初中5.2 酸和碱的性质研究教案

5.2 酸和碱的性质研究

教学目标

1、理解酸和碱性质

2、理解酸性氧化物和碱性氧化物

3、掌握酸和碱的应用

教学过程

一、 知识梳理

(一)酸的性质研究

1．水对酸的化学反应的影响

    酸的很多反应通常要在水溶液中才能完成。

2．浓盐酸与浓硫酸的物理性质

    (1)浓盐酸的物理性质：浓盐酸（通常市售浓盐酸中溶质质量分数约为36%）是无色透明的液体，有刺激性气味，具有挥发性而产生白雾现象。

 【注意】①纯净的盐酸为无色液体，工业盐酸因含杂质（如Fe3+）而显黄色。

    ②盐酸易挥发，瓶口出现白雾，这是由于挥发出来的氯化氢气体与空气中的水蒸气接触，又形成盐酸小液滴的缘故。

    ③由于盐酸具有挥发性，所以实验室必须避光密封保存。

    (2)浓硫酸的物理性质：纯净的硫酸是无色、粘稠、油状的液体，不容易挥发，易溶于水并放出大量的热。浓硫酸中溶质的质量分数约为98%。

  【注意】①浓硫酸有吸水性，吸收空气中的水蒸气，使溶质的质量分数减小，没有生成新物质，是物理变化。

    ②由于浓硫酸具有吸水性，所以实验室必须密封保存。

3．浓盐酸与稀盐酸

(1)浓盐酸十分易挥发，从浓盐酸中挥发出来的氯化氢气体跟空气里的水蒸气接触，形成盐酸的小液滴而产生白雾，用此方法可以鉴别浓盐酸、稀盐酸。

    (2)挥发性对浓盐酸的影响：浓盐酸露置在空气中一段时间以后，溶质的质量减少，溶液的质量也减少，廖以溶液的浓度下降。

4．浓硫酸与稀硫酸

    【注意】(1)吸水性对浓硫酸的影响：浓硫酸露置在空气中一段时间以后，溶剂的质量增加，溶液的质量增加，所以浓度下降。

    (2)稀释浓硫酸时一定要将浓硫酸沿着容器壁慢慢注入水中，并不断搅动，使产生的热量迅速扩散。

5．酸的化学性质

    (1)酸的通性

    ①酸溶液的pH小于7，它能使紫色石蕊变红色，无色酚酞不变色。

    ②酸 + 活泼金属 → 盐 + H2↑

    (2)酸与碳酸盐反应

    2HCl + CaCO3 → CaCl2 + CO2↑+ H2O

    H2SO4 + CaCO3 → CaSO4↓+ H2O+ CO2↑

    (3)酸与碱发生中和反应

    HCl + NaOH → NaCl + H2O

    H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

    (4)酸与金属氧化物反应

    稀盐酸或稀硫酸跟铁锈（主要成分是Fe2O3）反应，生成可溶性的氯化铁或硫酸铁和水。

    Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O

    Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O

    黑色的氧化铜跟稀盐酸或稀硫酸反应，生成了蓝色的可溶性的氯化铜或硫酸铜和水。

    CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O

    CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

    (5)浓硫酸的脱水性是化学变化过程，区别于浓硫酸的吸水性。脱水性是原物质中没有水，只是将原物质中的氢、氧两种元素按水的组成比脱去。如沾有浓硫酸的白纸很快变黑，这是因为浓硫酸会使纸张、蔗糖等物质脱水炭化。

6．碱性氧化物

    像氧化铁、氧化铜，能跟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。

(二)碱的性质研究

1．常见碱的物理性质

2．碱溶液的化学性质

    (1)碱溶液能使指示剂变色

    碱溶液使紫色石蕊溶液变蓝，使无色酚酞溶液变红色。

    (2)与非金属氧化物反应

    2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O  (NaOH应密封保存)

