上海初三化学第五章初识酸与碱.docx
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上海初三化学第五章初识酸与碱
上海初三化学第五章:
初识酸与碱
第五章:
初识酸和碱
第一节生活中的酸和碱
第1课时酸和碱的分类及命名
第2课时酸碱中和
第二节酸和碱的性质研究
第1课时酸的性质
第2课时碱的性质
考点一:
酸、碱的组成和分类
一、酸的组成和分类
1.酸的组成:
由氢元素和酸根组成。
2.酸的分类(依据不同,分类方法不同)
(1)根据有机物和无机物分类。
①有机酸。
例:
甲酸(俗称蚁酸)HCOOH、乙酸(俗称醋酸)CH3COOH,柠檬酸(2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸C6H8O7)、乳酸(2-羟基丙酸C3H6O3)
②无机酸。
例:
盐酸、HNO3、H2SO4、H2CO3
(2)根据与酸根结合的氢原子个数分类。
①一元酸。
例:
HNO3、盐酸(HCl),醋酸;②二元酸。
例:
H2SO4、H2CO3;
三元酸,磷酸
(3)根据分子中是否含有氧原子分类。
①含氧酸。
例:
HNO3、H2SO4、H2CO3;②无氧酸。
例:
盐酸(HCl)、氢硫酸(H2S)
3.酸的命名
(1)含氧酸:
某酸。
例:
H2CO3碳酸、H2SO4硫酸(特例:
HNO3硝酸(俗称))
(2)无氧酸:
氢某酸。
例:
H2S氢硫酸/硫化氢,氢溴酸,(特例:
HCl盐酸(俗称))
二、碱的组成和分类
1.碱的组成:
由金属元素和氢氧根(OH-)组成。
2.碱的分类
可溶性碱:
KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2(微溶)、NH3•H2O(一水合氨)
不溶性碱:
绝大部分的碱都不溶于水。
例:
Cu(OH)2(蓝色)、Fe(OH)3(红褐色)、Mg(OH)2(白色)、Al(OH)3(白色)
3.碱的命名:
氢氧化某。
4,酸碱水溶液大多无色,难溶碱有颜色。
拓展
Ø酸的命名:
某一成酸元素如果能形成多种含氧酸,就按成酸元素的氧化数高低命名,如高氯酸(HClO4)、氯酸(HClO3)、亚氯酸(HClO2)、次氯酸(HClO)。
两个简单含氧酸缩去一分子水而形成的酸,叫做焦酸(或一缩某酸、重酸),例如:
2H2SO4
H2S2O7(焦硫酸)+H2O;2H2CrO4
H2Cr2O7(重铬酸)+H2O。
酸分子中的-OH数等于成酸元素的氧化数,这种酸叫原某酸,如原磷酸〔P(OH)5,即H5PO5〕,原硅酸〔Si(OH)4,即H4SiO4〕,一个正酸分子失去一分子水而形成的酸,叫偏某酸,如偏磷酸(HPO3)、偏硅酸(H2SiO3)。
含有过氧键(-O-O-)的酸叫过酸,如过一硫酸(H2SO5),过二硫酸(H2S2O8)。
Ø含氧酸酸性强弱与分子结构的关系:
含氧酸的分子中,原子的排列顺序是H—O—R,(有的含氧酸有配位键H—O—R→O)。
含氧酸的酸性强弱主要取决于结构中的两个因素:
1.比较中心原子跟氧的化学键的极性和氢氧键的极性,如果R—O键的极性越小,对于氢氧键来说极性就越大,就越容易发生H—O键的断裂,酸性就越强。
我们知道,同周期元素中,随R的电荷数的增大,半径变得越小,R—O键的极性就越小,R—O间的引力加大,含氧酸的酸性就越强。
因此,Si、P、S、Cl的电荷数从4到7,而原子半径减小,所以H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4的酸性依次增强。
2.含氧酸分子中未被氢化的氧原子数越多,含氧酸的酸性就越强。
因为,未被氢化的氧原子数越多,因氧的电负性大,中心原子电向未被氢化的氧原子转移,中心原子从O—H键中吸引的电子也就越多,更易离解出H+。
所以,酸性HClO4>HClO3>HClO,因为HClO4分子中有三个未被氢化的氧原子,而次氯酸分子中没有未被氢化的氧原子。
