酸和碱的反应酸碱盐的应用.docx
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酸和碱的反应酸碱盐的应用
酸和碱的反应、酸碱盐的应用
【知识和技能基本要求】
一、学习目标
1、了解酸碱中和反应中pH的变化和热量的变化;
2、了解盐的组成特点,能初步判断怎样的物质属于盐类;
3、通过实验探究认识金属活动性顺序,并能据此对简单的置换反应进行判断;
4、初步感受对立统一的思想;
5、认识酸、碱、盐对人类生活和社会经济的重要性;
6、了解食盐、硫酸、烧碱、纯碱、氨水的主要用途;
7、知道一些常用化肥的名称和作用;
8、了解稀释浓硫酸的正确操作方法;
9、了解正确使用酸、碱、盐的一些知识,初步树立合理、安全使用酸、碱、盐的科学意识。
二、重点难点
1、酸碱中和反应;
2、金属活动性顺序,对简单置换反应进行判断;
3、盐的分类、化肥的分类;
4、一些常见酸、碱、盐的正确使用方法。
酸和碱的反应
中和反应:
酸和碱相互交换成分,生成盐和水的反应称为中和反应。
例如:
反应中
和
结合成难电离的
分子,
,可见中和反应属于复分解反应。
注意以下几点:
①酸和碱不一定都能发生中和反应,如
和
基本上不发生反应
②生成盐和水的反应不一定都是中和反应,如:
,因为
不是酸,所以此反应不能称为中和反应。
拓宽视野:
复分解反应发生的条件
由两种化合物相互交换成分,生成两种新的化合物的反应,叫做复分解反应。
可简记为AB+CD=AD+CB
复分解反应的本质是溶液中的离子结合成难电离的物质(如水)、难溶的物质或挥发性气体,而使复分解反应趋于完成。
为了正确书写复分解反应的化学方程式,必须熟记常见酸、碱、盐的溶解性表,正确地运用物质的溶解性。
复分解反应是在学习了化合反应、分解反应和置换反应的基础上,学习的又一化学反应基本类型。
要理解它必须抓住概念中的“化合物”和“相互交换成分”这两个关键词。
酸、碱、盐溶液间发生的反应一般是两种化合物相互交换成分而形成的,即参加反应的化合物在水溶液中发生电离离解成自由移动的离子,离子间重新组合成新的化合物,因此酸、碱、盐溶液间的反应一般是复分解反应。
因为此类反应前后各元素的化合价都没有变化,所以复分解反应都不是氧化还原反应。
复分解反应发生的条件
根据复分解反应趋于完成的条件,复分解反应发生需要一定条件。
下面从反应物和生成物两方面,按以下四类反应具体分析复分解反应发生的条件。
(1)酸+盐─→新酸+新盐
反应物中酸必须是可溶的,生成物中至少有一种物质是气体或沉淀或水。
如:
由于
会有
(2)酸+碱─→盐+水
反应物中至少有一种是可溶的。
如:
(3)盐+盐─→两种新盐
反应物中的两种盐都是可溶性的,且反应生成的两种盐中至少有一种是难溶的。
如:
(4)盐+碱─→新盐+新碱
反应物一般都要可溶,生成物中至少有一种是沉淀或气体(只有铵盐跟碱反应才能生成气体)。
如:
与NaCl不发生反应。
概括上述四种类型的复分解反应能够发生并趋于完成的条件,可分成两方面记忆掌握。
一方面是对反应物的要求:
酸盐、酸碱一般行,盐盐、盐碱都需溶;另一方面是对生成物的要求:
生成物中有沉淀析出或有气体放出,或有水生成。
这两方面必须兼顾,才能正确地书写有关复分解反应的化学方程式。
盐
凡是由金属离子(或铵离子
)和酸根离子构成的化合物都叫盐。
我们在生产、生活中经常用到各种各样的盐。
除食盐是重要的调味品外,建筑、雕塑用的大理石、汉白玉的主要成分(含碳酸钙)是盐,可用于净水的明矾(含硫酸铝钾)是盐,常见的小苏打(碳酸氢钠)是盐,大多数化肥(如硫酸铵、硫酸氢铵等)也是盐……
依据盐的组成,可以把盐分为钠盐、钾盐、钙盐、铵盐等;也可把盐分成盐酸盐(也称氯化物)、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐等。
把下列盐进行分类:
按第一种分类
钠盐有:
;钾盐有:
;钙盐有:
;铵盐有:
。
按第二种分类
盐酸盐有:
;硫酸盐有:
;硝酸盐有:
;碳酸盐有:
。
金属活动性顺序
人们在生产、生活中发现,某些盐溶液还能与金属发生反应。
例如,我国人民在古代就已经发现铁与铜盐溶液作用,得到金属铜。
这一反应原理不仅可用于“湿法冶铜”,还可以用于从含铜废水中回收铜。
