5.1 生活中的酸和堿 滬教版（上海）九年級(jí)第二學(xué)期化學(xué)知識(shí)精講

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1、5.1 生活中的酸和堿 知識(shí)精講 在前面幾個(gè)單元里，我們已經(jīng)學(xué)過(guò)了許多與日常生活有關(guān)的物質(zhì)，如氧氣、二氧化碳、各種金屬等，那么我們?cè)谶@一單元中所要學(xué)到的兩種物質(zhì)——酸和堿，對(duì)你來(lái)說(shuō)一點(diǎn)也不陌生，你知道它們各具有哪些性質(zhì)？胃酸的主要成分是什么？如何治療胃酸過(guò)多？鍍件在電鍍之前為什么要酸洗？你知道熟石灰為什么可用來(lái)改良酸性土壤嗎？石灰砂漿為什么可用來(lái)砌磚抹墻？通過(guò)本單元知識(shí)的學(xué)習(xí)，你將能找到正確的答案． 【課前復(fù)習(xí)】 ※會(huì)做了，學(xué)習(xí)新課有保障 1．我們?cè)?jīng)做過(guò)將二氧化碳通入紫色石蕊溶液的實(shí)驗(yàn)，你記得溶液變成什么顏色了嗎？是什么物質(zhì)使溶液改變了顏色？加熱后又有何改變呢？ 2．實(shí)驗(yàn)室制取二氧

2、化碳時(shí)，是選用哪些藥品進(jìn)行反應(yīng)的？反應(yīng)的化學(xué)方程式是什么？ 3．我們知道金屬能和酸反應(yīng)放出氫氣，你能舉出一例并寫(xiě)出化學(xué)方程式嗎？試說(shuō)出金屬和酸的選擇條件． 4．在學(xué)習(xí)二氧化碳時(shí)，我們學(xué)過(guò)一種檢驗(yàn)?zāi)硽怏w是二氧化碳的方法，請(qǐng)說(shuō)明這種方法并寫(xiě)出化學(xué)方程式． 答案： 1．通入二氧化碳?xì)怏w后，紫色的石蕊溶液變成了紅色，因?yàn)槎趸寂c水反應(yīng)生成碳酸，即CO2＋H2O＝＝＝＝H2CO3，碳酸能使紫色石蕊溶液變成紅色；但同時(shí)碳酸又很不穩(wěn)定，容易分解成二氧化碳和水，即H2CO3＝＝＝＝H2O＋CO2↑，當(dāng)加熱時(shí)，碳酸分解，二氧化碳從溶液里逸出，所以紅色石蕊溶液又變成紫色． 2．在實(shí)驗(yàn)室里，二氧化碳常用

3、稀鹽酸和大理石反應(yīng)來(lái)制取，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： CaCO3＋2HCl＝＝＝＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ 3．在學(xué)習(xí)金屬時(shí)，我們學(xué)過(guò)金屬活動(dòng)性順序表，知道只有在表中排在氫前的金屬才能置換出酸中的氫，而生成氫氣，而且酸選擇的是常見(jiàn)的稀鹽酸和稀硫酸．比如：Fe＋2HCl＝＝＝＝FeCl2＋H2↑　Zn＋H2SO4＝＝＝＝ZnSO4＋H2↑等． 4．要檢驗(yàn)?zāi)撤N氣體是二氧化碳，我們所選擇的方法是將氣體通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明通入的氣體是二氧化碳．這是利用二氧化碳能與澄清石灰水反應(yīng)生成沉淀這條性質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是： Ca（OH）2＋CO2＝＝＝＝CaCO3↓＋H2O ※

4、先看書(shū)，再來(lái)做一做 1．怎樣利用石蕊試液和酚酞試液兩種酸堿指示劑來(lái)判斷一份溶液是酸性溶液還是堿性溶液？ 2．濃硫酸具有__________，稀釋的時(shí)候應(yīng)該___________________________________． 3．將一根生銹的鐵釘放入盛有稀鹽酸的試管中，過(guò)一會(huì)兒取出，用水洗凈，鐵釘表面________，溶液由__________變成__________，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________，所以鹽酸可用于___________________________________． 4．氫氧化鈉具有____________性，可以做某些氣體的____

