内容发布更新时间 : 2024/12/28 21:48:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
(一)常见的酸和碱 1、 酸的通性
(1)酸溶液能跟酸碱指示剂起反应。紫色石蕊试液遇酸变红,无色酚酞试液遇酸不变色。注意显色的物质是指示剂。
(2)酸能跟多种活泼金属起反应,通常生成盐和氢气。只有位于金属活动性顺序表中氢前面的金属才能与稀酸(HCl、H2SO4)反应,产生氢气。位于氢后的金属不能与稀酸(HCl、H2SO4)反应,但能与浓硫酸和浓硝酸反应。
例如:①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O ②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
可见,金属和浓硫酸、硝酸反应都没有氢气产生,这就是实验室不能用浓硫酸和硝酸与锌反应制氢气的原因。
(3)酸能跟碱性氧化物反应生成盐和水:H2SO4 + CaO == CaSO4 + H2O (4)酸能跟某些盐反应生成新酸和新盐:H2SO4 + BaCl2 === BaSO4↓+ 2HCl
(5)酸跟碱起中和反应生成盐和水:H2SO4+Ba(OH)2 === BaSO4↓(白色沉淀)+2H2O
常见的酸有盐酸、硫酸和硝酸,它们虽然具有上述五点通性(因为电离出的阳离子都是H+)。但又各具不同的物理化学性质。
①盐酸是氯化氢的水溶液,是一种混合物。纯净的盐酸是无色的液体,有刺激性气味。工业品浓盐酸因含有杂质(Fe3+)带有黄色。浓盐酸具有挥发性,打开浓盐酸的瓶盖在瓶口立即产生白色酸雾。这是因为从浓盐酸中挥发出来的氯化氢气体跟空气中水蒸汽接触,形成盐酸小液滴分散在空气中形成酸雾。 ②硫酸是一种含氧酸,对应的酸酐是SO3(SO3+H2O==H2SO4)。纯净的硫酸是没有颜色、粘稠、油状的液体,不易挥发。常用的浓硫酸中的H2SO4的质量分数为98%,密度为1.84克/厘米3。稀H2SO4具有酸的通性。浓硫酸除去具有酸的通性外,还具有三大特性:
a、吸水性: 浓H2SO4吸收水形成水合硫酸分子(H2SO4?nH2O),并放出大量热,所以浓硫酸通常用作干燥剂。
b、脱水剂: 浓硫酸可将有机化合物中的氢原子和氧原子按水分子的构成(H:O=2:1)夺取而使有机物脱水碳化。纸、木柴、衣服等遇浓硫酸变黑,这就是因为浓硫酸的脱水性使其碳化的缘故。
C、强氧化性: 在浓硫酸溶液中大量存在的是H2SO4分子而不是H+,H2SO4分子具强氧化性。浓硫酸可使金属活动性顺序表氢后面的一些金属溶解,可将C、S等非金属单质氧化,而浓硫酸本身还原成SO2。但是,冷的浓硫酸不能与较活泼的金属Fe和Al反应。原因是浓硫酸可以使Fe和Al的表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻止了里面的金属与浓硫酸继续反应,这种现象在化学上叫钝化。
由于浓硫酸有脱水性和强氧化性,我们往蔗糖上滴加浓硫酸,会看到蔗糖变黑并且体积膨胀。发生反应的化学方程式:
C12H22O11 12C+11H2O
C+2 H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2 H2O 产生的CO2 、SO2气体使蔗糖的体积膨胀。
又由于浓硫酸有吸水性,浓盐酸有挥发性,所以,往浓盐酸中滴加浓硫酸会产生大量酸雾,可用此法制得氯化氢气体。
③硝酸也是一种含氧酸,对应的酸酐是N2O5,而不是NO2。
纯净的硝酸是无色的液体,具有刺激性气味,能挥发。打开浓硝酸的瓶盖在瓶口会产生白色酸雾。浓硝酸通常带黄色,而且硝酸越浓,颜色越深。这是因为硝酸具有不稳定性,光照或受热时分解产生红棕色的NO2气体,NO2又溶于硝酸溶液中而呈黄色。所以,实验室保存硝酸时要用棕色(避光)玻璃试剂瓶,贮存在黑暗低温的地方。硝酸又有很强的腐蚀性,保存硝酸的试剂瓶不能用橡胶塞,只能用玻璃塞。
