常见的酸和碱及其特征

地球“高烧”不退,全是温室气体惹的祸,人类应如何应对?全球气候变暖,人类难辞其咎．现在,我们所能做的,最直接、最重要的就是减少温室气体的排放．

知能概述

1．酸:电离时生成的阳离子全部是H＋的化合物．

碱:电离时生成的阴离子全部是OH－的化合物．

能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同颜色的物质叫作酸碱指示剂．常用的酸碱指示剂有紫色石蕊试液和无色酚酞试液．

2．常见的酸有硫酸、盐酸．

浓硫酸、浓盐酸的性质比较:

稀H2SO4、稀HCl与金属反应:

Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑

Fe＋2HClFeCl2＋H2↑

与金属氧化物反应:

Fe2O3＋6HCl2FeCl3＋3H2O

CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O

3．常见的碱有氢氧化钠、氢氧化钙．

氢氧化钠和氢氧化钙的比较:

问题解决

例1　实验室里不同化学试剂的保存方法不尽相同．下图中A,B,C,D,E是一些保存药品的试剂瓶．请把下列常见试剂的序号填写在各试剂瓶下面的括号内．(任填三空)

例1图

①NaOH溶液　②浓硫酸　③Na2CO3溶液　④白磷　⑤大理石⑥酒精　⑦浓硝酸　⑧锌粒　⑨硝酸银

(全国复赛题)

解题思路　试剂的存放方式与其性质有关,如浓HNO3,AgNO3见光易分解,须存放在棕色瓶中避光保存;NaOH不能保存在玻璃瓶盖的试剂瓶中,因为NaOH可与玻璃的主要成分SiO2反应,使瓶盖难以打开……

氢氧化钠(NaOH)俗名火碱、烧碱、苛性钠；氢氧化钙[Ca(OH)2]俗名熟石灰、消石灰．

例2　“绿色化学”是指用化学的技术和方法去减少或杜绝对人类健康、生态环境有害物质的使用和产生,尽可能减少对环境的副作用．下列化学反应,不符合“绿色化学”概念的是(　)．

A．消除硫酸厂尾气排放:

B．消除制硝酸工业尾气中氮的氧化物污染:

C．制取硫酸铜:

D．制取硝酸铜:

(河南省竞赛题)

解题思路　选项A,B中SO2,氮的氧化物等有毒气体被吸收转变为固体物质,而Cu与浓H2SO4反应时会生成有毒的SO2气体,不符合“绿色化学”的思想．

例3　(双选)某研究性学习小组调查发现,甲、乙两工厂排放的污水各含下列离子H＋,Cu2＋,K＋,,OH－中的三种离子(两厂含有一种相同的离子)．若将两厂的污水按一定比例混合,沉淀后污水会变成无色澄清中性溶液．下列关于污水的分析,正确的是(　)．

A．两厂含有的相同离子是K＋

B．OH－和K＋来自同一工厂

C．Cu2＋和K＋来自同一工厂

D．H＋和Cu2＋来自同一工厂

(江西省竞赛题)

解题思路　H＋与OH－可分别由酸和碱电离,它们可以相互反应,所以不能共存于同一溶液中;Cu2＋与OH－可反应生成Cu(OH)2的不溶物,亦不能共存于同一溶液中;而H＋与OH－刚好完全反应使溶液呈中性．

例4　元旦联欢会上,雯雯拿出一幅画(如右图所示),表演了一个化学魔术．

(1)她向画中的衣服上喷了一种无色溶液,衣服由紫色变成红色．若衣服上预先涂过石蕊溶液,则喷的无色溶液可能是__________．

例4图

(2)她向画中的灯笼上喷了另一种无色溶液,灯笼由白色变成红色,则该无色溶液及灯笼上预先涂过的试剂分别是__________．

(北京市中考题)

