常見(jiàn)的酸和堿

常見(jiàn)的酸和堿【知識(shí)和技能基本要求】學(xué)習(xí)目標(biāo)1、 知道濃硫酸、濃鹽酸的物理性質(zhì)；了解稀鹽酸、稀硫酸的主要化學(xué)性質(zhì)及用途；2、 知道燒堿、消石灰、氨水的物理性質(zhì)；了解氫氧化鈉、氫氧化鈣的主要化學(xué)性質(zhì)和用途；3、 認(rèn)識(shí)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的腐蝕性；4、 初步認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的復(fù)分解反應(yīng)；5、 認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的酸和堿在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用；6、 初步學(xué)會(huì)用科學(xué)探究的方法認(rèn)識(shí)酸和堿的性質(zhì)。重點(diǎn)難點(diǎn)1、 稀鹽酸、稀硫酸的主要化學(xué)性質(zhì)及用途；2、 氫氧化鈉、氫氧化鈣的主要化學(xué)性質(zhì)和用途；3、 酸和堿的通性；4、 復(fù)分解反應(yīng)常見(jiàn)的酸濃硫酸和濃鹽酸的物理性質(zhì)濃硫酸：無(wú)色液體，較粘稠。常用濃硫酸中H2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為98%，密度1.84g仆幽'，沸點(diǎn)338°C。濃鹽酸：無(wú)色、有刺激性酸味。工業(yè)品的濃鹽酸因含雜質(zhì)而顯黃色。實(shí)驗(yàn)室常用濃鹽酸的密度為1.19g/u幽'，HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為38%。鹽酸是揮發(fā)性酸，故裝有濃鹽酸的試劑瓶應(yīng)用玻璃塞塞緊放于陰涼處。敞開(kāi)濃鹽酸試劑瓶會(huì)有白色酸霧在瓶口生成，這是因?yàn)闈恹}酸中的氯化氫氣體揮發(fā)出來(lái)與空氣中的水蒸氣結(jié)合，形成鹽酸小液滴。稀鹽酸、稀硫酸的主要化學(xué)性質(zhì)及用途與金屬的反應(yīng)鎂、鋁、鋅、鐵等活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬都能與稀硫酸、鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)，放出氫氣，同時(shí)生成一種稱為鹽（salt）的化合物。Mg+ =H2t+蜘8O4Mg+2HCI=地T+MgCl22點(diǎn)+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(yīng)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(yīng)，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(jī)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(jī)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(jī)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(chǎn)上的應(yīng)用主要是制造硫酸銨和處理磷礦石生產(chǎn)過(guò)磷酸鈣。例如，每生產(chǎn)1t硫酸銨約需750kg硫酸，每生產(chǎn)1t普鈣需硫酸350kg?400kg。硫酸還用于農(nóng)藥的生產(chǎn)。在冶金工業(yè)上，電解精煉Cu、Zn、Ni時(shí)，電解液就要用硫酸配制。在金屬加工時(shí)，硫酸又常用來(lái)進(jìn)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(xué)纖維和塑料的生產(chǎn)。在許多醫(yī)藥如磺胺藥物、阿司匹林、咖啡因等的生產(chǎn)都需用硫酸。國(guó)防上生產(chǎn)火藥也需用硫酸，每生產(chǎn)1tTNT約需硫酸360kg，生產(chǎn)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(zhì)。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(chǎn)生氫離子（丑*）。拓展視野：濃硫酸無(wú)色液體，較粘稠。密度1.84克/厘米3（96?98%）,沸點(diǎn)338°C（98.3%）。吸水性強(qiáng)，可用作氣體干燥劑（不能用于干燥H2S、HI、HBr、NH3等），溶于水時(shí)放出大量熱，稀釋時(shí)只能緩慢注酸入水同時(shí)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(jī)合成時(shí)吸收生成的水以利反應(yīng)進(jìn)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(xiàn)。脫水性能指由化合物中氫、氧元素按H：0=2：1的原子個(gè)數(shù)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(shí)有副反應(yīng)）等。其氧化性表現(xiàn)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(xiàn)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(yīng)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(shí)亦如此。在有機(jī)物磺化時(shí)濃硫酸為磺化劑。常見(jiàn)的堿石灰水和氨水都呈堿性，這是因?yàn)槭宜泻袎A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(dòng)實(shí)驗(yàn)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(shí)間，觀察它發(fā)生什么變化。小結(jié)：燒堿、消石灰都是白色的固體，氨水為無(wú)色的液體，氨水有氨臭氣味。露置在空氣中的燒堿會(huì)變得潮濕，這是因?yàn)闊龎A能吸收空氣中的水蒸氣。實(shí)驗(yàn)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(guò)程，并摸一摸試管外壁，感覺(jué)溫度的變化。