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酸堿中和反應導學

1.中和反應

(1)對中和反應的理解

氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應,若不滴加酸堿指示劑,反應無現(xiàn)象,無法判斷恰好完全反應的時刻。

中和反應為放熱反應。

(2)試紙的使用方法

①檢驗溶液的性質:取一小塊試紙放在表面皿或玻璃片上,用沾有待測液的玻璃棒或膠頭滴管點于試紙的中部,觀察顏色的變化,判斷溶液的性質。

②檢驗氣體的性質:先用蒸餾水把試紙潤濕,粘在玻璃棒的一端,用玻璃棒把試紙靠近氣體,觀察顏色的變化,判斷氣體的性質。

③注意:

試紙不可直接伸入溶液。

試紙不可接觸試管口、瓶口、導管口等。

測定溶液的pH時,試紙不可事先用蒸餾水潤濕,因為潤濕試紙相當于稀釋被檢驗的溶液,這會導致測量不準確。正確的方法是用蘸有待測溶液的玻璃棒點滴在試紙的中部,待試紙變色后,再與標準比色卡比較來確定溶液的pH。

取出試紙后,應將盛放試紙的容器蓋嚴,以免被實驗室的一些氣體玷污。

2.溶液酸堿度的表示方法

(1)酸堿度與酸堿性

通常是采用pH試紙來測定溶液的酸堿度,pH越小,酸的酸性越強,在常溫下,酸性溶液的pH<7;pH越大,堿性溶液的堿性越強,堿性溶液的pH>7;中性溶液的pH=7。酸堿指示劑也可用于測定溶液的酸堿性,但酸堿指示劑只能用于測定溶液呈酸性或堿性、中性,而不能像pH試紙那樣測出其具體的酸度值pH。

(2)形象聯(lián)想巧記溶液酸堿性

楊梅(pH)越小越酸。

(pH越小,酸性越強。)

疑難突破

1.在使用試紙檢測溶液的酸堿性時濕潤試紙是否有必要?

剖析:酸堿性的強弱實際是氫離子或氫氧根離子濃度大小的問題。需要不需要濕潤關鍵是看會不會引起氫離子或氫氧根離子濃度的變化。

定性檢測:定性的檢測,在濕潤酸性物質時氫離子濃度減小,pH增大,但不會大于7;濕潤堿性物質氫氧根離子濃度減小,pH減小,但不會小于7。定量檢測時只有中性物質不會引起氫離子或氫氧根離子濃度的改變。用石蕊試紙(紅色或藍色)、pH試紙(黃色)。試紙測氣體的酸堿性時,應用鑷子夾著試紙,潤濕后放在容器的氣體出口處,觀察顏色的變化。使用pH試紙時應把試紙放在玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待測液涂在試紙上,及時用比色卡比色,此時可以濕潤。

定量檢測:不能用石蕊試紙(紅色或藍色)。pH試紙可以粗略地檢測。使用pH試紙時應把試紙放在玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待測液涂在試紙上,及時用比色卡比色,讀出待測液的pH,注意pH試紙不能用水潤濕,潤濕試紙只能使溶液的H+或OH-濃度減小。要注意切不可把試紙投入到溶液中。

2.酸雨是怎樣產(chǎn)生的?酸雨的pH為什么低于5.6?

剖析:酸雨是指pH低于5.6的大氣降水,包括雨、雪、霧、露、霜。由于空氣中含有二氧化碳,而二氧化碳溶于水后使水變成弱酸性,因此大氣降水通常情況下就具有一定的酸性。但是正常降水的pH不會低于5.6,因為二氧化碳飽和溶液的pH為5.6。硫與氧結合成的硫氧化物氣體以及氮與氧結合成的氫氧化物氣體,能形成硫酸或硝酸之類的強酸,大大增強了雨水的酸性。

3.酸性溶液是否是酸溶液,堿性溶液是否是堿溶液?

