摘要:
本讲义聚焦初中科学“常见的酸”核心知识点,系统梳理盐酸、浓硫酸的物理特性(如浓盐酸挥发性、浓硫酸吸水性与脱水性)、化学通性(与指示剂、金属、金属氧化物等反应及方程式),通过对比浓酸与稀酸性质差异,揭示酸溶液中H+的本质作用,构建从具体物质性质到酸通性归纳再到离子检验(Cl-、SO42-)的知识支架。
该资料以科学思维与探究实践为特色,通过对比盐酸和硫酸的共性与特性培养分类归纳能力,设计“盐酸除锈气泡探究”等对照实验提升实验设计与现象分析能力,结合浓酸稀释操作规范及应急处理强化安全责任意识。课中助力教师突出重难点,课后随学随练、基础通关等题型帮助学生巩固知识、查漏补缺,实现知识与能力的协同发展。
内容正文:
第1章
常见的酸、碱、盐
第2节 常见的酸
课标要点
科学观念:认识盐酸、浓硫酸的物理特性与五大通性,区分浓酸、稀酸性质差异;理解酸溶液中H+是酸性本质,掌握酸与各类物质反应规律,熟记对应化学方程式。
科学思维:通过对比盐酸、硫酸共性与特性,学会分类归纳物质性质;能根据实验现象推理反应生成物,辨析浓酸稀释、挥发、腐蚀性相关易错逻辑。
探究实践:独立完成酸与指示剂、金属、金属氧化物、盐、碱的探究实验;规范浓硫酸稀释操作,能描述实验现象、设计对照实验(如盐酸除锈气泡探究)。
态度责任:知晓浓酸强腐蚀性,掌握安全操作与应急处理;了解盐酸、硫酸在工业、生活、医疗中的用途,树立化学品安全使用、绿色化工意识。
学习重难点
重点:浓盐酸、浓硫酸物理特性、稀释操作;酸五条化学通性及对应方程式;氯离子、硫酸根离子检验方法;酸在生活、工业中的应用。
难点:区分吸水性(物理,干燥)与脱水性(化学,腐蚀炭化);微观理解H+决定酸的通性,酸根决定个性;除杂、鉴别题型:盐酸 / 硫酸、碳酸根检验;计算题:碳酸钙与盐酸反应气体、溶质质量分数计算。
知识点 盐酸
(一)浓盐酸的物理性质
纯净的浓盐酸是无色的液体,有刺激性气味,具有挥发性(故需要密封保存)。打开瓶塞后能在空气中形成白雾。工业盐酸因含有Fe3+而呈黄色。
(1)浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体遇到空气中的水蒸气又形成盐酸的小液滴,故出现白雾现象。
(2)如果浓盐酸敞口放置,由于浓盐酸具有挥发性,挥发出溶质HCl,会导致溶液质量和溶质的质量分数都减小,故浓盐酸要密封保存。
(2) 稀盐酸的化学性质
盐酸的化学性质
与盐酸反应的物质
反应现象
化学方程式
与指示剂作用
石蕊试液、酚酞试液
能使紫色的石蕊试液变红,不能使无色酚酞试液变色
与活泼金属反应
铁钉
有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
Fe+2HCl = FeCl2+H2↑
与金属氧化物反应
生锈的铁钉(铁锈的主要成分Fe2O3)
红棕色的铁锈逐渐溶解,溶液由无色变为黄色
Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O
氧化铜
黑色的氧化铜粉末逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
CuO+2HCl = CuCl2+H2O
与碱反应
氢氧化铜
蓝色的氢氧化铜逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O
与某些盐反应
鸡蛋壳(主要成分是碳酸钙)
产生大量的气泡,生成的气体能使燃着的木条熄灭
CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
硝酸银溶液
产生白色沉淀,滴加稀硝酸沉淀不溶解
HCl+AgNO3 = AgC1↓+HNO3
【能力拓展】
(1)盐酸是氯化氢气体的水溶液,属于混合物。
(2)氯化氢的水溶液和液态氯化氢的区别:
①氯化氢的水溶液是混合物,液态氯化氢是纯净物。
②氯化氢的水溶液含有H+、Cl-、H2O三种粒子,液态氯化氢由氯化氢(HCl)分子构成。
稀盐酸与这些物质的反应都是化学变化,其中的颜色改变、生成气体或沉淀都是物质变化的证据。
由金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子构成的化合物称为盐,如NaCl、FeCl3、CuCl2、CuSO4、CaCO3、NH4NO3等。AgC1是既不溶于水也不溶于酸的白色沉淀,因此硝酸银溶液可以用于检验盐酸或氯离子的存在。
随学随练
1. 如图所示是浓盐酸溶液各离子的微观示意图,下列选项中能表示一段时间后烧杯中离子情况的是( )
A. B.
C. D.
2. 小塘同学在实验室用稀盐酸除去铁钉表面的铁锈,他向装有铁钉的容器中一次性倒入足量稀盐酸。实验过程中观察到铁锈逐渐消失,随后铁钉表面产生气泡。下列说法中正确的是( )
A.实验过程中,溶液的颜色始终保持不变
B.反应中产生的气体,可通过收集后点燃检验
C.反应过程中,溶液中氯离子的数量在不断减少
D.为防止铁制品生锈,可将其浸泡在稀盐酸中
知识点 硫酸
(一)稀硫酸的化学性质
硫酸的化学性质
与硫酸反应的物质
反应现象
化学方程式
与指示剂作用
石蕊试液、酚酞试液
能使紫色的石蕊试液变红,不能使无色酚酞试液变色
与活泼金属反应
锌粒
有气泡产生
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
与金属氧化物反应
生锈的铁钉(铁锈的主要成分Fe2O3
红棕色的铁锈逐渐溶解,溶液由无色变为黄色
Fe2O3+3H2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2O
氧化铜
黑色的氧化铜粉末逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
CuO+H2SO4 = CuSO4+H2O
与碱反应
氢氧化铜
蓝色的氢氧化铜逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
Cu(OH)2+H2SO4 = CuSO4+2H2O
与某些盐反应
碳酸钠
产生大量的气泡,生成的气体能使燃着的木条熄灭
Na2CO3+H2SO4 = Na2SO4+H2O+CO2↑
氯化钡溶液
产生白色沉淀,滴加稀硝酸沉淀不溶解
BaCl2+H2SO4 = BaSO4↓+2HCl
(二)浓硫酸
(1)浓硫酸是无色、黏稠、油状的液体,难挥发,密度比水大(物理性质)。
(2)浓硫酸具有以下特性(“三性”)
①强腐蚀性(化学性质)。浓硫酸对皮肤、衣服等有强烈的腐蚀作用。如果浓硫酸不慎溅到皮肤上,要先用干布拭去,然后用大量清水冲洗,最后用小苏打溶液冲洗,严重时应立即送医院。O2、H2、CO2、SO2等气体可用浓硫酸进行干燥,但是能与其反应的NH3等碱性气体不可用它干燥。
②吸水性(物理性质)。能直接吸收空气中的水分(故需要密封保存),所以常作为某些气体的干燥剂。
③脱水性(化学性质)。能把由C、H、0等元素组成的化合物里的H、O元素按原子个数比2:1的比例从化合物中“脱出”结合成水,因而具有脱水性。
(三)浓硫酸的稀释
由于浓硫酸溶于水时放出大量的热,因而在稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注人水里,并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量迅速扩散,切不可把水直接倒人浓硫酸中。操作如图所示。
不可把水倒入浓硫酸中稀释的原因:水的密度比浓硫酸小,若把水倒入浓硫酸中,水浮在浓硫酸表面,浓硫酸溶于水时放出的热会使水立刻沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅,造成危险。
(四)盐酸与硫酸的用途比较
酸
用途
盐酸(HCl)
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;人体胃液中含有盐酸,可帮助消化
硫酸(H2SO4)
