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专题8 酸、碱、盐
课题2 认识酸、碱、盐的性质与应用
义务教育教科书(五·四学制) 化学 九年级 全一册
植物生长既需要向其提供适宜的酸碱性环境,又需要土壤不断地供给养分,若养分不够可施用化肥来补充,而不少化肥就是盐类物质,化肥的生产则可能需要用到酸和碱。酸、碱、盐不仅对于植物生长至关重要,它们在日常生活、工农业生产和科学研究中也有着广泛的用途。那么,酸、碱、盐具有哪些重要的化学性质?这些性质决定了它们具有哪些用途呢?
认识酸、碱、盐的性质与应用
课题2
学习聚焦
通过实验探究,从组成、变化和用途等视角来认识酸、碱、盐的化学性质。
结合实例说明酸、碱、盐的性质与应用的关系。
生活中我们会用食醋去除水垢(图8.4),你知道除垢过程中发生的化学反应吗?还有其他酸可以去除水垢吗?
观察与思考
酸、碱具有哪些重要的化学性质
1. 酸的化学性质
图8.4 用食醋去除水垢
水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁等物质,食醋中的醋酸可以与这两种物质发生反应,生成可溶性的物质,从而达到去除水垢的效果。那么酸还能与其他哪些物质发生反应呢?
酸的化学性质
实验探究
图8.5 稀硫酸的化学性质
(1)分别向盛有铁丝、镁带、生锈的铁钉、氧化铜粉末、碳酸钙粉末、氯化钡溶液的试管中加入少量稀硫酸,如图8.5所示,观察并在下表中记录实验现象。
(2)盐酸和硫酸在组成上有相似之处,化学性质也相似吗?请你预测上述物质中哪些能与稀盐酸反应,进行实验,观察并在下表中记录实验现象,验证你的猜想。
酸 实验现象 铁丝 镁带 生锈的 铁钉 氧化铜 粉末 碳酸钙 粉末 氯化钡
溶液
稀硫酸
稀盐酸
证据推理
稀盐酸和稀硫酸的性质有哪些异同?
Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2↑
实验表明,稀硫酸和稀盐酸都能与铁、镁等金属反应,也都能与氧化铁(铁锈的主要成分)、氧化铜等金属氧化物及碳酸钙反应。
碱性氧化物
能与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。
资料库
氯化亚铁(FeCl2)、硫酸铁[Fe2(SO4)3]、硝酸镁[Mg(NO3)2]、碳酸钙(CaCO3)等化合物均是由金属离子和酸根离子构成的,它们被称为盐。
比较硫酸和盐酸的组成,根据上述实验现象,分析两者在化学性质上存在共性和差异的原因。
讨论与交流
不同的酸在水溶液中都能离解出H+,因此酸有一些相似的性质(即酸的通性)。例如,酸能与一些金属反应生成盐和氢气,与一些金属氧化物反应生成盐和水,与一些盐反应生成新的盐和新的酸,酸还能使酸碱指示剂变色。
不同的酸在水溶液中也会离解出不同的酸根离子,从而导致它们在化学性质上的差异。例如,硫酸能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,而盐酸就不与氯化钡溶液发生反应。
生产生活中,酸的用途非常广泛。盐酸可用于金属表面除锈、制造药物,人体内胃液中含有盐酸,可帮助消化。硫酸可用于生产化肥、农药,以及冶炼金属、精炼石油和金属除锈等。盐酸、硫酸、硝酸与氨反应分别生成氯化铵、硫酸铵、硝酸铵,这些都是重要的化肥。
BaCl2 + H2SO4 BaSO4↓+ 2HCl
2. 碱的化学性质
碱也是一类重要的化合物。生活中,氢氧化钠可用于去除油污;氨水是某些烫发剂的成分;氢氧化钙的悬浊液(俗称石灰浆、石灰乳)被用于粉刷墙壁;混有硫黄粉的石灰浆涂刷在树木上,可以防冻伤和防害虫产卵等。工农业生产中,氢氧化钠常用于造纸、炼油、纺织、印染等;氢氧化钙常用来生产农药、改良酸性土壤、制漂白剂等。那么碱能与哪些物质发生反应呢?