甲:H＋,Cu2＋,NO－,乙:OH－,K＋,NO－．

酸碱指示剂的种类很多,还有甲基橙、甲基红等．

解题思路　酸和碱能使不同的酸碱指示剂呈现不同的颜色,如酸或酸性溶液能使紫色石蕊溶液变为红色,碱或碱性溶液能使无色酚酞试液变为红色．

例5　煤燃烧产生的废气中含有SO2,用NaOH,Na2SO3溶液可将90%以上的SO2吸收．涉及的反应有:①2NaOH＋SO2Na2SO3＋H2O;②Na2SO3＋SO2＋H2O 2NaHSO3;③NaHSO3＋NaOH Na2SO3＋H2O．下列说法中,不正确的是(　)．

A．反应②发生的是化合反应

B．可循环使用的物质是Na2SO3

C．NaHSO3中硫元素的化合价是＋6

D．反应①说明SO2与CO2有相似的化学性质

(江苏省竞赛题)

解题思路　过量的CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3,但NaHCO3可与NaOH继续反应生成Na2CO3,SO2也是酸性氧化物,能发生类似CO2的反应．根据化合价的规则,化合物中元素正负化合价代数和为零,则NaHSO3中硫元素的化合价应为＋4价．

例6　学校实验室的废液缸中收集了学生在实验室制取CO2后残留的废液．李刚同学想探究废液中溶质的成分,请你一同参与探究并回答下列问题:

【提出问题】废液中的溶质是什么物质?

【作出猜想】李刚认为废液中溶质只有CaCl2．

你认为还可能含有的溶质是_________(填化学式)．

【查阅资料】CaCl2溶液呈中性．

【实验与结论】①李刚取少量CaCl2溶液分别加入到两支试管中,并向其中分别滴入无色酚酞试液做对比实验,结果两试管中溶液均无色,于是李刚认为自己的猜想是正确的．

②你认为李刚的实验________(填“能”或“不能”)证明他的猜想,理由是______________________________________________________________________．

③如果要证明你的猜想是正确的,你选择的试剂是_________,实验中可以看到的现象是_____________________________________________________．

【拓展与应用】①若实验证明你的猜想是正确的,欲处理废液而只得到CaCl2溶液,应向废液中加入过量的________,反应完成后过滤．

②通过以上探究,你认为实验室的废液未经处理直接倒入下水道,可能造成的危害是________________________________________________．(写一条)

(甘肃省兰州市竞赛题)

解题思路　实验室用大理石(主要成分CaCO3)与稀盐酸制取CO2气体,反应后一定有CaCl2生成,但是稀盐酸可能过量,因而废液中也可能含有HCl．酸不能使酚酞变色,可使紫色石蕊试液变为红色,无色酚酞试液不能测定酸是否过量．

能与碱反应生成盐和水的非金属氧化物称为酸性氧化物；而能与酸反应生成盐和水的金属氧化物叫作碱性氧化物．

1．下列关于酸的说法错误的是(　)．

A．浓硫酸具有吸水性,浓盐酸具有挥发性

B．稀盐酸和稀硫酸都可用于金属除锈

C．稀盐酸能够使紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液都变红色

D．稀硫酸能够与活泼金属反应制取氢气

(湖南省长沙市中考题)

2．海水提镁的反应之一:MgCl2＋Ca(OH)2CaCl2＋Mg(OH)2↓,该反应属于(　)．

A．化和反应　B．复分解反应　C．置换反应　D．分解反应

(北京市中考题)

3．在①氧化铁、②金属锌、③氢氧化铜、④氯化钡溶液四种物质中,跟稀硫酸、稀盐酸都能发生反应且反应中表现了“酸的通性”的组合是(　)．

A．①②③④　B．①②③

C．①③④　D．②③④

(2019年浙江省杭州市中考题)

4．工业生产中,可用盐酸洗去铁材表面的致密氧化层,但冬天因反应变缓而影响生产．为提高酸洗液的浓度或温度以加快反应,保证生产,可在酸洗液中加入(　)．

A．浓硫酸　B．生石灰　C．食盐　D．固体氢氧化钠

(江苏省竞赛题)

