1.4 常见的碱、碱的共性和个性(2课时)
任何事情都有对立的一面,与酸对立的物质是碱。初中阶段酸都是可以溶解在水中的(高中也就硅酸H2SiO3难溶),但碱有可溶和难溶之分,只有可溶性碱才能在水中电离出OH-,使溶液显碱性,表现出一些碱的共性;但不同的碱的阳离子不同,所以它们又表现出各自独特的个性。难溶性的碱一般不表现碱的通性,但依然可以被酸溶解并反应掉,酸与碱的对立可见一斑。
一、碱的共性
1、常见的碱:
(1)可溶性碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2和NH3·H2O,Ca(OH)2,它们具有共性。
(2)难溶性碱有:Mg(OH)2【白色】、Cu(OH)2【蓝色】和Fe(OH)3【红褐色】。
2、碱的共性:(完成填空和化学方程式)
(1)可溶性碱与酸碱指示剂反应。
使无色酚酞试液变____,使紫色石蕊试液变_____。
(2)可溶性碱与不可溶性碱都可以与酸反应(中和反应)生成______和_______。
NaOH+ HCl==_____________________
Fe(OH)3+ HCl==_____________________
(3)可溶性碱与某些非金属氧化物(酸性氧化物)反应生成______和_______。
★ NaOH+ CO2==_____________________
Ca(OH)2+ CO2==_____________________(CO2使澄清的石灰水变浑浊,常用此反应来检验CO2。)
NaOH+ SO2==_____________________(工业上常用碱液来吸收SO2等有毒、有害的酸性气体)
(4)可溶性碱与某些可溶性盐反应,生成难溶物。(不一定是碱的通性)
FeCl3+ NaOH==_____________________
CuSO4+ NaOH==____________________(常用于制取难溶性的碱)
Na2CO3+ Ca(OH)2==____________________(土法制碱)
注意:(1)除了与酸的反应之外,碱的其他性质均要求碱必须是可溶性的。
(2)玻璃里的主要成分是SiO2,NaOH和Ca(OH)2都能与它发生反应,生成具有粘性的Na2SiO3和CaSiO3,使玻璃相互粘连,不易打开,因此盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞而应该用__________或者木塞。
(3)在与盐的反应中,盐也必须是可溶的,且这个也不一定是碱的通性。
3、难溶性碱:受热易分解,生成金属氧化物和水(了解)
Cu(OH)2 /
Fe(OH)3 /
★4、碱性溶液和碱溶液
碱溶液是指碱的溶液,碱性溶液是指呈碱性的溶液。碱溶液一定呈碱性,呈碱性的溶液不一定是碱的溶液。
如Na2CO3、K2CO3和NaHCO3等的水溶液也呈碱性,但它们不是碱,而是盐。
例题1 我国研制的航天员舱外服为航天员成功进行太空行走提供了可靠的保证。航天员舱外服内含有与氢氧化钠性质相似的氢氧化锂(LiOH),它不可能具有的化学性质是( )
A.与二氧化碳反应 B.与盐酸反应
C.与氧化铁反应 D.与氯化铜溶液反应
变式训练 碱溶液中都含有OH-,因此不同的碱表现出一些共同的性质。下列关于Ba(OH)2性质的描述中,不属于碱的共同性质的是( )
A.能使紫色石蕊溶液变蓝色 B.能与盐酸反应生成水
C.能与Na2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀 D.能与CO2反应生成水
例题2 (2013?黄冈)小东、小林和小雨同学对氢氧化钠溶液使酚酞溶液变红的现象很感兴趣,决定做实验进行探究:氢氧化钠溶液中到底是哪一种粒子使酚酞溶液变红?实验中可供使用的用品有盐酸、氯化钠溶液、氯化钙溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、酚酞溶液及若干支试管。
【提出假设】
假设(1):使酚酞溶液变红的是H2O。
