第五单元 第一节 生活中的酸和碱知识精讲

第1节 生活中的酸和碱
1、 溶液的酸碱性
1、酸碱指示剂(简称：指示剂)
（1）定义：能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同的颜色，这类物质称作酸碱指示剂。常见的有：石蕊溶液、酚酞溶液。
（2）变色规律：
石蕊溶液遇酸溶液变成红色，遇碱溶液变成蓝色。酚酞溶液遇酸溶液不变色，遇碱溶液变成红色。
（3）二氧化碳通入紫色的石蕊试液中：A溶液由紫色变成红色。B．二氧化碳溶于水生成了碳酸，是碳酸改变了溶液的颜色。
2、溶液的酸碱性
（1）酸性溶液：能使紫色石蕊试液变红的溶液。像稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、白醋、酸果汁、二氧化碳的水溶液这些有酸味的物质，表现为酸性；
（2）碱性溶液：能使紫色石蕊试液变蓝的溶液。像纯碱溶液、肥皂水、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、氢氧化钾溶液、氨水等，这些溶液显碱性。
（3）中性溶液：不能使指示剂变色的溶液。像食盐水、蔗糖水等呈中性。
3.溶液酸碱性的检验方法：
（1）指示剂法
用酸碱指示剂检验溶液的酸碱性的方法：(1)取少量该溶液，滴入几滴石蕊试液，若溶液呈现红色，则说明该溶液为酸性溶液。(2)取少量该溶液，滴入几滴石蕊试液，若溶液呈现蓝色；或者滴入几滴无色的酚酞试液，若溶液呈现红色，则说明该溶液为碱性溶液。
（2）简便方法：蓝色或红色石蕊试纸。
具体操作:将石蕊试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上，据试纸颜色变化可知溶液的酸碱性。
二、酸和碱
1、酸
（1）定义：在水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子的化合物叫做酸。如:HCl、
H2SO4、HNO3 等。
（2）酸的分类及命名
①按是否含有氧元素来分，分为含氧酸和无氧酸。含氧酸主要是指含有氧元素的酸，如：硫酸H2SO4、硝酸HNO3、碳酸H2CO3等，称为“某酸”；而无氧酸当然就是不含有氧元素的酸了，如：盐酸HCl、氢硫酸H2S、氢氟酸HF等，称为“氢某酸”。
②按在水溶液中电离出氢离子的数目来分，分为一元酸：只能电离出一个氢离子的酸，如HCl（HCl === H+ + Cl－）、HF（HF === H+ + F－）、HNO3（HNO3 === H+ + NO3－）等；二元酸：能电离出两个氢离子的酸，如H2S（H2S === 2H+ + S2－）、H2SO4（H2SO4 === 2H+ + SO42－）、H2CO3（H2CO3 === 2H+ + CO32－）；三元酸：能电离出三个氢离子的酸，如H3PO4（H3PO4 === 3H+ + PO43－）。
③按溶解性分为：可溶性酸，如:HCl、H2SO4、HNO3 等；不可溶性酸：如硅酸。
酸的命名：酸的命名方法是以分类方法一（即是否含有氧元素）为基础来命名的。如果酸是含氧酸，则读作“某酸”，如H2SO4（硫酸）、H2CO3（碳酸）、H3PO4（磷酸）［HNO3则例外，直接读作硝酸］；如果酸是无氧酸，则读作“氢某酸”，如HCl（氢氯酸［又读作盐酸］）、HF（氢氟酸）、H2S（氢硫酸）、HBr（氢溴酸）。
此外，如果元素具有多个价态的时候，命名方法又会因化合价的不同而有所不同，如H2SO4（硫酸），而H2SO3（亚硫酸）［前者S显＋6价，后者S显＋4价］；HMnO4（高锰酸），而H2MnO4（锰酸）［前者Mn显＋7价，后者Mn显＋6价］；HClO4（高氯酸），HClO3（氯酸），而HClO（次氯酸）［前者Cl显＋7价，中者Cl显＋5价，后者Cl显＋1价］。
（3）、几种常见的酸
1．盐酸是HCl的水溶液。纯净的浓盐酸是无色。盐酸具有挥发性，浓盐酸在空气里会形成白雾，这是因为从浓盐酸里挥发出来的氯化氢气体跟空气里的水蒸气接触，形成盐酸小液滴的缘故。（强调闻气味的方法。）
用途：盐酸（HCl）重要化工产品。用于金属表面除锈、制造药物（如盐酸麻黄素、氯化锌）等；人体胃液中含有盐酸，可帮助消化。硫酸（H2SO4）重要化工原料。用于生化肥、农药、火药、染料以及冶炼金属、精炼石油和金属除锈等浓硫酸有吸水性，在实验室中常用它作干燥剂