剖析:注意概念之間的區(qū)別和聯(lián)系:酸堿的定義,注意理解“全部”二字,酸電離出的陽離子全部是H+,堿電離出的陰離子全部是OH-,例如:NaHCO3雖含氫元素但不是酸,因為陽離子還有金屬離子。MgOHCl雖含氫氧根但不是堿,因為陰離子還有氯離子。

溶液的酸堿性是指溶液顯酸性還是堿性,溶液的酸堿度是指溶液酸堿性的強弱程度。常溫下,當溶液呈中性時,pH=7而不是零;pH越小,酸性越強,溶液中H+濃度越大;pH越大,堿性越強,溶液中OH-濃度越大。溶液中H+濃度減小,pH增大;溶液中的OH-濃度減小,pH減小。往酸溶液中加水稀釋可使其酸性減弱,pH增大,但無論加多少水,其pH只會無限接近于7,而不會等于或大于7;同理,一種堿溶液,無論加多少水稀釋,pH減小,也只會無限接近于7,而不會等于和小于7。有關溶液的酸堿性與pH之間的關系可簡記為“小7酸,大7堿,居7中性顯”。

因此對酸溶液和酸性溶液,堿溶液和堿性溶液的理解注意以下兩點:

(1)酸溶液是酸的水溶液,酸性溶液是指呈酸性(pH<7)的溶液。堿溶液是堿的水溶液,堿性溶液是指呈堿性(pH>7)的溶液。

(2)酸溶液(或堿溶液)和酸性溶液(或堿性溶液)的區(qū)別與聯(lián)系

酸溶液一定呈酸性,而酸性溶液不一定是酸溶液;同理,堿溶液一定呈堿性,而堿性溶液不一定是堿溶液。

如NaHSO4(硫酸氫鈉)溶液呈酸性,Na2CO3溶液呈堿性,但硫酸氫鈉和Na2CO3都屬于鹽類物質。

一、中和反應

實驗探究:酸與堿的反應

實驗步驟:在燒杯中加入10 mL氫氧化鈉溶液,滴入幾滴酚酞溶液,觀察溶液的顏色。再用滴管慢慢滴入鹽酸,并不斷攪拌溶液,至溶液顏色恰好變成無色為止。將反應后的溶液蒸干,觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象:加入酚酞后溶液呈紅色;將反應后的溶液蒸干,有白色物質生成。

實驗結論:鹽酸與氫氧化鈉相遇后發(fā)生了反應,生成了新的物質。

NaOH+HCl====NaCl+H2O

實驗分析:在中和反應前,鹽酸中有H+和Cl-,氫氧化鈉溶液中有Na+和OH-,反應后,溶液中只有H2O、Na+和Cl-,說明此反應的本質是H+和OH-結合成H2O。而另一種產(chǎn)物則是由金屬陽離子和酸根陰離子組成的。

1.鹽

由金屬陽離子(個別的不一定是金屬陽離子,如氯化銨是由和Cl-組成的,其中的就不是金屬陽離子)和酸根陰離子(酸根陰離子通常有Cl-、、、等幾類。)構成的化合物,稱為鹽。鹽在水溶液中可以電離出金屬陽離子和酸根陰離子。

2.中和反應

中和反應是酸與堿反應生成鹽和水的反應。中和反應除了鹽酸與氫氧化鈉的反應外,氫氧化鈣與鹽酸的反應,氫氧化鈉與硫酸的反應都是中和反應。

要點提示中和反應是一類酸與堿生成鹽和水的反應,并不是所有生成鹽和水的反應都是中和反應,只有酸與堿反應生成鹽和水,才是中和反應。

二、中和反應在實際生產(chǎn)中的應用

1.改變土壤的酸堿性

在土壤里,由于有機物在分解過程中會生成有機酸,礦物的風化也可能產(chǎn)生酸性物質。另外,使用無機肥料如硫酸銨、氯化銨等,也會使土壤呈酸性。施用適量石灰能中和土壤里的酸性物質,使土壤適合作物生長,并促進微生物的繁殖。土壤中Ca2+增加后,能促使土壤膠體凝結,有利于形成團粒,同時又可供給植物生長所需的鈣元素。

2.處理工廠的廢水

硫酸廠的污水中含有硫酸等雜質,可以用熟石灰進行中和處理,也可以用氨水中和,得到副產(chǎn)物硫酸銨,是一種很好的化學肥料。磷酸廠、鹽酸廠含酸廢水的處理原理與硫酸廠相同,都可以用熟石灰或氨水來處理。(這里采用熟石灰或氨水,主要考慮其成本低廉易得,且產(chǎn)物容易處理或再利用)

