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第十單元　酸和堿 目錄： 考點梳理 規(guī)律方法探究 自主測試 考點梳理 一、酸、堿、鹽的組成 酸是由氫元素和酸根組成的化合物，如硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCl)、硝酸(HNO3)等。 堿是由金屬元素和氫氧根組成的化合物，如氫氧化鈉、氫氧化鈣等。注意：氨水(NH3H2O)也是堿。 鹽是由金屬離子(或銨根離子)和酸根離子組成的化合物，如氯化鈉、碳酸鈉、氯化銨等。 酸、堿、鹽的水溶液可以導電(原因：溶于水時離解成自由移動的陰、陽離子)。 二、酸堿指示劑 1.定義：與酸或堿溶液 作用 顯示不同的顏色 的物質，叫做酸堿指示劑，通常也簡稱指示劑。 2.常用的指示劑：石蕊溶液和酚酞溶液是兩種常用的指示劑，它們與酸溶液、堿溶液作用時顯示不同的顏色。一般地，石蕊溶液在酸性溶液中顯 紅 色，在堿性溶液中顯 藍 色；酚酞溶液在酸性溶液中顯 無 色，在堿性溶液中顯 紅 色。 三、酸的性質 1.濃鹽酸、濃硫酸的性質 2.鹽酸、稀硫酸的化學性質和用途 注意濃硫酸、硝酸因具有很強的氧化性，與金屬反應不生成氫氣。 四、堿的性質 1.氫氧化鈉和氫氧化鈣的比較 注意使用NaOH必須十分小心，防止皮膚、衣服被它腐蝕，更應該防止它濺到眼睛里。如果萬一將堿液沾到皮膚上，要用較多的水沖洗，再涂上硼酸溶液。 2.堿的通性 (1)具有通性的原因。 由于堿溶于水生成(解離、電離)的陰離子全部是 氫氧根離子 ，所以堿有相似的化學性質。 (2)堿的通性。 ①使指示劑 變色。②與某些 非金屬 氧化物反應，生成鹽和水。③與酸反應，生成 鹽和水 。④與某些鹽反應生成另一種堿和另一種鹽。 注意：只有溶于水的堿才能使指示劑變色。 五、酸和堿之間發(fā)生的反應 1.中和反應 (1)定義： 酸和堿 作用生成 鹽和水 的反應。 (2)實質：酸溶液中的 H+ 和堿溶液中的 OH- 結合生成 水 的過程。 (3)特點：中和反應是放熱反應。 判斷中和反應是否發(fā)生的方法及注意事項： (4)應用。 ①改良土壤的酸堿性：在農業(yè)上常用適量的 熟石灰 改良土壤的酸性。 ②處理工業(yè)廢水：用 熟石灰 來中和硫酸廠中的污水，反應的化學方程式為 Ca(OH)2+H2SO4 =CaSO4+2H2O。 ③用于醫(yī)藥：常用含有 堿性物質 的藥物中和過多的胃酸。 2.溶液酸、堿度的表示方法——pH (1)溶液酸堿性的測定。 實驗室常用 酸堿指示劑 測定溶液的酸堿性，其中 石蕊溶液 和 酚酞溶液 是兩種常用的酸堿指示劑。 (2)溶液酸堿度的測定。 常用 pH試紙 測定溶液的 酸堿性強弱 即溶液的酸堿度，溶液的pH范圍通常在 0~14 之間。溶液pH與酸堿性關系為： (3)測定溶液pH的方法。 在 白瓷板或玻璃片 上放一片pH試紙，用玻璃棒蘸取待測液體滴 到 試紙上，把 試紙顯示的顏色 與 標準比色卡 對比，即可得出被測溶液的pH，此法測得的pH為整數(shù)值。 (4)溶液酸堿度的應用。 ①在農業(yè)生產中，農作物一般適宜在pH為 7或接近7 的土壤中生長。 ②測定雨水的pH(因溶解有CO2，正常雨水的pH約為 5.6 ，酸雨的pH 小于5.6 )，可以了解空氣的污染情況。 ③測定人體內或排出液體的pH，了解人體的健康狀況。 注意 (1)測定溶液的pH時，不能將試紙浸入待測液體。 (2)不能將pH試紙潤濕，也不能用帶有水滴的玻璃棒蘸取待測液體，否則測量值可能不準確。 3.溶液的pH與酸堿性的關系 (1)pH與溶液酸堿性的情況(通常)。 (2)改變溶液pH的方法。 ①對于酸性溶液，可通過加水稀釋或加入堿性溶液的方法使其pH增大。 ②對于堿性溶液，可通過加水稀釋或加入酸性溶液的方法使其pH減小。 (3)酸溶液與酸性溶液。 ①酸溶液指酸的水溶液，即以酸作溶質的溶液。 ②酸性溶液指呈酸性(pH<7)的溶液。 ③相互關系：酸溶液一定呈酸性，但呈酸性的溶液不一定是酸溶液，如(NH4)2SO4等溶液的pH也小于7，呈酸性，但(NH4)2SO4屬于鹽。 (4)堿溶液與堿性溶液。 ①堿溶液是指以堿作溶質的溶液。 ②堿性溶液指顯堿性(pH>7)的溶液。 ③相互關系：堿溶液一定呈堿性，堿性溶液不一定是堿溶液，如純堿溶液的pH大于7，呈堿性，但純堿屬于鹽。 規(guī)律方法探究 歸類示例一　酸堿指示劑 【例1】 許多植物的花、果、莖、葉中都含有色素，這些色素在酸性溶液或堿性溶液里會顯示不同的顏色，可以作為酸堿指示劑?，F(xiàn)取三種花瓣，分別放在研缽中，加入酒精研磨后得到花汁的酒精溶液。各取少許溶液，用稀酸或稀堿檢驗，結果如下： 請回答：(1)不能用作酸堿指示劑的是萬壽菊　 　，三種物質中理想的指示劑是　　大紅花　 。 (2)玫瑰花汁中加入肥皂水后呈現(xiàn)的顏色是　綠色　 。 解析：由于萬壽菊花汁在酸性、堿性、中性溶液中沒有顏色變化，不能作酸堿指示劑；大紅花花汁在三種溶液中顏色變化明顯，是理想的指示劑。肥皂水顯堿性，在玫瑰花汁中加入肥皂水后呈現(xiàn)綠色。 歸類示例二　溶液的酸堿性與溶液的pH 【例2】 下圖表示的是一些物質在常溫下的近似pH，回答下列問題： (1)廚房清潔劑顯堿 性，在少量廚房清潔劑中滴入幾滴酚酞溶液，溶液呈紅 色。 (2)酸雨的酸性比正常雨水的酸性　強　(填“強”或“弱”)。 (3)測量蘋果汁的pH時，pH試紙是否需要先用蒸餾水潤濕? 　否　(填“是”或“否”)。 解析： (1)由題中信息可知，廚房清潔劑的pH在12~13之間，顯堿性，在廚房清潔劑中滴入幾滴酚酞溶液，溶液變?yōu)榧t色； (2)酸雨的pH小于正常雨水的pH，故酸雨的酸性比正常雨水的酸性強； (3)測量蘋果汁的pH時，不能先用蒸餾水把pH試紙潤濕，若先用水潤濕，會使測定結果偏大。 歸類示例三　酸的性質和用途 【例3】 如圖所示，若將稀硫酸比作初三學生，在“應急演練”中要從樓頂入口處由上至下疏散到出口處，各層都有三道門(空白處為通道)，稀硫酸要在每層中至少打開一道門(即能與稀硫酸反應的物質)才能到達出口處，請根據(jù)圖示回答以下問題。 (1)若按“距離最短”的原則疏散，則其疏散路線由上至下依次為 進口→　Fe→Fe2O3→Ca(OH)2→BaCl2→Na2CO3　(填化學式)→出口。所有樓層中能與稀硫酸反應的物質共有　 8 種。 (2)寫出疏散路線上第三層中的物質與二氧化碳發(fā)生反應的化學方程式：　Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+H2O　。若將稀硫酸改為稀鹽酸則無法通過第　二　　層。 解析：由酸的通性可知，酸與活潑金屬(在金屬活動性順序中排在氫前面)反應、金屬氧化物、堿、鹽(酸與鹽反應有氣體、沉淀或水生成)。 (1)若按“距離最短”的原則疏散，則其疏散路線由上至下依次為：先與鐵反應，再與氧化鐵反應，再與氫氧化鈣反應，再與氯化鋇反應，再與碳酸鈉反應；能與稀硫酸反應的物質有鐵、鎂、氧化鐵、氫氧化鈣、氫氧化銅、氫氧化鐵、氯化鋇、碳酸鈉8種； (2)氫氧化鈣與二氧化碳反應的化學方程式為Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+H2O；若將稀硫酸改為稀鹽酸則無法通過第二層，因為第二層中的氯化鋇、硫酸鈉、硝酸鉀都不能與稀鹽酸反應。 歸類示例四　堿的性質和用途 【例4】 氫氧化鈣和氫氧化鈉都是常用的堿。 (1)請寫出氫氧化鈣與下列物質反應的化學方程式。 ①與鹽酸反應：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O ； ②與碳酸鈉溶液反應：Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH　； ③與二氧化碳反應：Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O 。 上述反應中，屬于堿的共同性質的是①③　(填編號)。 (2)氫氧化鈣的下列用途中，不能用氫氧化鈉來代替的是 　②③　　(填編號)。 ①中和廢水中的過量硫酸　②改良酸性土壤?、蹤z驗二氧化碳 解析：(1)①氫氧化鈣與鹽酸反應生成氯化鈣和水；②碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉；③氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣和水。上述反應中，除氫氧化鈣外，其他的堿也能與鹽酸、二氧化碳反應，而碳酸鈉不能與氫氧化鈉反應，故①③屬于堿的共同性質； (2)氫氧化鈉顯堿性，可以中和廢水中的過量硫酸，氫氧化鈉具有很強的腐蝕性，不能用來改良酸性土壤，二氧化碳與氫氧化鈉反應無現(xiàn)象，不能用來檢驗二氧化碳。 歸類示例五　酸堿之間的中和反應 【例5】 某研究性學習小組對中和反應進行探究，請你參與實驗： 實驗1：證明酸與堿發(fā)生了反應。 稀鹽酸與NaOH溶液混合沒有明顯現(xiàn)象，小麗同學按圖甲進行實驗，證明了鹽酸與NaOH溶液發(fā)生化學反應，她依據(jù)的實驗現(xiàn)象是　 滴有酚酞的NaOH溶液由紅色變無色 。 實驗2：證明酸與堿反應有水生成。 小明同學取變色硅膠固體(吸水后由藍色變紅色)、無水醋酸(一種酸，常溫下為無色液體)和氫氧化鈉固體進行圖乙所示的三個實驗。 (1)觀察發(fā)現(xiàn)實驗①、②的硅膠不變色，這兩個實驗的實驗目的是　 證明反應物中沒有水 。 (2)加入試劑后，要迅速塞緊橡膠塞的原因是防止空氣中的水分進入試管干擾實驗 。 (3)能證明酸與堿反應有水生成的現(xiàn)象是試管③中硅膠由藍色變?yōu)榧t色試管①②中硅膠不變色 。 實驗3：測量酸與堿反應過程的pH、溫度變化 取一定量的稀鹽酸，逐滴勻速滴加NaOH溶液，用傳感器實時獲得溶液的pH、溫度變化曲線(如圖丙)。 (1)0~t1時，溶液的酸堿性變化情況是溶液酸性減弱，t1時變?yōu)橹行浴? (2)由圖丙分析，酸與堿發(fā)生反應的依據(jù)是溶液pH變大，t1時pH=7　，酸與堿的反應是　放熱　　(填“吸熱”或“放熱”)反應。 解析：實驗1根據(jù)溶液中顏色的變化確定鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生了中和反應；實驗2中①和②的實驗目的是證明無水醋酸和氫氧化鈉固體中無水，不能使硅膠變色。為了防止空氣中水分進入試管中對實驗產生干擾，實驗過程中要迅速塞緊橡膠塞。