误;
C.稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,没有白色沉淀,故C错误;
D.二氧化碳为无色气体,碳酸钠和稀硫酸反应,生成硫酸钠、水和二氧化碳气体,故D正确。
5.稀盐酸、稀硫酸以及其他的酸溶液中都含有氢离子,所以它们具有相似的化学性质,这就是酸的通性。为了验证酸的通性小芝进行了以下实验,下列说法正确的是( )
A.试管①无明显现象
B.试管②能验证酸的通性
C.试管③不能验证酸的通性
D.试管④中的溶液变红
【答案】A
【解析】A、盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,试管①无明显现象,故符合题意;
B、酸的通性,即酸具有相似的化学性质,是因为酸溶液中阳离子全部为氢离子,稀盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸,是酸中的酸根离子与银离子结合生成沉淀,没有消耗酸中氢离子,试管②不能验证酸的通性,故不符合题意;
C、铁与盐酸反应生成氯亚铁和氢气,氢离子被消耗,体现了酸的通性,故不符合题意;
D、氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,试管④中的溶液变蓝色,故不符合题意。
6.已知硫酸溶液中存在H+、和H2O,某同学欲证明能使石蕊试液变红的是硫酸溶液中的H+,设计了如图所示实验.下列组合能证明使石蕊试液变红的是硫酸溶液中的H+的是( )
A.②④ B.③④ C.①② D.②③
【答案】B
【解析】欲证明能使石蕊试液变红的是硫酸溶液中的H+,则需要排除和H2O的干扰。硫酸钠溶液中含有Na+、和H2O分子,往Na2SO4溶液中加石蕊试液不变红,可排除和水分子、和钠离子,稀硫酸中含有H+除,往稀H2SO4中加石蕊试液变红,可证明能使石蕊试液变红的是H+。故③④组合能证明使石蕊试液变红的是硫酸溶液中的H+。
7.实验室许多药品需要密封保存。下列药品需密封保存的原因,解释错误的是( )
A.浓盐酸﹣﹣防止挥发
B.NaOH溶液﹣﹣防止与CO2反应
C.浓硫酸﹣﹣防止吸水
D.生石灰﹣﹣防止与氧气反应
【答案】D
【解析】根据物质的性质进行分析,浓盐酸具有挥发性,氢氧化钠易与二氧化碳反应,浓硫酸具有吸水性,生石灰易吸水。
A、浓盐酸具有挥发性,需要密封保存,故A正确;
B、氢氧化钠容易与二氧化碳反应,故B正确;
C、浓硫酸具有吸水性,需要密封保存,故C正确;
D、生石灰易与水反应,不与氧气反应,故D错误。
8.实验室中有一瓶未贴标签的无色溶液甲。小金用滴管取一部分溶液滴入到盛有稀硫酸的试管中,观察到有白色沉淀生成。下列有关说法判断正确的是( )
A.白色沉淀可能是硫酸钡
B.溶液甲中的溶质可能是硫酸铜
C.白色沉淀可能是碳酸钙
D.溶液甲中的溶质可能是氢氧化钠
【答案】A
【解析】A、稀硫酸中的硫酸根离子能和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡,因此白色沉淀可能是硫酸钡,故选项正确。
B、溶液不是硫酸铜,是因为硫酸铜溶液显蓝色,而甲溶液是无色的,故选项不正确。
C、稀硫酸不能和其它物质反应生成碳酸钙沉淀,故选项不正确。
D、氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,不产生沉淀,故选项不正确。
9.在研究稀硫酸性质时,分别将一定量的稀硫酸滴入盛有锌粒、氧化铜粉末、氢氧化铜粉末和氯化钡溶液的4支试管中。有关实验的说法错误的是( )
A.反应①中有气泡产生
B.反应②中铜的化合价不变
C.反应③中将生成蓝色溶液
D.反应④中产生白色沉淀
【答案】C
【解析】A、锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应①中有气泡产生,A正确;
B、氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,氧化铜中铜元素+2价,硫酸铜中铜元素也是+2价,铜元素的化合价不变,B正确;
C、氢氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,硫酸铁溶液为黄色,C错误;
D、④试管中的反应是氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀,D正确。
10.如图表示化学反应中溶液的颜色变化。下列叙述不正确的是( )
A.若X是稀盐酸,a可能是紫色石蕊溶液
B.若X是稀盐酸,b可能是氧化铁
C.若X是稀硫酸,c不可能是单质
D.若X是稀硫酸,d不可能是单质
【答案】C
【解析】显酸性溶液能使石蕊试液变红色;稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,氯化铁溶液是黄色溶液;铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸亚铁溶液是浅绿色溶液;稀硫酸不能和铜反应。
解:A、若X是稀盐酸,a可能是紫色石蕊溶液,这是因为稀盐酸显酸性,能使石蕊试液变红色,该选项说法正确;
B、若X是稀盐酸,b可能是氧化铁,这是因为稀盐酸能和氧化铁反应生成氯化铁溶液,该选项说法正确;
C、若X是稀硫酸,c可能是单质,例如c是单质铁时,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸亚铁溶液是浅绿色溶液,该选项说法不正确;
D、若X是稀硫酸,d不可能是单质,这是因为稀硫酸和d反应生成蓝色溶液,说明溶液中含有铜离子,而稀硫酸不能和铜反应,因此d不可能是单质铜,该选项说法正确。
11.氢氧化铯是一种可溶性碱,其化学式为(CsOH),则下列叙述中正确的是( )
A.CsOH溶液的pH小于2
B.CsOH和CuO能发生化学反应
C.CsOH溶液能使酚酞试液变红
D.CsOH与硫酸反应生成的盐的化学式为CsSO4
【答案】C
【解析】根据氢氧化铯是一种可溶性碱,其化学式为CsOH,检查结合碱的化学性质(能与酸碱指示剂、非金属氧化物、酸、盐等反应)进行分析。
A、氢氧化铯是可溶性碱,碱溶液呈碱性,pH 大于7,故A错误;
B、碱与金属氧化物一般不发生化学反应,CsOH 和CuO 不反应,故B错误;
C、碱溶液能使酚酞试液变红,CsOH 溶液呈碱性,能使酚酞试液变红,故C正确;
D、CsOH 中Cs 的化合价为+1,硫酸根的化合价为﹣2,根据化合物中正负化合价代数和为零,与硫酸反应生成的盐的化学式应为Cs2SO4,故D错误。