考点二:
酸碱中和
一、中和反应
1.定义:
酸与碱作用生成盐和水并放出热量的反应叫做中和反应。
(酸+碱→盐+水)
Mg(OH)2+2HCl→MgCl2+2H2O
Al(OH)3+3HCl→AlCl3+3H2O
Mg(OH)2+H2SO4→MgSO4+2H2O
2Al(OH)3+3H2SO4→Al2(SO4)3+6H2O
NaOH+HCl→NaCl+H2O
盐:
由金属元素和酸根组成的化合物叫做盐。
2.特点:
放出热量、反应过程中溶液的酸碱性发生变化、产物有盐。
3.酸溶液和碱溶液反应(若无明显现象)需要借助酸碱指示剂。
二、中和反应的应用
1.Ca(OH)2:
改良酸性土壤。
用石灰改良土壤:
在土壤里,由于有机物在分解过程中会生成有机酸,矿物的风化也可能产生酸性物质。
另外,使用无机肥料如硫酸铵、氯化铵等,也会使土壤呈酸性。
施用适量石灰能中和土壤里的酸性物质,使土壤适合作物生长,并促进微生物的繁殖。
土壤中Ca2+增加后,能促使土壤胶体凝结,有利于形成团粒,同时又可供给植物生长所需的钙素。
工厂中含有酸的废水,一般选用熟石灰或氨水中和后再排放。
2.NaOH:
精炼石油(中和其中的酸)。
3,生活中的应用:
A.洗涤油污。
洗发液多呈碱性,为了保护头发,洗发后常使用呈弱酸性的护发液,中和多余的碱。
B.治疗胃酸过多。
可以使用止酸剂(主要成分氢氧化镁或氢氧化铝)。
C.止蚊虫叮咬痒。
被蚂蚁或蚊子叮咬后,可以涂肥皂水或稀氨水止痒,因为蚂蚁或蚊子体内含有甲酸,而肥皂水或稀氨水都具有碱性。
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Ø酸碱指示剂及其变色范围:
指示剂名称
变色pH范围
颜色变化
甲基橙
3.1~4.4
红色~橙色~黄色
甲基红
4.4~6.2
红色~黄色
溴百里酚蓝
6.0~7.6
黄色~蓝色
酚酞
8.2~10.0
无色~浅红~紫红
石蕊
5~8
红色~紫色~蓝色
考点三:
酸的性质
一、同一种酸,所处环境不同,性质可能不同。
1.酸的性质一般要在水溶液中才能体现出来。
2.同种酸,浓度不同,性质可能不同。
二、酸的物理性质
实验室里最常见的酸:
盐酸(HCl):
氯化氢气体溶解于水可以制得盐酸,市售浓盐酸中溶质质量分数约为36%。
硫酸(H2SO4):
一般是水溶液,大多是指稀溶液;浓硫酸中溶质质量分数约为98%。
硝酸(HNO3):
一般是水溶液,大多是指稀溶液;浓硝酸中溶质质量分数约为69%。
1.浓盐酸(37%):
无色有刺激性气味的液体,易挥发,在空气里会形成白雾。
2.浓硫酸:
吸水性和脱水性。
3、浓盐酸、浓硫酸的物理性质、特性、用途
浓盐酸
浓硫酸
颜色、状态
“纯净”:
无色液体
工业用盐酸:
黄色(含Fe3+)
无色粘稠、油状液体
气味
有刺激性气味
无
特性
挥发性(挥发出氯化氢气体)
(敞口置于空气中,瓶口有白雾)
吸水性脱水性
腐蚀性
用途
①金属除锈
②制造药物
③人体胃中含有少量盐酸,助消化
①金属除锈
②浓硫酸作干燥剂
③生产化肥、精炼石油
注意:
①浓盐酸密封保存的原因:
浓盐酸具有挥发性,易挥发出氯化氢气体。
②浓硫酸密封保存的原因:
浓硫酸具有吸水性,易吸收空气中的水蒸汽。
③浓盐酸敞口放置在空气中一段时间后,溶质、溶液质量减少,溶剂质量不变,溶质质量分数减少。
④浓硫酸敞口放置在空气中一段时间后,溶质质量不变,溶剂、溶液质量增加,溶质质量分数减少。
⑤稀释浓硫酸时:
应把浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水里,并不断搅动使产生的热量迅速扩散,切不可把水直接倒入浓硫酸中。
⑥如果不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上,应先用布拭去,再用水冲洗,最后涂上3%—5%的碳酸氢钠溶液。
⑦稀盐酸不具有挥发性;稀硫酸不具有吸水性
三、稀盐酸的化学性质
1.能与酸碱指示剂作用;