    2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

    (3)与酸发生中和反应

    2NaOH + H2SO4 → Na2SO3 + 2H2O

    (4)写某些盐反应

    FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓+ 3NaCl（NaOH常用于制不溶性碱）

3．酸性氧化物

    像二氧化碳、二氧化硫等能跟碱溶液反应生成盐和水的氧化物叫做酸性氧化物。非金属氧化物大多是酸性氧化物。

(三)酸和碱的应用

    1．盐酸的用途

    盐酸在化学工业上大量用来制造人造橡胶、染料、塑料、药剂、氯化物（如氯化钡、氯化锌）等。此外，在焊接和电镀作业时，常用盐酸来清除金属表面的氧化物；在食品工业上，常用盐酸作制造葡萄糖的催化剂等。

    2．硫酸的用途

    重要的化工原料。用于生产化肥、农药、火药、染料以及冶炼金属、精炼石油和金属除锈等，在实验室中还可作干燥剂。

    3．氢氧化钠的用途

    氢氧化钠，俗名烧碱、火碱、苛性钠，是非常重要的工业原料，用来制造化肥、人造棉、精炼石油与制造各种化工产品。工业上，用电解饱和食盐水的方法来生产烧碱。

    4．氢氧化钙的用途

    建筑、制三合土、抹墙，改良酸性土壤、配制农药波尔多液，工业上用来制NaOH等。

二、 典型例题

    【例1】下列说法中正确的是    (    )

    (A)打开浓盐酸的瓶盖可看到白色的烟雾

    (B)敞口在空气中的浓盐酸和浓硫酸质量都会增加

    (C)浓硫酸可作某些气体的干燥剂

    (D)柠檬酸晶体和它的水溶液都能使紫色的石蕊试纸变红

    【分析】酸具有通性，因为它们具有相同的组成——氢元素和酸根。但每一种酸的结构都不同，所以它们  都具有各自的特性。浓盐酸具有挥发性，挥发出来的氯化氢气体与空气中的水蒸气接触形成盐酸小液滴，我们  会看到白雾，敞口在空气中质量会减少；浓硫酸密度很大，具有吸水性，常作某些气体的干燥剂，如除去CO2、H2、O2等气体中的水蒸气，所以敞口在空气中的浓盐酸和浓硫酸的质量分数都会减小；盐酸是氯化氢气体的水溶液，是混合物。酸使指示剂变色的反应一般是在它的水溶液中进行，柠檬酸也不例外，因此柠檬酸晶体在无水的情况下不能与指示剂反应。

    【答案】C

【例2】打开浓盐酸的瓶盖，将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口，现象是____________________，这现象证明浓盐酸有________。

    【分析】盐酸有挥发性，浓盐酸挥发性更显著。浓盐酸在空气中产生酸雾，是其挥发出来的氯化氢气体溶  解在空气里的水蒸气中，所形成的盐酸小液滴。

    【答案】试纸变红      挥发性

    【例3】在实验室常用浓硫酸作某些气体的干燥剂，这是利用浓硫酸的    (    )

       (A)酸性    (B)吸水牲    (C)脱水性    (D)氧化性

    【分析】浓硫酸作某些气体的干燥剂是利用浓硫酸的吸水性。浓盐酸的挥发性及浓硫酸的吸水性是两种  酸突出的物理性质，吸水发生的是物理变化。

    【答案】B

    【例4】现有失去标签的相同体积的两种液体，一瓶是98%的浓硫酸，另一瓶是10%的稀硫酸，请你用学过的物理、化学知识，用两种方法使之鉴别出来。

    物理方法：___________________________________________；

    化学方法：___________________________________________。

    【分析】浓硫酸与稀硫酸在物理性质（如密度、黏稠度等方面）上有差异，在化学性质上也存在区别，本题利用其性质上的差异进行鉴别。

    【答案】物理方法：①用密度计测其密度，密度大的为浓H2SO4；

    ②用天平称量，质量大的为浓H2SO4；

    ③将其分别用水稀释，放热较多的为浓H2SO4

    化学方法：①用小木条分别蘸取两种酸，木条变黑的是浓硫酸；

    ②用玻璃棒蘸取两种酸，分别在白纸上写字，字变黑的为浓硫酸；

    ③取两支试管加入铁钉，在试管中分别倒入少量两种酸，有气体产生的为稀硫酸

  【点拨】本题是考查物理知识和化学知识的交叉型题，同时又属于结论开放性题。可根据所学的浓硫酸和稀硫酸的物理性质及化学性质的不同之处回答本题。

    【例5】食醋是醋酸的稀溶液。某同学准备在家中做实验验证食醋有酸的通性．他找来了下列物质，其中不能达到目的的是    (    )

