常見的酸和堿

常見的酸和堿【知識和技能基本要求】學習目標1、 知道濃硫酸、濃鹽酸的物理性質；了解稀鹽酸、稀硫酸的主要化學性質及用途；2、 知道燒堿、消石灰、氨水的物理性質；了解氫氧化鈉、氫氧化鈣的主要化學性質和用途；3、 認識強酸和強堿的腐蝕性；4、 初步認識常見的復分解反應；5、 認識常見的酸和堿在生產、生活中的應用；6、 初步學會用科學探究的方法認識酸和堿的性質。重點難點1、 稀鹽酸、稀硫酸的主要化學性質及用途；2、 氫氧化鈉、氫氧化鈣的主要化學性質和用途；3、 酸和堿的通性；4、 復分解反應常見的酸濃硫酸和濃鹽酸的物理性質濃硫酸：無色液體，較粘稠。常用濃硫酸中H2SO4質量分數約為98%，密度1.84g仆幽'，沸點338°C。濃鹽酸：無色、有刺激性酸味。工業(yè)品的濃鹽酸因含雜質而顯黃色。實驗室常用濃鹽酸的密度為1.19g/u幽'，HCl質量分數約為38%。鹽酸是揮發(fā)性酸，故裝有濃鹽酸的試劑瓶應用玻璃塞塞緊放于陰涼處。敞開濃鹽酸試劑瓶會有白色酸霧在瓶口生成，這是因為濃鹽酸中的氯化氫氣體揮發(fā)出來與空氣中的水蒸氣結合，形成鹽酸小液滴。稀鹽酸、稀硫酸的主要化學性質及用途與金屬的反應鎂、鋁、鋅、鐵等活動性較強的金屬都能與稀硫酸、鹽酸發(fā)生置換反應，放出氫氣，同時生成一種稱為鹽（salt）的化合物。Mg+ =H2t+蜘8O4Mg+2HCI=地T+MgCl22點+3H猝4=3^2T+^/2（SO4）32AI+6HCI=3H2T+旗皿Zn+H2SO^=珞T+Z履O*&+2故7=%T+Z叫與金屬氧化物的反應稀硫酸、鹽酸還能與鐵銹的主要成分氧化鐵和某些金屬氧化物發(fā)生反應，使之溶解。FeO+3HSO=Fe（SO】+3Hq2324 2、4,3 2FeO+6HCl=2FeCl+3HO23 3 2鹽酸的用途鹽酸能用于制造氯化鋅等氯化物，也能用于從礦石中提取鐳、釩、鎢、錳等金屬，制成氯化物。隨著有機合成工業(yè)的發(fā)展，鹽酸（包括氯化氫）的用途更廣泛。如制聚氯乙烯塑料，用于合成多種有機氯化物，用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造鹽酸奎寧（治療瘧疾?。┑榷喾N有機藥劑的鹽酸鹽等。硫酸的用途硫酸是一種非常重要的化工原料，幾乎所有的工業(yè)都直接或間接地用到它。硫酸在肥料生產上的應用主要是制造硫酸銨和處理磷礦石生產過磷酸鈣。例如，每生產1t硫酸銨約需750kg硫酸，每生產1t普鈣需硫酸350kg?400kg。硫酸還用于農藥的生產。在冶金工業(yè)上，電解精煉Cu、Zn、Ni時，電解液就要用硫酸配制。在金屬加工時，硫酸又常用來進行“鋼鐵酸洗”，以除去鋼鐵表面的鐵銹。在石油工業(yè)上，硫酸主要用于原油的處理，除去其中的硫化物和不飽和烴。硫酸還用于化學纖維和塑料的生產。在許多醫(yī)藥如磺胺藥物、阿司匹林、咖啡因等的生產都需用硫酸。國防上生產火藥也需用硫酸，每生產1tTNT約需硫酸360kg，生產1t苦味酸約需硫酸1300kg。酸：溶液顯酸性是由于溶液中含有一類叫酸的物質。如二氧化碳水溶液中的碳酸（丑KQ），白醋中的醋酸（CH^COOH），胃酸中的鹽酸（丑C7）等都是酸。酸溶于水，都能產生氫離子（丑*）。拓展視野：濃硫酸無色液體，較粘稠。密度1.84克/厘米3（96?98%）,沸點338°C（98.3%）。吸水性強，可用作氣體干燥劑（不能用于干燥H2S、HI、HBr、NH3等），溶于水時放出大量熱，稀釋時只能緩慢注酸入水同時攪拌，以防劇烈放熱酸液飛濺傷人。具有酸性、氧化性、吸水性和脫水性。其吸水性指吸游離水分，可用于有機合成時吸收生成的水以利反應進行。