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专题8 酸、碱、盐
课题1 初识酸和碱
义务教育教科书(五·四学制) 化学 九年级 全一册
课题 1 初识酸和碱
课题 2 认识酸、碱、盐的性质与应用
课题 3 调节土壤酸碱性与施用营养元素
跨学科实践活动 探究土壤酸碱性对植物
生长的影响
专题8 酸、碱、盐
如何测定土壤的酸碱性?
为何土壤的酸碱性和肥力会影响植物的生长?
17世纪时,英国化学家波义耳偶然发现浓盐酸溅到紫罗兰的花瓣上,紫色花瓣变成了红色。化学家还发现许多花草的浸出液遇到酸或碱也能改变颜色,于是人们发明了酸碱指示剂(简称指示剂)。从某些地衣中获得的石蕊就是一种常用的指示剂,将它制成试液和试纸,其颜色的变化可显示溶液的酸碱性。那么指示剂是如何显色变化的?其中有无规律可循呢?
初识酸和碱
课题1
学习聚焦
利用生活中的常见物质,认识溶液的酸碱性,学会检验溶液酸碱性的基本方法。
通过实验比较,总结常见酸、碱的物理性质,说明酸、碱的保存、使用与其性质的关系。
运用观察、实验,认识酸、碱的组成、分类及命名。
在无色的汽水、石灰水和蒸馏水中分别滴入紫色石蕊试液,表8.1记录了石蕊试液的颜色变化。
结合表中结果和生活经验,你认为哪些液体能使石蕊试液分别显示红色、蓝色和紫色?
观察与思考
指示剂颜色变化有无规律可循
液体 石蕊试液
显示的颜色
汽水 红色
石灰水 蓝色
蒸馏水 紫色
表8.1 石蕊试液显示的颜色
溶液有酸性、碱性、中性之分。汽水中含有酸,呈酸性;石灰水中含有碱,呈碱性;它们都能够使紫色石蕊试液变色。蒸馏水呈中性,它不能使紫色石蕊试液变色。许多事实表明,酸和碱能与指示剂反应,从而使指示剂显示不同的颜色。除了石蕊,酚酞也是一种常用的指示剂。
(1)在白色点滴板上进行两组实验。每组分别滴入几滴白醋、盐酸、氯化钠溶液、硫酸钾溶液、石灰水、氢氧化钠溶液。
石蕊试液和酚酞试液在不同溶液中的颜色变化
实验探究
(2)在一组溶液中分别滴加一滴紫色石蕊试液(图8.1),在另一组溶液中分别滴加一滴无色酚酞试液。在下表中记录石蕊试液和酚酞试液的颜色变化。
图8.1 石蕊在不同溶液中的颜色变化
实验结论:
石蕊试液的颜色变化情况: 。
酚酞试液的颜色变化情况: 。
溶液 白醋 (酸性) 盐酸 (酸性) 氯化钠 溶液(中性) 硫酸钾 溶液(中性) 石灰水 (碱性) 氢氧化钠
溶液(碱性)
石蕊试液的 颜色变化
酚酞试液的 颜色变化
许多实验表明,紫色石蕊试液遇酸溶液变成红色,遇碱溶液变成蓝色,遇中性溶液不变色。无色酚酞试液遇碱溶液变成红色,遇酸溶液和中性溶液不变色。
我们会遇到哪些常见的酸和碱
1. 常见的酸
能够使紫色石蕊试液变红的物质有不少,其中有一类就是酸。
像碳酸、醋酸、柠檬酸等,是生活中常见的一些酸。实验室和工业上经常使用的有“三酸”,即盐酸、硫酸和硝酸。
(1)观察浓盐酸、浓硫酸的状态和颜色。
(2)打开试剂瓶,观察瓶口处的现象,并嗅闻(用手轻轻地在试剂瓶口扇动,使极少量的气体飘进鼻孔)是否有气味。
浓盐酸和浓硫酸的状态、物理性质
实验探究
不应直接嗅闻化学试剂。
状态、物理性质与现象 酸
浓盐酸 浓硫酸
状态
颜色
气味
打开试剂瓶后瓶口处的现象
盐酸是氯化氢(HCl)气体溶于水形成的无色溶液,易挥发,有刺激性气味,实验室应密封保存,37%的浓盐酸密度为1.18 g/cm3。硫酸(H2SO4)是一种无色、黏稠的油状液体,不易挥发,98%的浓硫酸密度为1.84 g/cm3。硝酸(HNO3)是一种无色液体,易挥发,有特殊的刺激性气味。
由于浓酸与稀酸在性质上有较大的不同,实验室往往将浓酸进行稀释后使用,中学阶段通常用到的是稀盐酸和稀硫酸。
使用酸的注意事项
