内容正文:
第十单元 常见的酸、碱、盐
课题1 溶液的酸碱性
【实验10-1】
溶液
滴加紫色石蕊溶液后的颜色变化
滴加无色酚酞溶液后的颜色变化
白醋
变为红色
不变色
肥皂水
变为蓝色
变为红色
【实验10-2】(以实际检测值为准)
溶液
pH
酸碱性
白醋
6
酸性
食盐水
7
中性
肥皂水
9
碱性
【实验10-3】
生活中的物质
pH
酸碱性
生活中的物质
pH
酸碱性
小米粥
8
碱性
桔子
3
酸性
矿泉水
7
中性
苹果
3
酸性
鸡蛋清
9
碱性
牙膏
8
碱性
【练习与应用答案】
1. A
2. 实验室中有A、B两种溶液,经测定,A溶液pH=4.5,B溶液pH=10.2。则A溶液呈 酸 性,能使紫色石蕊溶液变 红 色;B溶液呈 碱 性,能使无色酚酞溶液变 红 色。
3. 测定溶液的pH可以使用pH试纸,方法是用 玻璃棒 蘸取待测液,点到 pH试纸 上,然后再与 标准比色卡 对照,得到该溶液的pH。
4. 土壤的酸碱性对植物的生长非常重要。适宜某种植物生长的土壤的pH范围是7.2-8.3,属于 碱性 土壤。
5. (1)pH-时间曲线图:
(2) 雨水pH小于5.6,为酸雨。在测定期间,雨水的pH逐渐减小,酸性逐渐增强。
(3) 我国在酸雨治理方面采取的主要措施包括:
一是调整能源结构,减少污染物排放:
①推广使用清洁能源(如太阳能、风能、天然气)。
②在煤炭使用前进行脱硫处理。
二是安装环保设施:
在火电厂、钢铁厂等大型工厂安装烟气脱硫(FGD)和脱硝装置,减少二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NOx)的排放。这是最直接有效的措施。
三是发展清洁汽车技术:
①提高汽油和柴油品质。
②推广新能源汽车,减少机动车尾气中的氮氧化物排放。
四是加强环境监测和立法:
①设立酸雨监测网络,实时监控。
②制定并严格执行《大气污染防治法》等法律法规,设定排放总量控制目标。
6. 从波义耳发现酸碱指示剂的故事中,我们可以获得许多深刻的启示。
科学探索的智慧之光
——从酸碱指示剂的发现谈起
一次偶然的“失误”,让浓盐酸溅上了紫罗兰花瓣,却点亮了科学史上的一盏明灯。英国化学家波义耳没有忽视这个小小的意外,而是以敏锐的眼光捕捉到了“紫色变红”的现象,并由此展开了系统研究,最终发现了石蕊——人类历史上最早的酸碱指示剂。
这个故事告诉我们:
观察源于好奇,发现始于留心
波义耳没有把花瓣变色当作无关紧要的“小插曲”,而是以科学家的敏感与坚持,追问背后的原理。科学往往隐藏在不经意的细节中,等待有心人去发现。
从偶然到必然,需要系统的探索
波义耳并未止步于一次偶然,而是进一步测试多种植物的浸出液,最终找到效果最好的石蕊。真正的科学发现,往往需要从偶然现象出发,走向系统、严谨的实验验证。
自然蕴藏智慧,科学源于生活
石蕊来自地衣类植物,这说明大自然本身就是一座宝库。科学并不遥远,它常常就隐藏在我们身边的一花一草、一举一动中。
启示:我们也可以是“发现者”
波义耳的故事提醒我们:保持好奇心,敢于提问,勤于动手,也许下一个改变世界的发现,就来自我们某一次实验、某一次观察、某一次思考。
科学不只是课本上的知识,它更是一种看待世界的方式。愿我们都能像波义耳一样,怀揣好奇之心,在平凡中看见不凡。
如果你要做成简报,可以配上波义耳的画像、紫罗兰和石蕊试纸的图片,并将关键句子加粗突出。希望这篇分享能激发你和同学们对科学更深的热爱与思考!