12.下列物质的名称、俗名、化学式完全一致的一组是( )
A.碳酸钠 苏打 Na2CO3
B.氢氧化钙 石灰石 Ca(OH)2
C.氧化钙 熟石灰 CaO
D.氢氧化钠 纯碱 NaOH
【答案】A
【解析】A、碳酸钠俗称纯碱、苏打,其化学式为Na2CO3,故选项正确。
B、氢氧化钙的俗称是熟石灰或消石灰,其化学式为Ca(OH)2,石灰石的主要成分是碳酸钙,故选项错误。
C、氧化钙的俗称是生石灰,其化学式为CaO,故选项错误。
D、氢氧化钠俗称火碱、烧碱、苛性钠,其化学式为NaOH,纯碱是碳酸钠的俗称,故选项错误。
13.家庭可用石灰水保存鲜蛋,这是一种化学保鲜法。下列对石灰水能保存鲜蛋叙述正确的是( )
①石灰水具有碱性,杀菌能力较强
②石灰水能渗入蛋内中和酸性物质
③Ca(OH)2能与鲜蛋呼出的CO2反应生成CaCO3薄膜
④石灰水能渗入蛋内使鸡蛋味道更鲜美
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
【答案】C
【解析】石灰水是氢氧化钙的水溶液,石灰水具有碱性,杀菌能力较强;氢氧化钙能与鲜鸡蛋呼吸产生的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,能在蛋壳表面形成难溶性固态保护膜,将鸡蛋壳上的孔隙堵上,抑制鸡蛋的呼吸作用,从而达到保鲜的目的。故①③说法正确。
14.碱溶液中都含有OH﹣,因此不同的碱表现出一些共同的性质。下列关于Ba(OH)2性质的描述中不属于碱的共同性质的是( )
A.能使紫色石蕊溶液变蓝色
B.能与氯化铜溶液反应生成蓝色沉淀
C.能与Na2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀
D.能与CO2反应生成水
【答案】C
【解析】碱溶液能使石蕊变蓝色,能和铜离子结合生成蓝色沉淀氢氧化铜,和某些非金属氧化物反应生成盐和水。
A、碱溶液能使石蕊试液变蓝色,该选项说法正确。
B、碱溶液中都含有OH﹣,能与氯化铜溶液反应生成蓝色沉淀,该选项说法正确。
C、氢氧化钡能和硫酸钠反应生成白色沉淀硫酸钡,但是氢氧化钠、氢氧化钾不能和硫酸钠反应,因此不属于碱的共同性质。
D、碱溶液能和二氧化碳反应生成盐和水,该选项说法正确。
15.如图所示四个实验中,不能体现碱的通性的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A、氢氧化钠和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,其它碱溶液也能与硫酸铜溶液反应,能体现碱的通性,故选项错误;
B、碳酸钠溶液能与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,碳酸钠溶液不能与氢氧化钠等碱溶液反应,不能体现碱的通性,故选项正确;
C、石灰水能使酚酞溶液变红色,其它碱溶液也能使酚酞溶液变红色,能体现碱的通性,故选项错误;
D、氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,其它碱溶液也能与二氧化碳反应,能体现碱的通性,故选项错误。
16.小明用如图所示的思维导图总结了稀盐酸的五条化学性质。分析下图并回答问题:
(1)他向稀盐酸中滴入紫色石蕊试液,发现紫色石蕊试液由紫色变成_________色。
(2)在完成盐酸除铁锈的实验中,会看到铁钉表面有气泡生成,试用化学方程式解释此现象:___________________________。
(3)为验证性质③,该同学可选择的物质是_________(填字母序号)。
A.Mg B.Na2SO4 C.Na2CO3 D.Mg(OH)2
(4)小明把稀盐酸和氢氧化钠溶液混合后,发现无明显现象,再向溶液中滴入无色酚酞试液,观察到无色溶液变成红色,则此时混合溶液的溶质是__________________(填化学式,不考虑酚酞)。
【答案】(1)红;
(2)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(3)C;
(4)NaCl、NaOH。
【解析】(1)稀盐酸显酸性,向稀盐酸中滴入紫色石蕊试液,发现紫色石蕊试液由紫色变成红色。
(2)在完成盐酸除铁锈的实验中,会看到铁钉表面有气泡生成,是因为铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
(3)性质③是盐酸和部分盐反应,四个选项中,镁属于金属单质,稀盐酸和硫酸钠不反应,氢氧化镁属于碱,均不符合要求;Na2CO3能与稀盐酸发生反应生成氯化钠、水和二氧化碳,属于盐,符合要求。
(4)把稀盐酸和氢氧化钠溶液混合后,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,发现无明显现象,再向溶液中滴入无色酚酞试液,观察到无色溶液变成红色,说明溶液显碱性,氢氧化钠有剩余,则此时混合溶液的溶质是NaCl、NaOH。
17.西晋周处的《风土记》中记载“俗以菰叶裹黍米,以淳浓灰汁煮之,令烂熟,于五月五日及夏至啖之。一名粽,一名角黍”。根据上述内容回答下列问题。
(1)取少量浓灰汁向其中滴加足量的稀盐酸,有大量气泡产生,则“灰”指的物质是_________。
A.熟石灰
B.生石灰
C.草木灰
(2)有些不良商家用工业硫酸铜浸泡粽叶让失去颜色的粽叶“返青”。同学们在检验时,先将水煮开后,加入铁片,观察到___________________________现象证明粽叶确实被硫酸铜浸泡过,该反应的化学方程式为___________________________。
【答案】(1)C (2)铁片表面有红色固体析出;Fe+CuSO4= FeSO4+Cu。
【解析】(1)A、熟石灰(氢氧化钙,Ca(OH)2)与稀盐酸反应生成氯化钙和水,属于中和反应,无气体产生;
B、生石灰(氧化钙,CaO)与稀盐酸反应生成氯化钙和水,无气体产生;
C、草木灰,主要成分是碳酸钾(K2CO3),属于碳酸盐,与稀盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳,因此有大量气泡;
(2)将粽叶水煮后加入铁片,铁(Fe)比铜(Cu)活泼,能置换出硫酸铜中的铜,现象:铁片表面会有红色固体析出,因为生成的铜单质为红色。化学方程式:Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu。
18.盐酸、硫酸和硝酸都是重要的酸,下列是探究酸性质的实验。
(1)能区分稀盐酸和稀硫酸的是_________(选填“实验一”“实验二”);
