【培优导学案】浙教版科学九年级全册：2、常见碱与碱的性质 学案（含解析）

 常见碱与碱的性质

【回顾】

一、碱

1．碱的定义：电离出的阴离子全部是OH－的化合物，如Ca(OH)2、NaOH等。

2．碱的电离：NaOH===Na＋＋OH－；Ca(OH)2===Ca＋＋2OH－；Ba(OH)2===Ba＋＋2OH－。

碱溶液的pH大于7，但pH大于7的溶液不一定都是碱溶液。

3．常见的碱

(1)NaOH

俗称烧碱、火碱、苛性钠。白色片状固体，易潮解，溶于水放出大量的热。

(2)Ca(OH)2

俗称熟石灰、消石灰。白色粉末状固体，建筑材料，制取漂白粉的原料。

二、碱的通性

(1)碱能使酸碱指示剂变色

碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝，使无色酚酞试液变红。

注意：有些碱不能溶于水，如氢氧化铜、氢氧化铁，由于不溶于水，它们不能使紫色石蕊试液、无色酚酞试液变色。

(2)碱＋酸―→盐＋水

中和反应：酸和碱反应生成盐和水的反应。

中和反应的实质：酸电离出的H＋与碱电离出的OH－结合成中性的水。

H＋＋OH－===H2O

(3)碱＋某些非金属氧化物―→盐＋水

①工业上常用氢氧化钠溶液来吸收二氧化硫：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。

工业上常用碱溶液来吸收有毒的酸性气体，如：H2S、SO2、HCl。

②盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，而是用橡皮塞或木塞的原因：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。

③氢氧化钠或氢氧化钠溶液不能敞口放置的原因：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O(常以实验探究题考查变质问题)。

(4)碱＋某些盐―→新碱＋新盐

注意：两种反应物必须是溶液，生成物必须要有一种是难溶于水的。

三、碱性气体氨气

(1)氨水(NH3·H2O)是氨气溶于水得到的一种弱碱，易挥发，易分解。NH3·H2O===NH3↑＋H2O。可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气的存在，试纸由红色变成蓝色。

(2)氨气可以用碱石灰(NaOH和CaO的混合物)来干燥。碱石灰具有吸水性，常作为干燥剂，用于干燥碱性或中性气体，不能干燥酸性气体，但可以用于吸收酸性气体。

例1　下列物质加入无色酚酞试液中，能使酚酞变红的是(　　)

A．Ca(OH)2      B．CuO

C．Cu(OH)2      D．Fe(OH)3

[答案] A

 碱性溶液能使无色酚酞试液由无色变为红色。氢氧化钙溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红，氧化铜、氢氧化铜、氢氧化铁均难溶于水，都不能使无色酚酞试液变红。

[方法点拨] 溶于水的碱[NaOH、Ca(OH)2(微溶)、KOH、NH3·H2O]能电离出氢氧根离子，才能使酚酞试剂变红或者使石蕊试剂变蓝。只有溶于水的碱对应的碱性氧化物才能直接与水化合成碱，如：CuO就不能与水反应；不溶于水的碱受热易分解为对应的碱性氧化物。

例2　兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动。

[对固体猜想]

猜想Ⅰ：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；猜想Ⅲ：是NaOH和Na2CO3的混合物。

[实验和推断]

图2－1

(1)若现象a为有气泡产生，则加入的A溶液是________，说明氢氧化钠已经变质，有气泡产生的反应的化学方程式是____________________________，该反应的基本反应类型为______________________。

(2)若A是Ca(OH)2溶液，现象a为有白色沉淀，现象b为无色酚酞试液变红，则白色沉淀为________(填化学式)，该实验________(填“能”或“不能”)说明样品中有NaOH。

(3)若A是CaCl2溶液，当实验现象a为____________________，现象b为________________时，猜想Ⅱ成立。

[反思] 久置的氢氧化钠变质的原因是______________________________________________

 (用化学方程式表示)。

[答案] [实验和推断] (1)稀盐酸(合理即可)　Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O(合理即可)　复分解反应　(2)CaCO3　不能

(3)有白色沉淀产生　无色酚酞试液不变色

[反思] 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O

 [实验和推断] (2)Ca(OH)2和Na2CO3反应会生成CaCO3沉淀和NaOH，引入了氢氧根离子，所以该实验不能说明样品中有NaOH。

(3)CaCl2和Na2CO3反应生成CaCO3沉淀和NaCl，所以若A是CaCl2溶液，当实验现象a为有白色沉淀产生，现象b为无色酚酞试液不变色时，猜想Ⅱ成立。