7. (1)选择几种植物的花瓣或叶片自制酸碱指示剂,并试验指示剂在不同溶液中的颜色变化。
自制酸碱指示剂
在不同溶液中的颜色变化
白醋
肥皂水
牵牛花花瓣
变红色
变蓝色
紫甘蓝叶片
变红色
变绿色
紫薯汁
变红色
先变蓝再变绿
(2) 比较以上制得的指示剂,牵牛花在酸性和碱性溶液中颜色变化更明显。
(3) 撰写活动报告,并于同学交流。
《自制植物酸碱指示剂》探究活动报告
一、 活动目的
1. 学习并模仿科学家的探究精神,亲手从植物中提取酸碱指示剂。
2. 通过实验,观察并比较不同植物指示剂在酸、碱性溶液中的颜色变化。
3. 体验科学探究的过程,提升动手能力和分析能力。
二、 活动准备与过程
1. 材料准备:牵牛花花瓣、紫甘蓝叶片、紫薯、白醋(酸性溶液)、肥皂水(碱性溶液)、研钵(或榨汁机)、烧杯、纱布等。
2. 制作指示剂:分别将牵牛花花瓣、紫甘蓝叶片和紫薯捣碎,加入少量清水浸泡或榨汁,用纱布过滤后,得到三种颜色的植物原液。
3. 进行实验:取三种自制指示剂分别加入白醋和肥皂水中,仔细观察并记录颜色变化。
三、 实验结果与数据记录
自制酸碱指示剂 在不同溶液中的颜色变化
自制酸碱指示剂
在不同溶液中的颜色变化
白醋
肥皂水
牵牛花花瓣
变红色
变蓝色
紫甘蓝叶片
变红色
变绿色
紫薯汁
变红色
先变蓝再变绿
四、 结果分析与结论
1. 现象分析:三种自制指示剂在酸性白醋中均变为红色,说明它们都含有遇酸变红的色素(如花青素)。在碱性肥皂水中,它们则显示出不同的颜色(蓝色、绿色),这与其所含色素的种类和结构有关。紫薯汁出现“先蓝后绿”的现象,可能是其色素对不同碱度有更复杂的反应。
2. 最佳指示剂评选:通过对比,牵牛花花瓣制成的指示剂在酸性和碱性溶液中的颜色变化(红/蓝)对比最鲜明,最容易分辨,因此是本实验中发现的效果最好的指示剂。
3. 核心结论:许多植物的花、叶、果实中都含有天然色素,这些色素在不同酸碱度的溶液中会发生颜色变化,因此可以作为酸碱指示剂使用。
五、 活动反思与启示
1. 科学史的印证:我们的活动重现了波义耳的发现过程。他因为一次偶然的失误开启了探究,而我们通过系统的实验验证了植物的这一特性。这让我们深刻体会到,科学的进步既需要敏锐的观察,也需要严谨的求证。
2. 实践出真知:亲手操作让我们对“酸碱指示剂”这一概念有了远比课本更生动、更深刻的理解。
3. 改进与展望:本次实验使用的溶液种类较少。未来可以尝试用更多不同酸碱度的溶液(如柠檬汁、小苏打水等)进行测试,绘制出每种指示剂更精确的变色范围表。
六、 与同学交流
向大家展示你的实验记录和颜色变化对比图。
分享你认为“牵牛花指示剂”效果最好的理由。
讨论你在实验中遇到的有趣现象或困难(例如,紫薯汁的颜色分层)。
谈谈这次活动如何改变了你对“科学发现”的看法。
课题2 常见的酸和碱
【实验10-4】
酸
盐酸(HCl)
硫酸(H2SO4)
颜色、状态
无色液体
无色粘稠的油状液体
打开试剂瓶盖后的现象
瓶口有白雾
无明显现象
气味
有强烈的刺激性气味
无味
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%)1.84g/cm3
【实验10-5】
实验内容
放置一会儿后的现象
用玻璃棒蘸浓硫酸在纸上写字
字迹变黑
用小木棍蘸少量浓硫酸
小木棍蘸有浓硫酸的部分变黑
将浓硫酸滴到一小块布上
滴有浓硫酸的部分出现破洞
探究………………………………………………………………………
(1) 如图10-10所示,在白色点滴板上进行实验,观察并记录实验现象。
酸
滴加紫色石蕊溶液后的颜色变化
滴加无色酚酞溶液后的颜色变化
稀盐酸
变红色
不变色(仍为无色)
稀硫酸
变红色
不变色(仍为无色)
(2) 回忆第八单元所学的几种金属分别与稀盐酸和稀硫酸反应,写出化学方程式。
金属
与稀盐酸反应
与稀硫酸反应
镁
Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2↑
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
锌
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
铁
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
分析:以上反应的生成物有什么共同之处?