我们知道,氢氧化钙能与二氧化碳反应,氢氧化钠能与硫酸铜反应,那么,氢氧化钠、氢氧化钙还能与其他物质反应吗?
试着列举一些你认为可能与氢氧化钠、氢氧化钙发生反应的物质:____________________________________________________________。
(1)分别向两个充满二氧化碳的软塑料瓶中,倒入等体积的氢氧化钠溶液、蒸馏水,立即盖紧瓶盖,振荡,观察并记录实验现象。
现象记录:______________________________________________
____________________________________________________________。
碱的化学性质
实验探究
(2)分别向盛有氯化铁溶液、硫酸铜溶液、碳酸钠溶液的试管中加入一定量的氢氧化钠溶液,观察并记录实验现象。用氢氧化钙溶液代替氢氧化钠溶液重复上述实验,观察并记录实验现象。
图8.6 向充满二氧化碳的软塑料瓶中倒入氢氧化钠溶液
图8.7 向不同盐溶液中滴加氢氧化钠溶液
(3)在教师指导下,请你选用之前列举的物质进行实验,并写出实验步骤,记录实验现象。
碱 实验现象 氯化铁溶液 硫酸铜溶液 碳酸钠溶液
氢氧化钠
氢氧化钙
根据上述实验,你能得到的结论有 _______________________
_________________________________________________________。
实验步骤 实验现象
证据推理
实验(1)中,能说明氢氧化钠与二氧化碳反应的实验事实有哪些?向二氧化碳中加入等体积蒸馏水的作用是什么?
实验表明,氢氧化钠、氢氧化钙都能与二氧化碳反应生成盐和水,都能与某些盐溶液反应生成新的盐和新的碱。
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2↓+ Na2SO4
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3↓+ 3NaCl
酸性氧化物
能与碱反应生成盐和水的氧化物叫做酸性氧化物,大多数非金属氧化物是酸性氧化物。
资料库
为什么氢氧化钠、氢氧化钙具有相似的化学性质?两种碱的化学性质是否存在差异?为何有这样的差异?
讨论与交流
不同的碱在水溶液中都能离解出OH-,导致碱具有相似的化学性质(即碱的通性)。例如,碱能与某些非金属氧化物反应生成盐和水,碱能与某些盐溶液反应生成新的盐和新的碱,碱还能使酸碱指示剂变色。
写出“碱的化学性质”的实验中,氢氧化钙分别与不同物质发生反应的化学方程式。
书写表达
Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3↓+ 2NaOH
碱的水溶液中,不但离解出相同的OH-,也离解出不同的金属离子或NH4 而呈现不同的化学性质。例如,氢氧化钙能与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀,而氢氧化钠不与碳酸钠溶液反应。
+
生活中会遇到哪些常见的盐
1. 盐的组成与分类
盐是由金属离子(或NH4)和酸根离子构成的化合物,可分成无氧酸盐和含氧酸盐,前者如氯化钠(NaCl),后者如碳酸钠(Na2CO3)。
对于含有相同金属离子或酸根离子的盐,常给它们一个统称,如钠盐、钾盐、碳酸盐、硫酸盐等(含有NH4 的盐统称铵盐),这种分类方法可更方便地认识物质的组成与性质。
+
+
根据盐的组成与分类的规律,分别写出三种钾盐和硫酸盐的化学式。
书写表达