5、________．但不能將氫氧化鈉露置在空氣中保存，原因是什么？ 5．酸和堿都有相似的化學(xué)性質(zhì)，你能總結(jié)出來(lái)嗎？為什么會(huì)相似呢？ 學(xué)完本課題，你應(yīng)該能夠熟練地應(yīng)用這些知識(shí)解決新問(wèn)題． 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．掌握石蕊試液，酚酞試液等酸堿指示劑在酸、堿溶液里的顏色． 2．掌握鹽酸、稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)及有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，了解它們的重要用途． 3．了解濃硫酸具有腐蝕性及其稀釋方法． 4．掌握氫氧化鈉和氫氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)及物理特性，了解它們的用途． 5．了解酸或堿具有的化學(xué)相似性及原因． 【基礎(chǔ)知識(shí)精講】 ※課文全解 一、常見(jiàn)的酸及其相似的化學(xué)性質(zhì) （一）常見(jiàn)的酸 我們常

6、見(jiàn)的酸主要有鹽酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）和醋酸（CH3COOH），它們?cè)诔叵露际菬o(wú)色液體，具有刺激性氣味，但它們又有些個(gè)性．比如，鹽酸和硝酸具有揮發(fā)性，打開(kāi)盛有這兩種酸的試劑瓶的瓶蓋，會(huì)看到瓶口出現(xiàn)白霧，這是由于揮發(fā)出來(lái)的氯化氫和硝酸極易溶于水，與空氣中的水蒸氣結(jié)合形成小液滴而形成的．又如濃硫酸具有強(qiáng)烈的腐蝕性，它能將紙張、木材、皮膚等物質(zhì)中的氫、氧元素按水的組成比脫去（脫水作用）而產(chǎn)生炭化現(xiàn)象，非常厲害；在將濃硫酸稀釋成稀硫酸時(shí)，要注意一定要注酸入水，而且要不斷攪拌，防止出現(xiàn)危險(xiǎn)． （二）酸的相似化學(xué)性質(zhì) 活動(dòng)與探究解析： （1）石蕊和酚酞是實(shí)驗(yàn)室常用的兩種酸

7、堿指示劑，它們能跟酸或堿的溶液起作用而顯示不同的顏色．石蕊試液遇酸溶液變成紅色，遇堿溶液變成藍(lán)色；酚酞試液遇酸溶液不變色，遇堿溶液變成紅色．所以在稀鹽酸和稀硫酸中加入紫色石蕊試液，試液變成紅色；而加入無(wú)色酚酞試液，試液不變色．這同樣適用于其他的酸溶液． （2）通過(guò)回憶第八單元所學(xué)的知識(shí)我們應(yīng)知道在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫前的金屬能從稀鹽酸和稀硫酸中置換出氫，生成氫氣，例如： Mg＋2HCl＝＝＝＝MgCl2＋H2↑ Mg＋H2SO4＝＝＝＝MgSO4＋H2↑ Zn＋2HCl＝＝＝＝ZnCl2＋H2↑ Zn＋H2SO4＝＝＝＝ZnSO4＋H2↑ Fe＋2HCl＝＝＝＝FeCl2＋

8、H2↑ Fe＋H2SO4＝＝＝＝FeSO4＋H2↑ 在這些反應(yīng)中，反應(yīng)物都是活潑金屬和稀鹽酸或稀硫酸，而生成物中都有氫氣，另外一種是相應(yīng)的鹽溶液（有關(guān)鹽的介紹詳見(jiàn)第11單元第二課題的內(nèi)容全解）．我們可以將它總結(jié)如下：活潑金屬＋酸（稀鹽酸或稀硫酸）——鹽＋氫氣． （3）鐵釘露置在空氣中，在氧氣和水的共同作用下會(huì)生銹，鐵銹的主要成分是Fe2O3，將一根生銹的鐵釘分別放入盛有稀鹽酸和稀硫酸的試管里，酸能和Fe2O3作用，發(fā)生的反應(yīng)是：Fe2O3＋6HCl＝＝＝＝2FeCl3＋3H2O　Fe2O3＋3H2SO4＝＝＝＝Fe2（SO4）3＋3H2O過(guò)一會(huì)兒取出，用水洗凈，鐵釘表面的鐵銹消失，溶液