(2)若实验二中稀硫酸和硝酸钡溶液恰好完全反应,反应的化学方程式为_________
___________________________;如图 a 是装有稀硫酸的试管中加入硝酸钡溶液前后主要离子种类及个数比变化示意图,则“●”代表的离子是_________(填离子符号);
(3)实验三稀盐酸中无明显现象;稀硝酸中的现象为铜片逐渐溶解,溶液变蓝,并有气泡产生,反应为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2X↑+4H2O,则X的化学式为_________。
【答案】(1)实验二;(2)H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2HNO3;H+;(3)NO。
【解析】(1)实验一:反应产物氯化银和硫酸银都是白色沉淀,无法区别;
实验二:硝酸钡与稀盐酸不反应,与稀硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀,可以区别;
实验三中没有稀硫酸,无法区别。
因此能区分稀盐酸和稀硫酸的是实验二;
(2)若实验二中稀硫酸和硝酸钡溶液恰好完全反应,化学方程式为:H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2HNO3;
如图 a 是装有稀硫酸的试管中加入硝酸钡溶液前后主要离子种类及个数比变化示意图,则“●”代表的离子是氢离子,即H+;
(3)根据方程式 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2X↑+4H2O 得到:3Cu+8H+8N+24O=3Cu+6N+22O+8H+2X,那么2X=2N+2O,即X=NO。
19.通过观察和实验等方法获取证据是科学探究时重要环节。某兴趣小组同学发现盛有氢氧化钠溶液的试剂瓶口周围有一些白色固体,他们怀疑氢氧化钠已经变质,于是就进行了如下实验探究。
(1)甲同学取该溶液少量,滴加无色酚酞,观察到颜色变红,得出氢氧化钠溶液没有变质的结论,乙同学认为结论肯定是错误的,原因是____________________________________。
(2)乙同学重新取该溶液少许,加入足量的稀盐酸,观察到_________(填现象),说明氢氧化钠溶液已经变质。此实验中一定发生的反应是___________________________(用化学方程式表示)
(3)丙同学想知道是否完全变质,于是他取该溶液少量,滴加足量的硝酸钙溶液,静置后取上层清液,滴加酚酞,发现没有变红,由此可知,氢氧化钠溶液_________(填“部分”或“全部”)变质。
【答案】(1)碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞变红色;
(2)产生气泡;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
(3)全部。
【解析】(1)根据碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞变红色来分析解答;
(2)根据二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水来分析解答;
(3)根据滴加足量硝酸钙溶液,液滴加酚酞,没有变红,说明溶液中无氢氧化钠来分析解答。
解:(1)因为碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞变红色,所以不能仅通过酚酞变红就判断氢氧化钠溶液没有变质;
(2)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,导致氢氧化钠变质,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,观察到有气泡冒出,说明含有碳酸钠,可以证明氢氧化钠溶液已经变质,反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
(3)滴加足量硝酸钙溶液,静置后取上层清液滴加酚酞,没有变红,说明溶液中无氢氧化钠,由此可知氢氧化钠溶液全部变质。
20.实验室中常需要使用硫酸。
(1)用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到小木棍蘸有硫酸的部位变黑了,这体现了浓硫酸的_________性。
(2)实验中,常利用浓硫酸的吸水性,来做气体的干燥剂,以下气体可用浓硫酸干燥的是_________。
A.氯化氢
B.二氧化碳
C.氨气
D.氢气
(3)实验室用98%的浓硫酸(密度1.84g/cm3)配制100g溶质质量分数为20%的稀硫酸。浓硫酸稀释过程如图所示,b中盛放的物质是_________。
【答案】(1)脱水;(2)ABD (3)浓硫酸。
【解析】(1)用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到小木棍蘸有硫酸的部位变黑了,是因为浓硫酸具有脱水性,能把木棍中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
(2)A、氯化氢不能与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯化氢,故选项正确。
B、二氧化碳不能与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯化氢,故选项正确。
C、氨气能与硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气,故选项错误。
D、氢气不能与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯化氢,故选项正确。
(3)稀释浓硫酸时,要把浓硫酸慢慢地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时散失;一定不能把水注入浓硫酸中,以防止酸液飞溅,b中盛放的物质是浓硫酸。
21.下列是盐酸溶液和氢氧化钠溶液反应过程中的数据变化曲线图,错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A、盐酸溶液和氢氧化钠溶液反应放出大量热,随着反应的进行溶液温度不断升高,当反应结束后,溶液温度不再升高,随着盐酸的持续加入,溶液温度会有所下降,故选项图像正确。