假设(2):使酚酞溶液变红的是Na+。
假设(3):使酚酞溶液变红的是________。
小东认为不做实验即可说明假设(1)不成立。原因是_________________________________________。
【实验验证】(完成下列实验操作、实验现象及实验结论)
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
(1)
向装有NaOH溶液的试管中滴加酚酞溶液
溶液变红色
(2)
小雨认为向步骤(1)后的试管中加入盐酸也可得出正确结论,你同意她的观点吗?___________。
【实验拓展】小林将酚酞溶液滴入碳酸钠溶液中,发现溶液也变红。他们经过分析、讨论、归纳,得出的结论是:使酚酞试液变红的_________________________。
浙江新中考 (2018·温州-32)工业生产常用“苛化法”制取氢氧化钠,其原料为碳酸钠、石灰乳[由Ca(OH)2和水组成的混合物],大致流程如下:
/
科学兴趣小组模拟上述流程,在实验室中制备氢氧化钠。
(1)实验室进行“操作1”时,需要用到下列器材中的__________(可多选)。
(2)制备氢氧化钠的化学方程式为: Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓。将53g溶质质量分数为20%的碳酸钠溶液与17g石灰乳混合,若二者恰好完全反应计算所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
拔高挑战 (2007?扬州)【双选】向含有CuCl2和HCl的混合溶液100g中,逐滴加入质量分数为10%的NaOH溶液,参加反应的NaOH溶液质量与生成沉淀质量关系如图,仅考虑沉淀为Cu(OH)2。则下列说法正确的是( )
A.整个反应过程中,氯离子个数不变
B.P点溶液中的溶质只有一种
C.M点溶液比P点溶液中氯化钠的质量分数大
D.沉淀完全时,m1的数值为80
二、碱的个性
1、氢氧化钠(NaOH)
(1)俗名:_______、_______或__________。
(2)性质:
①物理性质:白色固体;易潮解(吸水性);极易溶于水,放出大量的热量;
②化学性质:具备碱的通性,如易吸收空气中的CO2而变质;有强腐蚀性,能与蛋白质和油脂反应,对皮肤、纸张和织物等有较强的腐蚀性。
(3)贮存:固体需____________保存,其水溶液用_________瓶贮存且用__________塞。
(4)用途:①部分气体干燥剂(如碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物);
②可用于造纸、纺织、石化等工业。
总结:干燥剂的种类及可干燥气体
干燥剂种类
可干燥的气体
不能干燥的气体
酸性
浓H2SO4
中性气体:H2、O2、CO、CH4、N2
酸性气体:HCl、CO2、SO2
NH3
中性
无水氯化钙
除NH3外的其他气体
NH3
碱性
固体NaOH、碱石灰、生石灰
中性气体:H2、O2、CO、CH4、N2
碱性气体:NH3
SO2、CO2、HCl
例题1 (2014?金华)研究氢氧化钠性质实验中的部分实验及现象记录如下,其中现象不合理的是( )
选项
实验
现象
A
将氢氧化钠固体放在表面皿上,放置一会儿
固体受潮,逐渐溶解
B
向盛有氢氧化钠溶液的试管中滴入无色酚酞试液
溶液变红
C
向盛有氢氧化钠溶液的试管中滴加稀盐酸
有氯化钠生成
D
向盛有氢氧化钠溶液的试管中滴加硫酸铜溶液
产生蓝色沉淀
变式训练 (2014?广东)如下左图所示,“烧碱同学”要穿过迷宫,从进口顺利地走到出口,途中遇到不反应的物质才能通过。请用“连续线”画出烧碱应走的路线。
/ /
例题2 (2013?保山)如上右图所示装置气密性良好、要使注射器中的活塞向右移动,使用的液体M和固体N可能是( )
①稀盐酸和石灰石;②稀硫酸和锌;③水和氢氧化钠;④水和硝酸铵。
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