9、由無(wú)色變成黃色，原因是生成的Fe3＋的溶液呈黃色．在上面的兩個(gè)反應(yīng)中都是氧化鐵與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，生成物都是相應(yīng)的鹽溶液和水，像氧化鐵這樣能和酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，叫做堿性氧化物．我們見(jiàn)過(guò)的大多數(shù)的金屬氧化物都是堿性氧化物（MnO2，F(xiàn)e3O4除外），所以我們可以總結(jié)如下： 堿性氧化物＋酸→鹽＋水 比如：MgO＋H2SO4＝＝＝＝MgSO4＋H2O　CaO＋2HCl＝＝＝＝CaCl2＋H2O 利用這個(gè)反應(yīng)，可以清除金屬表面的銹，但除銹時(shí)不能將金屬制品長(zhǎng)期浸在酸中，因?yàn)楫?dāng)酸將金屬表面的銹反應(yīng)除去以后，能繼續(xù)與露出的金屬反應(yīng)放出氫氣，消耗金屬，所以金屬制品除銹時(shí)不能長(zhǎng)期浸在酸中． 從

10、上面你能自己總結(jié)出有關(guān)酸的三條相似的化學(xué)性質(zhì)嗎？ 二、常見(jiàn)的堿及其相似的化學(xué)性質(zhì) （一）常見(jiàn)的堿 我們常用的堿主要有氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鈣［Ca（OH）2］、氫氧化鉀（KOH）、氨水（NH3·H2O）等．氫氧化鈉是強(qiáng)堿，有強(qiáng)烈的腐蝕性，所以又稱其為火堿、燒堿或苛性鈉．它是一種白色固體，露置在空氣中易吸收水分而潮解，所以可以做某些氣體的干燥劑． 氫氧化鈣是一種白色粉末狀固體，微溶于水，其水溶液就是我們常用的石灰水．氫氧化鈣俗稱消石灰或熟石灰，為什么叫熟石灰呢？這來(lái)自于它的制法：工業(yè)上用生石灰（CaO）與水反應(yīng)即CaO＋H2O＝＝＝＝Ca（OH）2來(lái)制得氫氧化鈣，在這個(gè)反應(yīng)中會(huì)放出

11、大量的熱，以至使水沸騰，可以煮熟雞蛋，所以稱生成的氫氧化鈣為熟石灰． （二）堿相似的化學(xué)性質(zhì) 活動(dòng)與探究解析： （1）在氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液中加紫色石蕊試液，試液變成藍(lán)色；加無(wú)色酚酞試液，試液變成紅色． （2）實(shí)驗(yàn)室用澄清石灰水來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳，發(fā)生的反應(yīng)是：Ca（OH）2＋CO2＝＝＝＝CaCO3↓＋H2O　這也是氫氧化鈣用來(lái)做建筑材料的原因．這個(gè)反應(yīng)同樣也可以發(fā)生在氫氧化鈉上，即2NaOH＋CO2＝＝＝＝Na2CO3＋H2O，那你現(xiàn)在想一想，氫氧化鈉能否露置在空氣中保存？為什么？對(duì)，氫氧化鈉不能露置在空氣中而應(yīng)密封保存，原因有兩個(gè)：第一，氫氧化鈉易吸水而潮解；第二，它能和空氣中