盐的分类 钾盐 硫酸盐
化学式
不同的盐的溶解性不同。查阅附录“部分酸、碱、盐的溶解性表(20 ℃)”,可以知道一些常见盐的溶解性。
2. 氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙
氯化钠是食盐的主要成分,它是一种无色晶体,易溶于水。氯化钠在自然界中的分布非常广泛,海水、盐碱湖、某些地区的地下卤水中都含有丰富的氯化钠。
氯化钠是重要的调味品和食品添加剂,也是保证人体正常生理活动必不可少的物质之一,具有维持体液酸碱平衡、神经肌肉正常兴奋性等作用。
氯化钠除了是重要的调味品,在生产生活中还有着很多重要的用途。氯化钠是一种重要的工业原料,可用于制取金属钠,以及氯气、氢氧化钠、纯碱等化工产品。氯化钠还常用于融化公路和街道上的积雪。这是因为氯化钠溶液的凝固点低于溶剂(水)的凝固点,降雪后撒盐(图8.8),可形成盐溶液,凝固点降低,加速积雪融化,从而避免雪水结冰。
氯化钠的用途
拓展阅读
图8.8 撒盐融雪
碳酸钠俗称苏打、纯碱。碳酸钠是一种白色粉末,易溶于水。日常生活中,常使用碳酸钠去除油污或面团发酵产生的酸。工业上,碳酸钠是粗盐精制、石油精炼、玻璃生产、造纸、纺织等的重要原料。碳酸钠可从天然的盐碱湖中提取,也可通过化学方法生产。我国化工专家侯德榜在碳酸钠工业方面做出了重大贡献。
侯德榜是中国化工专家,化学工业先驱之一。1922年,爱国实业家范旭东聘任侯德榜为塘沽永利制碱公司技师长。当时被广泛采用的是氨碱法制纯碱,侯德榜在该技术的基础上不断研究、改进,创立了侯氏制碱法(也称联合制碱法)。侯德榜将多年研究的心得写成《纯碱制造》一书,全面介绍制碱工艺,促进了世界制碱工业的发展。
化工专家侯德榜
拓展阅读
图8.9 侯德榜
碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打。碳酸氢钠是一种白色粉末,可溶于水。小苏打是制作糕点时常用的膨松剂,它可以与面团中的酸性物质反应,或受热分解,生成二氧化碳。泡打粉是改良的膨松剂,主要成分就是碳酸氢钠和多种酸性物质。医疗上,碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多。
碳酸钙是一种白色固体,难溶于水。在自然界中,碳酸钙分布很广,大理石、石灰石等的主要成分就是碳酸钙,贝壳、蛋壳的主要成分也是碳酸钙。生活中,碳酸钙可用作补钙剂,大理石、石灰石等都是重要的建筑材料,天安门前的华表就是用巨大的汉白玉(细粒纯白色大理石)雕刻而成的(图8.10)。
图8.10 天安门前的汉白玉华表
碳酸钠、碳酸氢钠与碳酸钙具有相似的组成,那么它们与碳酸钙有相似的化学性质吗?请设计并进行实验验证你的假设。
假设及依据:
实验步骤:
现象记录:
实验结论:
碳酸钠、碳酸氢钠与碳酸钙有相似的化学性质吗
实验探究
1. 结合关于碳酸钠、碳酸钙性质的学习,阐述上述将盐进行分类的方法对于认识盐的化学性质的意义。
2. 请找出本课题中涉及的复分解反应,并分析生成物的特点。
讨论与交流
溶液中,酸、碱、盐之间可发生复分解反应。发生复分解反应时常伴有沉淀或气体或水生成。
查阅附录“部分酸、碱、盐的溶解性表(20 ℃)”,写出硫酸铜溶液分别与氯化钡、氢氧化钾、氢氧化钡溶液反应的化学方程式。
书写表达
水对酸、碱、盐的性质产生怎样的影响
生活中我们会接触到某种糖果,其外面裹有一层白色粉末。当我们将这种糖果放到嘴里时,它尝起来非常酸,这种酸味是由外层的白色酸粉——柠檬酸和酒石酸的混合物引起的。你知道它尝起来为什么会那么酸吗?