根據(jù)硅膠由藍色變?yōu)榧t色證明反應中有水生成；實驗3中0~t1時， (1)溶液的pH逐漸增大，酸性減弱，t1時，pH=7為中性； (2)根據(jù)溶液pH變大，說明酸與堿發(fā)生反應，t1時pH=7，隨著反應的進行溶液溫度升高，說明中和反應是放熱反應。 自主測試 1.一些食物的近似pH如下：其中顯堿性的食物是(　D　) A.葡萄汁 B.蘋果汁 C.牛奶 D.雞蛋清 解析：當溶液的pH等于7時，呈中性；當溶液的pH小于7時，呈酸性；當溶液的pH大于7時，呈堿性。 2.下列實驗現(xiàn)象的描述中，正確的是(　D　) A.打開盛濃鹽酸的試劑瓶蓋，瓶口有大量白煙產生 B.鐵銹與稀鹽酸完全反應后，溶液由無色變成了淺藍色 C.硫在氧氣中燃燒，發(fā)出淡藍色的火焰，放出大量的熱 D.滴有石蕊的氫氧化鈉溶液中逐滴加入過量鹽酸，溶液由藍色變成紅色 解析：濃鹽酸具有揮發(fā)性，打開盛有濃鹽酸的瓶蓋，在瓶口上方出現(xiàn)白霧，而不是白煙，A項錯誤；鐵銹的主要成分是氧化鐵，與鹽酸反應生成氯化鐵和水，溶液由無色變成了黃色，B項錯誤；硫在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍紫色火焰，C項錯誤；氫氧化鈉溶液顯堿性，紫色石蕊溶液遇堿變藍色，遇酸變紅色，故向滴有石蕊的氫氧化鈉溶液中逐滴加入鹽酸，溶液由藍色逐漸變成紅色，D項正確。 3.紫甘藍汁性質穩(wěn)定，其顏色隨pH改變而發(fā)生如下變化： 下列分析錯誤的是(　D　) A.紫甘藍汁可用作酸堿指示劑 B.將紫甘藍汁加入到不同堿性溶液中，可能顯示出多種顏色 C.與石蕊溶液相比，紫甘藍汁可粗略測定溶液的酸堿度 D.向滴有紫甘藍汁的氫氧化鈉溶液中加入鹽酸，若溶液變色則說明一定恰好完全反應 4.廁所清潔劑的主要成分是鹽酸，爐具清潔劑的主要成分是氫氧化鈉。關于這兩種清潔劑的敘述正確的是(　D　) A.測得廁所清潔劑的pH=13 B.測得爐具清潔劑的pH=1 C.廁所清潔劑能使紫色石蕊溶液變藍 D.爐具清潔劑能使無色酚酞溶液變紅 解析： A.廁所清潔劑的主要成分是鹽酸，顯酸性，測得廁所清潔劑的pH應小于7，故選項說法錯誤；B.爐具清潔劑的主要成分是氫氧化鈉，顯堿性，測得爐具清潔劑的pH應大于7，故選項說法錯誤；C.紫色石蕊溶液遇酸性溶液變紅，遇堿性溶液變藍，廁所清潔劑顯酸性，能使紫色石蕊溶液變紅，故選項說法錯誤；D.無色酚酞溶液遇酸性溶液不變色，遇堿性溶液變紅，爐具清潔劑顯堿性，能使無色酚酞溶液變紅，故選項說法正確。故選D。 5.鹽酸和滴有酚酞的氫氧化鈉溶液發(fā)生反應時，溶液的pH變化如圖所示，有關說法錯誤的是(　B　) A.該實驗是向氫氧化鈉溶液中滴加鹽酸 B.x點時，溶液中只含有一種溶質 C.y點表示鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應 D.y點和z點時，溶液均呈現(xiàn)無色 解析：由圖像可知，溶液的pH由大于7逐漸到小于7，因此說明該實驗是向氫氧化鈉溶液中滴加鹽酸，A項正確；x點時，溶液呈堿性，說明氫氧化鈉有剩余，因此溶液中含有的溶質是氫氧化鈉和氯化鈉，B項錯誤；y點溶液的pH=7，因此表示鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應，C項正確；y點時溶液呈中性，z點時溶液呈酸性，因此溶液均呈現(xiàn)無色，D項正確。 6.