2．浓硫酸：无色液体无味；(1)有吸水性，在实验室中常用它作干燥剂。
(2)浓硫酸具有强腐蚀性，使用时必须十分小心。它能夺取纸张、木材、布料、皮肤(都由含碳、氢、氧等元素的化合物组成)里的水分，生成黑色的炭。
(3)稀释浓硫酸的正确操作：将浓硫酸沿着烧杯壁缓慢地注入盛有水的烧杯里，用玻璃棒不断搅动。
(4)如果不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上，应立即用大量水冲洗，然后涂上3％～5％的碳酸氢钠溶液。
（4）、常见酸的化学性质
（1）使指示剂变色
酸使紫色石蕊试液变红色，使无色酚酞试液不变色。
(2)能与多种活泼金属反应，生成氢气。（置换反应）（注意：实验室制取氢气不使用硝酸）
例如：Mg + H2SO4 ==== MgSO4 + H2 ↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑
注意：不同金属与稀硫酸和稀盐酸反应时，因其活动性强弱不同，反应时放出氢气的速率也明显不同。
（3）与金属氧化物反应，生成水。（复分解反应）
例如：铁锈+盐酸：Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O（黄色溶液）；
铁锈+硫酸Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H2O
注意：学习这类反应时需要注意反应后溶液颜色的变化情况，如：除铁锈后的溶液呈黄色（铁离子在溶液中的颜色）。
（4）与碱反应（中和反应，复分解反应的一种类型）
⑴盐酸中和氢氧化钠：NaOH + HCl = NaCl + H2O （中和反应）
在烧杯中加入10 mL氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液。再用滴管慢慢滴入稀盐酸，并不断搅拌溶液，至溶液颜色恰好变成无色为止。
①．中和反应：酸与碱作用生成盐和水的反应。
②．盐：在水溶液中能解离出金属离子和酸根离子的化合物。
③．改变土壤的酸碱性
根据土壤情况，可以利用中和反应，在土壤中加入酸性或碱性物质，以调节土壤的酸碱性，利于植物生长。于是人们将适量的熟石灰加入土壤，以中和酸性。
④．处理工厂的废水：工厂生产过程中的污水，需进行一系列的处理。例如，硫酸厂的污水中含有硫酸等杂质，可以用熟石灰进行中和处理。
⑤．用于医药：人的胃液里含有适量盐酸，可以帮助消化，但是如果饮食过量时，胃会分泌出大量胃酸，反而造成消化不良。在这情况下，可以遵医嘱服用某些含有碱性物质的药物，以中和过多的胃酸。
⑵氢氧化铜和硫酸：Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
例如：NaOH + HCl ==== NaCl + H2O
注意：中和反应生成盐和水，但生成盐和水的反应不一定是中和反应，因为中和反应必须是酸与碱的反应。如：金属氧化物与酸反应生成盐和水（CuO + 2HCl ==== CuCl2 + H2O）；非金属氧化物与碱反应生成盐和水（CO2 + 2NaOH ==== Na2CO3 + H2O）。
（5）与某些盐反应（复分解反应）
HCl+ AgNO3=AgCl↓+HNO3 H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+HCl
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
如何区别物质里含碳酸根离子和碳酸氢根离子
取少量未知物，加入少量稀盐酸，看能否生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
加热或使用澄清石灰水。加热时，碳酸氢钠分解为碳酸钠、水和二氧化碳气体。
使用澄清石灰水时，碳酸钠与氢氧化钙发生化学反应，生成一种难溶物。Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH（此方程式为制备氢氧化钠反应原理）