2.能与碱发生中和反应;
3.能与碱性氧化物反应,生成盐和水;
4.能与锌反应放出H2;
5.能与大理石反应产生CO2。
四、盐酸的用途:
除铁锈、除去水垢
五、酸的通性
(1)与酸碱指示剂的反应:
使紫色石蕊试液变红色,不能使无色酚酞试液变色
(2)活泼金属+酸→盐+氢气置换反应(条件:
活动性:
金属>H)
H2SO4+MgMgSO4+H2↑2HCl+MgMgCl2+H2↑
3H2SO4+2AlAl2(SO4)3+3H2↑
6HCl+2Al2AlCl3+3H2↑
H2SO4+ZnZnSO4+H2↑2HCl+ZnZnCl2+H2↑
H2SO4+FeFeSO4+H2↑2HCl+FeFeCl2+H2↑
注:
FeSO4溶液、FeCl2溶液:
浅绿色
(3)碱性氧化物+酸→盐+水
Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O(注Fe2(SO4)3溶液:
黄色)
现象:
铁锈消失,液体由无色变为黄色
Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O(注FeCl3溶液:
黄色)
现象:
铁锈消失,液体由无色变为黄色
CuO+2HClCuCl2+2H2O(注CuCl2溶液:
蓝色)
现象:
黑色物质消失,液体由无色变为蓝色
CuO+H2SO4CuSO4+H2O(注CuSO4溶液:
蓝色)
现象:
黑色物质消失,液体由无色变为蓝色
(4)碱+酸→盐+水
HCl+NaOHNaCl+H2O2HCl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O
H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O
2H2SO4+Ca(OH)2Ca2SO4+2H2O
(5).酸能跟某些盐起反应,生成另一种酸和另一种盐。
酸+盐→新盐+新酸
六、酸具有通性的原因:
酸的组成相似,都是由氢元素和酸根组成的。
七,某些离子的检验:
H+变红
OH-变红
Cl-白色沉淀沉淀不溶解
SO42-白色沉淀沉淀不溶解
CO32-HCl有无色气泡产生通入澄清石灰水中石灰水变浑浊
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像氧化铁这样能与酸反应生成盐和水的氧化物叫做碱性氧化物。
大多数金属氧化物是碱性氧化物,如:
Fe2O3、CuO、MgO、CaO、Na2O等。
Ø氧化物:
既不能跟酸也不能跟碱反应生成盐和水的氧化物,称为不成盐氧化物。
CO、NO、H2O都属于不成盐氧化物,虽然CO能跟NaOH反应:
CO+NaOH
HCOONa,但是在生成盐时没有同时生成水,所以CO仍属于不成盐氧化物。
大多数非金属氧化物是酸性氧化物(CO、NO、As2O3、TeO2除外),有些过渡元素的高价氧化物也属于酸性氧化物(如:
CrO3、Mn2O7等)。
含氧酸脱水而生成的酸性氧化物,叫做酸酐,例如SO3叫做硫酐,有机酸失水后的生成物也叫酸酐。
碱性氧化物包括活泼金属氧化物和其他金属的低价氧化物,如Na2O、BaO、CaO、CrO、MnO2等。
典型的两性氧化物有Al2O3、ZnO和某些过渡元素中间价态的氧化物,如Cr2O3、Mn2O3等。
Ø过氧化物消毒剂:
过氧化物类消毒剂有强氧化能力,各种微生物对其十分敏感,可将所有微生物杀灭。
这类消毒剂包括过氧化氢、过氧乙酸、二氧化氯和臭氧等,它们的优点是消毒后在物品上不留残余毒性,由于化学性质不稳定须现用现配,且因其氧化能力强,高浓度时可刺激、损害皮肤粘膜、腐蚀物品。
考点四:
碱的性质
一、碱的物理性质
1.氢氧化钠:
极易溶于水的白色固体,溶于水时放出大量的热;易吸收空气中的水分而潮解,可作干燥剂;有强烈的腐蚀性;俗名:
烧碱、火碱、苛性钠。
2.氢氧化钙:
微溶于水的白色粉末,水溶液俗称石灰水对衣服;皮肤有腐蚀作用;俗称:
熟石灰或消石灰。