12、的二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)．要注意全面考慮問(wèn)題??！ 我們看到這兩個(gè)反應(yīng)很相似，反應(yīng)的產(chǎn)物都得到水和相應(yīng)的碳酸鹽，像二氧化碳這樣能和堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，叫做酸性氧化物．酸性氧化物多數(shù)是一些非金屬氧化物，比如：二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）等，它們也可以與氫氧化鈉、氫氧化鈣等堿反應(yīng)， SO2＋2NaOH＝＝＝＝Na2SO3＋H2O　　　 SO2＋Ca（OH）2＝＝＝＝CaSO3↓＋H2O SO3＋2NaOH＝＝＝＝Na2SO4＋H2O　　　　SO3＋Ca（OH）2＝＝＝＝CaSO4＋H2O 我們可以總結(jié)為：酸性氧化物＋堿——鹽＋水 依據(jù)你總結(jié)的酸的相似的化學(xué)性質(zhì)和上面的探究，你能

13、歸納出堿的相似的化學(xué)性質(zhì)嗎？ ※問(wèn)題全解 1．為何酸或堿具有一些相似的化學(xué)性質(zhì)呢？ 答：酸或堿的水溶液，如鹽酸、硫酸、氫氧化鈉和氫氧化鈣溶液能夠?qū)щ?，這說(shuō)明這些溶液中存在帶電的粒子，就像金屬能導(dǎo)電是由于金屬中有能夠自由移動(dòng)的電子，那這些溶液中能自由移動(dòng)的帶電粒子究竟是什么呢？通過(guò)分析我們知道，HCl在水中解離出H＋和Cl－，H2SO4在水中會(huì)解離出H＋和SO；NaOH在水中會(huì)解離出Na＋和OH－，Ca（OH）2在水中會(huì)解離出Ca2＋和OH－．我們看到酸都能解離出H＋，而堿都能解離出OH－，也就是說(shuō)雖然有不同的酸或堿，但其溶液中都包含相同的成分H＋或OH－，所以它們具有一些相似的化學(xué)性質(zhì)．

14、 2．石蕊試液和酚酞試液遇到氫氧化鐵會(huì)變色嗎？ 答：不會(huì)．酸堿指示劑只有遇到酸溶液或堿溶液時(shí)才會(huì)改變顏色．大多數(shù)的酸都是溶于水的，而堿則不同，只有少數(shù)堿是能夠溶于水的，如：氫氧化鉀（KOH）、氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鋇〔Ba（OH）2）和氫氧化鈣〔Ca（OH）2〕．當(dāng)石蕊和酚酞遇到它們的水溶液時(shí)會(huì)變色，而氫氧化鐵〔Fe（OH）3〕等是不能溶于水的堿，所以石蕊和酚酞不會(huì)變色．另外我們知道氧化鈣（CaO）能和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，這條性質(zhì)同樣適用于其他三種可溶性堿，即Na2O＋H2O＝＝＝＝2NaOH、K2O＋H2O＝＝＝＝2KOH、BaO＋H2O＝＝＝＝Ba（OH）2． 【學(xué)習(xí)方法指

15、導(dǎo)】 本課題的重點(diǎn)知識(shí)就是常見(jiàn)酸或堿的一些相似的化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用，大家應(yīng)多聯(lián)系實(shí)際熟練掌握． 1．在4個(gè)小燒杯里分別盛放相等質(zhì)量的下列物質(zhì)，在空氣中放置一定時(shí)間后，質(zhì)量增加的是（　?。? A．濃鹽酸　　　　　　　　　　　　　　　B．蔗糖溶液 C．濃硫酸　　　　　　　　　　　　　　　D．濃硝酸 解：濃鹽酸、濃硝酸易揮發(fā)出溶質(zhì)，溶質(zhì)的質(zhì)量減少，溶液的質(zhì)量減少；濃硫酸易吸收空氣中水分，溶劑質(zhì)量增加，溶液質(zhì)量增加；蔗糖溶液質(zhì)量不變．故選C． 答案：選C 點(diǎn)撥：常見(jiàn)酸堿的一些物理性質(zhì)也應(yīng)熟練掌握，學(xué)會(huì)與溶液的有關(guān)知識(shí)結(jié)合運(yùn)用． 2．下列各組反應(yīng)時(shí)，能放出氫氣的是（　?。? A．鋅粒和濃H2