[反思] 根据氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水进行分析。

[方法点拨] 检验氢氧化钠变质有多种方法：①生成物中有气体：依据碳酸钠和盐酸反应会生成氯化钠、水和二氧化碳；②生成物中有沉淀：依据氯化钙或者氯化钡和碳酸钠反应会生成碳酸钙沉淀。检验原物质是否存在：碳酸钠溶液显碱性，干扰了氢氧化钠的检验，要检验是否存在氢氧化钠，需要排除碳酸钠的干扰，即用过量的氯化钡或氯化钙除去碳酸钠，再用酚酞试液检验氢氧化钠是否存在。

1．已知氢氧化锂(LiOH)可溶于水，其化学性质与氢氧化钠相似。下列关于氢氧化锂的化学性质的说法中，错误的是(　　)

A．能与二氧化碳反应

B．能使无色酚酞试液变红

C．能使紫色石蕊试液变红

D．向氢氧化锂溶液中滴加硫酸铜溶液产生蓝色沉淀

2．向氢氧化钠溶液中不断滴入稀盐酸，得到如图2－2所示的曲线，下列有关判断不正确的是(　　)

图2－2

A．a点时溶液中有氢氧化钠和氯化钠

B．a点到b点溶液中盐酸的量不断增大

C．b点时，HCl与NaOH恰好完全反应

D．b点到c点时，溶液中氯化钠的量不再增加

3．要检验仓库中的氢氧化钠溶液是否变质，下列检验方法错误的是(　　)

A．取样品溶于水后加入稀盐酸

B．取样品溶于水后加入酚酞试液

C．取样品溶于水后加入氯化钙溶液

D．取样品溶于水后加入澄清石灰水

4．碱石灰是NaOH与CaO的混合物，取一定量露置于空气中部分变质的碱石灰，加水充分搅拌后过滤，所得物质成分可能是(　　)

5.下列有关NaOH和Ca(OH)2的性质的叙述中，错误的是(　　)

①都是白色固体　②都极易溶于水放出大量热

③溶液都能使无色酚酞试液变红　④都能和酸发生中和反应　⑤溶液中通入CO2都生成白色沉淀　⑥溶液与碳酸钠溶液反应都变浑浊

A．②         B．⑤⑥

C．①②⑤        D．②⑤⑥

6．亚硫酸盐的一些性质和碳酸盐的性质类似，如：Na2SO3(亚硫酸钠)溶液呈碱性，BaSO3(亚硫酸钡)是白色难溶于水的固体。工业上常用NaOH来吸收SO2气体。现有吸收SO2一段时间后的NaOH样品，请选用下列试剂：盐酸、稀硫酸、蒸馏水、Ba(OH)2溶液、Ba(NO3)2溶液[已知Ba(NO3)2溶液呈中性]、pH试纸、石蕊指示剂，仪器自选，设计一个简单的实验判断该样品中NaOH是否反应完全，请完成下列实验步骤：

①取少量吸收SO2一段时间后的NaOH样品，用适量蒸馏水完全溶解；

②取少量该样品溶液于试管中；

③往试管中逐滴加入____________________，直到___________________________________时，停止加入；

④后续实验的操作是________________________________________________，若观察到________，则NaOH已完全反应。

7．某研究性学习小组在验证“碱使酚酞试液变红”的实验时，发现一个意外现象：将酚酞试液滴入某NaOH溶液中，溶液变成了红色，可是过一会儿红色却消失了。

[提出问题] 是什么原因导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色？

[猜想与假设] 他们分别对这种意外现象作如下猜想：

甲同学：可能是酚酞与O2发生了反应；

乙同学：可能是NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应；

丙同学：可能与NaOH溶液浓度大小有关；

你认为可能还与________(写一条即可)有关。

[设计实验] 三位同学分别设计实验验证自己的猜想：

(1)甲同学设计了如下实验，请你填写下表。

(2)乙同学设计如图2－3中Ⅰ装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，于是认定自己的猜想正确。请写出CO2与NaOH溶液反应的化学方程式：____________________。甲同学认为乙同学的实验不够严谨，理由是

________________________________________________________________________。

图2－3

(3)丙同学使用了色度传感器测溶液的颜色。他在a、b、c三个比色皿中分别加入等量5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞试液。溶液颜色的变化曲线如图Ⅱ[说明：溶液无色时色度值(透过率)为100%]。请你观察图Ⅱ回答问题。