3.氨水是无色有刺激性气味的溶液。
4.可溶性碱[KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2、NH3•H2O]的溶液都是无色的,KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2固体都是白色的。
Cu(OH)2、Fe(OH)3分别是蓝色和红褐色不溶于水的固体。
5、氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质、用途
氢氧化钠
氢氧化钙
颜色、状态
白色固体,极易溶于水(溶解放热)易潮解
白色粉末,微溶于水
俗名
烧碱、火碱、苛性钠(具有强腐蚀性)
熟石灰、消石灰
制法
Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH
CaO+H2O==Ca(OH)2
用途
①氢氧化钠固体作干燥剂
②化工原料:
制肥皂、造纸
③去除油污:
炉具清洁剂中含氢氧化钠
①工业:
制漂白粉
②农业:
改良酸性土壤、配波尔多液③建筑:
注意:
①氢氧化钠的潮解属于物理变化。
②氢氧化钠密封保存的原因:
氢氧化钠易吸收空气中的水蒸汽而潮解,同时又能与空气中的二氧化碳反应而变质。
③氢氧化钠敞口放置在空气中会变质(属于化学变化),因为它会与空气中的二氧化碳反应生成了碳酸钠。
④如果不慎将碱液沾到皮肤上,要用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
⑤CaO、Ca(OH)2、CaCO3的俗名及相互转化关系:
CaO:
生石灰Ca(OH)2:
熟石灰、消石灰CaCO3:
石灰石、大理石
Ca(OH)2CaCO3
二,碱的化学性质(通性)
(1)碱溶液与酸碱指示剂的反应:
使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色
(2)酸性氧化物+碱→盐+水
2NaOH+CO2Na2CO3+H2O(氢氧化钠敞口放置在空气中变质的原因)
2NaOH+SO2Na2SO3+H2O2NaOH+SO3H2O+Na2SO4
Ca(OH)2+CO2H2O+CaCO3↓
(3)酸+碱→盐+水
HCl+NaOHNaCl+H2O2HCl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O
H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O
2H2SO4+Ca(OH)2Ca2SO4+2H2O
(4).碱溶液与某些盐溶液反应生成新碱和新盐。
2NaOH+CuCl2→Cu(OH)2↓+2NaCl
蓝色溶液蓝色沉淀
3NaOH+FeCl3→Fe(OH)3↓+3NaCl
棕黄色溶液红褐色沉淀
Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH(用此方法可制取氢氧化钠)
拓展
酸性氧化物──能与碱反应生成盐和水的氧化物叫做酸性氧化物。
注意:
大多数非金属氧化物都属于酸性氧化物,如:
CO2、SO2、SO3等;CO、NO、H2O等少部分非金属氧化物不属于酸性氧化物。
在日常熟悉的生活生产中举例说明酸和碱的应用
如:
盐酸除铁锈;硫酸制化肥;硝酸制炸药;烧碱制肥皂;熟石灰改良酸性土壤;碳酸制饮料;氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸氢钠(小苏打)治疗胃酸过多;草酸洗涤锈斑;氨水洗涤丝毛织物等。
化工生产中的“三酸二碱”
三酸:
盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3);
二碱:
氢氧化钠(NaOH)、纯碱(Na2CO3)。
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