2、氢氧化钙[Ca(OH)2]
(1)俗名:_________________。
(2)性质:白色粉末,微溶于水(20℃下溶解度仅为0.165g),其溶解度随温度的升高而________,水溶液为石灰水,因电离出_____而具有碱的通性。而Ca2+与可溶性碳酸盐中CO32-结合生成CaCO3沉淀属于它的个性。
(3)用途:用于建筑上砌砖(能吸收CO2)、改良酸性土壤、处理酸性工业废水、配制农药杀菌剂波尔多液、制氢氧化钠和漂白粉等。
(4)保存:密闭保存。
?归纳:两者的区别方法
①先溶解,再分别通入CO2气体,变浑浊的是______________。
化学方程式:___________________________;________________________
②先溶解,再分别加入Na2CO3(可溶性碳酸盐都可以),产生白色沉淀的是________。
化学方程式:_____________________________
3、NH3·H2O:氨气(NH3)溶于水形成氨水,其中的溶质是NH3·H2O,是一种弱碱。
例题3 将浓盐酸、NaOH溶液和石灰水长期存放在空气中,若不考虑水分的蒸发,溶液质量因发生化学变化而减小的物质是__________,因发生化学反应溶液质量增加的是_____________。
例题4 (2004?上海)在Ca(OH)2的饱和溶液中加入下列物质,冷却至室温,溶液的pH没有改变的是( )
A.CO2 B.CaO C.Cu(NO3)2 D.HCl
变式训练 如果要使NaOH溶液的pH减小,可采取的方法有:
(1)不发生化学反应的方法_________________________________;
(2)有化学反应发生的方法(要求各种方法中所选的物质类别不同):___________________________,______________________。
★三、重难点专题突破
1、关于氢氧化钠变质的问题——变质程度(全变质、部分变质)
例题5 (2018·衢州-28)为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小柯取少量样品配制成溶液,再取少量溶液分别装入两支试管中,进行了如甲、乙两图所示实验。(注:BaCl2溶液呈中性)
/ /
(1)小柯认为“甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质”。你认为小柯的观点是否正确,并说明理由 。
(2)分析乙图实验的现象,可以确定样品的变质情况为 。
(3)进一步探究:另取少量样品溶液,加入一定质量分数的稀盐酸,直至过量。请在丙图中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像。
★(4)请根据化学方程式分析,NaOH部分变质或全部变质,与没有变质的NaOH相比,反应时消耗强酸的量______(填“相同”或“不相同”)。
变式训练 某学生为了测定实验室中一瓶因保存不善而部分变质的氢氧化钠中碳酸钠的质量分数,设计了如下图所示的装置(图中铁架台已略去),实验在27℃,101kPa下进行,实验步骤如下:
①按下图连接好装置;
②用天平准确称取氢氧化钠样品2g,放入A中试管内,向B中集气瓶内倒入饱和二氧化碳水溶液至瓶颈处;
③向分液漏斗中倒入稀硫酸,打开活塞,让稀硫酸滴入试管中至过量,关闭活塞。反应结束后,量筒中收集到饱和二氧化碳水溶液245mL。请回答下列问题:
(1)在实验步骤①和②之间,还缺少一实验步骤,该实验步骤是___________________________。
(2)B中集气瓶盛装的饱和二氧化碳水溶液不能用水代替,其理由是__________________。
(3)判断实验步骤③中滴入的稀硫酸已过量的标志是___________________________。
(4)氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为_________。(在27℃,101kPa时二氧化碳的密度为1.8g/L;二氧化碳的体积等于排出的饱和二氧化碳水溶液的体积。)