小結(jié)：氫氧化鈉易溶于水，溶解時(shí)候放熱，氫氧化鈉的水溶液有滑膩感。實(shí)驗(yàn)3：在硫酸銅溶液中滴加石灰水小結(jié)：硫酸銅溶液能與氫氧化鈣反應(yīng)，生成藍(lán)色EE'沉淀。CuSO^Ca（pH\=Cu（pH\I+CaSO^燒堿與蛋白質(zhì)、油脂的作用實(shí)驗(yàn)1:將適量的頭發(fā)（主要成分是蛋白質(zhì)）放入濃氫氧化鈉溶液中加熱。小結(jié)：頭發(fā)在堿性溶液中光澤、強(qiáng)度等性質(zhì)都有了變化。實(shí)驗(yàn)2：將雞蛋清放入濃氫氧化鈉溶液中，振蕩均勻。小結(jié)：蛋清凝固成膠狀物。實(shí)驗(yàn)3：在氫氧化鈉溶液中滴加1-2滴食用油，充分振蕩。小結(jié)：食用油溶解，燒堿能與油脂發(fā)生皂化反應(yīng)。的。冏溶液和石灰水都能吸收二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Ca（OH）2=CaCO3l+H2O溶液和石灰水都能與esq溶液反應(yīng)，生成藍(lán)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(yīng)稱為復(fù)分解反應(yīng)。AB+CD=AD+CB堿：溶液顯堿性因?yàn)槿芤褐泻幸活惤袎A的物質(zhì)。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(jiàn)的堿。堿溶于水，都能產(chǎn)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(duì)它們的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的。17世紀(jì)前，人們對(duì)酸堿的認(rèn)識(shí)十分模糊，只憑感覺(jué)器官的感受決定。例如，酸指一切有酸味的物質(zhì)（如醋酸、乳酸），堿指一切有澀味而溶液有滑膩感的物質(zhì)（如苛性鈉、苛性鉀）。這樣劃分酸和堿是很不科學(xué)的。一切有酸味的物質(zhì)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(jué)來(lái)判別酸和堿很不衛(wèi)生，甚至?xí)ι眢w。更何況許多酸和堿是不允許用舌頭來(lái)品嘗的，而濃酸、濃堿也不允許用手觸摸。到17世紀(jì)末，英國(guó)化學(xué)家波義耳根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出樸素的酸堿理論：凡物質(zhì)的水溶液能溶解某些金屬，跟堿接觸會(huì)失去原有特性，而且能使石蕊試液變紅的物質(zhì)叫酸；凡物質(zhì)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(lán)的物質(zhì)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(lái)。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(jìn)一步發(fā)展酸堿理論的是法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫，他認(rèn)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(xué)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(jié)果。經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，拉瓦錫的酸堿理論仍有破綻。早在1789年法國(guó)年輕化學(xué)家文托雷就指出氫氰酸不含氧，但它有一切酸的性質(zhì)。后來(lái)英國(guó)化學(xué)家戴維用多種實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，氫漠酸、鹽酸和氫碘酸中都不含氧，卻有酸的一切性質(zhì)。1883年，瑞典化學(xué)家阿倫尼烏斯創(chuàng)立電離學(xué)說(shuō)后，酸堿理論進(jìn)一步得到完善。化學(xué)家從此規(guī)定電解質(zhì)電離時(shí)所產(chǎn)生的陽(yáng)離子全部是氫離子的化合物叫酸，電離時(shí)所生成的陰離子全部是氫氧根離子的叫堿。根據(jù)這一新定義，人們可根據(jù)酸、堿電離出氫離子和氫氧根離子的多少，定量地來(lái)決定酸堿的強(qiáng)弱。現(xiàn)今在中學(xué)課本里用的仍是這個(gè)酸堿定義。然而，根據(jù)阿倫尼烏斯電離學(xué)說(shuō)規(guī)定的酸堿定義，只適用于水溶液，在非水溶液和無(wú)水條件下就無(wú)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(xué)家布朗斯特(J.N.Bronsted，1879—1947)和英國(guó)化學(xué)家勞瑞(T.M.Lowry，1874—1936)提出質(zhì)子酸堿理論。認(rèn)為任何能放出質(zhì)子的物質(zhì)都是酸，任何能接受質(zhì)子的物質(zhì)都是堿。在質(zhì)子酸堿理論中，酸堿反應(yīng)是有質(zhì)子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)。這個(gè)理論的優(yōu)點(diǎn)是：其一，不硬性規(guī)定哪一個(gè)物質(zhì)是酸或堿，而要看物質(zhì)在反應(yīng)中所起的作用才能判定，同一物質(zhì)在不同反應(yīng)中可以有不同的身份。其二，這一理論可用于非水體系或無(wú)水條件，如無(wú)水醋酸跟氨氣的反應(yīng)：其三，質(zhì)子理論比阿倫尼烏斯理論更好地判斷酸和堿。例如，同屬?gòu)?qiáng)酸的hno3和h2so4究竟何者更強(qiáng)，在阿倫尼烏斯理論中是無(wú)法判斷的。但在質(zhì)子理論中就可相互比較。從質(zhì)子理論中酸和堿的定義來(lái)看，任何一種酸必定跟一種堿存在相互依存的關(guān)系。例如，HAc是一種酸，它跟Ac-(一種堿)有相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系。酸和堿之間的這種相互依存關(guān)系叫做共軛關(guān)系。因此有人把質(zhì)子酸堿理論叫做共軛酸堿理論。