酸通常有腐蚀性,特别是高浓度的强酸,如浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸等,使用时应避免溅到皮肤和衣物上。若不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,再用大量水冲洗。若情况严重,需及时就医。
资料库
2. 常见的碱
在能够使紫色石蕊试液变蓝的物质中,有一类是碱。氢氧化钠、氢氧化钙等都是常见的碱。
(1)观察氢氧化钠、氢氧化钙的状态和颜色。
(2)取少量氢氧化钠和氢氧化钙,分别放在表面皿上,一段时间后观察现象。
(3)取少量氢氧化钠和氢氧化钙,分别放入试管中,再加入一定量的水,振荡。
氢氧化钠和氢氧化钙的状态、物理性质
实验探究
状态、物理性质与现象 碱
氢氧化钠 氢氧化钙
状态
颜色
露置在空气中一段时间后的现象
加入水后的现象
拓展思考
保存氢氧化钠时应注意什么问题?说明理由。
氢氧化钠(NaOH)俗称烧碱、火碱或苛性钠,是一种白色固体,易溶于水,溶解时放出大量的热。氢氧化钠露置在空气中容易吸收空气中的水蒸气,使表面潮湿并逐渐溶解。因此,氢氧化钠可用作某些气体的干燥剂。
氢氧化钙俗称熟石灰或消石灰,是一种白色粉末状固体,微溶于水。
使用碱的注意事项
若不慎将碱溶液沾到皮肤上,可先用大量的水冲洗,再涂上硼酸溶液,最后用水冲洗。
资料库
化学研究中,常根据物质的元素组成对物质进行分类,将具有相似组成的作为一类物质进行研究。分析表8.2中酸、碱的化学式,比较酸、碱这两类物质各自在元素组成上有何相似之处,又有什么不同之处。在此基础上归纳酸、碱组成的特征。
讨论与交流
酸 化学式 碱 化学式
盐酸 HCl 氢氧化钠 NaOH
硝酸 HNO3 氢氧化钾 KOH
硫酸 H2SO4 氢氧化钙 Ca(OH)2
碳酸 H2CO3 氢氧化钡 Ba(OH)2
磷酸 H3PO4 氢氧化铁 Fe(OH)3
表8.2 一些酸和碱及其化学式
根据上述常见酸、碱的组成,可以发现它们在组成上的特征。这些酸中都含有氢元素。有些酸,如硫酸,还含有氧元素,属于含氧酸;有些酸,如盐酸,属于无氧酸。这些碱中都含有氢氧根。
除氢氧化钠、氢氧化钙等碱外,一水合氨(NH3·H2O)也是一种常见的碱。根据溶解性,碱可分为可溶性碱和难溶性碱。查阅附录“部分酸、碱、盐的溶解性表(20 ℃)”,可知常见碱的溶解性。
如图8.2所示,分别试验盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、蒸馏水的导电性(可以用小灯泡或发光二极管进行实验)。观察并在下表中记录实验现象。
一些酸、碱溶液的导电性
实验探究
图8.2 物质的导电性实验
证据推理
结合电流、导电性等知识,推测上述液体具有导电性的原因。
液体 盐酸 稀硫酸 氢氧化钠 溶液 氢氧化钙 溶液 蒸馏水
发光情况 (填“亮”或 “不亮”)
实验结论:能导电的是 。
可以看到,蒸馏水不导电,而盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液能导电。这说明,在上述能够导电的溶液中存在带电荷的粒子。实际上,HCl在水中会离解出H+和Cl-,H2SO4在水中会离解出H+和SO4 ;NaOH在水中会离解出Na+和OH-,Ca(OH)2在水中会离解出Ca2+和OH-。
2-
通过研究和分析可知,像盐酸、硫酸这样的酸在水溶液中都能离解出H+和酸根离子。同样,像氢氧化钠、氢氧化钙这样的碱在水溶液中都能离解出金属离子和OH-。酸溶液中离解出的H+,碱溶液中离解出的OH-,正是使指示剂颜色变化的原因。
学习本课题后,你知道指示剂颜色变化的规律了吗?若你需要获知土壤浸出液的酸碱性信息,你又会如何设计方案和开展实验呢?