如羧酸與醇的酯化、苯與硝酸的硝化，皆需濃硫酸為吸水劑（有的還兼作催化劑）；用作干燥劑也是吸水性的表現。脫水性能指由化合物中氫、氧元素按H：0=2：1的原子個數比脫去。如乙醇與濃硫酸共熱制乙烯或乙醚、甲酸用濃硫酸脫水制C0，以及使紙張、糖發(fā)生炭化（有時有副反應）等。其氧化性表現于如熱濃硫酸與Fe、Cu、Ag等作用，有S02生成（若有硫酸鹽生成可視為還體現了硫酸的酸性）；冷濃硫酸使Al、Fe鈍化；熱濃硫酸與C、S、P反應生成SO2、H2O和碳、硫的二氧化物或磷酸。此外濃硫酸于常溫即可使I-、S2-、Br-、H2S、HI、HBr氧化，但不能氧化Cl-，加熱時亦如此。在有機物磺化時濃硫酸為磺化劑。常見的堿石灰水和氨水都呈堿性，這是因為石灰水中含有堿氫氧化鈣，氫氧化鈣俗稱消石灰或熟石灰。氨水（旅^的水溶液）也是堿。氫氧化鈉俗稱燒堿、火堿或苛性鈉，是一種重要的堿。探究活動實驗1：觀察固體燒堿、消石灰和氨水的顏色、狀態(tài)，正確地聞氨水的氣味。在表面皿中放一些固體燒堿，露置在空氣中一段時間，觀察它發(fā)生什么變化。小結：燒堿、消石灰都是白色的固體，氨水為無色的液體，氨水有氨臭氣味。露置在空氣中的燒堿會變得潮濕，這是因為燒堿能吸收空氣中的水蒸氣。實驗2：在試管中加一些固體氫氧化鈉，加入水，振蕩，觀察它的溶解過程，并摸一摸試管外壁，感覺溫度的變化。小結：氫氧化鈉易溶于水，溶解時候放熱，氫氧化鈉的水溶液有滑膩感。實驗3：在硫酸銅溶液中滴加石灰水小結：硫酸銅溶液能與氫氧化鈣反應，生成藍色EE'沉淀。CuSO^Ca（pH\=Cu（pH\I+CaSO^燒堿與蛋白質、油脂的作用實驗1:將適量的頭發(fā)（主要成分是蛋白質）放入濃氫氧化鈉溶液中加熱。小結：頭發(fā)在堿性溶液中光澤、強度等性質都有了變化。實驗2：將雞蛋清放入濃氫氧化鈉溶液中，振蕩均勻。小結：蛋清凝固成膠狀物。實驗3：在氫氧化鈉溶液中滴加1-2滴食用油，充分振蕩。小結：食用油溶解，燒堿能與油脂發(fā)生皂化反應。的。冏溶液和石灰水都能吸收二氧化碳氣體，發(fā)生如下反應：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Ca（OH）2=CaCO3l+H2O溶液和石灰水都能與esq溶液反應，生成藍色5睥'由沉淀。CuSO4+Ca（OH）2=Cu（OH）2l+CaSO4CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2l+Na2SO4兩種化合物相互交換成分，生成兩種新的化合物。這類反應稱為復分解反應。AB+CD=AD+CB堿：溶液顯堿性因為溶液中含有一類叫堿的物質。如石灰水中的氫氧化鈣［。就°丑由］、氫氧化鈉（NaOH，俗稱燒堿），等都是常見的堿。堿溶于水，都能產生氫氧根離子（°H~）。拓展視野：酸堿理論的發(fā)展什么是酸？什么是堿？人們對它們的認識是不斷深化、不斷完善的。17世紀前，人們對酸堿的認識十分模糊，只憑感覺器官的感受決定。例如，酸指一切有酸味的物質（如醋酸、乳酸），堿指一切有澀味而溶液有滑膩感的物質（如苛性鈉、苛性鉀）。這樣劃分酸和堿是很不科學的。一切有酸味的物質并不都是酸，如苦味酸。也不是所有堿都有澀味和滑膩感，如碳酸鈉就不是堿。而且用感覺來判別酸和堿很不衛(wèi)生，甚至會傷害身體。更何況許多酸和堿是不允許用舌頭來品嘗的，而濃酸、濃堿也不允許用手觸摸。到17世紀末，英國化學家波義耳根據實驗總結出樸素的酸堿理論：凡物質的水溶液能溶解某些金屬，跟堿接觸會失去原有特性，而且能使石蕊試液變紅的物質叫酸；凡物質的水溶液有苦澀味，能腐蝕皮膚，跟酸接觸后失去原有特性，而且使石蕊試液變藍的物質叫堿。