例如：CaCO3 + 2HCl ==== CaCl2 + H2O + CO2↑
注意：实验室常用此反应制取CO2气体。稀硫酸在与石灰石反应时由于生成CaSO4微溶于水而覆盖在石灰石表面，阻挡了石灰石与稀硫酸的接触，故实验室不采用稀硫酸制取CO2气体。
小结：酸溶液中因含有相同的H+，因此，酸溶液具有许多相同的性质，如能使蓝色石蕊试液变红，能和金属、金属氧化物、碱等物质反应。
2．碱
（1）定义：在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫做碱。如：
NaOH、Ca（OH）2 、KOH、 NH3·H2O等。
（2）、常见的碱及物理性质
氢氧化钠（NaOH）：俗称火碱、烧碱或苛性钠，白色固体，易吸收空气中的水分（易潮解，可用作干燥剂），溶解时放出大量热，其溶液有滑腻感。
氢氧化钙[Ca（OH）2]：俗称熟石灰或消石灰，白色粉末，微溶于水，其水溶液俗称石灰水。氢氧化钙可由氧化钙和水反应制得：CaO + H2O ==== Ca（OH）2，反应时放出大量的热。
常见的碱还有氢氧化钾（KOH）和氨水（NH3·H2O）等。
（3）碱的分类及命名
1 按溶解性分为：溶解性；可溶性碱、不溶性碱；
②按碱性强弱分为：强碱、弱碱；
③按OH-与一个金属离子结合 的个数：一元碱、二元碱等 命名为“氢氧化某”“氢氧化亚某”
注意：只有可溶性酸和碱才能使指示剂变色，不溶性酸和碱不能使指示剂变色。
（4）、常见碱的化学性质
（1）使指示剂变色
使紫色石蕊变蓝色，无色酚酞变红色。
（2）与某些非金属氧化物反应
例：①CO2 + 2NaOH ==== Na2CO3 + H2O
②CO2 + Ca（OH）2 ==== CaCO3↓+ H2O
③SO2 + 2NaOH ==== Na2SO3 + H2O。
注意：反应①常用于吸收CO2气体，反应②常用于检验CO2气体的存在，反应③常用来吸收尾气中的SO2。
（3）与酸反应（中和反应，复分解反应的一种类型）
例如：Ca（OH）2 + 2HCl ==== CaCl2 + 2H2O
注意：中和反应生成盐和水，但生成盐和水的反应不一定是中和反应，因为中和反应必须是酸与碱的反应。如：金属氧化物与酸反应生成盐和水（CuO + 2HCl ==== CuCl2 + H2O）；非金属氧化物与碱反应生成盐和水（CO2 + 2NaOH ==== Na2CO3 + H2O）。
（4）与某些盐溶液反应（复分解反应）
例：①2NaOH + CuSO4 ==== Cu（OH）2 ↓+ Na2SO4
②Ca（OH）2 + CuSO4 ==== Cu（OH）2 ↓+ CaSO4
注意：这两个反应都属于复分解反应，生成的氢氧化铜为蓝色沉淀。硫酸铜溶液与石灰乳混合，可制成农药——波尔多液。
小结：碱溶液中都含有相同的，因此，碱具有许多相似的性质。如能使无色酚酞试液变红，能与酸、某些非金属氧化物反应等。
酸的溶液一定显酸性，但是显酸性的溶液不一定是酸；同理，碱的溶液显碱性，但显碱性的溶液不一定是碱。如：弱酸弱碱盐的水解。
补充：
1．潮解：氢氧化钠暴露在空气中时容易吸收水分，表面潮湿并逐渐溶解，这种现象叫做潮解。溶解时放热。
2．氢氧化钠用途：可用作气体的干燥剂。
(1)．氢氧化钠有强烈的腐蚀性，俗名叫做苛性钠、火碱、烧碱。使用时要十分小心。
(2)．若不慎将碱液沾到皮肤上，要用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。
氢氧化钠的用途：是一种重要的化工原料，广泛用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业。氢氧化钠能与油脂反应，在生活中可用来去除油污，如炉具清洁剂中就含有氢氧化钠。
3．生石灰与水发生化学反应：
CaO+H2O====Ca(OH)2，反应放出大量的热，这些热量可以将鸡蛋煮熟
4．氢氧化钙俗称熟石灰或消石灰，对皮肤、衣服等也有腐蚀作用，使用时应注意安全。
[总结]1．碱有腐蚀性，使用时应十分小心。
5．可作为干燥剂的有：浓硫酸、氢氧化钠。
6.检验二氧化碳的反应，写出化学方程式：Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O，
氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应，生成坚硬的碳酸钙。将氢氧化钙、粘土和沙子混合，用来作建筑材料，就是利用氢氧化钙的这一性质。
②氢氧化钠在空气中不仅吸收水分潮解（物理变化），同时还会发生下列反应：2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O（化学变化）。所以，氢氧化钠必须密封保存。
Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O，2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O，这两个反应都是非金属氧化物与碱的反应，都生成水. 氢氧化钠与二氧化硫反应的化学方程式：2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O （Na2SO3化学名称：亚硫酸钠）
7．碱有一些相似的化学性质：
(1)碱能使酸碱指示剂显示不同的颜色。
(2)碱能与某些非金属氧化物反应，生成水
8.溶液的导电性
蒸馏水和乙醇溶液、蔗糖溶液不导电，而盐酸、硫酸、硝酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、氯化钠溶液均能导电。
9.金属能导电的原因是：金属中存在着能自由移动的电子，电子带负电，在电场的作用下，电子定向运动产生电流。
10.盐酸、硫酸、硝酸在水溶液中都解离出H+和酸根离子，即在不同的酸溶液中都含有相同的H+，所以酸有一些相似的性质。我们把在水溶液中能解离出唯一的阳离子(H+)的化合物叫做酸。
11.氢氧化钠、氢氧化钙这些碱，在水溶液中都能解离出金属离子和OH-，即在不同的碱溶液中都含有相同的OH-，所以碱具有一些相似的性质。我们把在水溶液中能电离出唯一的阴离子(OH-)的化合物叫做碱。
三、溶液的酸碱度强弱的表示法——pH
1．指示剂只能说明溶液的酸碱性，不能证明酸碱性的强弱，所以溶液的酸碱度常用pH来表示。
pH范围通常在0～14之间。
pH<7 溶液呈酸性，PH越小，酸性越弱；pH>7 溶液呈碱性，PH越大，碱性越强；pH＝7 溶液呈中性
2．测定pH最简便的方法是：使用pH试纸。
1. 检验溶液的性质：取一小块试纸在表面皿或玻璃片上，用沾有待测液的玻璃棒或胶头滴管点于试纸的中部，观察颜色的变化，判断溶液的性质。
2. 检验气体的性质：先用蒸馏水把试纸润湿，粘在玻璃棒的一端，用玻璃棒把试纸靠近气体，观察颜色的变化，判断气体的性质。
3. 注意：
（1）试纸不可直接伸入溶液。
（2）试纸不可接触试管口、瓶口、导管口等。
（3）测定溶液的pH时，试纸不可事先用蒸馏水润湿，因为润湿试纸相当于稀释被检验的溶液，这会导致测量不准确。正确的方法是用蘸有待测溶液的玻璃棒点滴在试纸的中部，待试纸变色后，再与标准比色卡比较来确定溶液的pH。
（4）取出试纸后，应将盛放试纸的容器盖严，以免被实验室的一些气体沾污
使用pH试纸可以粗略测得溶液的酸碱性强弱，但测得的值均为整数。
测定方法：在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，将被测液用玻璃棒滴到试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，即可得出被测液的pH。
四、酸碱对生命活动的意义
1．酸和碱与人的生理活动密切相关
①人体液的PH必须维持在一定的范围内，若超出正常范围，就会导致生理功能失调或产生疾病，甚至死亡。测定人体内或排出的液体的pH，可以了解人体的健康状况
②胃液中的胃酸（主要成分是盐酸）能帮助消化食物，若胃酸分泌过多，使胃液的PH降到正常水平以下，就会导致胃痛，
③剧烈运动时，肌肉里产生的乳酸过多，人会感觉到肌肉酸痛。
2．在农业生产中，农作物一般适宜在pH为7或接近7的土壤中生长，土壤的酸性太强（PH<4）或土壤的碱性太强（PH>8），作物都不能正常生长，
3．化工生产中许多反应必须在一定pH溶液里才能进行。
4．测定雨水的pH(因溶解有二氧化碳，正常雨水的pH约为5．6，酸雨的pH小于5．6)，可以了解空气的污染情况。