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
【能力拓展】
浓硝酸和浓盐酸、浓硫酸一样具有强烈的腐蚀性。硝酸具有挥发性,且见光易分解,所以需要密封保存在棕色的试剂瓶中。
随学随练
3. 实验室采用排水法收集氧气后,所得气体中会混有水蒸气。为得到干燥的氧气,需将气体通入如图所示的干燥装置中,这是利用浓硫酸的( )
A.吸水性 B.脱水性 C.腐蚀性 D.挥发性
4. 某同学为验证稀硫酸的化学性质,向四支盛有稀硫酸的试管中分别加入氧化铁、氢氧化钠溶液、锌和氯化钡溶液(如图甲所示)。
(1)图甲四个反应中没有体现“酸的通性”的是 。(填字母)
(2)图乙为某一试管加入试剂后,溶液中主要离子种类及个数的变化(不考虑离子大小关系),则加入的试剂可能是 。
(3)反应结束后,该同学只用了一种试剂就确定了试管B中无色溶液的溶质成分。该试剂为 。
知识点 酸的通性
酸的通性
反应情况
化学方程式
与指示剂作用
能使紫色的石蕊试液变红,不能使无色酚酞试液变色
与活泼金属反应
生成盐和氢气
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl = FeCl2+H2↑
与金属氧化物反应
生成盐和水
Fe2O3+3H2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2O
Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O
CuO+H2SO4 = CuSO4+H2O
CuO+2HCl = CuCl2+H2O
与碱反应
生成盐和水
Cu(OH)2+H2SO4 = CuSO4+2H2O
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
与某些盐反应
生成新盐和新酸
Na2CO3+H2SO4 = Na2SO4+H2O+CO2↑
HCl+AgNO3 = AgC1↓+HNO3
BaCl2+H2SO4 = BaSO4↓+2HCl
【能力拓展】
不同的酸在水溶液中都能电离出自由移动的H+,所以酸具有相似的化学性质。由于酸根离子不同,不同酸也有各自的特性,如稀硫酸与BaCl2溶液的反应,稀盐酸与AgNO3溶液的反应。
浓硫酸、硝酸有很强的氧化性,与金属反应不能生成H2,而是生成水。所以酸的通性通常指的是盐酸和稀硫酸,而不是指浓硫酸和硝酸。
随学随练
5. 如图是稀硫酸与甲、乙、丙、丁、戊五种常见物质反应出现的不同现象。下列有关说法正确的是( )
A.甲可能是无色酚酞试液
B.乙一定是氧化铜
C.稀硫酸与丙生成的白色沉淀难溶于稀HNO3
D.稀硫酸与丁的反应生成的气体一定是H2
6. 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
题型 离子的检验
1.检验Cl-:
取样,先加AgNO3,观察有无白色沉淀产生,再加稀硝酸,若沉淀不溶解,就证明有Cl-
2.检验SO42-:
方法一:取未知液少许,加入足量的稀盐酸,无明显变化(排除Ag+、CO32-);再加入氯化钡溶液,如果出现白色沉淀,则说明未知液中一定有SO42-。【此方法适用范围是所有溶液】
方法二:取样,先加Ba(NO3)2,有无白色沉淀产生,再加入稀硝酸,若沉淀不溶解,就证明有SO42-。【此方法是教材中的方法,但不能排除SO32-的可能】
3.当混合物中可能含有氯离子和硫酸根离子
(1)加入过量Ba(NO3)2和稀硝酸,过量Ba(NO3)2目的是排除溶液中可能存在的SO42-,稀硝酸为了除去溶液中碳酸根离子的干扰;如果溶液出现了白色沉淀,说明原溶液中存在SO42-
(2)过滤生成的BaSO4沉淀
(3)加入硝酸银溶液,如果溶液出现白色沉淀,说明原溶液中存在Cl-
活学活用
7. 向工厂排放出的一澄清废液中,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量的稀硝酸,沉淀部分溶解并产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体,则下列说法正确的是( )
A.废液中一定含有Ag+
B.废液中一定含有CO32﹣
C.废液中一定含有SO42﹣
D.废液中含有SO42﹣或Ag+的一种或两种
8. 下列有关溶液的检验实验,下列说法正确的是( )
A.向某溶液中滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中一定含有Cl﹣
B.向待测固体中加稀盐酸,产生气泡,固体中一定含有或
C.向某溶液中滴入盐酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则该溶液中一定有
D.向某溶液中滴入酚酞试液,若溶液呈红色,则该溶液一定是碱性溶液
基础通关
1. 用稀盐酸清除锅炉内表面的水垢[主要成分为CaCO3和Mg(OH)2],对于这一过程中发生的反应及产物的认识,不科学的是( )
A.利用了酸能与碱发生反应
B.利用了酸能与某些盐反应
C.两个反应均生成了水
D.两个反应均生成了气体
2. 如图是利用数字传感技术测定稀硫酸与氢氧化钠溶液反应过程中,溶液导电能力的变化情况(已知在相同条件下,溶液导电能力与溶液中离子浓度成正比)。下列说法错误的是( )
A.整个过程溶液的导电能力先减弱后增强
B.M点时,溶液中阳离子只有Na+
C.P→Q过程中,溶液pH逐渐减小
D.N点时,溶液中的溶质为Na2SO4和NaOH
3. 稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中溶液pH的变化曲线如图所示,d点溶液中的微粒为( )
A.H2O、Na+、Cl﹣、OH﹣ B.H2O、Na+、Cl﹣
C.OH﹣、Na+、Cl﹣、H+ D.Na+、Cl﹣、H+
4. 鸡蛋壳主要成分为碳酸钙,为制作“无壳鸡蛋”,小乐将鸡蛋浸泡在厨房中的某种液体里,观察到蛋壳持续冒泡并最终消失。该液体最可能是( )
A.饱和盐水 B.纯碱溶液 C.酱油 D.白醋
5. 下列反应不能说明酸的共性的是( )
A.稀盐酸能与硝酸银溶液反应
B.稀盐酸能与碳酸钠反应
C.稀盐酸能与金属锌反应
D.稀盐酸能与氢氧化钠反应
6. 竹纸是国家级非物质文化遗产,成品古代竹纸长期存放会因内部残留或外界环境引入的酸性物质而老化,常用纳米碳酸钙(纳米级的超细碳酸钙粉末)进行脱酸修复。下列说法正确的是( )
A.该酸性物质能使无色酚酞试液变红
B.纳米碳酸钙与该酸性物质反应会产生气体
C.脱酸后竹纸的pH会降低
D.可用铁质容器长期存放竹纸
7. 下列实验现象和对应的结论描述都正确的是( )
A.向某固体上滴加稀盐酸,有气泡产生——该固体一定是碳酸盐
B.向某无色溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红色——该溶液一定是碱溶液
C.将某可燃性气体点燃,生成了一种使澄清石灰水变浑浊的气体,且罩在火焰上方的干燥烧杯内壁附着一层小水珠——该气体一定是甲烷
D.某固态化肥与熟石灰混合研磨后产生氨味——该化肥一定是铵盐
8. 将一个久放的铝制易拉罐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,是因为没有发生化学反应
B.bc段的化学反应:2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
C.a点硫酸浓度最低,c点硫酸浓度最大
D.d点时恰好完全反应,d、e两点压强相等
9. 等质量的氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后,若所得溶液pH=7.0,则( )
A.所用氢氧化钠溶液和稀盐酸的溶质质量分数相等
B.混合溶液中钠离子与氯离子个数相等
C.混合前后水分子总数不变
D.混合前后阳离子总数不变
10. 下列四组实验中,不能体现酸的通性的是( )
A.B. C. D.