雖然波義耳的酸堿定義比以往的高明得多，但仍很不完善。它易跟一些鹽混淆起來。例如，氯化鐵溶液符合波義耳的定義，但它是鹽不是酸。碳酸鉀也符合波義耳堿的定義，但它也是鹽。進一步發(fā)展酸堿理論的是法國化學家拉瓦錫，他認為氧是酸堿的靈魂，他果斷地提出一切非金屬氧化物溶于水生成的是酸，如二氧化硫溶于水生成亞硫酸，二氧化碳溶于水生成碳酸。一切金屬氧化物溶于水生成的是堿，如氧化鉀和氧化鈉溶于水生成苛性鉀和苛性鈉。拉瓦錫的酸堿理論很快被化學界接受。日文中稱氧為酸素，就是受拉瓦錫酸堿理論影響的結果。經過仔細研究，拉瓦錫的酸堿理論仍有破綻。早在1789年法國年輕化學家文托雷就指出氫氰酸不含氧，但它有一切酸的性質。后來英國化學家戴維用多種實驗事實證明，氫漠酸、鹽酸和氫碘酸中都不含氧，卻有酸的一切性質。1883年，瑞典化學家阿倫尼烏斯創(chuàng)立電離學說后，酸堿理論進一步得到完善?；瘜W家從此規(guī)定電解質電離時所產生的陽離子全部是氫離子的化合物叫酸，電離時所生成的陰離子全部是氫氧根離子的叫堿。根據這一新定義，人們可根據酸、堿電離出氫離子和氫氧根離子的多少，定量地來決定酸堿的強弱?，F今在中學課本里用的仍是這個酸堿定義。然而，根據阿倫尼烏斯電離學說規(guī)定的酸堿定義，只適用于水溶液，在非水溶液和無水條件下就無能為力了。例如，按上述定義純凈的氯化氫氣體就不是酸了，因此1923年丹麥化學家布朗斯特(J.N.Bronsted，1879—1947)和英國化學家勞瑞(T.M.Lowry，1874—1936)提出質子酸堿理論。認為任何能放出質子的物質都是酸，任何能接受質子的物質都是堿。在質子酸堿理論中，酸堿反應是有質子轉移的化學反應。這個理論的優(yōu)點是：其一，不硬性規(guī)定哪一個物質是酸或堿，而要看物質在反應中所起的作用才能判定，同一物質在不同反應中可以有不同的身份。其二，這一理論可用于非水體系或無水條件，如無水醋酸跟氨氣的反應：其三，質子理論比阿倫尼烏斯理論更好地判斷酸和堿。例如，同屬強酸的hno3和h2so4究竟何者更強，在阿倫尼烏斯理論中是無法判斷的。但在質子理論中就可相互比較。從質子理論中酸和堿的定義來看，任何一種酸必定跟一種堿存在相互依存的關系。例如，HAc是一種酸，它跟Ac-(一種堿)有相互對應的關系。酸和堿之間的這種相互依存關系叫做共軛關系。因此有人把質子酸堿理論叫做共軛酸堿理論。質子酸堿理論的缺點是其適用范圍只限于含氫的物質，對一些明顯具有酸性的氧化物，如三氧化硫、二氧化硅、二氧化碳等，由于不含氫，就不能納入酸的范圍了。于是1932年美國化學家路易斯(G.N.Lewis，1875—1946)提出更廣泛的酸堿理論。他把一切能接受電子對的物質叫酸，一切能給出電子對的物質叫堿。這樣一來一切有電子空軌道的物質都是酸，一切有未共用電子對的物質都是堿。誠然，路易斯的酸堿理論含義太廣泛，有時用起來反而不方便，目前在水溶液中應用阿倫尼烏斯的酸堿理論，在非水溶液中用質子酸堿理論。酸和堿的腐蝕性酸和堿都具有一定的腐蝕性，它們能腐蝕金屬、紙張、衣服、皮膚等，濃硫酸的腐蝕性更強。因此，使用酸、堿時都要十分小心。若不慎在皮膚或者衣服上沾上少量酸或堿，應立即用大量水沖洗干凈?！镜湫屠}】例1、下列物質在空氣中敞口放置，因發(fā)生化學變化而質量增加的是A.氯化鈉固體 B.氫氧化鈉固體 C.濃硫酸D.濃鹽酸答案：B解析：此題的解題關鍵是：質量的增加是因化學變化而引起的.B、C選項中的質量均會增加，但C項中濃硫酸質量增加是因濃硫酸吸水而形成的，沒有發(fā)生化學變化，B項中氫氧化鈉固體質量增加的原因有兩點：一是氫氧化鈉固體因易潮解而吸收空氣中的水分，二是氫氧化鈉固體與空氣中的CO2反應而造成質量增加，所以答案應為B。