金属与某些酸、盐溶液的反应可用于说明金属的活动性。
人们通过实验和研究,总结出常见金属的活动性顺序如下:
在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能与酸反应置换出氢气;排在氢后面的金属不能与酸发生置换反应;活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
酸、碱、盐的应用
酸、碱、盐是重要的化工原料,也是重要的化工产品。
化学工业上人们常说的“三酸两碱”就是指硫酸、盐酸、硝酸和烧碱、纯碱(
)。
一个国家酸、碱、盐的产量,在一定程度上反映了化学工业的发展水平。
在20世纪90年代末,我国硫酸年产量已超过1600万吨,烧碱年产量超过420万吨、纯碱年产量超过640万吨,氮肥年产量超过2000万吨。
酸、碱、盐在工农业生产和日常生活中的广泛应用,促进了人类文明和社会的可持续发展。
某些酸、碱、盐的用途
硫酸、盐酸、硝酸和烧碱都是化学工业产品。
它们是用天然矿物、食盐、氮气等原料通过一系列化学反应制得的。
纯碱有天然的(从内陆盐湖提取),也有用化学方法生产的。
我国化工专家侯德榜在纯碱制造方面作出了重大贡献。
拓宽视野:
侯德榜
侯德榜化工专家。
我国化学工业的开拓者。
他于上个世纪20年代突破氨碱法制碱技术的奥秘,主持建成亚洲第一座纯碱厂;30年代领导建成了我国第一座兼产合成氨、硝酸、硫酸和硫酸铵的联合企业;四五十年代又发明了连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱新工艺,以及碳化法合成氨流程制碳酸氢铵化肥新工艺,并使之在60年代实现了工业化和大面积推广。
他还积极传播交流科学技术,培育了很多科技人才,为发展科学技术和化学工业做出了卓越贡献。
侯德榜,名启荣,号致本,1890年8月9日生于福建省闽侯县一个普通农家。
自幼半耕半读,勤奋好学,有“挂车攻读”美名。
1903—1906年,得姑妈资助在福州英华书院学习。
他目睹外国工头蛮横欺凌我码头工人,耳闻美国的旧金山种族主义者大规模迫害华侨、驱逐华工等令人发指的消息,使之产生了强烈的爱国心。
他曾积极参加反帝爱国的罢课示威。
1907—1910年,就读于上海闽皖铁路学院。
毕业后,在英资津浦铁路当实习生。
这期间,侯德榜进一步感受到帝国主义者凭技术经济优势对贫穷落后的中国和人民进行残酷剥削与压迫,立志要掌握科学技术,用科学和工业来拯救苦难的中国。
1911年,侯德榜考入北平清华留美预备学堂,以10门功课1000分的优异成绩誉满清华园,1913年被保送入美国麻省理工学院化工科学习。
1917年毕业,获学士学位,再入普拉特专科学院学习制革,次年获制革化学师文凭。
1918年又入哥伦比亚大学研究院研究制革,1919年获硕士学位,1921年获博士学位。
由于学习成绩优异,侯德榜被接纳为美国SigmaXi科学会会员和美国Phi--LambdaUpsilon化学会会员。
侯德榜的博士论文《铁盐鞣革》,围绕铁盐的特性以大量数据深入论述了铁盐鞣制品易出现不耐温、粗糙、粒面发脆、易腐、易吸潮和起盐斑等缺点的主要原因和对策,很有创见。
《美国制革化学师协会会刊》特予连载,全文发表,成为制革界至今广为引用的经典文献之一。
1948年选聘为中央研究院院士。
化学工业部副部长、高级工程师。
为我国化学工业的开发、建设和生产作出了卓越贡献,是我国近代化学工业的奠基人之一。
在他的技术指导下,中国在20年代建立了亚洲第一大碱厂,生产出“红三角”碱。
1932年将《纯碱制造》公之于世,为中外化工学者共享。
1937年,主持建成具有世界水平的永利化学工业公司南京硫酸铵厂,开创了我国化肥工业的新纪元。
1943年,首先在实验室完成连续生产纯碱和氯化铵的联合制碱工艺。
此法被世人称为“侯氏制碱法”,为世界制碱技术开辟了一条新途经,并得到了国际学术界的重视。
化学肥料
化学肥料是矿物、空气、水等通过化学方法加工产生的肥料,简称化肥。
根据化学肥料中所含植物营养元素的不同,可以把化肥分为几大类:
1、氮肥:
即以营养元素——氮元素为主要成分的化肥,包括碳酸氢铵、尿素、硝铵、氨水、氯化铵、硫酸铵等。
2、磷肥:
即以营养元素——磷元素为主要成分的化肥,包括过磷酸钙、钙镁磷肥等。
3、钾肥:
即以营养元素——钾元素为主要成分的化肥,目前施用不多,主要品种有氯化钾、硫酸钾、硝酸钾等。
4、复合肥料:
即含有两种或两种以上主要营养元素的化肥。
5、微量元素肥料和某些中量元素肥料:
前者如含有硼、锌、铁、钼、锰、铜等微量元素的肥料,后者如钙、镁、硫等肥料。
6、对某些作物有利的肥料:
如水稻上施用的钢渣硅肥,豆科作物上施用的钴肥,以及甘蔗、水果上施用的农用稀土等。
化学肥料与农家肥料的比较
氮肥除氨水外,还有含铵根的铵态氮肥(如碳酸氢铵
)、含硝酸根的硝态氮肥(如硝酸钾
)和有机氮肥[如尿素
]等。
铵态氮肥是常用的氮肥。
在铵态氮肥中碳酸氢铵(简称碳铵)最不稳定,容易分解释放出氨气而失效。
所以碳酸氢铵要密封保存在阴凉的地方,施用碳酸氢铵时应该深施到土层中,并且迅速浇水溶解。
铵态氮肥与碱混合加热,都有氨气放出,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
这种方法可用于检验铵态氮肥。
也因为这点,铵态氮肥不宜与碱性肥料如草木灰(
)混合使用。
酸、碱、盐的正确使用
酸、碱、盐用途广泛,但多数酸、碱有强腐蚀性,许多盐有毒性,所以要注意使用方法,确保安全。
浓硫酸、浓硝酸有强腐蚀性、氧化性,与可燃物混放还易引起火灾,所以要妥善保管,小心使用。
稀释浓硫酸时,要掌握正确的稀释方法,否则可能造成事故。
稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓注入水中,并用玻璃棒引流。
因为浓硫酸稀释过程会放出大量的热,假如直接把水倒入浓硫酸中,会引起溶液飞溅。
溶液使用的注意事项
1、按实验要求确定溶液的用量,若未规定用量时,则应该使用尽可能少的量。
2、使用浓酸、浓碱要特别注意安全。
可以用稀酸、稀碱,就不用浓酸或浓碱。
3、实验后的溶液应倒入指定容器,不要随意倾倒,防止发生意外或污染环境。
4、配制的溶液应及时装入试剂瓶,贴好标签备用。
盐的使用
盐的种类繁多,不同的盐性质不同,用途也不同。
例如,有咸味的工业用盐可能含有亚硝酸纳(
),对人体有毒害和致癌作用。
许多重金属盐(如铅盐、铜盐、汞盐)都有毒性,要严格防止混入食物中。
【典型例题】
例1、做馒头的面团发酵过度会变酸,要除去酸味,可在面团中加入( )
A.NaOH B.CaO C.
D.NaCl
答案:
C
解析:
NaOH、CaO它们能中和酸,但是它们都是不可食用的物质。
Na2CO3能中和面团发酵产生的酸,与酸反应生成碳酸,碳酸不稳定,易分解放出CO2气体,这样,使得蒸出的馒头松软可口。
例2、有X、Y、Z三种金属,将Z和Y浸入稀硫酸中,Y溶解,Z不溶解,将Z浸入X的硝酸盐溶液中,其表面析出X,这三种金属的活动性顺序是( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>Z>X D.Z>X>Y
答案:
C
解析:
在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能与酸反应置换出氢气;排在氢后面的金属不能与酸发生置换反应;活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
例3、通过生活经验和所学化学知识,例举中和反应在实际生活中的应用。
解析:
1.改变土壤的酸碱性,长期施用某种化肥的土壤或是由于空气污染形成酸雨会导致一些地方的土壤变成酸性,不利于作物的生长,施用适量熟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。
土壤中的
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。
2.处理工厂的废水。
工厂生产过程中会产生污水,必须经过处理后再进行排放。
比如,硫酸厂的污水中含有硫酸等杂质,可以加入熟石灰中和处理:
,3.医药用途。
人的胃液可以帮助消化,胃酸的成分是盐酸,如果饮食不当,胃分泌胃酸过多会影响人的消化,这时我们可以服用胃药治疗,西药“胃得乐”的主要成分就是氢氧化铝,它能中和胃酸,减弱其酸性,同时生成的氯化铝有收敛作用。
这就是利用了中和反应:
例4、我们平日所说的调味品盐与化学上的盐是一回事吗?