11. 如图是化学反应中的溶液颜色变化,体现了“魔法世界,魅力科学”。请回答:
(1)若X是稀盐酸,B是红棕色的氧化物,则B与X反应的化学方程式为 。
(2)若X是稀硫酸,则A的名称为 。
(3)若X是稀硫酸,D的化学式可能为 。(写出一种即可)
素养提升
12. 室温下,小王同学将稀盐酸慢慢滴入装有氢氧化钠溶液的烧杯中,利用温度计测出烧杯中溶液的温度,溶液温度随加入盐酸的质量而变化的曲线如图所示:
(1)B处溶液的溶质是 (填名称)。
(2)在C点溶液中加入碳酸钙,写出相应的化学方程式 。
(3)B到C的过程中溶液的pH逐渐 (填“增大”、“减小”或“无变化”)。
13. 科学小组用图甲所示装置探究稀盐酸与氢氧化钠的反应,结果如图乙所示。
(1)请写出图甲中发生反应的化学方程式 ;
(2)图甲中的①是 (填“稀盐酸”或“氢氧化钠溶液”);
(3)图乙曲线中c点对应的溶质成分是 。
14. 在研究“酸与碱之间的反应”过程中,向锥形瓶中加入氢氧化钠溶液,然后逐滴滴加稀盐酸,检测到锥形瓶中溶液温度变化如图所示,请回答下列问题:
(1)由图可知该反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)a点时溶液中的溶质是 。
(3)在实验过程中观察到有气泡产生,可能是久置的氢氧化钠溶液中含有的 与稀盐酸反应。
15. 从微观视角看物质的变化是化学特有的思维方式。如图两幅示意图分别表示生成氯化钠的不同化学反应。请根据图示回答相关问题。
(1)图1是金属钠与氯气反应生成氯化钠的微观示意图,据图可知,氯化钠由 构成。
(2)图2描述了NaOH溶液与盐酸反应的微观实质,C处应填入的物质化学式 。
(3)质量相同、溶质的质量分数也相同的氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后,滴加两滴紫色的石蕊试液,振荡后溶液的颜色呈 。
迁移创新
16. 小科向盛有50g质量分数为40%氢氧化钠溶液的烧杯中加入50g质量分数为36.5%的盐酸,用手触摸烧杯外壁,温度明显升高。他猜想温度升高可能是因为酸与碱反应放热,也可能是浓溶液稀释放热。为验证猜想,小科设计如下实验,并用温度传感器测定实验过程中温度的变化,结果如图1所示。
实验①:20℃时,向50g质量分数为40%的氢氧化钠溶液中缓慢滴加50g试剂M;
实验②:20℃时,向50g质量分数为36.5%的盐酸中缓慢滴加50g试剂M;
实验③:20℃时,向50g质量分数为40%的氢氧化钠溶液中缓慢滴加50g质量分数为36.5%的盐酸。
请回答:
(1)试剂M是 (填试剂名称)。
(2)根据图1分析,氢氧化钠溶液与盐酸混合后,温度明显升高的主要原因是 。
(3)图2为实验③反应的微观示意图,按时间先后的排序为A→ (填“B→C”或“C→B”)。
(4)小科将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液重复实验,测得反应后的最高温度明显低于实验③的最高温度。请从微观角度,分析两次实验温度差异的原因: 。
17. 某小组围绕“盐酸与氢氧化钠溶液的反应”开展项目式学习,通过数字化手段实现反应过程的可视化。
【任务一】证明反应过程中pH的变化
(1)实验一:按图甲装置进行实验,利用pH传感器测得溶液pH随滴加液体体积的变化如图乙所示。
①反应前烧杯中盛放的Y溶液是 。
②图乙中c点所示溶液的溶质为 。
【任务二】证明反应过程中温度的变化
(2)实验二:为探究反应是否放热,在室温下设计以下三组实验,并利用传感器记录溶液温度变化:
第1组:将10mL20%盐酸与10mL蒸馏水混合,实验结果如图丙曲线A;
第2组:将10mL20%氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合,实验结果如图丙曲线B;
第3组:将10mL20%盐酸与10mL20%氢氧化钠溶液混合,实验结果如图丙曲线C。
分析图丙所示曲线,支持盐酸与氢氧化钠发生反应的证据是 。
【任务三】证明反应生成氯化钠
(3)实验三:小科同学取反应后的溶液,向其中加入硝酸银溶液,观察到白色沉淀生成,小科认为该现象可以证明所取溶液中一定含有氯化钠。小组同学指出该方法不正确,因为 。
18. 数字化实验具有实时、准确、直观、操作简便等特点。兴趣小组利用图1装置探究稀盐酸与氢氧化钠溶液能否反应。锥形瓶中盛有一定量滴有酚酞的氢氧化钠溶液,连接温度传感器,然后向锥形瓶中滴入稀盐酸。
(1)观察到锥形瓶中的溶液由 色变为无色,证明二者发生反应。
(2)根据温度传感器,观察到温度变化如图2所示。
①锥形瓶中反应的化学方程式是 。
②C点时,除指示剂外,锥形瓶中溶液的溶质有 (填化学式)。
(3)根据温度变化,在图3中画出pH的变化趋势。 。
19. 科学兴趣小组同学对氢氧化钠与盐酸是否发生化学反应进行如下实验探究。
(1)【实验一】借助指示剂的颜色变化判断反应是否发生,如图1所示。观察到 现象,得到氢氧化钠和盐酸发生反应。
(2)【实验二】借助反应前后的温度变化来判断反应是否发生,如图2所示。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,该现象能不能证明氢氧化钠与稀盐酸发生了化学反应?并说明理由 。
(3)【实验三】小组成员提出还可利用pH传感器和温度传感器来判断反应是否发生,如图3所示。图4是pH变化曲线,图5是温度变化曲线,请分析A中的液体是 。图5中的M与图4中的 (填“X”、“Y”或“Z”)数值相等。
20. 为认识酸和碱的性质,某化学学习小组进行了如下实验。某同学借助图甲中传感器对NaOH溶液与稀盐酸的中和反应进行研究,三颈烧瓶中盛放溶液X,反应过程中溶液pH及温度变化如图乙。
(1)由图乙可判断溶液X是 ,c点溶液中的溶质成分为 (填化学式)。
(2)分析图乙可得该反应过程中 热量的结论(填“吸收”或“放出”)。
(3)下列能说明稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应的是 (填字母)。
A.测定溶液的pH=7
B.滴入适量CuCl2溶液,无沉淀产生
C.滴入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成
D.测得溶液中Na+与Cl﹣的个数比为1:1
21. 小科借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液反应”进行可视化探究。图甲所示是室温下稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的实验装置,图乙是反应过程中的pH变化曲线。
请回答:
(1)根据图乙曲线判断,烧杯中的溶液A是 。
(2)滴加溶液B后,需要用玻璃棒不断搅拌,其目的是 。
(3)图乙中c点所对应溶液中的溶质为 。
(4)下列实例中,应用酸与碱之间反应的是 。
A.用食醋去除皮蛋中残留的碱
B.用CaO和H2O反应来加热食物
C.用NaOH来处理石油产品中残余的硫酸
D.用熟石灰改良酸性土壤
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第1章
常见的酸、碱、盐
第2节 常见的酸
课标要点
科学观念:认识盐酸、浓硫酸的物理特性与五大通性,区分浓酸、稀酸性质差异;理解酸溶液中H+是酸性本质,掌握酸与各类物质反应规律,熟记对应化学方程式。
科学思维:通过对比盐酸、硫酸共性与特性,学会分类归纳物质性质;能根据实验现象推理反应生成物,辨析浓酸稀释、挥发、腐蚀性相关易错逻辑。
探究实践:独立完成酸与指示剂、金属、金属氧化物、盐、碱的探究实验;规范浓硫酸稀释操作,能描述实验现象、设计对照实验(如盐酸除锈气泡探究)。
态度责任:知晓浓酸强腐蚀性,掌握安全操作与应急处理;了解盐酸、硫酸在工业、生活、医疗中的用途,树立化学品安全使用、绿色化工意识。
学习重难点
重点:浓盐酸、浓硫酸物理特性、稀释操作;酸五条化学通性及对应方程式;氯离子、硫酸根离子检验方法;酸在生活、工业中的应用。
难点:区分吸水性(物理,干燥)与脱水性(化学,腐蚀炭化);微观理解H+决定酸的通性,酸根决定个性;除杂、鉴别题型:盐酸 / 硫酸、碳酸根检验;计算题:碳酸钙与盐酸反应气体、溶质质量分数计算。