5．正确的实验操作是完成实验任务的保证．下列有关实验操作的说法中,不正确的是(　)．

A．称量氢氧化钠固体时,应将其放在烧杯中称量

B．稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌

C．酒精洒在实验桌上燃烧起来,立即用湿抹布盖灭

D．加热试管内的液体时,将试管口朝向有人的方向

(山东省济南市中考题)

6．甲、乙两化工厂分布在某排污渠两岸(如图所示),箭头代表水流方向．若甲厂附近a处水样经检测含有的阴离子是OH－,,c处水样经检测pH＝7且只含有少量的NaCl．则乙厂排放到b处水中的物质可能是(　)．

A．BaCl2,HCl

B．H2SO4,Ba(NO3)2

C．MgSO4,NaCl(www.xing528.com)

D．BaCl2,Mg(NO3)2

第6题图

(河南省竞赛题)

提前预览:

两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应为复分解反应,复分解反应为非氧化还原反应．

浓H2SO4稀释放热,将浓H2SO4加入到盐酸中可提高H＋浓度与酸液的温度．

甲厂排出的污水中含OH－,pH＞7,呈碱性,加酸可以中和其碱性,使pH＝7；又因为c处水样只含少量NaCl,故乙厂排出的污水中的阴离子全部为Cl－．

7．小金制作了一个如图甲所示的简易酸碱灭火器,并进行了如图乙所示的灭火操作．结束后对瓶中残留液进行了如下实验:①取少量残留液于试管中,滴加2滴紫色石蕊试液,变红色;②另取少量残留液于试管中,滴加适量氯化钡溶液,有白色沉淀．则残留液中有大量的(　)．

第7题图

A．硫酸钠　B．碳酸钠　C．盐酸　D．氯化钠

(浙江省杭州市中考题)

8．下列检验和区分物质的方法正确的是(　)．

A．用酚酞试液检验氢氧化钠溶液是否变质

B．用水区分氯化钠和硝酸铵固体

C．用石蕊试液检验生石灰中是否混有熟石灰

D．用燃着的木条区分二氧化碳和氮气

(山西省竞赛题)

9．氯化氢(HCl)是极易溶于水的无色气体,其水溶液叫盐酸．

(1)在充满HCl气体的试管中放入用石蕊染成紫色的干燥纸条,无明显现象;再滴入水,现象是________________________________．

(2)向盛有NaHCO3粉末的试管中通入HCl气体,无明显现象;停止通气,再滴入少量水,现象是_________________,发生反应的化学方程式是____________________________________________．

(3)画出HCl气体和盐酸的微观粒子组成示意图,并进行必要的标注(水分子不用画出)．

第9题图

(2019年广东省广州市中考题)

10．硫酸是工农业生产中使用非常广泛的一种试剂,实验室用质量分数为98%的浓硫酸(密度为1．84g/cm3)配制49g质量分数为20%的硫酸．

(1)经计算,所用水的质量为_________g,所需98%的浓硫酸的体积为________mL．

(2)量取上述体积的浓硫酸所选用的仪器为______．(填选项)

A．10mL量筒　B．100mL烧杯　C．100mL量筒　D．胶头滴管

(3)稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿烧杯壁缓慢注入盛有水的烧杯里,并___________________．

(4)如果不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即___________________,然后涂上3%的小苏打溶液．

(广东省广州市中考题)

NaOH吸收空气中的CO2变质生成Na2CO3,Na2CO3的水溶液也呈碱性．

氯化氢气体无酸性,当溶于水后会电离出H＋,HCl＝H＋＋Cl－．

11．小余取8．0g干燥的氢氧化钠固体于敞口的锥形瓶中,观察到氢氧化钠固体发生潮解,一段时间后测得锥形瓶内物质质量为10．0g．为进一步探究上述现象的成因,小余立即用如下装置进行实验:将试剂X逐滴滴入锥形瓶中,直至不再产生气泡,测得装置前后质量减少了1．1g．(不考虑滴加液体体积、气体密度变化和结晶水的生成)