例2、某氫氧化鈉已保存很長時間，你如何用實驗證明它是否已有一部分吸收了空氣中的CO2變成了碳酸鈉？解析：取少量樣品溶解在少量蒸餾水中，向溶液里滴加稀鹽酸，如果有氣體生成，說明氫氧化鈉已有部分變成碳酸鈉，有關反應如下：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONa2CO3+2HCl=2NaCl+CO21+H2O（此為檢驗CO^的方法）；而NaOH+HCl=NaCl+H2O若不變質，滴加鹽酸不會有氣體放出。例3、稀硫酸可使紫色的石蕊試液變紅。我們已經知道，在稀硫酸中存在H2O分子、SO.和H+，請你設計一個簡單實驗研究下面的問題：可能是哪一種粒子使紫色石蕊試液變紅？（寫出簡要的實驗步驟、觀察到的現象以及由此得出的結論）解析：此題既考查了學生對物質性質掌握的靈活程度，又考查了學生實驗設計的能力。根據酸的性質，我們知道，使紫色石蕊試液變紅是酸的通性之一，肯定這一性質是由H+所引起的。設計該實驗的途徑就應先將紫色石蕊試液滴入含有h2o分子、so：-，而不是酸性的溶液，再將紫色石蕊試液滴入稀硫酸（含H+、SO；「、水分子），就不難依據實驗現象得出結論。答案：取少量Na2SO4溶液（內含H2O分子、SO；「、Na+），放入一潔凈的試管，然后向試管內滴入2?3滴紫色的石蕊試液，結果紫色的石蕊試液仍呈紫色，說明紫色的石蕊試液變紅不是由H2O分子和SO廠引起的，說明稀硫酸可使紫色石蕊試液變紅，是由H+引起的。例4、為了區(qū)別稀鹽酸和稀H2SO4，最好選用下列試劑中的

A.紫色石蕊試液 B.Na2CO3溶液 C.BaCl2溶液 D.硝酸銀溶液解析：稀鹽酸和稀硫酸是兩種常見的酸，都具有酸的通性，遇紫色石蕊試液都顯紅色，遇碳酸鈉溶液都放出二氧化碳氣體，A、B現象相同，無法區(qū)別；鹽酸與氯化鋇溶液不反應，硫酸與氯化鋇溶液反應且生成白色沉淀，故C可用于鑒別；鹽酸與硝酸銀溶液反應生成白色凝乳狀氯化銀沉淀，而稀硫酸與硝酸銀溶液反應生成微溶于水的硫酸銀白色沉淀，兩者現象相近，不宜用作區(qū)別鹽酸和稀硫酸的試劑，所以應選C。例5、要除去下列物質中的雜質（括號內的物質為雜質），將所需試劑的名稱填寫在橫線上：（1）鹽酸（硫酸）；（2）銅（氧化銅）；（3）硝酸（鹽酸）；（4）氯化鈉溶液（碳酸鈉溶液）。答案：（1）氯化鋇溶液（2）鹽酸或硫酸（3）硝酸銀溶液（4）鹽酸解析：物質的'除雜質”操作，一般應遵循以下幾條原則：①不土一在除去原有雜質的同時不能增加新的雜質；②不減——在除雜質的過程中不能減少被提純的物質；③易分——操作簡單易行，被除去的雜質和新引入試劑都應易于分離除去。兩種酸混合時，提純的方法大都是加入一種試劑與雜質反應生成沉淀物和欲提純的物質，再用過濾的方法除去沉淀得到較純的酸。鹽酸中混有硫酸，可用鋇鹽將SO；「沉淀出來，為了不引入新的雜質，應用BaCl2溶液。硝酸中混有鹽酸，可用AgNO3溶液與鹽酸反應，再用過濾的方法把AgCl除去，得到較純的硝酸。在用酸做試劑除雜質時，常用的方法有兩種：一是利用酸與一種物質起反應，與另一種物質不起反應，再用過濾等操作將雜質除去；如（2）中除去銅中的氧化銅雜質可選鹽酸或硫酸。二是利用酸跟雜質反應，并將雜質轉化為欲提純的物質；如（4）中NaCl溶液中混有的Na2CO3溶液，應加入適量鹽酸。【課堂練習】1、 將下列酸敞口放置，質量增大的是A.濃鹽酸 B.濃硫酸 C.濃硝酸 D.稀硫酸2、 下列物質中，能除去鐵制品表面鐵銹的是A.稀硫酸B