以上反应的共同之处:生成物中都有氢气;生成物都是有两种物质,且一种是单质,一种是化合物。
(3) 在分别盛有稀盐酸和稀硫酸的试管中各放入生锈的铁钉,过一会儿取出铁钉,用水洗净,铁钉表面和溶液颜色有什么变化?
反应物
现象
化学方程式
铁锈+稀盐酸
铁锈逐渐消失,铁钉表面变光亮,溶液由无色变为黄色
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
铁锈+稀硫酸
铁锈逐渐消失,铁钉表面变光亮,溶液由无色变为黄色
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
分析:
①以上反应的生成物有什么共同之处?
反应的生成物都是两种,且两种都是化合物;生成物中都有水。
②利用上面的反应可以清除铁制品表面的锈,除锈时能否将铁制品长时间浸在酸中?为什么?
除锈时不能将铁制品长时间浸在酸中,因为铁能与酸反应,长时间浸泡会腐蚀铁制品。
【结论】
根据以上实验与分析,结合前面学过的知识,归纳稀盐酸、稀硫酸等酸有哪些相似的化学性质。
酸的化学性质:①能与指示剂作用使它们变色;②能与较活泼金属反应生成盐和氢气;③能与金属氧化物反应生成盐和水。
【实验10-8】
用镊子夹取3小片氢氧化钠,如下表所示,分别进行实验(切勿用手拿)。
实验内容
现象
分析
观察氢氧化钠的颜色和状态
白色颗粒状(或片状)固体
氢氧化钠常温下为固态
将氢氧化钠放在表面皿上,放置一会儿
固体表面变潮湿并逐渐溶解
氢氧化钠有吸水性并且易溶于水
将氢氧化钠放入试管中,加入少量水,测量温度的变化
温度迅速升高
氢氧化钠溶于水放热
【实验10-9】
取一小药匙氢氧化钙,观察它的颜色和状态,然后放入小烧杯中,加入30mL水,用玻璃棒搅拌,观察氢氧化钙在水中的溶解情况。
实验内容
现象
观察氢氧化钙的颜色和状态
白色粉末状固体
观察氢氧化钙在水中的溶解情况
有极少量氢氧化钙溶于水,液体较浑浊
探究………………………………………………………………………
【问题与预测】
(1) 氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液能使石蕊溶液变蓝色,能使酚酞溶液变红色。
【实验与分析】
(2) 讨论分析
①回忆检验二氧化碳的反应,写出化学方程式:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 ↓+ H2O
②氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
③上面两个反应的共同之处:反应物都是碱和非金属氧化物,生成物都是盐和水。
氢氧化钠与三氧化硫反应的化学方程式:
2NaOH + SO3 = Na2SO4 + H2O
【结论与思考】
(1) 碱的相似的性质:
①能与指示剂作用使它们变色;
②能与大多数非金属氧化物反应生成盐和水。
(2) 解释下列事实:
①熟石灰与沙子混合砌砖:熟石灰能与空气中的二氧化碳反应生成坚固的碳酸钙,所以用熟石灰和沙子混合砌砖,凝固后砖墙会非常结实。
②氢氧化钠必须密封保存:氢氧化钠易潮解且能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以需要密封保存。
(3) 认识物质的一般思路和方法:
认识物质的性质一般包括以下几个步骤:
第一步:观察与感知——获取宏观感性认识;
第二步:实验与探究——揭示化学特性;
第三步:比较与分类——构建知识网络;
第四步:归纳与解释——形成理论认知。
思考与讨论………………………………………………………………