3.用于醫(yī)藥

(1)胃酸過多的病人可以服用含氫氧化鋁的藥物,(當然其它堿性物質從理論上講也可以,但應該滿足既可以與酸反應但又沒有強腐蝕作用、生成的鹽不會使人中毒等條件。)以中和過多的胃酸。

(2)被蚊蟲叮咬處腫成大包,這是蚊蟲在人的皮膚內(nèi)分泌出蟻酸,從而使皮膚腫痛,可涂一些堿性物質(如NH3·H2O)的藥水,可減輕痛癢。

4.中和反應用于生活中

(1)皮蛋味澀,加入食醋可除去澀味。

(2)醋可以將熱水瓶膽壁上的水垢(主要成分是Mg(OH)2)除去。

(3)有酸味的菜肴,千萬不要放味精,如糖醋魚、糖醋排骨等。因為味精呈堿性。

(4)早晨空腹時,少吃蘋果(或酸性食物)較好,因為這時候的胃酸濃度大,再吃酸性食物會導致胃酸過多。

三、溶液酸堿度的表示法——pH

酸性和堿性只能用來定性的描述溶液的性質,很多情況下,還需要知道溶液酸堿性的強弱程度,即溶液的酸堿度。

1.溶液的酸堿性與pH的關系

通常采用pH試紙來測定溶液的酸堿度,pH值越小,酸的酸性越強,在常溫下,酸性溶液的pH<7,pH越大,堿性溶液的堿性越強,堿性溶液的pH>7,中性溶液的pH=7。酸堿指示劑也可用于測定溶液的酸堿性,但酸堿指示劑只能用于測定溶液呈酸性或堿性、中性,而不能像pH試紙那樣測出其具體的酸度值pH。

pH<7時溶液呈酸性;

pH=7時溶液呈中性;

pH>7時溶液呈堿性。

2.用pH試紙測定溶液的pH

操作方法:將試紙放在玻璃片上,用玻棒蘸取待測試液,點在試紙的中部,迅速與標準比色卡進行比較,確定其pH。

要點提示 pH值只能取整數(shù),比色和讀數(shù)時間不能超過半分鐘。只能用玻棒蘸取試液,不能將試紙浸入試液中,否則將污染試液。

3.生活中一些物質的pH和酸堿性

要點提示以上所測的pH只是一個粗略的結果,因為物質的酸堿性還與物質的濃度、植物的成熟程度等因素有關。

4.溶液酸堿度對人類的生產(chǎn)與生活具有重要意義

醫(yī)療上:醫(yī)生通過檢查人體體液的pH來判斷人體是否處于正常狀態(tài)下,有經(jīng)驗的醫(yī)生甚至可以推測人體可能患有何種疾病。

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上:農(nóng)業(yè)上的植物種植、工業(yè)上的化學反應都必須在一定的酸堿性范圍內(nèi)才能正常發(fā)生,所以現(xiàn)在農(nóng)民制定種植計劃時,首先要了解的是土壤的酸堿性;工業(yè)生產(chǎn)中酸堿性是最基礎和最重要的條件?,F(xiàn)在人們還通過測定雨水的酸堿度來判斷本地區(qū)的污染情況。

聯(lián)想發(fā)散人的體液及人體排泄物的pH——人的體液中血漿、膽汁、胰液呈弱堿性,胃液呈強酸性,其余的體液和排泄液都呈弱酸性。健康的人體環(huán)境是弱堿性的,患有肥胖或其它疾病的人才呈弱酸性,所以測定體液的pH可以判斷人體的建康狀況。

5.溶液酸堿性對頭發(fā)的影響

強酸性或強堿性溶液對頭發(fā)都有腐蝕作用,被酸或堿腐蝕后的頭發(fā)其強度下降(選擇一束正常頭發(fā),另兩束為在酸性溶液和堿性溶液中浸泡過的頭發(fā),將其拉斷,可以發(fā)現(xiàn)正常頭發(fā)的強度,拉斷時所需的力大得多)、光澤下降或完全失去,呈灰白色、質地發(fā)脆,所以頭發(fā)生長的正常條件是中性,這也是洗發(fā)液都顯中性的主要原因。

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