16、SO4 B．鎂帶和稀HNO3 C．銅片和稀HNO3 D．鐵屑和鹽酸 答案：D 點(diǎn)撥：此題考查的是酸和金屬制氫氣的條件，我們知道要能制得氫氣，金屬應(yīng)選用活潑金屬，酸一般選用鹽酸或稀硫酸，而濃H2SO4和硝酸與金屬反應(yīng)不能得到氫氣． 3．“綠色化學(xué)”是21世紀(jì)化學(xué)發(fā)展的主要方面，“綠色化學(xué)”要求從根本上消滅污染，是一門能徹底阻止污染產(chǎn)生的科學(xué)．它包括“原料的綠色化”“化學(xué)反應(yīng)的綠色化”“產(chǎn)物的綠色化”等內(nèi)容，其中“化學(xué)反應(yīng)的綠色化”要求原料物質(zhì)中所有的原子完全被利用且全部轉(zhuǎn)入期望的產(chǎn)品中．下列符合“化學(xué)反應(yīng)的綠色化”的是（提示：有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方程一般用“→”代替“＝＝＝＝”）（　　）

17、A．2C2H4＋O22C2H4O B．實(shí)驗(yàn)室制取CO2 C．2M＋N＝＝＝＝2P＋2Q　2P＋M＝＝＝＝Q（M、N為原料，Q為期望產(chǎn)品） D．用鐵屑、氧化銅、稀硫酸為原料制取銅：CuO＋H2SO4＝＝＝＝CuSO4＋H2O　Fe＋CuSO4＝＝＝＝FeSO4＋Cu 答案：選AC 點(diǎn)撥：這是一道閱讀理解的信息給予題，解題的關(guān)鍵是通過(guò)閱讀理解，提煉出有用的信息，再通過(guò)分析比較，解決問(wèn)題．“化學(xué)反應(yīng)的綠色化”要求原料中所有原子完全被利用且全部轉(zhuǎn)入期望的產(chǎn)品中，這是本題的一條非常關(guān)鍵的信息，只要理解“原子完全被利用且全部進(jìn)入期望的產(chǎn)品中”，問(wèn)題就不難解決． 4．實(shí)驗(yàn)室用鐵、氧化銅、硫酸為原

18、料制取銅，某同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案： 兩個(gè)方案中，較好的是哪個(gè)？簡(jiǎn)述理由． 答案：②；操作簡(jiǎn)便安全、不需加熱、原料消耗少． 點(diǎn)撥：此題是一道典型的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)題．此類題內(nèi)涵豐富，思維容量大，要求對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)原理要熟悉，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)裝置，反應(yīng)條件，實(shí)驗(yàn)操作的可行性、簡(jiǎn)便性、安全性等相關(guān)知識(shí)有深刻的理解，才能對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)方案作出正確的評(píng)價(jià)．如本題中②方案比①方案好，因?yàn)棰诜桨笚l件要求低，均在常溫下進(jìn)行，并制得最終產(chǎn)品銅，且從初始原料進(jìn)入到最終產(chǎn)品的銅元素均可完全被利用，效率高，而方案①在實(shí)驗(yàn)操作中要消耗較多的H2，因此方案②比方案①用的原料Fe和H2SO4要

19、少；其次方案②安全可靠，不會(huì)發(fā)生操作危險(xiǎn)． 5．下列各組氣體均可用固體NaOH干燥的是（　　） A．H2、O2、SO2　　　　　　　　　　　　　 B．CO、CO2、NO2 C．H2、O2、CO　　　　　　　　　　　　　　D．CO2、H2、HCl 答案：選C 點(diǎn)撥：NaOH固體具有吸水性，可以做某些氣體的干燥劑，但由于NaOH能與某些非金屬氧化物反應(yīng)，所以它不能干燥像SO2、CO2、NO2等這樣的酸性氧化物氣體． 【知識(shí)拓展】 在酸與活潑金屬反應(yīng)放出氫氣的性質(zhì)中，除了要定性地分析酸和金屬的選擇條件，還應(yīng)該從定量的角度分析． ［例題］用相同質(zhì)量的鎂和鐵分別和足量的稀硫酸反應(yīng)，能