B、盐酸和氢氧化钠反应生成水,同时盐酸溶液中也含有水,随着盐酸的加入,烧杯中的水的质量会持续增加,故选项图像错误。
C、溶液的导电能力取决于溶液中的离子浓度,还未加入盐酸时,溶液中存在氢氧根离子和钠离子,导电能力较强,随着盐酸的加入,氢氧根离子和氢离子结合成水分子,溶液的导电能力会下降,反应结束之后,加入过量稀盐酸,溶液导电能力又继续提高,故选项图像正确。
D、氢氧化钠溶液呈碱性,溶液的pH>7,随着盐酸的加入,溶液的pH下降,加入盐酸过量之后,溶液呈酸性,pH小于7,故选项图像正确。
22室温时,随着向盛有稀硫酸的烧杯中逐滴加入Ba(OH)2溶液,烧杯内溶液中的溶质质量变化如图所示(忽略溶液温度的变化),下列分析正确的是( )
A.a点溶液中有两种溶质
B.b点溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝
C.c点烧杯内液体的pH=7
D.d点溶液中较多的Ba2+、OH﹣、SO42﹣、H+
【答案】C
【解析】A、a点时,反应没有开始,溶液中有一种溶质H2SO4,故错误;
B、稀H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应生成硫酸钡沉淀和水,溶质质量减小,c点完全反应,b点溶液中有硫酸,滴加紫色石蕊溶液,溶液变红,故错误;
C、稀H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应生成硫酸钡沉淀和水,溶质质量减小,完全反应后,溶质质量为0,c点完全反应,杯内液体的pH=7,故正确;
D、完全反应后继续加Ba(OH)2溶液到d点,点d溶液中较多的Ba2+、OH﹣,无SO42﹣、H+,故错误。
23.如图表示稀盐酸和氢氧化钠溶液发生反应时,烧杯中溶液的pH随滴入液体体积的变化曲线及相关的实验操作。下列说法不正确的是( )
A.当滴入液体体积为7mL时,盐酸和氢氧化钠恰好完全反应
B.当滴入液体体积为5mL时,所得溶液呈碱性
C.当滴入液体体积为9mL时,所得溶液中的溶质只有NaCl
D.该实验是将稀盐酸滴入盛有氢氧化钠溶液中的烧杯中
【答案】C
【解析】A、当滴入液体体积为7mL时,溶液的pH等于7,显中性,盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,故选项说法正确。
B、当滴入液体体积为5mL时,溶液的pH大于7,显碱性,故选项说法正确。
C、当滴入液体体积为9mL时,溶液的pH小于7,溶液显酸性,说明稀盐酸过量,所得溶液中的溶质为HCl、NaCl,故选项说法错误。
D、由图像可知,pH开始时大于7,逐渐减小到7,然后小于7,可知原溶液显碱性,然后不断的加入酸性溶液,使pH减小,说明是把稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,故选项说法正确。
24.对知识的归纳和总结是学好科学的重要方法。在学习了碱的性质后,小红同学总结了氢氧化钙的四条化学性质(如图),即氢氧化钙与图中四类物质能够发生化学反应。
(1)为了验证氢氧化钙与酸碱指示剂反应,小红将无色酚酞试液滴入氢氧化钙溶液中,溶液由无色变成_________色。
(2)利用氢氧化钙与盐反应的性质,可以除去氢氧化钠溶液中少量的氢氧化钙杂质,请写出该化学反应的方程式____________________________________。
(3)利用氢氧化钙与某些非金属氧化物反应的性质,可以用澄清石灰水来检验二氧化碳气体,发生的化学方程式是____________________________________。
【答案】(1)红;
(2)Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH;
(3)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
【解析】(1)为了验证氢氧化钙与酸碱指示剂反应,小红将无色酚酞试液滴入氢氧化钙溶液中,溶液由无色变成红色;
(2)利用氢氧化钙与盐反应的性质,可以除去氢氧化钠溶液中少量的氢氧化钙杂质,因为氢氧化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH;
(3)氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
25.实验室中常需要使用硫酸。
(1)用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到小木棍蘸有硫酸的部位变黑了,这体现了浓硫酸的_________性。
(2)实验中,常利用浓硫酸的吸水性,来做气体的干燥剂,以下气体可用浓硫酸干燥的是_________。
A.氯化氢
B.二氧化碳
C.氨气
D.氢气
(3)实验室用98%的浓硫酸(密度1.84g/cm3)配制100g溶质质量分数为20%的稀硫酸。浓硫酸稀释过程如图所示,b中盛放的物质是_________。
【答案】(1)脱水;(2)ABD (3)浓硫酸。
【解析】(1)用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到小木棍蘸有硫酸的部位变黑了,是因为浓硫酸具有脱水性,能把木棍中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
(2)A、氯化氢不能与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯化氢,故选项正确。
B、二氧化碳不能与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯化氢,故选项正确。
C、氨气能与硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气,故选项错误。
D、氢气不能与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯化氢,故选项正确。
(3)稀释浓硫酸时,要把浓硫酸慢慢地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时散失;一定不能把水注入浓硫酸中,以防止酸液飞溅,b中盛放的物质是浓硫酸。
26.归纳总结是学习科学的重要方法,小虞同学用图甲总结了NaOH的四条化学性质(即NaOH与四类物质能够发生化学变化)。
(1)为了验证反应①,小虞将无色酚酞滴入氢氧化钠溶液中,溶液由无色变成_________色。