①写出两条规律性结论：____________________________；____________________________。

②推测5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞试液后褪为无色的时间约为________。

A．小于30 s    B．30～90 s

C．90～140 s    D．140～180 s

E．180～280 s    F．大于280 s

8．某研究性学习小组对中和反应进行探究，请你参与实验：

实验1：证明酸与碱发生了反应。

稀盐酸与NaOH溶液混合没有明显现象，小丽同学按图2－4甲进行实验，证明了盐酸与NaOH溶液发生化学反应，她依据的实验现象是_________________________________________。

图2－4

实验2：证明酸与碱反应有水生成。

小明同学取变色硅胶固体(吸水后由蓝色变为红色)、无水醋酸(一种酸，常温下为无色液体)和氢氧化钠固体进行图乙所示的三个实验。

(1)观察发现实验①②的硅胶不变色，这两个实验的目的是______________________________。

(2)加入试剂后，要迅速塞紧橡胶塞的原因是________________________________________。

(3)能证明酸与碱反应有水生成的现象是____________________________________________

________________________________________________________________________。

实验3：测量酸与碱反应过程的pH、温度变化。

取一定量的稀盐酸，向其中逐滴匀速滴加NaOH溶液，用传感器实时获得溶液的pH、温度变化曲线如图2－5所示。

图2－5

(1)0～t1时，溶液的酸碱性变化情况是____________________________。

(2)由图分析，酸与碱发生了反应的依据是____________________________________，酸与碱的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

9．实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究。

[发现问题] 该样品中含有哪些物质？

[查阅资料] (1)NaOH在空气中不会转化成NaHCO3。

(2)BaCl2溶液呈中性，Ba(OH)2是可溶性碱。

(3)CO2在饱和的NaHCO3溶液中几乎不溶解。

[提出猜想] 猜想Ⅰ：NaOH；

猜想Ⅱ：Na2CO3；

猜想Ⅲ：NaOH和Na2CO3。

[设计实验]

[收集证据] (1)若现象A是有气泡产生，则X溶液为________，则________(填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)不成立。

(2)若X溶液为BaCl2溶液，现象A是有白色沉淀生成，则产生沉淀的化学方程式是______________________________，取反应后的上层清液，测定其pH，当pH________(填“>”“<”或“＝”)7时，证明猜想Ⅲ成立。

[定量分析] 确定部分变质样品中Na2CO3的质量分数。

兴趣小组的同学用如图2－6所示装置进行实验。

图2－6

步骤如下：①按图连接好装置，并检查气密性；

②准确称取该样品1.0 g，放入烧瓶内；

③打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；

④反应结束后，量筒内液体为55.0 mL(已知：室温条件下，CO2的密度为1.6 g·L－1)。

(1)B装置集气瓶内原有的空气对实验结果______(填“有”或“没有”)影响。饱和NaHCO3溶液如果用水代替，则所测CO2体积________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(2)计算该样品中Na2CO3的质量分数。(写出计算过程，计算结果保留一位小数)

[实验反思] 有同学指出，上述三种猜想并不全面，请再提出一种猜想：________________________________________________________________________。

答案

1．C　 氢氧化锂可溶于水且与氢氧化钠的性质相似，则其具有碱的通性。二氧化碳和氢氧化锂反应生成碳酸锂和水；氢氧化锂溶液能使紫色石蕊变蓝，使无色酚酞变红；氢氧化锂能与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀。

2．B　 a点已经滴入一定量的盐酸，盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠，但溶液的pH仍大于7，说明氢氧化钠还有剩余，故溶液中既有氢氧化钠又有氯化钠；b点溶液的pH等于7，说明盐酸与氢氧化钠恰好完全反应，故从a点到b点溶液中滴入的盐酸完全和氢氧化钠反应，溶液中没有盐酸；b点溶液中氢氧化钠已消耗完全，故b点到c点时，溶液中氯化钠的量不再增加。

3．B　 氢氧化钠、碳酸钠均显碱性，遇酚酞试液均显红色，故只选用酚酞试液不能检验氢氧化钠溶液是否变质。

4．A　 氢氧化钠与二氧化碳反应会生成碳酸钠，氧化钙与水反应会生成氢氧化钙，氢氧化钙又可以与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠。①当氢氧化钙与碳酸钠恰好完全反应时，溶液中只有NaOH，滤渣中只有CaCO3；②当碳酸钠过量时，溶液中有NaOH、Na2CO3，滤渣中只有CaCO3；③当氢氧化钙过量时，溶液中有NaOH、Ca(OH)2，滤渣中有CaCO3[或CaCO3、Ca(OH)2，因为Ca(OH)2微溶]。