20、夠正確表示反應(yīng)情況的是下圖中的 ____________圖，其中A表示____________的反應(yīng)情況，B表示____________的反應(yīng)情況． 在此題中我們知道鎂和鐵都能和硫酸反應(yīng)，但反應(yīng)的速率和產(chǎn)氣能力不同，鎂比鐵的反應(yīng)速率快；從化學(xué)方程式的計(jì)算即設(shè)Mg、Fe各1 g 　 Mg＋H2SO4＝＝＝＝MgSO4＋H2↑ Fe＋H2SO4＝＝＝＝FeSO4＋H2↑ 　 24　　　　　 2 56　　　　　 2 　 1　　　　　 x　　　 1　　　　　 y 　x＝　　　　 y＝ 所以x＞y 也就是說(shuō)相等質(zhì)量的鎂和鐵與足量的稀硫酸反應(yīng)，鎂產(chǎn)生的氫氣比鐵

21、要多，所以綜合這兩方面因素，正確的圖示應(yīng)為乙，其中A表示鐵的反應(yīng)情況，B表示鎂的反應(yīng)情況． 練習(xí)：等質(zhì)量三種不同金屬a、b、c分別和足量的、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸反應(yīng)，都生成相同價(jià)態(tài)硫酸鹽，其反應(yīng)情況如下圖所示，問(wèn)： （1）三種金屬的活動(dòng)順序由弱到強(qiáng)的順序是______________________． （2）三種金屬的相對(duì)原子質(zhì)量由大到小的順序是___________________． （3）若b代表鐵，寫(xiě)出它與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________． 【問(wèn)題點(diǎn)撥】 1．指導(dǎo)建議：（1）B　CaCO3＋H2SO4＝＝＝＝CaSO4

22、＋H2O＋CO2↑ （2）CD　使石蕊溶液變紅的是呈酸性的溶液．燒堿具有強(qiáng)腐蝕性，日常生活中不宜用來(lái)去污，一般選擇安全用品． 2．指導(dǎo)建議：石灰水是氫氧化鈣的水溶液，和氫氧化鈉溶液一樣都是無(wú)色的堿溶液，但它們與二氧化碳反應(yīng)的現(xiàn)象卻不同，所以我們可以各取少量?jī)煞N溶液，分別通入二氧化碳，產(chǎn)生渾濁的是石灰水，無(wú)明顯現(xiàn)象產(chǎn)生的是氫氧化鈉溶液． 3．指導(dǎo)建議：法一：取少量廢液于試管中，滴入紫色石蕊試液，如果試液變藍(lán)，則說(shuō)明廢液呈堿性． 法二：取少量廢液于試管中，滴入無(wú)色酚酞試液，如果試液變紅，則說(shuō)明廢液呈堿性． 4．指導(dǎo)建議：因?yàn)樯夷芪c水反應(yīng)CaO＋H2O＝＝＝＝Ca（OH）2，所以它可以做干燥劑．生石灰露置在空氣中會(huì)吸收水分而生成熟石灰，熟石灰與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成白色塊狀的碳酸鈣粘在一起，即CaO＋H2O＝＝＝＝Ca（OH）2　Ca（OH）2＋CO2＝＝＝＝CaCO3↓＋H2O 5．指導(dǎo)建議：設(shè)可生產(chǎn)FeSO4的質(zhì)量為x Fe＋H2SO4?。剑剑剑健eSO4＋H2↑ 　　98　　　　　 152 　　9.8 t·20%　　x x＝＝3.04 t 答：可生產(chǎn)FeSO4 3.04 t． 6 / 6