下列推断正确的是_________．

①试剂X可以是稀硫酸

②固体Y可以是生石灰

③滴加试剂X前锥形瓶内水的质量为0．9g

④若没有球形干燥管,测得氢氧化钠固体从空气中吸收水的质量会偏小

A．①③　B．①④

C．②③　D．②④

第11题图

(2020年湖北省武汉市中考题)

12．小张同学在实验室发现一瓶敞口放置的NaOH固体,他对这瓶NaOH固体的变质情况进行了如下实验探究．

(1)取少量固体于试管中,滴加稀盐酸,有气泡产生,由此可知该NaOH固体已变质．写出氢氧化钠在空气中变质的化学方程式__________．

(2)该同学为进一步探究固体中是否还含有NaOH,设计了如下实验方案:

①滴加足量CaCl2溶液的目的是______________________________,生成沉淀的化学方程式为___________________________________．

②取少量溶液B于试管中,滴加少量_________试液,现象为_________,其结论是固体样品中_________(填“存在”或“不存在”)氢氧化钠．

(湖南省竞赛题)

13．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】是什么缘故导致滴有酚酞的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______________________有关(写一条即可)．

【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)乙同学设计如图甲装置进行实验,一段时间后,试管中溶液的红色褪去,因此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_______________________________．

第13题图

(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[说明:溶液无色时色度值(透过率)为100%]．请你观看乙图回答以下问题．

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30s　B．30～90s　C．90～140s　D．140～180s

E．180～280s　F．大于280s

(2019年安徽省合肥市中考题)

14．现有16gFe2O3和CuO的混合物,进行如下实验;把混合物全部加入到100g足量的硫酸溶液中,完全溶解．然后滴加150g16%的氢氧化钠溶液,沉淀质量不再改变．试计算所用硫酸溶液溶质的质量分数．

(全国复赛题)

15．某实验小组进行物质溶解实验,20℃时,称取2．5g,5．0g,7．5g NaOH固体,分别加入3个小烧杯中(均已盛装50mL水),均完全溶解．通过数字化实验测得它们在溶解过程中溶液温度的变化情况如图所示．

依据该实验,你能获得哪些有关NaOH在水中溶解的实验结论?(写出两点,请按示例回答)

示例:证据:曲线均呈上升趋势．结论:NaOH在水中溶解时放出热量．

第15题图

(2019年海南省中考题)

由物质间或离子间的关系式进行计算更简单．

例1　A:⑤⑧　B:④　C:①③　D:②⑥　E:⑦⑨　例2　C　例3　BD

例4　(1)稀盐酸　(2)酚酞溶液和石灰水　例5　C

例6　【作出猜想】HCl　【实验与结论】②不能　酚酞遇盐酸也不变色,无法确定是否含有HCl　③紫色石蕊试液或碳酸钠溶液或较活泼的金属　溶液变红或产生气泡　【拓展与应用】①CaCO3　②可能腐蚀铁制下水管道或污染水质

1．C　2．B　3．B　4．A　5．D　6．A　7．A　8．B

9．(1)浸有石蕊的纸条变红色　(2)固体溶解,有气泡产生　NaHCO3＋HCl NaCl＋H2O＋CO2↑

(3)

10．(1)39　5．4　(2)AD　(3)用玻璃棒不断搅拌　(4)用大量水冲洗

11．B

12．(1)2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O　(2)①除尽溶液A中的碳酸钠或CaCl2＋Na2CO3CaCO3↓＋2NaCl　②酚酞　变红(或不变色)　存在(或不存在)

13．仪器不干净,含有酸性物质(合理均可)

(1)

(2)2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O　假设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,色度值越大．　②F

14．解:设100g硫酸溶液中H2SO4的质量为x,由Na＋和SO2－4之间的关系得:

x＝(98×150×16%)g/80＝29．4g　ω(H2SO4)＝29．4g/100g＝29．4%

15．实验结论:(1)相同条件下,溶解的氢氧化钠越多,放出的热量越多．　(2)氢氧化钠易溶于水(20℃,固体物质溶解段在10g以上的为易溶物)