除具有酸的通性外,不管是稀硝酸还是浓硝酸都具有强氧化性。硝酸能溶解除金和铂以外的所有金属。金属与硝酸反应时,金属被氧化成高价硝酸盐,浓硝酸还原成NO2,稀硝酸还原成NO。但是,不管是稀硝酸还是浓硝酸,与金属反应时都没有氢气产生。较活泼的金属铁和铝可在冷浓硝酸中钝化,冷浓硝酸同样可用铝槽车和铁罐车运输和贮存。硝酸不仅能氧化金属,也可氧化C、S、P等非金属。硝酸与Cu、C发生反应的化学方程式:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8 HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
④磷酸是一种中等强度的三元酸,可以形成一种正盐和两种酸式盐。
如:磷酸氢二钠(Na2HPO4),磷酸二氢钠(NaH2 PO4),磷酸二氢铵[NH4H2PO4 ],磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4 ],磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2](溶于水)。
2、碱的通性
(1)碱溶液能跟酸碱指示剂起反应,紫色石蕊试液遇碱变蓝,无色酚酞试液遇碱变红。不溶性碱,如不能使酸碱指示剂变色。
(2)碱能跟酸性氧化物起反应生成盐和水。 (3)碱能跟酸起中和反应生成盐和水。 (4)碱能跟某些盐起反应生成新碱与新盐。
常见的碱有NaOH、KOH、Ca(OH)2、氨水等,它们各自具有一些特性。
①氢氧化钠(NaOH)俗名苛性钠、火碱、烧碱,这是因为它有强腐蚀性。NaOH是一种可溶性强碱。白色固体,极易溶于水,暴露在空气中易潮解,可用作碱性气体(如NH3)或中性气体(如H2、O2、CO等)的干燥剂。NaOH易与空气中的CO2反应生成Na2CO3固体。NaOH溶液可以腐蚀玻璃,盛NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口的玻璃塞,只能用橡胶塞。
②氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色粉末,微溶于水,俗称熟石灰或消石灰,其水溶液称为石灰水。Ca(OH)2也有腐蚀作用。Ca(OH)2与CO2反应生成白色沉淀CaCO3,常用于检验CO2。 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2能跟Na2CO3反应生成NaOH,用于制取NaOH。反应方程式为: Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
③氨水(NH3?H2O)是一种可溶性弱碱,NH3溶于水可得氨水。有刺激性气味,有 挥发性。将氨气通过盛放氧化铜的玻璃管,生成氮气、水和铜,其反应方程式为: 2NH3 + 3CuO 3Cu + N2↑+3H2O,说明氨气具有还原性。
此外,KOH、Ba(OH)2也是常见的可溶性强碱。不溶的碱大多是弱碱,如:Fe(OH)3、Cu(OH)2等。他们的共同性质是热稳定性差,受热易分解生成对应的金属氧化物和水。
(二) 溶液的酸碱性与pH值的关系 1、酸碱度的表示方法
酸碱指示剂只能检验溶液是酸性还是碱性,用PH值可以表示溶液的酸碱性强弱程度,即表示溶液的酸碱度。PH—表示溶液酸碱性的强弱程度。数值0—14之间。最简单的测试溶液PH的方法是使用PH试纸:将一小块PH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液滴在PH试纸上,将PH试纸显示的颜色和标准比色卡比较,得出溶液的PH值。 2、pH
值与溶液酸碱性关系
pH=7时,溶液呈中性
pH<7时,溶液呈酸性;PH值越小,溶液的酸性越强。 pH>7时,溶液呈碱性;PH值越大,溶液的碱性越强。
3.溶液酸碱性对生命活动和农作物生长的影响。
(1)中和反应:酸和碱作用生成盐和水的反应叫做中和反应。 (2)测定人体内或排出的液体的pH,可以了解人体的健康状况。 (3)许多化工生产需在一定的酸碱性的溶液中进行。 (4)测定雨水的酸碱性可以了解空气的污染情况。