知识点 盐酸
(一)浓盐酸的物理性质
纯净的浓盐酸是无色的液体,有刺激性气味,具有挥发性(故需要密封保存)。打开瓶塞后能在空气中形成白雾。工业盐酸因含有Fe3+而呈黄色。
(1)浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体遇到空气中的水蒸气又形成盐酸的小液滴,故出现白雾现象。
(2)如果浓盐酸敞口放置,由于浓盐酸具有挥发性,挥发出溶质HCl,会导致溶液质量和溶质的质量分数都减小,故浓盐酸要密封保存。
(2) 稀盐酸的化学性质
盐酸的化学性质
与盐酸反应的物质
反应现象
化学方程式
与指示剂作用
石蕊试液、酚酞试液
能使紫色的石蕊试液变红,不能使无色酚酞试液变色
与活泼金属反应
铁钉
有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
Fe+2HCl = FeCl2+H2↑
与金属氧化物反应
生锈的铁钉(铁锈的主要成分Fe2O3)
红棕色的铁锈逐渐溶解,溶液由无色变为黄色
Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O
氧化铜
黑色的氧化铜粉末逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
CuO+2HCl = CuCl2+H2O
与碱反应
氢氧化铜
蓝色的氢氧化铜逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O
与某些盐反应
鸡蛋壳(主要成分是碳酸钙)
产生大量的气泡,生成的气体能使燃着的木条熄灭
CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
硝酸银溶液
产生白色沉淀,滴加稀硝酸沉淀不溶解
HCl+AgNO3 = AgC1↓+HNO3
【能力拓展】
(1)盐酸是氯化氢气体的水溶液,属于混合物。
(2)氯化氢的水溶液和液态氯化氢的区别:
①氯化氢的水溶液是混合物,液态氯化氢是纯净物。
②氯化氢的水溶液含有H+、Cl-、H2O三种粒子,液态氯化氢由氯化氢(HCl)分子构成。
稀盐酸与这些物质的反应都是化学变化,其中的颜色改变、生成气体或沉淀都是物质变化的证据。
由金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子构成的化合物称为盐,如NaCl、FeCl3、CuCl2、CuSO4、CaCO3、NH4NO3等。AgC1是既不溶于水也不溶于酸的白色沉淀,因此硝酸银溶液可以用于检验盐酸或氯离子的存在。
随学随练
1. 如图所示是浓盐酸溶液各离子的微观示意图,下列选项中能表示一段时间后烧杯中离子情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:浓盐酸(HCl)是一种强酸,在水中会完全离解成氢离子和氯离子,如果浓盐酸敞口放置,由于HCl气体的挥发性,溶液中的氢离子浓度会降低,导致溶液酸性减弱,且溶液中的氢离子和氯离子的数目相同。
故选:D。
2. 小塘同学在实验室用稀盐酸除去铁钉表面的铁锈,他向装有铁钉的容器中一次性倒入足量稀盐酸。实验过程中观察到铁锈逐渐消失,随后铁钉表面产生气泡。下列说法中正确的是( )
A.实验过程中,溶液的颜色始终保持不变
B.反应中产生的气体,可通过收集后点燃检验
C.反应过程中,溶液中氯离子的数量在不断减少
D.为防止铁制品生锈,可将其浸泡在稀盐酸中
【答案】B
【解答】解:A.实验过程中,盐酸先与铁锈(主要成分氧化铁)反应生成氯化铁和水,溶液由无色变为黄色,再与铁反应生成氯化亚铁和氢气,溶液变为浅绿色,故说法错误;
B.反应中氢气,氢气有可燃性,氢气燃烧发出淡蓝色火焰,生成水,反应中产生的氢气,可通过收集后点燃检验,故说法正确;
C.根据质量守恒定律,反应前后元素质量不变,盐酸中氯离子转化为氯化铁和氯化亚铁中氯离子,反应过程中,溶液中氯离子的数量不变,故说法错误;
D.铁浸泡在稀盐酸中,会与盐酸反应发生腐蚀,故说法错误。
故选:B。
知识点 硫酸
(一)稀硫酸的化学性质
硫酸的化学性质
与硫酸反应的物质
反应现象
化学方程式
与指示剂作用
石蕊试液、酚酞试液
能使紫色的石蕊试液变红,不能使无色酚酞试液变色
与活泼金属反应
锌粒
有气泡产生
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
与金属氧化物反应
生锈的铁钉(铁锈的主要成分Fe2O3
红棕色的铁锈逐渐溶解,溶液由无色变为黄色
Fe2O3+3H2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2O
氧化铜
黑色的氧化铜粉末逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
CuO+H2SO4 = CuSO4+H2O
与碱反应
氢氧化铜
蓝色的氢氧化铜逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
Cu(OH)2+H2SO4 = CuSO4+2H2O
与某些盐反应
碳酸钠
产生大量的气泡,生成的气体能使燃着的木条熄灭
Na2CO3+H2SO4 = Na2SO4+H2O+CO2↑
氯化钡溶液
产生白色沉淀,滴加稀硝酸沉淀不溶解
BaCl2+H2SO4 = BaSO4↓+2HCl
(二)浓硫酸
(1)浓硫酸是无色、黏稠、油状的液体,难挥发,密度比水大(物理性质)。
(2)浓硫酸具有以下特性(“三性”)
①强腐蚀性(化学性质)。浓硫酸对皮肤、衣服等有强烈的腐蚀作用。如果浓硫酸不慎溅到皮肤上,要先用干布拭去,然后用大量清水冲洗,最后用小苏打溶液冲洗,严重时应立即送医院。O2、H2、CO2、SO2等气体可用浓硫酸进行干燥,但是能与其反应的NH3等碱性气体不可用它干燥。
②吸水性(物理性质)。能直接吸收空气中的水分(故需要密封保存),所以常作为某些气体的干燥剂。
③脱水性(化学性质)。能把由C、H、0等元素组成的化合物里的H、O元素按原子个数比2:1的比例从化合物中“脱出”结合成水,因而具有脱水性。
(三)浓硫酸的稀释
由于浓硫酸溶于水时放出大量的热,因而在稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注人水里,并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量迅速扩散,切不可把水直接倒人浓硫酸中。操作如图所示。
不可把水倒入浓硫酸中稀释的原因:水的密度比浓硫酸小,若把水倒入浓硫酸中,水浮在浓硫酸表面,浓硫酸溶于水时放出的热会使水立刻沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅,造成危险。
(四)盐酸与硫酸的用途比较
酸
用途
盐酸(HCl)
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;人体胃液中含有盐酸,可帮助消化
硫酸(H2SO4)
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
【能力拓展】
浓硝酸和浓盐酸、浓硫酸一样具有强烈的腐蚀性。硝酸具有挥发性,且见光易分解,所以需要密封保存在棕色的试剂瓶中。
随学随练
3. 实验室采用排水法收集氧气后,所得气体中会混有水蒸气。为得到干燥的氧气,需将气体通入如图所示的干燥装置中,这是利用浓硫酸的( )
A.吸水性 B.脱水性 C.腐蚀性 D.挥发性
【答案】A
【解答】解:浓硫酸具有吸水性,可以干燥某些气体,因此实验室采用排水法收集氧气后,所得气体中会混有水蒸气。为得到干燥的氧气,可以利用浓硫酸的吸水性;
故选:A。
4. 某同学为验证稀硫酸的化学性质,向四支盛有稀硫酸的试管中分别加入氧化铁、氢氧化钠溶液、锌和氯化钡溶液(如图甲所示)。
(1)图甲四个反应中没有体现“酸的通性”的是 。(填字母)
(2)图乙为某一试管加入试剂后,溶液中主要离子种类及个数的变化(不考虑离子大小关系),则加入的试剂可能是 。
(3)反应结束后,该同学只用了一种试剂就确定了试管B中无色溶液的溶质成分。该试剂为 。
