酸和碱的反应
初 三 化 学
【教学内容】
第7章 应用广泛的酸、碱、盐
第三节 酸和碱的反应
教学目标:
认知目标:
1.了解酸碱中和反应中pH的变化和热量变化;
2.了解盐的组成特点,能初步判断怎样的物质属于盐类;
能力目标:
1.能够通过酸与碱的反应现象,得出中和反应中酸碱性变化及热量变化;
2.能够通过实验探究来认识金属活动性顺序,并能根据此对简单的置换反应进行判断; 情感目标:
1.初步感受对立统一的思想;
2.初步了解酸碱中和对日常生活生产的重要性。
教学重点与难点:
1.金属活动性顺序表及其应用;
2.复分解反应发生的条件;
3.盐的分类及命名,中和反应
探究实验:
1.氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的现象与结论的分析;
2.实验来检验金属的活动性顺序
知识整理:
一.中和反应
1.实验:氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应
氢氧化钠溶液与稀盐酸反应,若不滴加酸碱指示剂,反应无现象,无法判断恰好完全反应的时刻。 结论:
(1)中和反应:酸与碱反应,生成盐和水的一类反应,即:酸 + 碱 → 盐 + 水
如:Cu(OH)2 + 2HNO3 == Cu(NO3)2 + 2H2O;Ba(OH)2 + H2SO4 == BaSO4↓+ 2H2O
(2)中和反应为放热反应
(3)中和反应在日常生活、生产中的应用
A.酸性土壤可以用熟石灰来改良;
B.胃酸过多,可以用氢氧化铝等来治疗;
C.处理工厂的一些废水 2NH3·H2O + H2SO4 == (NH4)2SO4 + 2H2O
D.昆虫叮咬的止痛、消肿 酸性与碱性中和(涂肥皂水[碱性]或食醋[酸性])
2.复分解反应的条件:生成物有沉淀析出、或有气体放出、或有水生成。
复分解反应的类型:
(1)酸 + 金属氧化物 → 盐 + 水
注:该反应大部分情况都能发生
2HNO3 + CuO == Cu(NO3)2 + H2O;3H2SO4 + Fe2O3 == Fe2(SO4)3 + 3H2O;
6HCl + Al2O3 == 2AlCl3 + 3H2O;
(2)酸 + 盐 → 新盐 + 新酸
这种反应类型包括两种:
A.酸与碳酸盐反应,
酸 + 碳酸盐 → 新盐 + 二氧化碳 + 水
2HCl + CaCO3 == CaCl2 + CO2↑+ H2O;H2SO4 + Na2CO3 == Na2SO4 + CO2↑+ H2O;
2HNO3 + CuCO3 == Cu(NO3)2 + CO2↑+ H2O;
B.特殊盐与酸反应产生沉淀, 可溶性的酸和盐反应生成不溶性的酸或盐。
HCl + AgNO3 == AgCl↓+ HNO3;H2SO4 + BaCl2 == BaSO4↓+ 2HCl
(3)酸 + 碱 → 盐 + 水
注:该类反应大部分情况均可进行
HCl + NaOH == NaCl + H2O;Cu(OH)2 + 2HNO3 == Cu(NO3)2 + 2H2O;
H2SO4 + Ba(OH)2 == BaSO4↓+ 2H2O;
(4)碱 + 盐 → 新碱 + 新盐
条件:反应物都可溶;生成物至少有一种不溶
如:CuSO4 + 2NaOH == Cu(OH)2↓+ Na2SO4;Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH;
MgSO4 + Ba(OH)2 == Mg(OH)2↓+ BaSO4↓
(5)盐 + 盐 = 两种新盐
条件:反应物都可溶;生成物至少有一种不溶
如:CuSO4 + Na2CO3 = CuCO3↓+ Na2SO4;NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3
二.盐
1.常见的盐:食盐(NaCl)、汉白玉中主要成分(CaCO3)、净水剂明矾含有的[Al2(SO4)3]、小苏打(NaHCO3)、
2.盐的组成:盐是由金属离子和酸根离子构成。AnBm==nAm+ + mBn-;
从盐的化学式可以看出,盐可以由酸和碱反应得到的
如:K2SO4可由KOH和H2SO4反应得到的:2KOH+ H2SO4==K2SO4+2H2O;
KNO3可由KOH和HNO3反应得到的:KOH + HNO3 == KNO3 + H2O;
CaSO4可由Ca(OH)2和H2SO4反应得到的:Ca(OH)2 + H2SO4 == CaSO4 + H2O;
KCl可由KOH和HCl反应得到的:KOH + HCl == KCl + H2O;
根据盐的组成,盐可以分为钠盐、钾盐等,或硫酸盐、硝酸盐等。
3.盐的命名:
酸根离子为无氧酸根离子的,命名为“某化某”,如:NaCl“氯化钠”,CuS“硫化铜”等, 酸根离子为含氧酸根离子的,命名为“某酸某”,如:CuSO4“硫酸铜”,Fe(NO3)3“硝酸铁”等
4.盐的溶解性
(1)钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐均可溶;
(2)碳酸盐除了K+、Na+、NH4+外,MgCO3微溶,其余都不溶,磷酸盐除了K+、Na+、NH4+外,其余都不溶;
(3)盐酸盐除了AgCl不溶之外,其余都可溶的;
(4)硫酸盐除了CaSO4、Ag2SO4微溶,BaSO4不溶,其余都可溶;
(5)碱除了KOH、NaOH、NH3·H2O、Ba(OH)2可溶,Ca(OH)2微溶,其余都不溶。
5.盐的化学性质
(1)盐 + 盐 → 两种新盐
注:反应物均可溶,生成物至少一种不溶
(2)金属 + 盐溶液 == 新金属 + 新盐溶液
如:Fe + 2HCl == FeCl2 + H2↑;Cu + 2AgNO3 == Cu(NO3)2 + 2Ag;
条件:a. 在金属活动性顺序表中,金属在被置换出新金属之前;
b. 金属要除了Na,K,Ca等活泼金属,如钠投入硫酸铜溶液中:
2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑,2NaOH + CuSO4 == Na2SO4 + Cu(OH)2↓
c. 盐溶液,即盐均要可溶性的
d.金属与盐中的金属,离得越远,越容易发生反应。
如,Fe投入到Cu(NO3)2、Hg(NO3)2混合溶液中,铁先与Hg(NO3)2反应,然后与Cu(NO3)2反应
Zn、Fe同时投入到Cu(NO3)2溶液中,Cu(NO3)2先与Zn反应,只有当Zn全部反应完,才与Fe反应。
可以根据某些实验事实,来比较金属活动性的强弱
如:(1)锌能与盐酸发生置换反应,而铜不能。故活动性 Zn>Cu
(2)相同条件下,镁与盐酸反应比铁与盐酸反应剧烈:故活动性 Mg>Fe
(3)铁能从硫酸铜溶液中置换出铜:故活动性 Fe>Cu
实验:设计实验证明铝、铁、铜三种金属活动性强弱顺序。
实验所需药品:铝片、铁钉、铜片、稀盐酸、硫酸铝溶液
实验仪器:烧杯
实验报告:
实验所需药品:铁钉、硫酸铜溶液、 硫酸铝溶液
实验仪器:烧杯
例1 下列反应中属于中和反应的是( )
A.CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3↓+ H2O B.CaO + H2O == Ca(OH)2
C.2NaOH + H2SO4 == Na2SO4 + H2O D.BaCl2 + H2SO4 == BaSO4↓+2HCl
分析:所谓中和反应就是指酸和碱生成盐和水的一类反应。中和反应一定是复分解反应,复分解反应不一
定是中和反应,生成盐和水的反应不一定是中和反应。
例2 制作松花蛋所用的配料主要有纯碱、食盐、生石灰和草木灰(主要成分为K2CO3)和水等物质,制作时只需要将它们混合并充分搅拌,这个过程中能发生的复分解反应共有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
分析:相互混合后Na2CO3、NaCl、CaO、K2CO3和H2O,可能发生反应如下:CaO + H2O == Ca(OH)2;Na2CO3 +Ca(OH)2 ==CaCO3↓+2NaOH;K2CO3 +Ca(OH)2 ==CaCO3↓+2KOH;共3个反应,其中后两个属于复分解反应。故答案为B。
例3 某钡盐具有不易被X射线透过的性质,医疗上常把它作为X射线透视肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”,已知Ba2+有很强的毒性,那么你认为下列物质中最适宜用作“钡餐”的是( )
A.BaCO3 B.BaSO4 C.BaCl2 D.Ba(NO3)2
分析:C、D溶于水后可电离出Ba2+,造成中毒,A不溶于水,但是能与胃液中的盐酸发生反应生成BaCl2,BaCl2溶于水电离出Ba2+,造成中毒;而BaSO4既不溶于水,也不能溶于盐酸,不能电离出Ba2+,不会中毒。故答案为B。
例4 下列各组的离子,能大量共存于同一溶液的是( )
A.H+、Na+、CO32- B.Cu2+、Cl-、SO42- C.Fe3+、SO42-、OH- D.Ca2+、NO3-、CO32-
分析:要使复分解反应发生,必须要有水、沉淀或者气体生成。换句话说,若溶液中的离子既不结合成水,也不结合成沉淀或气体,则相互间能共存,否则不能共存。A中H+、CO32-可结合成H2CO3,易分解生成H2O、CO2,故不能共存。C、D中Fe3+与OH-、Ca2+与CO32-都可结合成沉淀,故也不能共存。而B中,Cu2+、Cl-、SO42-彼此之间既不能组合成水,也不能结合成气体或沉淀,可大量共存,故答案为B。 注意:有关于此类离子共存的习题,一般考虑如下离子不能大量共存:
H+:OH-、CO32-;
OH-:H+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、NH4+等;
CO32-:OH-、Ca2+、Cu2+、Ba2+;
Cl-:Ag+
SO42-:Ba2+;
例5 弹簧秤下挂着一重物A,烧杯中盛有溶液B,试根据要求回答下列问题:
(1)若A为铁块,B为稀硫酸,则将A放入B中,过一会儿,弹簧秤
的读数将(“变大”、“变小”或“不变”,下同)____________。
(2)若A为铁块,B为硫酸铜溶液,则将A放入B中,过一会儿,弹
簧秤的读数将________。
分析:有关于这种类型的习题,与物理中浮力知识相关联。(1)铁与稀硫酸反应后,铁被溶解,质量减少,溶液的溶质由硫酸转变为硫酸亚铁,质量增加,溶液的密度增加,根据F(浮)=ρ(液)gV可知,铁块受到的浮力也相应增加,所以,G(铁块)==F(浮)+F(拉),弹簧秤的读数即F(拉)应减小。 类似的,(2)中,铁和硫酸铜溶液反应:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu,金属质量增加,溶液溶质质量减少,溶液密度减少,F(浮)变小,拉力即弹簧秤读数变大。
同步练习
1.做馒头的面团发酵过度会发酸,要除去酸味,可在面团中加入( )
A.氢氧化钠 B.氧化钙 C.碳酸钠 D.氯化钠
2.下列各组物质相互间不能发生反应的是( )
A.NaOH、HCl B.BaCl2、Na2CO3 C.NaCl、Na2SO4 D.CuSO4、KOH
3.有M、N、R三种金属,将M和N浸入稀盐酸中,N溶解,M不溶解;将M浸入R的硫酸盐溶液中,在M的表面有R析出,则M、N、R的金属活动性由强到弱可排列为( )
A.R>M>N B.N>R>M C.R>N>M D.N>M>R
4.CuSO4不能用下列哪种容器盛放( )
A.铁质容器 B.铜质容器 C.银质容器 D.塑料容器
5.下列各组物质的混合物,溶液质量不发生改变的是( )
A.氢氧化钾溶液与盐酸 B.氯化钡溶液与稀盐酸
C.碳酸钡溶液与盐酸 D.铜和硝酸汞溶液
6.下列关于碱的说法中,正确的是( )
A.凡能电离出氢氧根离子的化合物是碱 B.能使无色酚酞变成红色的化合物是碱
C.溶液的pH大于7的化合物可能是碱
D.100g10%NaOH溶液与100g10%的盐酸充分反应后,溶液呈中性
7.下列试剂中,能将Na2CO3、NaCl、BaCl2三种物质的溶液一次鉴别出来的是( )
A.盐酸 B.稀硫酸 C.石蕊试剂 D.澄清石灰水
8.若将50g18%的NaOH溶液和50g18%的盐酸混合,下列叙述正确的是( )
A.混合溶液的pH=7 B.溶液混合前后的温度不变
C.混合溶液质量为100g D.混合溶液中生成物的溶质质量分数仍为18%
9.已知甲、乙两种物质的相对分子质量分别为M和N。若将甲、乙两种物质的溶液混合,当溶液中甲和乙的质量比为2M:N时,充分反应后溶液的pH=7,则甲和乙应是下列物质中的( )
A.盐酸和氢氧化钾 B.碳酸钠和氢氧化钡 C.盐酸和氢氧化钙 D.氢氧化钠和硫酸
10.分别将下列物质,同时加到水中,得到无色透明溶液的是( )
A.Ba(NO3)2、Na2SO4 B.CuSO4、NaOH C.AgNO3、HCl D.NaCl、KNO3
11.利用无色酚酞试剂就能鉴别的一组溶液是( )
A.BaCl2、H2SO4、HCl B.NaOH、KOH、HCl
C.K2CO3、Na2CO3、KCl D.NaCl、NaOH、HCl
12.下列各组内的离子,在溶液中不能大量共存的是( )
A.H+、SO42-、Ba2+、NO3- B.Ca2+、H+、NO3-、Cl-
C.Mg2+、K+、NO3-、Cl- D.K+、Na+、Mg2+、SO42-
13.小明学习化学之后,想在家里用化学方法来鉴别碱面(主要成分为碳酸钠)和食盐,你认为下列方法可行的是( )
A.观察它们的颜色 B.分别倒入水中观察是否溶解 C.取少量分别倒入食醋 D.分别尝它们的味道
14.向下表中的甲物质中逐滴加入相应的乙溶液至过量。反应过程中产生的气体或沉淀的质量与加入质量关系,符合下图曲线描述的是( )
15.下列物质中,一般不跟其他物质发生复分解反应的是( )
A.KNO3 B.NaCl C.CuSO4 D.Mg(OH)2
16.将8g氧化钙投入92g水中,充分溶解,所得溶液的质量分数为( )
A.等于8% B.大于8% C.小于8% D.无法确定
17.现有13.5g氯化铜样品,将它与足量的硝酸银充分反应后,得到氯化银29g,则此样品中可能混有的物质是( )