学习指南
归纳小结
石蕊、酚酞是常用的酸碱指示剂,可根据它们在不同酸碱性溶液中的变色规律,通过实验检验溶液的酸碱性。
紫色石蕊试液遇 色,遇 色;
无色酚酞试液遇 色,遇 色。
酸在水溶液中离解出 ,而碱(除NH3·H2O外)在水溶液中离解出 。
例题导引
问题:
很多蔬菜的汁液,在不同酸碱性条件下会呈现不同的颜色。现取三种蔬菜的汁液,分别滴入酸溶液、碱溶液和中性溶液中,实验结果见表8.3。
(1)上述三种汁液中不能起到类似酸碱指示剂作用的是哪一种?为什么?
(2)食用碱和食盐是厨房中常见的物质,将两者分别配制成溶液后滴入荠菜汁,食用碱溶液呈绿色,而食盐溶液呈淡紫色,请分析这两种溶液的酸碱性。
蔬菜的汁液 颜色
酸溶液 中性溶液 碱溶液
荠菜汁 红色 淡紫色 绿色
红皮萝卜汁 红色 淡紫色 绿色
南瓜汁 橙黄色 橙黄色 橙黄色
表8.3 三种蔬菜的汁液遇不同酸碱性溶液显示的颜色
分析:
(1)酸碱指示剂遇酸碱性不同的溶液,能显示不同的颜色。酸溶液呈酸性,碱溶液呈碱性,上述实验中,南瓜汁在不同酸碱性的溶液中颜色相同,所以,它不具有类似酸碱指示剂的作用。
(2)根据上述实验现象可知,荠菜汁在酸碱性不同的溶液中显示的颜色不同。荠菜汁在食用碱溶液中呈绿色,说明食用碱溶液呈碱性;在食盐溶液中呈淡紫色,说明食盐溶液呈中性。
练习巩固
1. 某同学进行实验测定甲、乙、丙三种溶液的酸碱性。
(1)用石蕊试液检验三种溶液酸碱性的现象如下表所示,请判断溶液的酸碱性。
待测液 甲 乙 丙
石蕊试液显示的颜色 蓝色 紫色 红色
溶液的酸碱性
(2)若改用酚酞试液,能否确定三种溶液的酸碱性?为什么?
2. 请将下列物质与其化学式、类别用线连接起来。
名称
盐酸
硝酸
硫酸
氢氧化钠
氢氧化钙
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化学式
H2SO4
HNO3
HCl
NaOH
Ca(OH)2
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类别
酸
碱
3. 浓盐酸露置在空气中一段时间后,溶液质量、溶质质量分数会发生哪些变化?请分析说明。
4. “五环魔术”实验(图8.3)是中国空间站“天宫课堂”2022年2月3日的课程内容之一。若请你设计其中红色环的“魔术”,你会选择哪些无色溶液完成变化?
5. 石蕊试纸常用来检验溶液的酸碱性。请向教师申请、领取一些石蕊试纸,用其检验生活中某些物质的酸碱性,查阅物质的配料表及相关资料,查找其中可能含有的酸或碱,记录在下表中(若没有酸或碱,则可不填),并选择其一,说明其使用的注意事项与其成分的关系。
图8.3
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
物质名称
石蕊试纸的 颜色变化
酸碱性
物质中可能 含有的酸或碱
感谢观看
202X/01/01