【答案】(1)D;
(2)Zn;
(3)石蕊试液(答案不唯一)。
【解答】解:(1)A中氧化铁与稀H2SO4反应,反应过程中氢离子被消耗,体现了酸的通性;B中NaOH溶液与稀硫酸反应,反应过程中氢离子被消耗,体现了酸的通性;C中Zn与稀H2SO4反应,反应过程中氢离子被消耗,体现了酸的通性;D中BaCl2溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀,反应过程中氢离子没有被消耗,是硫酸根离子的特性,其他酸一般不与氯化钡溶液反应生成沉淀,没有体现酸的通性。
(2)加入试剂前,溶液中只有稀硫酸,其中氢离子、硫酸根离子的个数比为2:1,所以“”表示氢离子、“”表示硫酸根离子,加入试剂后,溶质中的微粒变成了三种,且硫酸根离子的个数不变,氢离子的个数减少,每消耗2个氢离子,引入的1个“”;Zn与硫酸反应生成硫酸锌和水,该反应过程中消耗的是氢离子,硫酸根离子没有被消耗,根据化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知,每消耗2个氢离子生成1个水分子;因此加入的试剂可能是锌。
(3)氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,恰好完全反应时,所得溶液的溶质是硫酸钠,溶液显中性加入石蕊试液,溶液呈紫色,当硫酸过量时,所得溶液的溶质是硫酸钠和硫酸,显酸性,能使紫色石蕊试液变红色,当氢氧化钠过量时,所得溶液的溶质是硫酸钠和氢气氧化钠,溶液显碱性,能使石蕊变蓝色,反应结束后,该同学只用了一种试剂就确定了试管B中无色溶液的溶质成分,该试剂为石蕊试液。
故答案为:(1)D;
(2)Zn;
(3)石蕊试液(答案不唯一)。
知识点 酸的通性
酸的通性
反应情况
化学方程式
与指示剂作用
能使紫色的石蕊试液变红,不能使无色酚酞试液变色
与活泼金属反应
生成盐和氢气
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl = FeCl2+H2↑
与金属氧化物反应
生成盐和水
Fe2O3+3H2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2O
Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O
CuO+H2SO4 = CuSO4+H2O
CuO+2HCl = CuCl2+H2O
与碱反应
生成盐和水
Cu(OH)2+H2SO4 = CuSO4+2H2O
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
与某些盐反应
生成新盐和新酸
Na2CO3+H2SO4 = Na2SO4+H2O+CO2↑
HCl+AgNO3 = AgC1↓+HNO3
BaCl2+H2SO4 = BaSO4↓+2HCl
【能力拓展】
不同的酸在水溶液中都能电离出自由移动的H+,所以酸具有相似的化学性质。由于酸根离子不同,不同酸也有各自的特性,如稀硫酸与BaCl2溶液的反应,稀盐酸与AgNO3溶液的反应。
浓硫酸、硝酸有很强的氧化性,与金属反应不能生成H2,而是生成水。所以酸的通性通常指的是盐酸和稀硫酸,而不是指浓硫酸和硝酸。
随学随练
5. 如图是稀硫酸与甲、乙、丙、丁、戊五种常见物质反应出现的不同现象。下列有关说法正确的是( )
A.甲可能是无色酚酞试液
B.乙一定是氧化铜
C.稀硫酸与丙生成的白色沉淀难溶于稀HNO3
D.稀硫酸与丁的反应生成的气体一定是H2
【答案】C
【解答】解:A、稀硫酸显酸性,不能使无色酚酞溶液变色,甲不可能是无色酚酞试液,故选项说法错误。
B、乙不一定是氧化铜,也可能是氢氧化铜,故选项说法错误。
C、稀硫酸与丙生成的白色沉淀是硫酸钡,难溶于稀HNO3,故选项说法正确。
D、稀硫酸与丁的反应生成的气体不一定是H2,也可能是二氧化碳,故选项说法错误。
故选:C。
6. 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
【解答】解: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。
故选:A。
题型 离子的检验
1.检验Cl-:
取样,先加AgNO3,观察有无白色沉淀产生,再加稀硝酸,若沉淀不溶解,就证明有Cl-
2.检验SO42-:
方法一:取未知液少许,加入足量的稀盐酸,无明显变化(排除Ag+、CO32-);再加入氯化钡溶液,如果出现白色沉淀,则说明未知液中一定有SO42-。【此方法适用范围是所有溶液】
方法二:取样,先加Ba(NO3)2,有无白色沉淀产生,再加入稀硝酸,若沉淀不溶解,就证明有SO42-。【此方法是教材中的方法,但不能排除SO32-的可能】
3.当混合物中可能含有氯离子和硫酸根离子
(1)加入过量Ba(NO3)2和稀硝酸,过量Ba(NO3)2目的是排除溶液中可能存在的SO42-,稀硝酸为了除去溶液中碳酸根离子的干扰;如果溶液出现了白色沉淀,说明原溶液中存在SO42-
(2)过滤生成的BaSO4沉淀
(3)加入硝酸银溶液,如果溶液出现白色沉淀,说明原溶液中存在Cl-
活学活用
7. 向工厂排放出的一澄清废液中,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量的稀硝酸,沉淀部分溶解并产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体,则下列说法正确的是( )
A.废液中一定含有Ag+
B.废液中一定含有CO32﹣
C.废液中一定含有SO42﹣
D.废液中含有SO42﹣或Ag+的一种或两种
【答案】B
【解答】解:加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量的稀硝酸,沉淀部分溶解并产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体,说明产生的沉淀含有碳酸钡,可能含有硫酸钡,不可能含有氯化银;
A、废液中一定不含有银离子,错误;
B、废液中一定含有碳酸根离子,正确;
C、废液中不一定含有硫酸根离子,错误;
D、废液中一定含有碳酸根离子,可能含有SO42﹣或Ag+的一种或两种,错误;
故选:B。
8. 下列有关溶液的检验实验,下列说法正确的是( )
A.向某溶液中滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中一定含有Cl﹣
B.向待测固体中加稀盐酸,产生气泡,固体中一定含有或
C.向某溶液中滴入盐酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则该溶液中一定有
D.向某溶液中滴入酚酞试液,若溶液呈红色,则该溶液一定是碱性溶液
【答案】D
【解答】解:A、向某溶液中滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,该溶液中不一定含有Cl﹣,也可能是含碳酸根离子等,故选项说法错误。
B、向待测固体中加稀盐酸,产生气泡,固体中不一定含有或,也可能是活泼金属等,故选项说法错误。
C、向某溶液中滴入盐酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则该溶液中不一定有,也可能是硝酸银溶液,故选项说法错误。
D、向某溶液中滴入酚酞试液,若溶液呈红色,则该溶液一定是碱性溶液,故选项说法正确。
故选:D。
基础通关
1. 用稀盐酸清除锅炉内表面的水垢[主要成分为CaCO3和Mg(OH)2],对于这一过程中发生的反应及产物的认识,不科学的是( )
A.利用了酸能与碱发生反应
B.利用了酸能与某些盐反应
C.两个反应均生成了水
D.两个反应均生成了气体
【答案】D
【解答】解:A、Mg(OH)2属于碱,与盐酸发生中和反应,利用了酸能与碱反应,故说法正确;
B、CaCO3属于盐,与盐酸反应生成CO2,利用了酸能与某些盐反应,故说法正确;
C、CaCO3与盐酸反应生成水,Mg(OH)2与盐酸反应也生成水,两个反应均生成了水,故说法正确;
D、CaCO3与盐酸反应生成CO2气体,但Mg(OH)2与盐酸反应只生成水,没有气体生成,故说法错误;