生活中利用中和反应的实例:被蚊虫叮咬后又疼又痒,可涂抹牙膏或肥皂水中和蚁酸以减轻痛痒;用食醋去除水垢;医疗上用来治疗胃酸过多可用碱性药物;处理工厂的酸性或碱性废水;用弱酸性的护发素中和残留在头发上的碱性洗发物质,保护发质;改良土壤的酸碱性等。
【练习与应用答案】
1. B 2.B 3.D
4. 请回答问题。
(1) 固体氢氧化钠暴露在空气中,容易吸收水分而使表面潮湿并逐渐溶解,这种现象叫做潮解;同时吸收空气中的二氧化碳而变质,生成碳酸钠。因此,氢氧化钠固体必须密封保存。
(2) 盛有浓硫酸的试剂瓶敞口放置一段时间后,溶质的质量分数变 小 (填“大”或“小”),原因是浓硫酸具有吸水性,能够吸收空气中的水蒸气,使硫酸被稀释 。
(3) 实验室中含有盐酸的废水若直接倒入下水道会造成铸铁管道腐蚀,所以需将废液处理后再排放。你的处理方法是向废水中加入足量的石灰石,充分反应后过滤,再将滤液倒入下水道。
(4) 实验室制取下列气体时,能用氢氧化钠作干燥剂的是 c (填字母)。
5. 运用化学知识解释和解决下列实际问题。
(1) 胃酸的主要成分是盐酸,盐酸和氢氧化铝能够发生中和反应生成氯化铝和水。胃酸过多时服用氢氧化铝可以消耗掉过多的盐酸,减轻症状。
(2) 生石灰和水反应生成熟石灰(氢氧化钙),氢氧化钙和碳酸钾反应生成碳酸钙和氢氧化钾。氢氧化钾是较强的碱,有腐蚀性,所以食用时要加少量食醋。
(3) 水垢的主要成分时碳酸钙和氢氧化镁,碳酸钙能与醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水;氢氧化镁能与醋酸反应生成醋酸镁和水。醋酸钙和醋酸镁都能溶于水,所以用醋酸洗涤能够去除水垢。
6. 一段时间后,可观察到烧杯②中溶液由红色变为无色。原因是浓盐酸易挥发,挥发出来的氯化氢分子运动到烧杯②中,与氢氧化钠发生中和反应,生成氯化钠和水。氯化钠溶液为中性溶液,酚酞在酸性和中性溶液中都是无色。所以溶液会由红色变为无色。
7. 常温下,生石灰能与水反应生成熟石灰,即生石灰能吸收水分,所以生石灰能做干燥剂。将小纸袋拿出来放在空气中,生石灰会吸收空气中的水蒸气生成熟石灰,熟石灰与空气中的二氧化碳反应生成坚固的碳酸钙,所以白色颗粒会粘在一起。相关反应的化学方程式为:
CaO + H2O = Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 ↓+ H2O
8.
解:9.8t该废硫酸中溶质的质量为:
设可产生FeSO4 的质量为x.
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
98 152
1.96t x
答:可生产FeSO4的质量为3.04t。
课题3 常见的盐
【实验10-11】
实验内容
现象
分析
碳酸钠+稀盐酸
有大量气泡冒出,澄清石灰水变浑浊
碳酸钠与稀盐酸反应生成了二氧化碳气体
碳酸氢钠+稀盐酸
有更多气泡冒出,澄清石灰水变浑浊
碳酸氢钠与稀盐酸反应生成了二氧化碳气体
【实验10-12】
现象
澄清石灰水变浑浊
分析
氢氧化钙与碳酸钠反应生成了碳酸钙沉淀
【实验10-13】
实验内容
现象
化学方程式
NaOH溶液+CuSO4溶液
有蓝色絮状沉淀生成
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
BaCl2溶液+CuSO4溶液
有白色沉淀生成
CuSO4 + BaCl2 = BaSO4 ↓+ CuCl2
思考与讨论1……………………………………………
(1) 上述两个反应是否属于复分解反应?观察到的现象有什么共同之处?