A.BaCl2 B.KCl C.ZnCl2 D.CaCl2
18.下列对实验过程的评价正确的是( )
A.某固体中加稀盐酸产生无色气体,证明该固体中一定含有CO32-;
B.某溶液中滴加BaCl2溶液,生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液中一定含有SO42-;
C.某无色溶液中滴加无色酚酞试液,溶液变成红色,该溶液不一定是碱;
D.某溶液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,该溶液中一定有Cl-。
19.如图所示,在一只盛有氢氧化钡溶液的烧杯中,悬浮着一只塑料球(不与
其他物质反应,且密度1.6×103kg/m3),若小心地向杯中加入适量的30%的稀
硫酸(没有溢出杯外)静置后,塑料球的沉浮情况及其烧杯底部受到的压力与
原来相比( )
A.上浮,压力不变 B.上浮,压力增大
C.下沉,压力增大 D.下沉,压力不变
20.下列各组物质中能在pH=1的溶液中大量共存,且得到无色透明溶液的是( )
A.BaCl2、NaNO3、KOH、
MgCl2 B.Cu(NO3)2、NaCl、H2SO4、KNO3
C.Na2CO3、NaCl、KNO3、NH4Cl D.ZnSO4、Mg(NO3)2、NaNO3、KCl
21.学校化学实验室也是一个污染源,全国数以万计的高效、中学的化学实验室每天都在排放着成分复杂的污染物。为此某学校化学研究小组拟进行如下实验,以粗略测试刚做完实验的实验室(甲)空气中全部酸性气体的含量。步骤如下:
(1)取样[因实验在另一间没有污染的实验室(乙)进行];
沉淀或气体的质量 乙的质量
请你设计取出适量化学实验室(甲)空气样品的方法:
__________________________________________。
(2)按右图所示的装置将取得的气体进行实验,问:图中装置A
的作用是______________;装置C的作用是__________________,
若酸性气体含有二氧化硫,请写出A装置中发生的化学方程式:
_________________________________。
(3)计算:若取样气体100mL,装置C的读数为99.0mL,则实验室(甲)空气中酸性气体总含量为:_____%(计算式为:酸性气体总含量=酸性气体总体积 100%) 取样总体积
分析:①一般空气中含二氧化碳约为0.03%,此样品中由实验室废气产生的酸性气体约为_________% ②请你提出在进行化学实验时,减少实验室对人类生存环境污染的一种做法:_________________________。
22.小明在爸爸的实验室里看见到如右图所示的“保温瓶式量热计”。这种仪
器由保温和测温两部分组成的,它不让反应产生的热散失出去,也不让外界
的热传递进来,可用于测量化学反应产生的热量。爸爸将不同浓度的酸(A)
和碱(B)溶液各100mL在量热计中混合,让小明记录了每次混合前后量热
计重温度的升高值△t,得到下表。
(1)盐酸、硫酸与氢氧化钠反应是_________反应。(填“吸热”或“放热”)
(2)第1次和第3次实验中温度升高相同的可能原因是:_________________________________。
(3)分析上述数据可知下列因素中,与反应放出或吸收热量多少有关的是( )
A.使用盐酸还是硫酸 B.量热计的保温效果 C.参加反应的酸或碱的量
23.请你利用石灰石、
纯碱、水等来制备一定质量的氢氧化钠,写出相关的化学方程式,并注明反应类型。
______________________________________________________( ):
______________________________________________________( ):
______________________________________________________( ):
24.在分开盛放的A、B两溶液中,共含有K+、Cu2+、Zn2+、Ba2+、Fe3+、NO3-、OH-、SO42-8种离子,两溶液中所含离子各不相同,已知A溶液中含有4种阳离子和2种阴离子,其余全在B溶液中,则B溶液中所含有的离子应该是(填离子符号)________和________。
25.向硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中加入一些锌粉,充分反应后过滤,得到固体不溶物A和滤液。将A
放入少量的稀硫酸中,有气体产生。则A中一定含有___________,可能含有_________,滤液中一定含有的溶质是________________。