(2)为了验证反应④能够发生,你选择的物质是_________(填序号)。
A.Na2CO3 B.HCl C.CuSO4 D.NaCl
(3)图乙描述了NaOH溶液与硫酸反应的微观示意图,该反应的实质是_______________
____________________________________。
【答案】(1)红 (2)C (3)氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
【解析】显碱性溶液能使酚酞变红色;氢氧化钠能和某些盐反应;酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
解:(1)为了验证反应①,小虞将无色酚酞滴入氢氧化钠溶液中,溶液由无色变成红色。
(2)A.碳酸钠不能和氢氧化钠反应,不能选择。B.HCl是酸,不能选择。C.硫酸铜能和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,可以选择。D.NaCl不能和氢氧化钠反应,不能选择。
(3)图乙描述了NaOH溶液与硫酸反应的微观示意图,该反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
27.如图装置可以完成多个简单实验,具有试剂用量少、实验现象明显、尾气不外逸等优点。
(1)若甲中吸有浓氨水,乙中吸有无色酚酞溶液,将甲、乙中的液体同时挤出,一段时间后,观察到____________________________________。
滴管甲
烧杯①
滴管乙
烧杯②
试剂
H2O
NaOH固体
稀盐酸
Na2CO3
(2)若先将甲中的液体挤出,观察到气球明显鼓起,一段时间后恢复原状;再将乙中的液体挤出,气球又明显鼓起。如表为所用的试剂。请分析气球前后两次变化的原因_________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)烧杯②中液体变红色。
(2)氢氧化钠溶于水放热,气体膨胀,部分气体进入气球,导致气球膨胀,完全溶解后不再放热,温度逐渐降低,气球恢复原状;稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,二氧化碳进入气球,导致气球膨胀。
【解析】(1)若甲中吸有浓氨水,乙中吸有无色酚酞溶液,将甲、乙中的液体同时挤出,一段时间后,观察到烧杯②中液体变红色,是因为氨分子是不断运动的,运动到酚酞溶液中时,与水结合生成氨水,氨水显碱性,能使酚酞变红色。
(2)气球前后两次变化的原因:氢氧化钠溶于水放热,气体膨胀,部分气体进入气球,导致气球膨胀,完全溶解后不再放热,温度逐渐降低,气球恢复原状;稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,二氧化碳进入气球,导致气球膨胀。
28.归纳总结是学习科学的一种方法。请结合小科同学对碱的四点化学性质的归纳图回答下列问题(箭头上方的物质是指与碱反应的物质)。
(1)碱溶液有相似的化学性质,是因为碱溶液中都含有_________(填化盐学符号)。
(2)性质3箭头表示的是碱与一类物质反应,请举例具体的物质名称 盐酸 。(举一例即可)
(3)工业上常用碱液来吸收酸性气体,请写出用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫的化学方程式____________________________________。
(4)往一定量的氢氧化钙溶液中加入稀盐酸,反应结束后判断加入的稀盐酸是否过量可以往试管中再加入适量的_________(填字母)检验。
A.AgNO3溶液
B.Ca(OH)2溶液
C.CaCO3
D.CO2
【答案】(1)OH﹣。
(2)盐酸。
(3)2NaOH+SO2═Na2SO3+H2O。
(4)C。
【解析】(1)碱溶液有相似的化学性质,是因为碱溶液中都含有氢氧根离子,离子符号为OH﹣;
(2)性质3箭头上方的反应物质是酸,这是因为酸和碱反应生成盐和水,例如盐酸或硫酸等。
(3)氢氧化钠溶液吸收二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为2NaOH+SO2═Na2SO3+H2O。
(4)往一定量的氢氧化钙溶液中加入稀盐酸,氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水;
A.AgNO3溶液和盐酸、氯化钙反应都生成氯化银白色沉淀,无法判断加入的稀盐酸是否过量,故A不符合题意;故选项不正确。
B.Ca(OH)2溶液和盐酸反应无明显现象,无法判断加入的稀盐酸是否过量,故B不符合题意;故选项不正确。
C.CaCO3和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,若有气泡产生,说明稀盐酸过量,故C符合题意;故选项正确。
D.CO2和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,CO2不能和氯化钙反应,若加入CO2后有沉淀产生,说明氢氧化钙过量,若无明显现象,可能是氢氧化钙溶液和稀盐酸恰好完全反应,也可能是稀盐酸过量,无法判断加入的稀盐酸是否过量,故D不符合题意;故选项不正确。
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作业02 常见的酸和碱、酸碱中和反应
1.酸、碱、盐的定义
(1)酸的定义
电离时生成的阳离子全部都是H+的化合物,叫做酸。如HCl、H2SO4、HNO3等。酸的水溶液呈酸性。酸由H+和酸根离子构成。
(2)碱的定义
电离时生成的阴离子全部都是OH-的化合物,叫做碱。如NaOH、Ca(OH)2、NH3·H2O等。碱的水溶液呈碱性。碱由OH-和金属离子构成。
(3)盐的定义
电离时生成金属离子和酸根离子的化合物,叫做盐。如NaCl、CuSO4、FeCl3等。盐的水溶液呈中性。盐由金属离子和酸根离子构成。
2.常见酸的主要性质
(1)盐酸和浓硫酸的性质及用途
酸
盐酸
浓硫酸
化学式
HCl
H2SO4
颜色、状态
“纯净”: 无色液体;工业用盐酸:黄色(含Fe3+)液体
无色黏稠、油状液体
气味
有刺激性气味
无
特性
易挥发
不易挥发
强吸水性、强脱水性、强腐蚀性
用途
①金属除锈;②人体中含有少量盐酸,助消化
①金属除锈;②化肥农药;③精炼石油
④实验室中常用于干燥O2、H2、CH4、CO2等酸性或中性气体