(5)用上述装置不能测定已部分变质的氢氧化钠样品中氢氧化钠的质量分数,理由____________________。
浙江新中考 (2018·绍义-31)实验室有甲乙两瓶久置的氢氧化钠固体,某学习小组为了研究其变质情况,进行了如下实验:(电子秤示数单位为克)
(1)滴入紫色石蕊试液后溶液为红色,说明反应后溶液呈 ______性。
(2)上述实验中产生的二氧化碳体质量为 克。
(3)计算甲瓶固体样品中碳酸钠的质量分数。
★(4)某同学另取10克乙瓶中的固体样品用100克15%的稀硫酸按同样方法进行实验,他认为不管固体样品变质程度如何,稀硫酸加入后,都不需要使用石蕊试液,请计算说明他做出此判断的原因。
例题6 (2013?宜宾改编)已知NaOH容易与空气中的CO2作用而变质。小军同学在实验室发现一瓶敞口放置的NaOH固体后,设计方案,对这瓶NaOH固体变质情况进行了如图实验探究:
/
回答下列问题:
(1)上述实验操作④的名称是:_________。
(2)根据上述实验,可以确定该固体_______变质(填“已”或“未”)。
(3)步骤③中加过量氯化钙溶液的目的是__________。
(4)若测得E的pH=7,则A的成分_______(写化学式,下同),若测得E的pH>7,则A的成分___________。
★(5)若只考虑吸收空气中二氧化碳而变质,经测定该固体样品中碳元素的质量分数为6%。则已变质的氢氧化钠占变质前纯氢氧化钠的质量分数为______%(保留整数)。
2、验证NaOH与CO2是否发生了反应的探究问题
例题7 二氧化碳气体通往氢氧化钠溶液中,看不到明显现象,两者是否反应了呢?为证实这一疑问,某化学探究小组的同学,设计用下列装置进行实验。你认为达不到目的是( )
/
浙江新中考 (2018·金丽-35)某拓展性学习小组在学校科学实验创新比赛中,做了一个有趣的实验,装置如图。
【实验设计】三颈烧瓶中充满二氧化碳气体,A颈、B颈分别连接充满氢氧化钠溶液和盐酸的注射器,C颈插有两端开口的玻璃导管(伸入瓶内的一端连有小气球),装置气密性良好。
【实验操作】先通过A颈往瓶内注入氢氧化钠溶液,观察到小气球的形状发生了变化;过一段时间后再通过B颈往瓶中注入盐酸,发现小气球的形状又发生了改变。
请描述小气球形状的变化情况,并对此作出合理的解释。
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
思维创新 1、(2014?嘉兴模拟)小刚和小丽两位同学用如图所示装置进行实验,验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应。
(1)小刚关闭K,通入二氧化碳,A、B中均无明显变化。B中盛放_______溶液。
(2)小刚关闭K,继续通入二氧化碳。此步实验目的是_______
___________________________________。
小丽认为:通常状况下,1体积的水约能溶解1体积二氧化碳,因此上述实验不足以证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。
(3)小丽用洗涤干净的上述装置重新实验,分别量取50mL上述溶液放入A、B中,关闭K,缓缓地通入约500mL二氧化碳,A、B中均无明显变化。此实验可以说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应,其理由是______________________________________________。
2、(2015?湖州改编)小明同学学习了氢氧化钙和氢氧化钠的化学性质后知道:氢氧化钙和氢氧化钠都能与二氧化碳发生反应,二氧化碳通入澄清石灰水中能产生明显的现象。于是小明同学提出了一个问题:能否让二氧化碳与氢氧化钠反应产生明显的现象?小明同学联想到在做“固体碘溶解在酒精中”的实验时,酒精作为溶剂能溶解固体碘。酒精能否溶解氢氧化钠和碳酸钠呢?