5．D　 氢氧化钙和氢氧化钠都是白色固体；氢氧化钠易溶于水放出大量热，而氢氧化钙微溶于水；氢氧化钙和氢氧化钠溶液都显碱性，都能使无色酚酞试液变红；氢氧化钙和氢氧化钠都能和酸发生中和反应；氢氧化钙溶液中通入CO2生成白色沉淀碳酸钙，而氢氧化钠溶液中通入CO2不生成白色沉淀；氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀而变浑浊，而氢氧化钠溶液与碳酸钠溶液不反应。

6．③硝酸钡溶液　不再有白色沉淀生成

④用洁净、干燥的玻璃棒蘸取试管中的溶液，滴在pH试纸上，与标准比色卡对比(或向试管中滴入石蕊指示剂)　pH等于7(或溶液显紫色)

 ③实验要判断氢氧化钠是否反应完全，因为亚硫酸钠呈碱性，所以要消除亚硫酸钠的影响，滴加硝酸钡溶液至不再有沉淀产生，说明亚硫酸钠已经完全反应。④通过判断溶液的酸碱性，来判断溶液中是否有氢氧化钠，用pH试纸或者紫色石蕊指示剂都可以，若观察到pH等于7或者溶液为紫色，证明氢氧化钠已经反应完了。

7．[猜想与假设] 滴入酚酞试液的多少(或滴入酚酞试液的浓度大小或氢氧化钠溶液中含有的杂质等，合理即可)

[设计实验] (1)除去溶液中的氧气　隔绝氧气

不正确

(2)2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O　若制取的二氧化碳气体中混有氯化氢气体，试管中溶液的红色也能褪去

(3)①氢氧化钠溶液的浓度越大，酚酞试液变红后褪色越快　氢氧化钠溶液的浓度越小，起始时色度值越大　②F

8．实验1：滴有酚酞的NaOH溶液由红色变为无色

实验2：(1)证明反应物中没有水

(2)防止空气中的水蒸气进入试管干扰实验

(3)试管③中硅胶由蓝色变为红色，试管①②中硅胶不变色

实验3：(1)溶液酸性减弱，t1时变为中性

(2)溶液pH变大，t1时pH＝7　放热

 实验1：根据溶液中颜色的变化确定，盐酸和氢氧化钠发生了中和反应。实验2：(1)①和②的实验目的是证明无水醋酸和氢氧化钠固体中无水，不能使硅胶变色。(2)为了防止空气中的水蒸气进入试管中对实验产生干扰，实验过程中要迅速塞紧橡胶塞。(3)根据试管③中硅胶由蓝色变为红色，试管①②中硅胶不变色，证明反应中有水生成。实验3：(1)0～t1时，溶液的pH逐渐增大，酸性减弱，t1时pH＝7为中性。(2)根据溶液pH变大，t1时pH＝7，说明酸与碱发生反应，随着反应的进行，溶液温度升高，说明中和反应是放热反应。

9．[收集证据] (1)稀盐酸(合理即可)　猜想Ⅰ

(2)BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl　＞

[定量分析] (1)没有　偏小

(2)解：55.0 mL＝0.055 L，反应生成CO2的质量为：1.6 g·L－1×0.055 L＝0.088 g。

设参加反应的碳酸钠的质量为x。

Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑

106         44

x          0.088 g

＝　x＝0.212 g

所以该样品中Na2CO3的质量分数为：

×100%＝21.2%。

答：该样品中Na2CO3的质量分数为21.2%。

[实验反思] NaOH、Na2CO3、H2O

 [收集证据] (1)碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以若现象A是有气泡产生，则X溶液为稀盐酸，则猜想Ⅰ不成立。(2)氯化钡和碳酸钠反应会生成碳酸钡沉淀和氯化钠，化学方程式为：BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl，猜想Ⅲ中含有碳酸钠、氢氧化钠，所以取反应后的上层清液，测定其pH>7。[定量分析] (1)空气中含有的二氧化碳量很少，不会对结果产生大的影响。二氧化碳易溶于水，且会与水反应，所以饱和NaHCO3溶液如果用水代替，则所测CO2体积偏小。