    (A)铜丝    (B)大理石    (C)铁钉    (D)铁锈

    【分析】明确酸所具有的化学性质及Cu的特性解本题的关键。酸所具有的化学性质是能与指示剂作用变色；能与某些金属氧化物反应；能与活泼金属反应；能与大理石反应等，四个选项所涉及的物质中铜丝不能与食醋起反应，所以如用铜丝验证酸能与活泼金属反应生成氢气这一性质则达不到目的。

  【答案】A

    【例6】铁锈的主要成分是_______（填化学式）。将生锈的铁钉投入过量的稀盐酸中，首先看到的现象是_______________________，反应的化学方程式是_____________________________，过一会儿，又看到                                  ，该反应的化学方程式是________________________________。

    【分析】铁锈的主要成分是Fe2O3，与盐酸反应后生成FeCl3，溶液变为棕黄色，当铁锈除净后，铁与盐酸接触反应生成H2，因而铁钉表面又出现气泡，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色。

    【答案】Fe2O3  铁钉上的锈逐渐减少，溶液由无色变成黄色Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O铁钉表面冒气泡，溶液颜色由黄色逐渐变成浅绿色Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

【例7】下列各氧化物中，属于酸性氧化物的是    (    )

    (A)CuO    (B) Fe2O3    (C)CO2    (D) CO

    【分析】氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物。能跟碱反应生成盐和水的称酸性氧化物，如CO2、SO2等；能跟酸反应生成盐和水的称碱性氧化物，如CuO、Fe2O3等。此外，还有既能跟酸、又能跟碱反应生成盐和水的氧化物称两性氧化物，如Al2O3等。CO既不能跟酸、又不能跟碱反应生成盐和水，称不成盐氧化物。

    【答案】C

    【例8】托盘天平的左、右两盘分别放着一小瓶密封着的浓盐酸和氢氧化钠固体，并保持天平平衡。现将

它们的瓶盖分别打开一段时间，天平是否仍能保持平衡？

    【分析】本题考查的是两种常见酸和碱的物理性质和化学性质。由于浓盐酸的挥发性，因此露置在空气中会使溶质氯化氢气体的质量减少，导致溶液的质量减轻。而氢氧化钠固体由于具有潮解性，因此它的表面会逐渐被空气中的水蒸气溶解，另外它还能吸收空气中的二氧化碳，所以右盘的质量会逐渐增加。

    【答案】  由于左边浓盐酸挥发后质量减轻；右边氢氧化钠固体吸收水分并与二氧化碳气体反应后，会使质量增加。所以天平向右边倾斜。

    【例9】下列物质久置于敞口容器中，发生变质的是    (    )

    (A)浓盐酸    (B)浓硫酸

    (C)食盐水    (D)氢氧化钠溶液

【分析】浓盐酸具有挥发性，使溶质质量分数减小，但没有新物质生成，不会变质；浓硫酸具有吸水性，是物理性质；食盐水蒸发溶剂，也不会生成其他物质；NaOH溶液吸收空气中的CO2气体，生成Na2CO3而变质。

    【答案】D

【例10】氢氧化钠是非常重要的工业原料，具有广泛的用途。下列不属于氢氧化钠用途的是    (    )

    (A)精炼石油              (B)制造人造棉

    (C)中和胃酸过多          (D)制肥皂

    【分析】虽然胃酸中的稀盐酸能被氢氧化纳中和，但由于氢氧化钠是强碱，具有强腐蚀性，因此不能用来中和胃酸过多；而答案A、B、D都属于氢氧化钠的用途。

  【答案】C

    【例11】选择下列物质填空（填编号）。

    ①氢氧化钠②熟石灰③稀盐酸④碳酸

    (1)工业上用于除去铁锈的是____________。

    (2)能用于改良酸性土壤的是______________。

    (3)汽水中含有的主要物质是_____________。

    【分析】了解酸碱物质在生活中的用途是非常有意义的。铁锈的主要成分是氧化铁，它是碱性氧化物，可用稀盐酸除锈；酸性土壤不利于作物的生长，可用碱性物质进行中和，但这里要选用氢氧化钙，不能用碱性很强的氢氧化钠；汽水是一种碳酸饮料，在人体内受热产生大量的二氧化碳，二氧化碳的排出会带出体内的部分热量。