下表記錄了物質X的溶液分別加入到另外三種物質的溶液中產生的現(xiàn)象。則物質X的化學式可能是(　C　) A.Ca(OH)2 B.CuSO4 C.HCl D.NaCl 解析：如物質X是氫氧化鈣，則它與氫氧化鈉不反應沒現(xiàn)象，與碳酸鈉能反應生成的是白色沉淀碳酸鈣，使紫色石蕊變藍，A項錯誤；如物質X是硫酸銅，它與氫氧化鈉和碳酸鈉均產生藍色沉淀，由于硫酸銅溶液呈中性，所以不能使石蕊溶液變色，B項錯誤；如物質X是鹽酸，它與氫氧化鈉反應但無明顯現(xiàn)象，與碳酸鈉能反應生成二氧化碳氣體，有氣泡生成，能使石蕊溶液變紅，C項正確；如物質X是氯化鈉，它與氫氧化鈉不反應無現(xiàn)象，與碳酸鈉不反應無現(xiàn)象，NaCl的溶液呈中性，所以不能使石蕊變紅，D項錯誤。 7.化學反應過程中常常伴隨產生一些現(xiàn)象，同學們發(fā)現(xiàn)將CO2通入NaOH溶液時沒有明顯的現(xiàn)象發(fā)生，為此，他們進行了如下探究： (1)小明把一支收集滿CO2的試管倒立在盛有飽和NaOH溶液的燒杯中(如圖1所示)，觀察到試管內液面上升，原因是 　CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O　(用化學方程式表示)。 討論分析后，同學們認為導致試管內液面上升還有另一種原因，請簡要說明二氧化碳被水吸收了 。 (2)為了進一步驗證CO2與NaOH溶液確實發(fā)生了反應，小紅設計了如下方案： 分別取上述實驗后的溶液于A、B兩支試管中(如圖2所示)，向試管A中滴加足量的稀鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是有氣泡產生，反應的化學方程式為　Na2CO3+2HCl= 2NaCl+H2O+CO2↑；向試管B中滴加氯化鋇溶液，觀察到的現(xiàn)象是　有白色沉淀產生　，反應的化學方程式為　Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl。雖然實驗的現(xiàn)象不同，但都能證明CO2與NaOH溶液確實發(fā)生了化學反應。 (3)實驗過程中需要吸收CO2時，大多會選擇NaOH溶液，但是，檢驗CO2時常常選擇新配制的澄清石灰水，請簡要解釋原因。 氫氧化鈉的溶解度比氫氧化鈣大，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以除去二氧化碳常用氫氧化鈉溶液，而檢驗二氧化碳要用澄清石灰水。 解析： (1)二氧化碳不但能與氫氧化鈉反應，而且也能溶于水。 (2)二氧化碳與氫氧化鈉反應生成了碳酸鈉，所以可用鹽酸來檢驗是否有碳酸鈉生成，也可用氯化鋇來檢驗是否有碳酸鈉生成。 (3)因為氫氧化鈉的溶解度比氫氧化鈣大，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以除去二氧化碳常用氫氧化鈉溶液，而檢驗二氧化碳要用澄清石灰水。 8.某化學實驗小組欲探究鹽酸、氫氧化鈣兩種物質的化學性質，取8支試管分別用A~H編號后，做如圖實驗。 (1)實驗中觀察到有氣泡出現(xiàn)的試管是　BD　 (填字母，下同)，有沉淀生成的試管是　G 。 (2)寫出實驗中無明顯現(xiàn)象產生的試管中發(fā)生反應的化學方程式：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O 。 (3)實驗后某試管中為紅色溶液，當向其中加入過量的NaOH溶液后，溶液變?yōu)樗{色。由此推斷，該試管中最初盛有的物質是紫色石蕊溶液　。 解析： (1)酸與金屬反應生成鹽和氫氣，酸與碳酸鹽反應生成鹽、水和二氧化碳，氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，所以實驗中觀察到有氣泡出現(xiàn)的試管是B、D，有沉淀生成的試管是G； (2)氫氧化鈣與鹽酸反應的生成物是氯化鈣和水，所以反應過程中無明顯現(xiàn)象，化學方程式為Ca(OH)2+2HCl = CaCl2+2H2O； (3)在A試管中盛有紫色石蕊溶液，加入鹽酸后，顯酸性，酸能使紫色石蕊溶液變紅色，再向其中加入氫氧化鈉等堿性溶液，當氫氧化鈉等把鹽酸反應掉后，顯堿性，堿能使紫色石蕊溶液變藍色。 9.同學們在學習堿的化學性質時，進行了如圖所示的實驗。 (1)實驗甲中可觀察到的現(xiàn)象是　生成白色沉淀??；氫氧化鈉與鹽酸反應沒有明顯現(xiàn)象，實驗乙中滴加酚酞有　指示氫氧化鈉是否被鹽酸完全中和 作用。實驗丙中發(fā)生反應的化學方程式為　CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。 (2)實驗結束后，同學們將甲、乙、丙三個實驗的廢液倒入同一個干凈的廢液缸中，最終看到廢液渾濁并呈紅色，則： 【提出問題】廢液中含有哪些物質? 【交流討論】①一定含有的物質：碳酸鈣、指示劑、水和　氯化鈉 　(寫物質名稱)。 ②還含有能使廢液呈堿性的物質，能使廢液呈堿性的物質是什么?同學們有如下猜想。 猜想一：只有碳酸鈉； 猜想二：只有氫氧化鈣； 猜想三：是氫氧化鈉和碳酸鈉。 你認為還可能是　氫氧化鈉和氫氧化鈣　(寫一種猜想)。 【實驗設計】同學們想用實驗來驗證上述猜想，設計如下實驗。請你將實驗設計補充完整。 【反思拓展】在分析化學反應后所得物質的成分時，除了考慮生成物外還需考慮　反應物是否有剩余　。 解析： (1)實驗甲中碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀，故可以觀察到有白色沉淀產生；由于氫氧化鈉與鹽酸反應沒有明顯現(xiàn)象，加入無色酚酞可以根據(jù)顏色的變化來指示酸堿溶液是否完全反應；實驗丙中氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，故反應化學方程式為Na2CO3+Ca(OH)2 ==CaCO3↓+2NaOH； (2)①由于鹽酸與氫氧化鈉反應生成了氯化鈉，而氯化鈉顯中性又不與其他物質反應，所以一定含有氯化鈉； ②使廢液呈堿性的物質有氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉，因此溶液中含有以上三種物質中的一種或兩種，但不能剩氫氧化鈣和碳酸鈉，因為二者繼續(xù)反應，故只可能是氫氧化鈉或氫氧化鈣或碳酸鈉或氫氧化鈉和氫氧化鈣或氫氧化鈉和碳酸鈉； 【實驗設計】根據(jù)預計現(xiàn)象①有白色沉淀，溶液呈紅色可知，廢液中含有堿性的物質是碳酸鈉和氫氧化鈉，故加入過量的氯化鈣溶液檢驗即可；若堿性的物質只有碳酸鈉，則加入過量的氯化鈣溶液后會出現(xiàn)白色沉淀，溶液由紅色變?yōu)闊o色；若加入過量的氯化鈣溶液，沒有白色沉淀生成，溶液仍為紅色，則廢液中含有堿性的物質只有氫氧化鈣； 【反思拓展】在分析化學反應后所得物質的成分時不僅需要考慮生成物有什么，還需要考慮反應物中什么物質過量。