答:
不是。
我们平日所用的厨房调味品盐指的是食盐,也就是氯化钠(NaCl),而化学上所指的盐是一类化合物的名称,就像酸、碱一样,这类化合物在水中都能电离出金属离子和酸根离子,像氯化钙(
)、碳酸钠(
)、硫酸钾(
)等都属于盐类物质。
另外,氯化钠俗称食盐是由于它能为人们所食用,而还有一种工业用盐——亚硝酸钠(
)和氯化钠外观类似,但价格低廉,有些不法分子将工业用盐冒充食盐使用,而工业用盐有毒,会给消费者带来伤害,日常生活中我们一定要分清。
例5、下列反应中属于中和反应的是( )
A.CuO+H2
Cu+H2O
B.
C.2H2+O2
2H2O
D.
答案:
D
解析:
此题考查的是中和反应的定义:
酸碱作用生成盐和水的反应,所以从反应物和生成物来看,符合要求的只有D。
例6、尿素
是目前农村使用的一种高效化肥,它属于( )
A.氮肥 B.磷肥 C.钾肥 D.复合肥料
答案:
A
解析:
氮肥是以营养元素——氮元素为主要成分的化肥,包括碳酸氢铵、尿素、硝铵、氨水、氯化铵、硫酸铵等。
【课堂练习】
1、在含有
和
的溶液中加入过量的铁粉,充分反应后过滤,滤纸上的固体物质是( )
A.Cu B.Cu和Fe C.Fe和Zn D.Fe
2、下列各组物质,要借助酸、碱指示剂才能判断出反应发生的是( )
A.石灰石和盐酸
B.
C.
D.NaOH+HCl
3、农村及城市生活污水中含磷,家用洗涤剂(含有磷酸钠)就是污水中磷的一个重要来源,处理污水时要不要除去磷,有以下几种意见,你认为正确的是( )
A.磷对人无害,除去与否无关紧要
B.磷是生物的营养元素,不必除去
C.含磷的污水可作磷肥,不必处理
D.含磷的污水排放到自然水中引起藻类增殖,使水变质,必须除去
4、某学生通过实验测定一定量稀硫酸的有关数据,并绘制成如下的几种图象,其中错误的是
A.① B.④ C.②③ D.①④
5、把足量的铁粉分别加入到下列各组物质的溶液中,充分反应后过滤,滤液中只有一种溶质的是( )
A.
、
B.
、
C.HCl、
D.
、
6、用相同质量的镁和铁分别和足量的稀硫酸反应,能够正确表示反应情况的是下图中的____________图,其中A表示____________的反应情况,B表示____________的反应情况。
7、有一瓶无色透明溶液,其溶质为
、
、
、
、
中的一种,取少量该溶液于试管中,加入
溶液后发生复分解反应,有白色沉淀生成。
(1)从上述实验中能否确定该溶液中的溶质是哪一种物质?
(填“能”或“不能”)________。
(2)向上述试管中继续加入稀盐酸,可能会发生什么现象?
由此可得出什么结论?
(3)写出可能发生反应的化学方程式。
8、有一包粉末,可能是由NaCl、
、
、
和
中的一种或几种组成。
某学生欲探究这包粉末的组成,做了如下实验:
①取少量粉末,加水溶解得无色透明溶液;
②取上述溶液,加入NaOH溶液,无现象发生;
③另取少量粉末,加稀盐酸,无现象发生。
(1)请你根据该学生的实验现象,分析推测这包粉末的组成:
________________。
(2)请根据你的推测,帮助该学生继续实验,确定这包粉末的组成。
实验步骤
实验现象
结论
【参考答案】
1、B
2、D
3、D
4、C
5、B
6、在此题中我们知道镁和铁都能和硫酸反应,但反应的速率和生成气体质量不同,镁比铁的反应速率快;从化学方程式的计算即设Mg、Fe各1g
所以x>y,也就是说相等质量的镁和铁与足量的稀硫酸反应,镁产生的氢气比铁要多,所以综合这两方面因素,正确的图示应为乙,其中A表示镁的反应情况,B表示铁的反应情况。
7、
(1)不能
(2)若存在着
,沉淀不溶解,若存在着
,白色沉淀消失并有气体冒出。
(3)
8、
(1)三种可能:
①NaCl和
,②NaCl,③
;
(2)
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