a.浓硫酸有吸水性,可以做某些气体(如酸性气体CO2、SO2、SO3、HCl,中性气体H2、O2、N2)的干燥剂;干燥气体时导管应注意“长进短出”。
b.浓硫酸有脱水性、强腐蚀性,使用时要注意安全;浓硫酸能将纸张、木材、布料、皮肤等有机化合物中的氢、氧元素以水的组成比脱去而生成黑色的炭。
c.浓硫酸具有强氧化性,与金属反应时,不产生H2,而是产生H2O;
d.硝酸具有挥发性、强氧化性。
①浓盐酸在空气里会形成白雾而不是白烟,这是因为浓盐酸挥发出来的氯化氢气体和空气里的水蒸气接触,形成盐酸小液滴。
②浓盐酸和浓硫酸露置在空气中,溶质的质量分数均会下降,但浓盐酸是因溶质(HCl)挥发,而浓硫酸则因吸水导致溶剂质量增大。
③不慎将浓硫酸溅到到皮肤上,应先用干毛巾拭去,再用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,若是稀硫酸,是否也要处理?答:是。
④不能将水倒入浓硫酸中,因为水的密度较小,会浮在浓硫酸上面,溶解时放出的热量会使水立即沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅,造成危险。
⑤浓硫酸的吸水性,是指浓硫酸可以直接吸收空气中的水蒸气,发生的是物理变化;浓硫酸的脱水性,是指浓硫酸能将纸张、木材、布料、皮肤里的氢、氧元素,按照水的组成比例夺走,留下碳元素(炭化),发生的是化学变化。
(2)常见酸的用途和对人类的影响。
硫酸、盐酸等都是重要的化工原料,工业上常用酸来除锈(用盐酸、硫酸除去铁锈的化学反应方程式为Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O,_Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O)。在这部分的教学中,应注重与生活实践相联系。
(3)浓硫酸的稀释。
稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿着容器壁(或玻璃棒)慢慢地倒入水中,并用玻璃棒不断地搅拌,使产生的热量迅速地扩散。切不可把水倒入浓硫酸中。因为水的密度小,水会浮在浓硫酸上面,溶解时放出的热量会使水立即沸腾,使酸液向四周飞溅,非常危险。
由于浓硫酸有很强的腐蚀性,使用时必须小心。如果浓硫酸不慎溅到皮肤上,要先用干布拭去,然后用大量水冲洗,最后用小苏打溶液冲洗,严重时应立即送医院抢救。
(4)酸的通性
酸在水溶液中电离生成的阳离子全部是氢离子,所以不同的酸具有相似的化学性质,即酸的通性。酸的通性实质上反映了氢离子的性质。
a.紫色石蕊试液遇酸变红色,无色酚酞试液遇酸不变色。只有可溶性的酸才能使酸碱指示剂变色,其实质是酸溶液中的H+使指示剂变色。
b.酸+活泼金属―→盐+氢气
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
①这里的酸,一般指稀盐酸、稀硫酸。浓硫酸、浓硝酸和稀硝酸有强氧化性,与金属反应的情况复杂,初中化学不讨论。②此处的“金属”,其活动性顺序要排在H前,“酸”指的是非氧化性酸。③铁跟稀盐酸或稀硫酸发生置换反应时,其化合价由0→+2,而不是由0→+3,即生成低价铁的化合物,而不是高价铁的化合物。
c.酸+金属氧化物―→盐+水
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
现象:铁锈逐渐溶解,溶液由无色变为黄色。
d.酸+碱―→盐+水
2NaOH+2HCl=2NaCl+2H2O 2KOH+2HCl=2KCl+2H2O
e.酸+盐―→新酸+新盐(产物符合复分解反应发生的条件)
BaCl2+H2SO4=BaSO4↓ +2HCl AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
这两个反应分别可以用来检验Cl-和SO42-的存在。检验时,为了防止CO32-的干扰,还要滴加稀硝酸。
【归纳总结】①酸具有相似的化学性质的原因是酸溶液都存在H+,但由于酸根离子不同,因而不同的酸的化学性质也存在差异。如HCl可与AgNO3溶液反应产生不溶于稀硝酸的白色沉淀:AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3,H2SO4可与BaCl2溶液(或其他可溶性钡盐)反应产生不溶于稀硝酸的白色沉淀:BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl,以上两个反应可用于鉴别稀盐酸和稀硫酸。
②酸溶液显酸性,但显酸性的溶液不一定是酸溶液。酸溶液要求该化合物水溶液中的阳离子全部都是H+,而酸性溶液只要求溶液中有H+即可。
3.常见的碱:氢氧化钠和氢氧化钙
碱
氢氧化钠
氢氧化钙
俗名
(烧碱、火碱、苛性钠)
(消石灰、熟石灰)
化学式
NaOH
Ca(OH)2
工业制法
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
CaO+H2O=Ca(OH)2
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,再涂上硼酸溶液。
较强腐蚀性
特点
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。
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,所以可以除油污,实验室做某些气体的干燥剂。
做建筑材料、涂树木上防冻伤和防虫卵
改良酸性土壤和河流、配制波尔多液,在实验室中检验二氧化碳。
4.碱的通性
碱的通性是就可溶性碱而言的。可溶性碱之所以具有相似的化学性质,是因为它们在水中都能电离出相同的阴离子——OH-。
碱的通性
一般规律
典型例子
①与指示剂反应
紫色石蕊试液遇碱变蓝色
无色酚酞试液遇碱变红色
紫色石蕊试液遇NaOH溶液变蓝色
无色酚酞试液遇NaOH溶液变红色
②与非金属氧化物反应
碱+非金属氧化物―→盐+水
2NaOH+CO2=== Na2CO3+H2O
③与酸起中和反应
碱+酸―→盐+水
2NaOH+H2SO4=== Na2SO4+H2O
④与某些盐反应
碱+盐―→新盐+新碱
2NaOH+CuSO4=== Na2SO4+Cu(OH)2↓
①此处的非金属氧化物不包括CO、NO。
②碱与某些盐的反应,两种反应物都必须可溶,且生成物中有沉淀或气体,反应才能进行。
③碱的差异性:碱在水溶液中都能解离出金属离子或铵根离子,由于金属离子不同,不同碱的性质具有差异性。如Ca(OH)2溶液可与Na2CO3溶液反应,而NaOH溶液不与Na2CO3溶液反应:Ca(OH)2+Na2CO3=== CaCO3↓+2NaOH,此反应可用于鉴别Ca(OH)2溶液和NaOH溶液。