上述两个反应都属于复分解反应,两者现象的共同之处是都有沉淀生成。
(2) 碳酸钠、碳酸钙等含碳酸根离子的盐与稀盐酸发生复分解反应都生成二氧化碳气体,反应时可观察到的共同现象是有大量气泡冒出。
(3) 酸和碱的中和反应也属于复分解反应,中和反应的生成物中,相同的生成物是水。
思考与讨论2……………………………………………
稀硫酸与氢氧化钠能发生复分解反应,化学方程式为:H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O;稀硫酸与碳酸钾能发生复分解反应,化学方程式为:K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + H2O + CO2↑;稀硫酸与硝酸钡能发生复分解反应,化学方程式为:H2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4 ↓+ 2HNO3;稀盐酸与氢氧化钠能发生复分解反应,化学方程式为:HCl + NaOH = NaCl +H2O;稀盐酸与碳酸钾能发生复分解反应,化学方程式为:K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2↑;碳酸钾与硝酸钡能发生复分解反应,化学方程式为:K2CO3 + Ba(NO3)2 = BaCO3↓ + 2KNO3。其余都不能发生反应。
化合物之间有的能发生复分解反应,有的不能发生。只有两种化合物互相交换成分,有沉淀或气体或水生成时,才是发生了复分解反应。所以判断的时候考虑了以下因素:两种化合物互相交换成分,是否有气体生成,或是否有水生成,或是否有沉淀生成。
思考与讨论3……………………………………………
一、 为什么施用化肥是必要的?
首先,我们必须认识到,化肥的发明和应用是农业史上的一场革命,对于养活全球人口至关重要。其必要性可以从以下几个方面理解:
1. 人口压力巨大:
数据支撑: 全球人口已超过80亿,并且仍在增长。要满足如此庞大人口的基本粮食需求,粮食产量必须在有限的耕地上大幅增加。
结论: 仅靠传统的农家肥和自然恢复地力,根本无法满足现代社会的粮食生产速度。
2. 耕地资源有限:
事实: 全球可耕地面积是有限的,并且由于城市化、沙漠化、水土流失等原因,优质耕地还在不断减少。
结论: 我们无法通过无限扩大耕地面积来增加产量,唯一的出路就是提高单位面积耕地的产量,即提高“亩产量”。
3. 化肥对增产的直接贡献:
化学原理: 化肥为作物直接提供了生长发育所必需的营养元素,尤其是氮(N)、磷(P)、钾(K)。这些元素是合成蛋白质、叶绿素、核酸等生命物质的基础。
实际效果: 科学研究表明,化肥对粮食增产的贡献率高达40%至60%。可以说,没有化肥,当今世界的粮食产量将无法维持现有人口的生存。
4. 环境影响的正向思考(对比视角):
如果不使用化肥,为了生产同样多的粮食,人类可能需要开垦更多的森林、草原来扩大耕地,这将对生态环境造成更严重的、不可逆的破坏。
小结: 在人口爆炸而耕地有限的客观条件下,科学合理地施用化肥是保障全球粮食安全、避免大规模饥荒的必要手段。 它不是“要不要用”的问题,而是“如何用好”的问题。
二、 如何处理施用化肥与绿色发展的关系?