(1)取两支试管,分别放入少量柠檬酸晶体,在一支试管中加入干燥的蓝色石蕊试纸,在另一支试管中加入镁带。
(2)用洁净的玻璃棒蘸取柠檬酸溶液,沾在蓝色石蕊试纸上;向(1)中盛有镁带的试管中加入少量蒸馏水,振荡。
(3)在试管中加入少量氢氧化钡固体,再加入少许胆矾晶体粉末于该试管中,充分振荡以混合均匀。稍等片刻后,向试管中滴加少量蒸馏水,振荡后静置。
水对酸、碱、盐的影响
实验探究
图8.11 水对酸、碱、盐的影响
实验结论: 。
实验编号 实验现象
(1)
(2)
(3)
课题1中“一些酸、碱溶液的导电性”实验和本实验都表明:水溶液中,酸能离解出H+和酸根离子,正是由于H+分别与指示剂和镁带发生化学反应,才产生以上的实验现象。很多时候,碱、盐等物质发生反应,也是它们在水溶液中离解出的离子相互结合的过程。
当我们吃含有酸的食物时,酸遇水离解产生的H+与舌头味觉细胞中的蛋白质分子发生反应,这种相互作用导致蛋白质分子改变形状,从而触发大脑的神经冲动,使人感受到酸味。
学习指南
归纳小结
酸有相似的化学性质,原因是 ;稀盐酸和稀硫酸在化学性质上的差异主要是因为 。
碱有相似的化学性质,原因是 ;氢氧化钠和氢氧化钙在化学性质上的差异主要是因为 。
盐是 。
酸、碱、盐具有广泛的用途,这些用途反映了它们各自的性质。
例题导引
问题:
食盐和纯碱是厨房中常见的物质,如何用生活中的物质鉴别它们?
分析:
通常利用物质性质的差异鉴别物质,如图8.12所示。
根据物理性质鉴别物质时,一般通过物质的颜色、气味、熔点、沸点等易于观察和测量的性质的差异进行鉴别。根据化学性质鉴别物质时,一般使物质发生化学变化,观察、分析变化过程中现象的差异,从而进行鉴别。
食盐和纯碱都是白色固体,易溶于水、没有气味。因此,根据一般的物理性质不易鉴别这两种物质。
组成和结构决定物质的化学性质。因此,根据物质化学性质鉴别物质时,往往从分析物质组成的差异入手,分析化学性质的差异。
纯碱含有CO3 ,可与稀盐酸、醋酸等物质反应生成二氧化碳,而食盐不能与酸反应。
根据两种物质化学性质的差异,可以采用分别滴加食醋(含醋酸)观察是否有气泡产生的方法进行鉴别。
2-
图8.12 物质鉴别一般思路
练习巩固
1. 盐酸是某种除锈剂的主要成分。
(1)请用化学方程式表示除锈剂去除铁锈的原理。
(2)某同学将除锈剂稀释后,放入一枚生锈的铁钉,片刻后铁锈脱落,铁钉表面产生气泡。请说明产生气泡的原因。
(3) 请为这种除锈剂撰写一条使用注意事项。
2. 实验室中久置的石灰水试剂瓶内壁常附有一层白膜,请分析产生白膜可能的原因并说明去除白膜的方法。
3. 请简述检验某氢氧化钠溶液是否变质的方法,并写出相关反应的化学方程式。
4. 氢氧化钾是一种重要的碱,请推测氢氧化钾可能具有的化学性质,并用化学方程式表示。
5. 下列叙述是否正确?如果错误,请说明理由。
(1)烧碱和纯碱都是碱。
(2)苏打和石灰石都是盐。
(3)小苏打和苏打是同一种物质。
(4)盐中都含有氧元素。
6. 化学研究的对象是物质,依据物质的组成和性质可以对物质进行分类,请你归纳学习过的物质、对物质进行分类并绘制物质类别的关系图。
7. 如何鉴别水、稀盐酸和氢氧化钙溶液?写出简要的操作步骤、现象和结论。
8. 碳酸氢钠可与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,因此碳酸氢钠片常用于治疗胃酸过多引发的胃部不适。写出碳酸氢钠片与胃酸(主要成分是盐酸)反应的化学方程式。
9. 松花蛋又称皮蛋,是中国独特的蛋加工品,它不但美味,也有一定的药用价值。
(1)某松花蛋的制作配方中含有纯碱、生石灰等物质,请选择其一说明其化学性质。
(2) 用化学方程式表示配方中物质在水中混合时发生的化学变化。
感谢您的观看