故选:D。
2. 如图是利用数字传感技术测定稀硫酸与氢氧化钠溶液反应过程中,溶液导电能力的变化情况(已知在相同条件下,溶液导电能力与溶液中离子浓度成正比)。下列说法错误的是( )
A.整个过程溶液的导电能力先减弱后增强
B.M点时,溶液中阳离子只有Na+
C.P→Q过程中,溶液pH逐渐减小
D.N点时,溶液中的溶质为Na2SO4和NaOH
【答案】C
【解答】解:A、由图可知,整个过程溶液的导电能力先减弱后增强,故选项说法正确。
B、M点时,电导率最低,此时氢氧化钠和硫酸恰好完全反应,溶液中阳离子只有Na+,故选项说法正确。
C、原溶液是稀硫酸,P→Q过程中,随着氢氧化钠溶液的滴加,氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,溶液的酸性减弱,溶液pH逐渐增大,故选项说法错误。
D、N点时,氢氧化钠溶液过量,溶液中的溶质为Na2SO4和NaOH,故选项说法正确。
故选:C。
3. 稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中溶液pH的变化曲线如图所示,d点溶液中的微粒为( )
A.H2O、Na+、Cl﹣、OH﹣ B.H2O、Na+、Cl﹣
C.OH﹣、Na+、Cl﹣、H+ D.Na+、Cl﹣、H+
【答案】A
【解答】解:氢氧化钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠和水,d点时溶液的pH大于7,显碱性,氢氧化钠溶液过量,溶质是氯化钠、氢氧化钠,溶剂是水,则d点溶液中的微粒为H2O、Na+、Cl﹣、OH﹣。
故选:A。
4. 鸡蛋壳主要成分为碳酸钙,为制作“无壳鸡蛋”,小乐将鸡蛋浸泡在厨房中的某种液体里,观察到蛋壳持续冒泡并最终消失。该液体最可能是( )
A.饱和盐水 B.纯碱溶液 C.酱油 D.白醋
【答案】D
【解答】解:鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,能与酸反应;食醋的主要成分是醋酸,醋酸可以和碳酸钙反应生成易溶于水的醋酸钙,能把鸡蛋壳反应掉,可以能得到“无壳鸡蛋”;
故选:D。
5. 下列反应不能说明酸的共性的是( )
A.稀盐酸能与硝酸银溶液反应
B.稀盐酸能与碳酸钠反应
C.稀盐酸能与金属锌反应
D.稀盐酸能与氢氧化钠反应
【答案】A
【解答】解:A、稀盐酸与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀,此现象主要用于检验氯离子的存在,是盐酸中Cl﹣的特性,不能说明酸(H+)的通性,故A错误;
B、稀盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,体现了酸能与碳酸盐反应生成CO2的共性,故B正确;
C、稀盐酸与锌反应生成氢气,体现了酸能与活泼金属反应生成H2的共性,故C正确;
D、稀盐酸与氢氧化钠发生中和反应生成盐和水,体现了酸能与碱反应的共性,故D正确;
故选:A。
6. 竹纸是国家级非物质文化遗产,成品古代竹纸长期存放会因内部残留或外界环境引入的酸性物质而老化,常用纳米碳酸钙(纳米级的超细碳酸钙粉末)进行脱酸修复。下列说法正确的是( )
A.该酸性物质能使无色酚酞试液变红
B.纳米碳酸钙与该酸性物质反应会产生气体
C.脱酸后竹纸的pH会降低
D.可用铁质容器长期存放竹纸
【答案】B
【解答】解:A.无色酚酞试液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液才变红,因此该酸性物质不能使无色酚酞试液变红,故A错误;
B.纳米碳酸钙的主要成分是碳酸钙,当它与导致老化的酸性物质发生反应时,会释放出二氧化碳气体,故B正确;
C.脱酸修复的目的是中和纸张内部的酸性物质,使其转变为中性或弱碱性状态,因此脱酸后竹纸的pH会升高而不是降低,故C错误;
D.古代竹纸等纸质文物在长期存放时需要防潮、防虫,可以使用无酸缓冲盒或密封性好的非金属容器,铁质容器容易生锈且不具备调节湿度的功能,不适合长期存放,故D错误;
故选:B。
7. 下列实验现象和对应的结论描述都正确的是( )
A.向某固体上滴加稀盐酸,有气泡产生——该固体一定是碳酸盐
B.向某无色溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红色——该溶液一定是碱溶液
C.将某可燃性气体点燃,生成了一种使澄清石灰水变浑浊的气体,且罩在火焰上方的干燥烧杯内壁附着一层小水珠——该气体一定是甲烷
D.某固态化肥与熟石灰混合研磨后产生氨味——该化肥一定是铵盐
【答案】D
【解答】解:A、活泼的金属上滴加盐酸也会产生气泡,所以该固体不一定是碳酸盐,说法错误,故不符合题意;
B、使无色酚酞显红色的溶液显碱性,可以是碱,也可以是显碱性的盐溶液,例如碳酸钠溶液,说法错误,故不符合题意;
C、能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳,罩在火焰上方的干燥烧杯内壁附着一层小水珠,说明生成了水,该可燃性气体燃烧生成了二氧化碳和水,根据质量守恒定律可知,该气体一定含有碳、氢元素,不一定是甲烷,例如酒精燃烧也会生成水和二氧化碳,说法错误,故不符合题意;
D、铵态氮肥与碱性物质混合产生氨气,某固态化肥与熟石灰混合研磨后产生氨味,则该化肥一定是铵盐,说法正确,故符合题意。
故选:D。
8. 将一个久放的铝制易拉罐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,是因为没有发生化学反应
B.bc段的化学反应:2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
C.a点硫酸浓度最低,c点硫酸浓度最大
D.d点时恰好完全反应,d、e两点压强相等
【答案】B
【解答】解:A、久放的铝制易拉罐表面有一层致密的氧化铝薄膜。ab 段压强变化不明显,是因为稀硫酸先与氧化铝反应生成硫酸铝和水,该反应没有气体生成,所以压强变化不明显,不是没有发生化学反应,故A错误;
B、bc段压强迅速增大,是因为氧化铝反应完后,铝与稀硫酸反应生成氢气,化学方程式为2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑,故B正确;
C、随着反应的进行,稀硫酸被消耗,浓度逐渐降低,因此a点(起始)硫酸浓度最高,c点硫酸浓度较低,故C错误;
D、d点后压强不再变化,说明反应结束,但可能是铝完全反应或硫酸完全反应,不一定是恰好完全反应;d、e两点压强相等是因为反应结束后温度恢复至室温,但d点不一定恰好完全反应,故D错误;
故选:B。
9. 等质量的氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后,若所得溶液pH=7.0,则( )
A.所用氢氧化钠溶液和稀盐酸的溶质质量分数相等
B.混合溶液中钠离子与氯离子个数相等
C.混合前后水分子总数不变
D.混合前后阳离子总数不变
【答案】B
【解答】解:A、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,所得溶液pH=7.0,溶液显中性;反应的化学方程式为HCl+NaOH═NaCl+H2O,氢氧化钠溶液和稀盐酸溶液的质量相等,若所用氢氧化钠溶液和稀盐酸的溶质质量分数相等,则所含溶质的质量相等,则稀盐酸有剩余,溶液显酸性,故选项说法错误;
B、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,所得溶液pH=7.0,溶液显中性,所得溶液是氯化钠溶液,混合溶液中钠离子与氯离子个数相等,故选项说法正确;
C、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,混合前后水分子总数增加,故选项说法错误;
D、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,则混合前后阳离子总数减少,故选项说法错误;
故选:B。
10. 下列四组实验中,不能体现酸的通性的是( )
A.B. C. D.