  【答案】(1)③   (2)②   (3)④

三、 思维误区点拨

本节知识在理解与运用中常见的错误是：

1．不能正确记住物质的特性；

2．不清楚碱溶液的化学性质；

3．除杂时又引入新杂质。

四、 解决疑难问题

1．酸主要的通性小结

    (1)酸的水溶液与酸碱指示剂反应：

    如使紫色的石蕊试液变红色，使无色的酚酞试液不变色。常见的大多数酸能溶于水。

    (2)酸与活泼金属发生置换反应生成盐与氢气：

    活泼金属是指在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属，铁发生置换反应后生成亚铁盐；酸一般用盐酸与  稀硫酸，不用浓硫酸或硝酸，因为它们有强烈的氧化性，能与金属反应，但不是置换反应。

    (3)酸与碱性氧化物反应生成盐与水。

    (4)酸与碱反应生成盐与水，这是中和反应。

    (5)酸与盐反应生成另一种盐与另一种酸，这个反应要求生成气体或者生成沉淀才能发生。

2．碱主要的通性小结

    (1)碱的水溶液与酸碱指示剂反应

    如使紫色的石蕊试液变蓝色，使无色的酚酞试液变红色。常见的氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡能与指示剂反应，大多数碱不能溶于水。

    (2)碱与酸性氧化物反应生成盐与水，但它不是复分解反应。

    (3)碱与酸反应生成盐与水，这是中和反应。

    (4)碱与盐反应生成另一种盐与另一种碱。

此反应必须符合两条反应规律：(1)反应物必须是可溶的，如可溶性碱（氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙）与可溶性的盐（可溶性铜盐、可溶性铁盐、可溶性镁盐、可溶性铝盐、可溶性锌盐等）才能反应；(2)生成物中至少有一种是沉淀，或两者都是沉淀。

3．盐酸和硫酸性质小结

4．需密封保存的药品

五、 趣味阅读

脾气各异的酸

    酸的种类繁多，有人们熟知的无机酸，如硫酸、盐酸、硝酸、碳酸、磷酸等；还有常见的有机酸，如醋酸、乳酸、柠檬酸等，它们除了具有酸的通性外，还有各自的“脾气”和“性格”。如①盐酸、硝酸透明如水，硫酸是油状液体，硼酸是片状晶体。②浓盐酸、浓硝酸很易挥发，在空气中冒白雾，长期放置质量会减少，而浓硫酸不仅难挥发，且能吸收空气中的水蒸气，使自身质量增加。③硝酸怕光、怕热，碳酸、亚硫酸常温下易分解，而硫酸却较稳定。④有的酸可食用，如醋酸、柠檬酸以及用来治坏血病的抗坏血酸。有的酸却有剧毒，如氢氰酸、砷酸。⑤有的酸混在一起，“威力”大增，如按1 ： 3将浓硝酸和浓盐酸混合得到的“王水”，可溶解金和铂等不活泼的金属。

    不同的酸，“脾气”不同，“性格”各异，因而“招待”它们的方法亦有区别。多数酸“居住”在玻璃容器或陶瓷坛中，但氢氟酸只能住在塑料“房”中，因为它能腐蚀玻璃。奇怪的是“调皮”的浓硫酸、浓硝酸，被关在“铁牢”中却毫无“反抗之意”（浓硫酸与浓硝酸能使铁或铝表面“钝化”，因而可以用铁或铝制容器来盛放）。

千姿百态的酸，增添了大自然的奇观，在化工、医药中显示了它们的“专长”，在创造人类美好幸福的生活中立下了汗马功劳。