5.酸碱中和反应
(1)定义
酸和碱反应生成盐和水的反应,叫做中和反应。
中和反应会放出热量,是复分解反应的一种。中和反应一定有水生成,但有水生成的反应不一定是中和反应。
中和反应的实质是:H+ + OH- = H2O。
(2)氢氧化钠溶液与盐酸的中和反应
氢氧化钠溶液与盐酸发生中和反应时,由于现象不明显,反应中需要借助酚酞试液的颜色变化来判断反应是否进行。如果溶液的颜色显红色,则说明氢氧化钠溶液过量,如果溶液的颜色是无色的,则说明氢氧化钠与盐酸刚好完全反应或盐酸过量。
验证溶液中的盐酸是否过量的方法
方法一:取样,加入锌粒或镁条,如有气泡产生,则说明盐酸过量。
方法二:取样,加入碳酸钠溶液,如有气泡生成,则说明盐酸过量。
【归纳总结】判断中和反应是否发生的方法及注意事项
判断依据
注意事项
方法一
借助酸碱指示剂的颜色变化
①先在碱溶液中滴加几滴酚酞试液
②为防止酸过量,应逐滴加入,并不断搅拌或振荡
③当溶液恰好由红色变为无色时,恰好完全中和
方法二
借助反应中的温度变化
①先测量加入烧杯中的碱溶液的温度
②边加酸溶液,边不断搅拌并及时测量,记录溶液的温度
方法三
借助反应中溶液pH的变化
①先测出酸溶液的pH
②逐滴加入碱溶液,并不断搅拌,同时测定溶液的pH
③须保证溶液的pH≥7,才能证明发生了反应
(3)中和反应在实际中的应用
①改变土壤的酸碱性
用熟石灰改良酸性土壤,反应的化学方程式为:Ca(OH)2 +2HCl=CaCl2+2H2O。如果土壤呈碱性,可用碳酸水中和。
②处理工厂废水
硫酸厂常用熟石灰来中和排放的酸性污水:Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2O
③用于医疗和日常生活中
胃酸过多的病人可服用含有氢氧化铝〔Al(OH)3〕的药物,以中和过多的胃酸,反应的化学方程式为:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O。被蚊虫叮咬后,可以涂抹含有碱性物质的药水(如NH3·H2O),以减轻痛痒。洗发时先用弱碱性的洗发剂再用弱酸性的护发素。碱性损伤头发,弱酸可以保护头发
④调节溶液的酸碱性
生成盐和水的反应不一定都是酸和碱的反应,如金属氧化物和酸反应也生成盐和水。
三层必刷:巩固提升+能力培优+创新题型
1.柠檬酸(C6H8O7)是一种较强的有机酸,在水溶液中可以电离出大量的H+。下列物质不能与柠檬酸发生反应的是( )
A.Mg B.K2O C.HCl D.NaOH
2.如图所示,当胶头滴管中的液体滴入到锥形瓶中时,发现气球膨胀,则锥形瓶内和胶头滴管中的物质分别是( )
A.CaCO3 稀盐酸 B.Zn 稀H2SO4
C.H2O 浓H2SO4 D.HCl气体 石灰水
3.表面布满铁锈的铁钉放入盛有稀硫酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内压强随时间的变化曲线如图所示。下列分析正确的是( )
A.ab段压强变化不明显,说明还没有开始化学反应
B.bc段的化学反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
C.cd段的化学反应:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
D.d点溶液温度比a点溶液温度高
4.如图是稀硫酸与甲、乙、丙、丁、戊五种常见物质反应出现的现象。下列正确的是( )
A.甲可能是无色酚酞试液
B.戌可能是铁
C.丙可能是氢氧化钠
D.丁可能是碳酸钠
5.稀盐酸、稀硫酸以及其他的酸溶液中都含有氢离子,所以它们具有相似的化学性质,这就是酸的通性。为了验证酸的通性小芝进行了以下实验,下列说法正确的是( )
A.试管①无明显现象
B.试管②能验证酸的通性
C.试管③不能验证酸的通性
D.试管④中的溶液变红
6.已知硫酸溶液中存在H+、和H2O,某同学欲证明能使石蕊试液变红的是硫酸溶液中的H+,设计了如图所示实验.下列组合能证明使石蕊试液变红的是硫酸溶液中的H+的是( )
A.②④ B.③④ C.①② D.②③
7.实验室许多药品需要密封保存。下列药品需密封保存的原因,解释错误的是( )
A.浓盐酸﹣﹣防止挥发
B.NaOH溶液﹣﹣防止与CO2反应
C.浓硫酸﹣﹣防止吸水
D.生石灰﹣﹣防止与氧气反应
8.实验室中有一瓶未贴标签的无色溶液甲。小金用滴管取一部分溶液滴入到盛有稀硫酸的试管中,观察到有白色沉淀生成。下列有关说法判断正确的是( )
A.白色沉淀可能是硫酸钡
B.溶液甲中的溶质可能是硫酸铜
C.白色沉淀可能是碳酸钙
D.溶液甲中的溶质可能是氢氧化钠
9.在研究稀硫酸性质时,分别将一定量的稀硫酸滴入盛有锌粒、氧化铜粉末、氢氧化铜粉末和氯化钡溶液的4支试管中。有关实验的说法错误的是( )
A.反应①中有气泡产生
B.反应②中铜的化合价不变
C.反应③中将生成蓝色溶液
D.反应④中产生白色沉淀
10.如图表示化学反应中溶液的颜色变化。下列叙述不正确的是( )
A.若X是稀盐酸,a可能是紫色石蕊溶液
B.若X是稀盐酸,b可能是氧化铁
C.若X是稀硫酸,c不可能是单质
D.若X是稀硫酸,d不可能是单质
11.氢氧化铯是一种可溶性碱,其化学式为(CsOH),则下列叙述中正确的是( )
A.CsOH溶液的pH小于2
B.CsOH和CuO能发生化学反应
C.CsOH溶液能使酚酞试液变红
D.CsOH与硫酸反应生成的盐的化学式为CsSO4
12.下列物质的名称、俗名、化学式完全一致的一组是( )
A.碳酸钠 苏打 Na2CO3
B.氢氧化钙 石灰石 Ca(OH)2
C.氧化钙 熟石灰 CaO
D.氢氧化钠 纯碱 NaOH
13.家庭可用石灰水保存鲜蛋,这是一种化学保鲜法。下列对石灰水能保存鲜蛋叙述正确的是( )
①石灰水具有碱性,杀菌能力较强
②石灰水能渗入蛋内中和酸性物质
③Ca(OH)2能与鲜蛋呼出的CO2反应生成CaCO3薄膜
④石灰水能渗入蛋内使鸡蛋味道更鲜美
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
14.碱溶液中都含有OH﹣,因此不同的碱表现出一些共同的性质。下列关于Ba(OH)2性质的描述中不属于碱的共同性质的是( )
A.能使紫色石蕊溶液变蓝色
B.能与氯化铜溶液反应生成蓝色沉淀
C.能与Na2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀
D.能与CO2反应生成水
15.如图所示四个实验中,不能体现碱的通性的是( )