【答案】C
【解答】解:A、镁能与稀盐酸、稀硫酸反应生成盐和氢气,能体现酸的通性,故选项错误。
B、铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁能与稀盐酸、稀硫酸反应生成盐和水,能体现酸的通性,故选项错误。
C、稀硫酸能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,稀盐酸不能与氯化钡反应,不能体现酸的通性,故选项正确。
D、碳酸钾溶液与稀盐酸、稀硫酸反应生成盐、水和二氧化碳,能体现酸的通性,故选项错误。
故选:C。
11. 如图是化学反应中的溶液颜色变化,体现了“魔法世界,魅力科学”。请回答:
(1)若X是稀盐酸,B是红棕色的氧化物,则B与X反应的化学方程式为 。
(2)若X是稀硫酸,则A的名称为 。
(3)若X是稀硫酸,D的化学式可能为 。(写出一种即可)
【答案】(1)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
(2)紫色石蕊试液;
(3)Cu(OH)2或CuO。
【解答】解:(1)B是红棕色的氧化物,所以B为氧化铁,X是稀盐酸,B是氧化铁,则X与B的反应是氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
(2)若X是稀硫酸,酸性溶液能使紫色石蕊变红色,所以A的名称为紫色石蕊试液;
(3)X是稀硫酸,X与D反应后溶液呈蓝色,蓝色溶液中含有铜离子,所以D的化学式可能为Cu(OH)2或CuO。
故答案为:(1)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
(2)紫色石蕊试液;
(3)Cu(OH)2或CuO。
素养提升
12. 室温下,小王同学将稀盐酸慢慢滴入装有氢氧化钠溶液的烧杯中,利用温度计测出烧杯中溶液的温度,溶液温度随加入盐酸的质量而变化的曲线如图所示:
(1)B处溶液的溶质是 (填名称)。
(2)在C点溶液中加入碳酸钙,写出相应的化学方程式 。
(3)B到C的过程中溶液的pH逐渐 (填“增大”、“减小”或“无变化”)。
【答案】(1)NaCl;
(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)减小。
【解答】解:(1)盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,该反应放出热量,由图可知,B处溶液温度最高,说明恰好完全反应,则溶液的溶质是NaCl。
(2)B点时盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,则C点时盐酸过量,在C点溶液中加入碳酸钙,发生的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)B点时盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,溶液呈中性,pH等于7,之后随着盐酸的滴入,酸性逐渐增强,则B到C的过程中溶液的pH逐渐减小。
故答案为:
(1)NaCl;
(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)减小。
13. 科学小组用图甲所示装置探究稀盐酸与氢氧化钠的反应,结果如图乙所示。
(1)请写出图甲中发生反应的化学方程式 ;
(2)图甲中的①是 (填“稀盐酸”或“氢氧化钠溶液”);
(3)图乙曲线中c点对应的溶质成分是 。
【答案】(1)HCl+NaOH═NaCl+H2O;
(2)稀盐酸;
(3)HCl、NaCl。
【解答】解:(1)甲中稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为HCl+NaOH═NaCl+H2O。
(2)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,图甲中的①是稀盐酸。
(3)c点溶液的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。
故答案为:
(1)HCl+NaOH═NaCl+H2O;
(2)稀盐酸;
(3)HCl、NaCl。
14. 在研究“酸与碱之间的反应”过程中,向锥形瓶中加入氢氧化钠溶液,然后逐滴滴加稀盐酸,检测到锥形瓶中溶液温度变化如图所示,请回答下列问题:
(1)由图可知该反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)a点时溶液中的溶质是 。
(3)在实验过程中观察到有气泡产生,可能是久置的氢氧化钠溶液中含有的 与稀盐酸反应。
【答案】(1)放热;
(2)氯化钠和氢氧化钠;
(3)碳酸钠。
【解答】解:(1)由图示可知,该反应是放热反应;故答案为:放热;
(2)a点时,温度未达到最高值,所以,此时是氢氧化钠过量,溶液中的溶质是氯化钠和氢氧化钠;故答案为:氯化钠和氢氧化钠;
(3)在实验过程中观察到有气泡产生,这是样品中含有氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应而发生变质后生成的碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体;故答案为:碳酸钠。
15. 从微观视角看物质的变化是化学特有的思维方式。如图两幅示意图分别表示生成氯化钠的不同化学反应。请根据图示回答相关问题。
(1)图1是金属钠与氯气反应生成氯化钠的微观示意图,据图可知,氯化钠由 构成。
(2)图2描述了NaOH溶液与盐酸反应的微观实质,C处应填入的物质化学式 。
(3)质量相同、溶质的质量分数也相同的氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后,滴加两滴紫色的石蕊试液,振荡后溶液的颜色呈 。
【答案】(1)钠离子和氯离子;
(2)H2O;
(3)红色。
【解答】解:(1)图1是金属钠与氯气反应生成氯化钠的微观示意图,据图可知,氯化钠由钠离子和氯离子构成。
(2)图2描述了NaOH溶液与盐酸反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,则C处应填入的物质化学式:H2O。
(3)氢氧化钠和盐酸反应的化学方程式及其质量关系如下:
HCl+NaOH═NaCl+H2O
36.5 40
每36.5份质量的氯化氢与40份质量的氢氧化钠恰好完全反应,所以质量相同、溶质的质量分数也相同的氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后,稀盐酸有剩余,溶液显酸性,紫色石蕊溶液遇酸性溶液变红,所以向反应后的溶液中滴加两滴紫色的石蕊试液,振荡后溶液的颜色呈红色。
故答案为:
(1)钠离子和氯离子;
(2)H2O;
(3)红色。
迁移创新
16. 小科向盛有50g质量分数为40%氢氧化钠溶液的烧杯中加入50g质量分数为36.5%的盐酸,用手触摸烧杯外壁,温度明显升高。他猜想温度升高可能是因为酸与碱反应放热,也可能是浓溶液稀释放热。为验证猜想,小科设计如下实验,并用温度传感器测定实验过程中温度的变化,结果如图1所示。
实验①:20℃时,向50g质量分数为40%的氢氧化钠溶液中缓慢滴加50g试剂M;
实验②:20℃时,向50g质量分数为36.5%的盐酸中缓慢滴加50g试剂M;
实验③:20℃时,向50g质量分数为40%的氢氧化钠溶液中缓慢滴加50g质量分数为36.5%的盐酸。
请回答:
(1)试剂M是 (填试剂名称)。
(2)根据图1分析,氢氧化钠溶液与盐酸混合后,温度明显升高的主要原因是 。
(3)图2为实验③反应的微观示意图,按时间先后的排序为A→ (填“B→C”或“C→B”)。
(4)小科将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液重复实验,测得反应后的最高温度明显低于实验③的最高温度。请从微观角度,分析两次实验温度差异的原因: 。
【答案】(1)水。
(2)酸与碱反应放热。
(3)C→B。
(4)将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液时,硫酸分子不足,导致氢氧化钠“分子”不能完全反应,即氢氧根离子不能完全反应,反应放出热量较少。
【解答】解:(1)①②都是探究浓溶液稀释是否放热,为了进行对比,试剂M是水。
故答案为:水。
(2)根据图1分析,①②都是浓溶液稀释过程,过程中放热,放热较少(温度升高幅度小),③是酸碱中和反应放热,放热较多(温度升高幅度大),氢氧化钠溶液与盐酸混合后,温度明显升高的主要原因是酸与碱反应放热。
故答案为:酸与碱反应放热。
(3)图2为实验③反应的微观示意图,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,随着反应进行,氢氧化钠减少,氯化钠增多,按时间先后的排序为A→C→B。
故答案为:C→B。
(4)氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应时,氢氧化钠和氯化氢质量比是40:36.5,和稀硫酸恰好完全反应时,氢氧化钠和硫酸质量比是80:98。两次实验温度差异的原因:将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液时,硫酸分子不足,导致氢氧化钠“分子”不能完全反应,即氢氧根离子不能完全反应,反应放出热量较少。
故答案为:将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液时,硫酸分子不足,导致氢氧化钠“分子”不能完全反应,即氢氧根离子不能完全反应,反应放出热量较少。
17. 某小组围绕“盐酸与氢氧化钠溶液的反应”开展项目式学习,通过数字化手段实现反应过程的可视化。
【任务一】证明反应过程中pH的变化
(1)实验一:按图甲装置进行实验,利用pH传感器测得溶液pH随滴加液体体积的变化如图乙所示。