質(zhì)子酸堿理論的缺點(diǎn)是其適用范圍只限于含氫的物質(zhì)，對(duì)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(guó)化學(xué)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(duì)的物質(zhì)叫酸，一切能給出電子對(duì)的物質(zhì)叫堿。這樣一來(lái)一切有電子空軌道的物質(zhì)都是酸，一切有未共用電子對(duì)的物質(zhì)都是堿。誠(chéng)然，路易斯的酸堿理論含義太廣泛，有時(shí)用起來(lái)反而不方便，目前在水溶液中應(yīng)用阿倫尼烏斯的酸堿理論，在非水溶液中用質(zhì)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(qiáng)。因此，使用酸、堿時(shí)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(yīng)立即用大量水沖洗干凈?！镜湫屠}】例1、下列物質(zhì)在空氣中敞口放置，因發(fā)生化學(xué)變化而質(zhì)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(guān)鍵是：質(zhì)量的增加是因化學(xué)變化而引起的.B、C選項(xiàng)中的質(zhì)量均會(huì)增加，但C項(xiàng)中濃硫酸質(zhì)量增加是因濃硫酸吸水而形成的，沒(méi)有發(fā)生化學(xué)變化，B項(xiàng)中氫氧化鈉固體質(zhì)量增加的原因有兩點(diǎn)：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(yīng)而造成質(zhì)量增加，所以答案應(yīng)為B。例2、某氫氧化鈉已保存很長(zhǎng)時(shí)間，你如何用實(shí)驗(yàn)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(shuō)明氫氧化鈉已有部分變成碳酸鈉，有關(guān)反應(yīng)如下：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONa2CO3+2HCl=2NaCl+CO21+H2O（此為檢驗(yàn)CO^的方法）；而NaOH+HCl=NaCl+H2O若不變質(zhì)，滴加鹽酸不會(huì)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(jīng)知道，在稀硫酸中存在H2O分子、SO.和H+，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)研究下面的問(wèn)題：可能是哪一種粒子使紫色石蕊試液變紅？（寫(xiě)出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟、觀察到的現(xiàn)象以及由此得出的結(jié)論）解析：此題既考查了學(xué)生對(duì)物質(zhì)性質(zhì)掌握的靈活程度，又考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。根據(jù)酸的性質(zhì)，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(zhì)是由H+所引起的。設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的途徑就應(yīng)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(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論。答案：取少量Na2SO4溶液（內(nèi)含H2O分子、SO；「、Na+），放入一潔凈的試管，然后向試管內(nèi)滴入2?3滴紫色的石蕊試液，結(jié)果紫色的石蕊試液仍呈紫色，說(shuō)明紫色的石蕊試液變紅不是由H2O分子和SO廠引起的，說(shuō)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(jiàn)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?xì)怏w，A、B現(xiàn)象相同，無(wú)法區(qū)別；鹽酸與氯化鋇溶液不反應(yīng)，硫酸與氯化鋇溶液反應(yīng)且生成白色沉淀，故C可用于鑒別；鹽酸與硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色凝乳狀氯化銀沉淀，而稀硫酸與硝酸銀溶液反應(yīng)生成微溶于水的硫酸銀白色沉淀，兩者現(xiàn)象相近，不宜用作區(qū)別鹽酸和稀硫酸的試劑，所以應(yīng)選C。例5、要除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì)），將所需試劑的名稱填寫(xiě)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(zhì)的'除雜質(zhì)”操作，一般應(yīng)遵循以下幾條原則：①不土一在除去原有雜質(zhì)的同時(shí)不能增加新的雜質(zhì)；②不減——在除雜質(zhì)的過(guò)程中不能減少被提純的物質(zhì)；③易分——操作簡(jiǎn)單易行，被除去的雜質(zhì)和新引入試劑都應(yīng)易于分離除去。兩種酸混合時(shí)，提純的方法大都是加入一種試劑與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀物和欲提純的物質(zhì)，再用過(guò)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(lái)，為了不引入新的雜質(zhì)，應(yīng)用BaCl2溶液。硝酸中混有鹽酸，可用AgNO3溶液與鹽酸反應(yīng)，再用過(guò)濾的方法把AgCl除去，得到較純的硝酸。在用酸做試劑除雜質(zhì)時(shí)，常用的方法有兩種：一是利用酸與一種物質(zhì)起反應(yīng)，與另一種物質(zhì)不起反應(yīng)，再用過(guò)濾等操作將雜質(zhì)除去；如（2）中除去銅中的氧化銅雜質(zhì)可選鹽酸或硫酸。二是利用酸跟雜質(zhì)反應(yīng)，并將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為欲提純的物質(zhì)；如（4）中NaCl溶液中混有的Na2CO3溶液，應(yīng)加入適量鹽酸。【課堂練習(xí)】1、 將下列酸敞口放置，質(zhì)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(zhì)中，能除去鐵制品表面鐵銹的是A.稀硫酸B