承认化肥必要性的同时,我们不能忽视其不合理使用带来的环境问题,如水体富营养化、土壤板结、酸化、温室气体排放等。绿色发展要求我们追求与自然和谐共生的可持续发展模式。处理两者关系的关键在于 “科学、精准、高效”。
1. 推行“精准农业”,提高肥料利用率
核心思想: 在正确的时间、正确的地点,施用正确的量的肥料。
具体做法:
测土配方施肥: 这是最核心的方法。就像医生看病需要“望闻问切”一样,施肥前先检测土壤中各种养分的含量,根据土壤的“体检报告”和作物的需求,开出专门的“施肥配方”,缺什么补什么,缺多少补多少。这能有效避免盲目施肥和过量施肥。
改进施肥技术: 推广滴灌、喷灌等水肥一体化技术,将肥料直接送到作物根部,减少流失。
使用缓控释肥: 这种新型肥料能根据作物的生长需求缓慢释放养分,大大减少养分的挥发和淋失。
2. 发展与使用“绿色化肥”
研发方向: 开发对环境更友好、利用率更高的新型肥料。例如,利用纳米技术制造纳米肥料,或开发能固氮、解磷、解钾的微生物肥料(生物菌肥),减少对化学合成肥料的依赖。
3. 坚持“有机无机相结合”
优势互补: 将化学化肥与农家肥、绿肥等有机肥结合使用。
化肥:优点是速效性,能快速满足作物急需的养分。
有机肥:优点是改良土壤结构,增加土壤有机质和有益微生物,肥效持久。
效果: 二者结合,既能保证作物高产,又能养护土地,实现“藏粮于地”,是农业可持续发展的根本之道。
4. 加强政策引导与农民教育
政府角色: 制定相关政策和标准,鼓励和补贴绿色施肥技术。
教育宣传: 通过农业技术推广站、培训班等形式,向农民普及科学施肥的知识和技术,改变他们“多用肥、多增产”的传统观念。
5.课堂讨论与总结要点:
辩证看待: 化肥不是“魔鬼”,也不是“万能药”。它是我们手中强大的工具,关键在于我们如何使用它。
核心矛盾: 人类对粮食的无限需求与地球有限资源和环境承载力之间的矛盾。
解决之道: 我们不能再走“高投入、高消耗、高污染”的老路。未来的农业必须是绿色农业、智慧农业。我们要依靠科学技术,从“吃饱”向“吃好”、“吃得健康”、“环境友好”转型。
最终目标: 在保障国家粮食安全这个“国之大者”的前提下,走出一条高产、高效、环保的现代农业发展之路,实现粮食安全与绿色发展的双赢。
【练习与应用答案】
1. C 2.D
3.解释下述现象。
(1)碳酸钙能与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体,而且鸡蛋的密度比稀盐酸的密度大,所以鸡蛋会一边冒气泡,一边下沉。当鸡蛋壳表面附着了很多气泡,整个鸡蛋受到的浮力增大,鸡蛋就会上浮;接近液面时鸡蛋壳表面的很多气泡破裂,使鸡蛋受到的浮力减小,鸡蛋又会下沉。
(2)碳酸氢钠能与有机酸反应生成二氧化碳气体,发酵粉中含有碳酸氢钠和有机酸,将它与面粉、水混合制作面食,制作和加热的过程中碳酸氢钠与有机酸反应生成大量二氧化碳气体,于是馒头、面包等发面食品中就会出现很多小孔穴,所以制作的面食就会松软多孔,非常好吃。
4.可选用酚酞溶液。各取少量固体放入两个小烧杯中,分别加入适量蒸馏水配制溶液。向两种溶液中分别滴加酚酞溶液,能使酚酞变为红的是亚硝酸钠溶液,原固体是亚硝酸钠;仍然无色的是食盐溶液,原固体为食盐。
5.解:硝酸钾中钾元素的质量分数为:
补充8kg钾元素需要购买硝酸钾的质量为:
硝酸钾中氮元素的质量分数为:
20.7kg硝酸钾中含氮元素的质量为:
土壤中还需补充氮元素的质量为:10kg-2.88kg=7.12kg
硝酸铵中氮元素的质量分数为:
需购买硝酸铵的质量为:
答:需要购买硝酸钾20.7kg,硝酸铵20.3kg。
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