A. B.
C. D.
16.小明用如图所示的思维导图总结了稀盐酸的五条化学性质。分析下图并回答问题:
(1)他向稀盐酸中滴入紫色石蕊试液,发现紫色石蕊试液由紫色变成_________色。
(2)在完成盐酸除铁锈的实验中,会看到铁钉表面有气泡生成,试用化学方程式解释此现象:___________________________。
(3)为验证性质③,该同学可选择的物质是_________(填字母序号)。
A.Mg B.Na2SO4 C.Na2CO3 D.Mg(OH)2
(4)小明把稀盐酸和氢氧化钠溶液混合后,发现无明显现象,再向溶液中滴入无色酚酞试液,观察到无色溶液变成红色,则此时混合溶液的溶质是__________________(填化学式,不考虑酚酞)。
17.西晋周处的《风土记》中记载“俗以菰叶裹黍米,以淳浓灰汁煮之,令烂熟,于五月五日及夏至啖之。一名粽,一名角黍”。根据上述内容回答下列问题。
(1)取少量浓灰汁向其中滴加足量的稀盐酸,有大量气泡产生,则“灰”指的物质是_________。
A.熟石灰
B.生石灰
C.草木灰
(2)有些不良商家用工业硫酸铜浸泡粽叶让失去颜色的粽叶“返青”。同学们在检验时,先将水煮开后,加入铁片,观察到___________________________现象证明粽叶确实被硫酸铜浸泡过,该反应的化学方程式为___________________________。
18.盐酸、硫酸和硝酸都是重要的酸,下列是探究酸性质的实验。
(1)能区分稀盐酸和稀硫酸的是_________(选填“实验一”“实验二”);
(2)若实验二中稀硫酸和硝酸钡溶液恰好完全反应,反应的化学方程式为_________
___________________________;如图 a 是装有稀硫酸的试管中加入硝酸钡溶液前后主要离子种类及个数比变化示意图,则“●”代表的离子是_________(填离子符号);
(3)实验三稀盐酸中无明显现象;稀硝酸中的现象为铜片逐渐溶解,溶液变蓝,并有气泡产生,反应为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2X↑+4H2O,则X的化学式为_________。
19.通过观察和实验等方法获取证据是科学探究时重要环节。某兴趣小组同学发现盛有氢氧化钠溶液的试剂瓶口周围有一些白色固体,他们怀疑氢氧化钠已经变质,于是就进行了如下实验探究。
(1)甲同学取该溶液少量,滴加无色酚酞,观察到颜色变红,得出氢氧化钠溶液没有变质的结论,乙同学认为结论肯定是错误的,原因是____________________________________。
(2)乙同学重新取该溶液少许,加入足量的稀盐酸,观察到_________(填现象),说明氢氧化钠溶液已经变质。此实验中一定发生的反应是___________________________(用化学方程式表示)
(3)丙同学想知道是否完全变质,于是他取该溶液少量,滴加足量的硝酸钙溶液,静置后取上层清液,滴加酚酞,发现没有变红,由此可知,氢氧化钠溶液_________(填“部分”或“全部”)变质。
20.实验室中常需要使用硫酸。
(1)用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到小木棍蘸有硫酸的部位变黑了,这体现了浓硫酸的_________性。
(2)实验中,常利用浓硫酸的吸水性,来做气体的干燥剂,以下气体可用浓硫酸干燥的是_________。
A.氯化氢
B.二氧化碳
C.氨气
D.氢气
(3)实验室用98%的浓硫酸(密度1.84g/cm3)配制100g溶质质量分数为20%的稀硫酸。浓硫酸稀释过程如图所示,b中盛放的物质是_________。
21.下列是盐酸溶液和氢氧化钠溶液反应过程中的数据变化曲线图,错误的是( )
A. B.
C. D.
22室温时,随着向盛有稀硫酸的烧杯中逐滴加入Ba(OH)2溶液,烧杯内溶液中的溶质质量变化如图所示(忽略溶液温度的变化),下列分析正确的是( )
A.a点溶液中有两种溶质
B.b点溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝
C.c点烧杯内液体的pH=7
D.d点溶液中较多的Ba2+、OH﹣、SO42﹣、H+
23.如图表示稀盐酸和氢氧化钠溶液发生反应时,烧杯中溶液的pH随滴入液体体积的变化曲线及相关的实验操作。下列说法不正确的是( )
A.当滴入液体体积为7mL时,盐酸和氢氧化钠恰好完全反应
B.当滴入液体体积为5mL时,所得溶液呈碱性
C.当滴入液体体积为9mL时,所得溶液中的溶质只有NaCl
D.该实验是将稀盐酸滴入盛有氢氧化钠溶液中的烧杯中
24.对知识的归纳和总结是学好科学的重要方法。在学习了碱的性质后,小红同学总结了氢氧化钙的四条化学性质(如图),即氢氧化钙与图中四类物质能够发生化学反应。
(1)为了验证氢氧化钙与酸碱指示剂反应,小红将无色酚酞试液滴入氢氧化钙溶液中,溶液由无色变成_________色。
(2)利用氢氧化钙与盐反应的性质,可以除去氢氧化钠溶液中少量的氢氧化钙杂质,请写出该化学反应的方程式____________________________________。
(3)利用氢氧化钙与某些非金属氧化物反应的性质,可以用澄清石灰水来检验二氧化碳气体,发生的化学方程式是____________________________________。
25.实验室中常需要使用硫酸。
(1)用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到小木棍蘸有硫酸的部位变黑了,这体现了浓硫酸的_________性。
(2)实验中,常利用浓硫酸的吸水性,来做气体的干燥剂,以下气体可用浓硫酸干燥的是_________。
A.氯化氢
B.二氧化碳
C.氨气
D.氢气
(3)实验室用98%的浓硫酸(密度1.84g/cm3)配制100g溶质质量分数为20%的稀硫酸。浓硫酸稀释过程如图所示,b中盛放的物质是_________。
26.归纳总结是学习科学的重要方法,小虞同学用图甲总结了NaOH的四条化学性质(即NaOH与四类物质能够发生化学变化)。
(1)为了验证反应①,小虞将无色酚酞滴入氢氧化钠溶液中,溶液由无色变成_________色。
(2)为了验证反应④能够发生,你选择的物质是_________(填序号)。
A.Na2CO3 B.HCl C.CuSO4 D.NaCl
(3)图乙描述了NaOH溶液与硫酸反应的微观示意图,该反应的实质是_______________
____________________________________。
27.如图装置可以完成多个简单实验,具有试剂用量少、实验现象明显、尾气不外逸等优点。
(1)若甲中吸有浓氨水,乙中吸有无色酚酞溶液,将甲、乙中的液体同时挤出,一段时间后,观察到____________________________________。
滴管甲
烧杯①
滴管乙
烧杯②
试剂
H2O
NaOH固体
稀盐酸
Na2CO3
(2)若先将甲中的液体挤出,观察到气球明显鼓起,一段时间后恢复原状;再将乙中的液体挤出,气球又明显鼓起。如表为所用的试剂。请分析气球前后两次变化的原因_________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
28.归纳总结是学习科学的一种方法。请结合小科同学对碱的四点化学性质的归纳图回答下列问题(箭头上方的物质是指与碱反应的物质)。
(1)碱溶液有相似的化学性质,是因为碱溶液中都含有_________(填化盐学符号)。
(2)性质3箭头表示的是碱与一类物质反应,请举例具体的物质名称 盐酸 。(举一例即可)
(3)工业上常用碱液来吸收酸性气体,请写出用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫的化学方程式____________________________________。
(4)往一定量的氢氧化钙溶液中加入稀盐酸,反应结束后判断加入的稀盐酸是否过量可以往试管中再加入适量的_________(填字母)检验。
A.AgNO3溶液
B.Ca(OH)2溶液
C.CaCO3
D.CO2
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