26.用一种试剂除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),写出有关的化学方程式
(1)氯化钾(碳酸钾)_____________________________________________;
(2)氯化亚铁(氯化铜)___________________________________________;
(3)硝酸铁(氯化铁)_____________________________________________;
(4)硝酸钠(硝酸钡)_____________________________________________。
27.用图示的装置进行实验可以使气球膨胀或缩小。装置说明:一个容积较大
的广口瓶,瓶塞上装有分液漏斗A、B和玻璃导管,控制漏斗上的活塞开关可
以随时滴加溶液,导管伸入瓶内的部分与一个小气球紧密连接,导管另一端与
空气相通。
(1)装置的气密性是本实验是否成功的关键。关闭A、B的活塞,将广口瓶浸
没在冰水中(室内温度为25℃),如果装置气密性良好,会出现什么现象?
____________________________________________________________________________________
(2)让瓶内充满二氧化碳气体,先向广口瓶中加入A的溶液,振荡广口瓶,气球膨胀;再向广口瓶中滴加B中的溶液,振荡广口瓶,气球又缩小,如此重复操作,气球可以反复膨胀和缩小。则:
分液漏斗A中可能是_______溶液;分液漏斗B中可能是_________溶液。写出上述有关反应中一个化学方程式_______________________________________。
28.化学反应往往伴随着发生一些现象,但CO2和NaOH溶液的反应没有明显现象发
生。为了通过一些现象说明CO2和NaOH发生了现象说明CO2和NaOH发生了反应,
某班同学分两种做了如下探究实验:
(1)第一组同学把一支收集有CO2的试管倒立在装有饱和NaOH溶液的烧杯中(如图
所示),看到试管内液面上升。这种现象是因为试管内外产生( )
A.温度差 B.重力差 C.压强差 D.浮力差
(2)第二组同学从中得到启发,也设计了如下实验装置进行探究:
你认为能达到实验设计要求的是( )
(3)同学们通过分析讨论,认为第一组的实验中产生液面上升这种现象的原因可能是有两种:一种是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,你认为还有另一种是________________________________________。
(4)为了进一步证实CO2和NaOH溶液已经发生了反应,请你设计一个实验进行验证。(要求写出实验步骤、现象与结论)
29.往5g盐酸中加入8g15%的氢氧化钠溶液,溶液呈碱性;再加入5g9.8%的稀硫酸,恰好把过量的碱完全中和,计算所用盐酸的溶质质量分数。
参考答案:
1.C 2.C 3.D 4.A 5.AB 6.C 7.B 8.C 9.CD 10.D 11.D 12.A 13.C 14.D
15.A 16.C 17.D 18.C 19.C 20.D
21.(1)用注射器进行抽取等方法;(2)吸收酸性气体;测量剩余气体的体积;2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O;
(3)1%;0.97%;尾气处理,减少实验药品用量
22.(1)放热;(2)两次反应消耗的氢氧化钠质量相等;(3)C
23.CaCO3高温==CaO+CO2↑ 分解反应;CaO+H2O==Ca(OH)2 化合反应;
Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH 复分解反应
24.Ba2+ OH-
25.Cu、Fe;Zn;ZnSO4
26.(1)K2CO3+2HCl==2KCl+H2O+CO2↑;
(2)CuCl2+Fe==FeCl2+Cu;
(3)FeCl3+3AgNO3==Fe(NO3)2+3AgCl↓
(4)Ba(NO3)2 + Na2SO4==BaSO4↓+2NaNO3
27.(1)气球体积增大;(2)NaOH;HCl;2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O;Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑;
28.(1)C;(2)ABC;(3)二氧化碳气体溶于水;
(2)取样,向试液中滴加少许HCl溶液,有气泡冒出,则原溶液中含有Na2CO3,即已发生了反应 29.14.6%