①反应前烧杯中盛放的Y溶液是 。
②图乙中c点所示溶液的溶质为 。
【任务二】证明反应过程中温度的变化
(2)实验二:为探究反应是否放热,在室温下设计以下三组实验,并利用传感器记录溶液温度变化:
第1组:将10mL20%盐酸与10mL蒸馏水混合,实验结果如图丙曲线A;
第2组:将10mL20%氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合,实验结果如图丙曲线B;
第3组:将10mL20%盐酸与10mL20%氢氧化钠溶液混合,实验结果如图丙曲线C。
分析图丙所示曲线,支持盐酸与氢氧化钠发生反应的证据是 。
【任务三】证明反应生成氯化钠
(3)实验三:小科同学取反应后的溶液,向其中加入硝酸银溶液,观察到白色沉淀生成,小科认为该现象可以证明所取溶液中一定含有氯化钠。小组同学指出该方法不正确,因为 。
【答案】(1)①氢氧化钠溶液;
②氯化钠和氯化氢(或NaCl、HCl);
(2)第3组实验(曲线C)的溶液温度升高幅度远大于第1组和第2组;
(3)盐酸中也含有氯离子,能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀。
【解答】解:(1)①由图乙可知,初始溶液pH>7,呈碱性,所以反应前烧杯中盛放的Y溶液是氢氧化钠溶液(X溶液为稀盐酸)。故答案为:氢氧化钠溶液;
②c点时pH<7,说明稀盐酸过量,此时溶液中的溶质为反应生成的氯化钠和过量的氯化氢。故答案为:氯化钠和氯化氢(或NaCl、HCl);
(2)曲线C的温度升高幅度远大于曲线A和曲线B,说明盐酸与氢氧化钠混合时放出的热量,不是单纯稀释时的热量变化,而是二者发生反应放出了热量,因此支持反应发生的证据是:第3组实验(曲线C)的溶液温度升高幅度远大于第1组和第2组。故答案为:第3组实验(曲线C)的溶液温度升高幅度远大于第1组和第2组;
(3)稀盐酸中含有氯离子,向反应后的溶液中加入硝酸银溶液,即使没有生成氯化钠,也会与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,因此该方法不正确的原因是:盐酸中也含有氯离子,能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀,无法证明溶液中一定含有氯化钠。故答案为:盐酸中也含有氯离子,能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀。
18. 数字化实验具有实时、准确、直观、操作简便等特点。兴趣小组利用图1装置探究稀盐酸与氢氧化钠溶液能否反应。锥形瓶中盛有一定量滴有酚酞的氢氧化钠溶液,连接温度传感器,然后向锥形瓶中滴入稀盐酸。
(1)观察到锥形瓶中的溶液由 色变为无色,证明二者发生反应。
(2)根据温度传感器,观察到温度变化如图2所示。
①锥形瓶中反应的化学方程式是 。
②C点时,除指示剂外,锥形瓶中溶液的溶质有 (填化学式)。
(3)根据温度变化,在图3中画出pH的变化趋势。 。
【答案】(1)红;
(2)①NaOH+HCl=NaCl+H2O;
②NaCl、HCl;
(3)。
【解答】解:(1)氢氧化钠溶液呈碱性,能使无色酚酞变红,所以观察到溶液由红色变为无色,证明二者发生了反应。故答案为:红;
(2)①稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O;故答案为:NaOH+HCl=NaCl+H2O;②C点时,温度已经开始下降,说明反应已经结束且盐酸过量,所以溶质除指示剂外,还有反应生成的NaCl和过量的HCl。故答案为:NaCl、HCl;
(3)反应开始时,溶液是氢氧化钠溶液,pH>7;随着盐酸的加入,pH逐渐减小;恰好完全反应时pH=7;盐酸过量后pH<7。在图3中,pH变化趋势为:从大于7的位置开始,随着滴入盐酸体积增加,曲线逐渐下降,在滴入盐酸体积约40mL(对应温度最高的B点)时pH=7,之后继续下降并趋于平缓,最终pH接近稀盐酸的pH。故答案为:。
19. 科学兴趣小组同学对氢氧化钠与盐酸是否发生化学反应进行如下实验探究。
(1)【实验一】借助指示剂的颜色变化判断反应是否发生,如图1所示。观察到 现象,得到氢氧化钠和盐酸发生反应。
(2)【实验二】借助反应前后的温度变化来判断反应是否发生,如图2所示。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,该现象能不能证明氢氧化钠与稀盐酸发生了化学反应?并说明理由 。
(3)【实验三】小组成员提出还可利用pH传感器和温度传感器来判断反应是否发生,如图3所示。图4是pH变化曲线,图5是温度变化曲线,请分析A中的液体是 。图5中的M与图4中的 (填“X”、“Y”或“Z”)数值相等。
【答案】(1)溶液由红色变为无色;
(2)不能,因为NaOH固体溶于水也会放热,使装置内压强增大,导致U形管右侧液面上升;
(3)稀盐酸;Y。
【解答】解:(1)氢氧化钠溶液显碱性,滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液显红色,无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红,逐滴滴入稀盐酸,至恰好完全反应,溶液显中性,溶液由红色变为无色,证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应。
(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,该现象不能证明氢氧化钠与稀盐酸发生了化学反应,因为NaOH固体溶于水也会放热,使装置内压强增大,导致U形管右侧液面上升。
(3)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,A中的液体是稀盐酸;反应过程中温度逐渐升高,M点温度最高,说明此时恰好完全反应,溶液显中性,溶液的pH=7,则图5中的M与图4中Y数值相等。
故答案为:
(1)溶液由红色变为无色;
(2)不能,因为NaOH固体溶于水也会放热,使装置内压强增大,导致U形管右侧液面上升;
(3)稀盐酸;Y。
20. 为认识酸和碱的性质,某化学学习小组进行了如下实验。某同学借助图甲中传感器对NaOH溶液与稀盐酸的中和反应进行研究,三颈烧瓶中盛放溶液X,反应过程中溶液pH及温度变化如图乙。
(1)由图乙可判断溶液X是 ,c点溶液中的溶质成分为 (填化学式)。
(2)分析图乙可得该反应过程中 热量的结论(填“吸收”或“放出”)。
(3)下列能说明稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应的是 (填字母)。
A.测定溶液的pH=7
B.滴入适量CuCl2溶液,无沉淀产生
C.滴入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成
D.测得溶液中Na+与Cl﹣的个数比为1:1
【答案】(1)NaOH溶液;NaCl、HCl;
(2)放热;
(3)AD。
【解答】解:(1)由图乙可知,初始时溶液的pH>7,呈碱性,因此三颈烧瓶中盛放的溶液X是NaOH溶液;c点时,溶液pH<7,说明稀盐酸已经过量,NaOH与HCl反应生成NaCl、H2O,因此溶液中的溶质为NaCl(生成物)和HCl(过量的反应物)。
(2)由图乙的温度曲线可知,反应过程中溶液温度先升高,后降低,说明与稀盐酸的中和反应是放热反应,反应过程中放出热量。
(3)A、测定溶液的pH=7,溶液呈中性,说明与恰好完全反应,故A选项说法正确。
B、滴入适量CuCl2溶液,无沉淀产生,只能说明溶液中无NaOH(已完全反应),但无法证明HCl是否过量,故B选项说法错误。
C、滴入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成,只能证明溶液中含Cl﹣,无论HCl是否过量,反应生成的NaCl都会电离出Cl﹣,无法证明恰好完全反应,故C选项说法错误。
D、测得溶液中Na+与Cl﹣的个数比为1:1,根据电荷守恒,说明溶液中无多余的OH﹣或H+,NaOH与HCl恰好完全反应,故D选项说法正确。
故答案为:(1)NaOH溶液;NaCl、HCl;
(2)放热;
(3)AD。
21. 小科借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液反应”进行可视化探究。图甲所示是室温下稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的实验装置,图乙是反应过程中的pH变化曲线。
请回答:
(1)根据图乙曲线判断,烧杯中的溶液A是 。
(2)滴加溶液B后,需要用玻璃棒不断搅拌,其目的是 。
(3)图乙中c点所对应溶液中的溶质为 。
(4)下列实例中,应用酸与碱之间反应的是 。
A.用食醋去除皮蛋中残留的碱
B.用CaO和H2O反应来加热食物
C.用NaOH来处理石油产品中残余的硫酸
D.用熟石灰改良酸性土壤
【答案】(1)氢氧化钠溶液;
(2)使反应更快更充分;
(3)HCl、NaCl;
(4)ACD。
【解答】解:(1)由乙图像可知,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,烧杯中的溶液A是氢氧化钠溶液。
(2)滴加溶液B后,需要用玻璃棒不断搅拌,其目的是使反应物充分接触,使反应更快更充分。
(3)图乙中c点溶液pH<7,溶液显酸性,所对应溶液中的溶质为剩余的HCl、生成的NaCl。
(4)A.用食醋去除皮蛋中残留的碱,应用酸与碱之间的反应,故选项正确。
B.用CaO和H2O反应来加热食物,是利用该反应放出大量的热,CaO和H2O均属于氧化物,不是酸与碱之间的反应,故选项错误。
C.用NaOH来处理石油产品中残余的硫酸,应用酸与碱之间的反应,故选项正确。
D.用熟石灰(氢氧化钙的俗称)酸性土壤,应用酸与碱之间的反应,故选项正确。
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