查阅资料:①氢氧化钠不与酒精发生化学反应,但能溶解在酒精中形成无色透明的溶液,氢氧化钠的酒精溶液与氢氧化钠的水溶液化学性质相似;②碳酸钠不与酒精反应也不溶于酒精。
至此,小明同学对自己提出的问题有了清晰的解决方案。
(1)小明同学的解决方案是____________________________________。
(2)写出解决方案中涉及的反应的化学方程式____________________________________。
专题训练 常见的碱
/基础篇
1、下列关于熟石灰的说法错误的是( )
A.熟石灰又称为消石灰 B.熟石灰由生石灰与水反应而制得
C.熟石灰的溶解度随温度的升高而增大 D.熟石灰可以用来改良酸性土壤
2、(2018?中考改编)下列有关氢氧化钠的说法,错误的是( )
①氢氧化钠可以改良土壤;②氢氧化钠有强烈的腐蚀性;③氢氧化钠固体可用于干燥二氧化碳气体;
④氢氧化钠可用于制肥皂、洗涤剂、造纸、纺织工业等;⑤能去除油污,可作炉具清洁剂
A.①② B.①③ C.③④ D.③⑤
3、如右图所示,在小烧杯乙和丙中分别放入不同的物质后,立即用大烧杯甲罩住小烧杯乙和丙,放置一段时间。下列有关说法不正确的是( )
A.若乙和丙中分别放入浓盐酸和石蕊溶液,丙中溶液会变红
B.若乙和丙中分别放入浓氨水和酚酞溶液,丙中溶液会变蓝
C.若乙和丙中分别放入浓盐酸和硝酸银溶液,丙中会产生白色沉淀
D.若乙和丙中分别放入水和浓硫酸,丙中溶质的质量分数会变小
4、(2012?黑龙江)下列对露置在空气中已部分变质的氢氧化钠溶液样品进行的相关实验中,实验现象及结论合理的是( )
A.取少量溶液样品,滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成
B.取一定量溶液样品,滴入稀盐酸,立即有大量气体产生
C.取一定量溶液样品,滴入适量的澄清石灰水,过滤,向滤液中滴加酚酞溶液,溶液变红,证明原样品中含有氢氧化钠
D.向溶液样品中加入适量的稀盐酸至恰好完全反应,过滤,可除去样品中的杂质
5、为探究CO2和NaOH确实发生了化学反应,某实验小组的同学设计出了下列4种实验装置,请回答下列问题:
(1)选择任意一种实验装置,简述出现的实验现象,解释产生该实验现象的原因:选择的实验装置是______。实验现象为:______________________。产生该实验现象的原因_________________________。
(2)某同学质疑上述实验设计,该同学质疑的依据是:_________________________________________。
(3)在原实验的基础上,请你设计实验证明CO2和NaOH肯定发生了化学反应:______________________
______________________________________________________________________________。
/探索篇
1、将Ag的烧碱溶液与Bg的硫酸铜溶液充分混合,将反应所得的混合物过滤,得蓝色沉淀物和无色滤液。下列有关说法中正确的是( )
A.滤液中可能含有硫酸铜 B.滤液的pH一定等于7
C.滤液的质量一定小于(A+B)g D.滤液中含有的溶质只可能为一种
2、(2018?呼和浩特)实验室中同学们进行了如图所示实验,成功探究出了久置氢氧化钠固体的变质情况。下列说法正确的是( )
A.甲溶液可以选择稀盐酸或CaC12溶液(CaC12溶液显中性)
B.若Ⅱ、Ⅲ均有明显现象,则说明样品部分变质
C.D物质可能是气体,也可能是沉淀
D.溶液B中的溶质一定只含有NaOH和甲
3、(2012?烟台)某化学兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验(装置气密性良好),先关闭止水夹,将足量的氢氧化钠溶液滴入烧瓶中,充分吸收掉二氧化碳后,再打开止水夹。
(1)烧瓶中观察到的现象是______________________________________。
(2)根据上述现象能否得出“二氧化碳与氢氧化钠发生了反应”的结论?___________,原因是:______________________________________。
(3)实验结束后,兴趣小组提出新问题:烧瓶内液体的溶质可能是什么?
【猜想】猜想①:溶质只有氢氧化钠;
猜想②:溶质是氢氧化钠和氢氧化钙;
你还需补充的猜想:溶质是_________________。
【设计实验】请你为这三种猜想设计实验验证方案
使用操作
预期现象及结论
4、(2018?杭州)用“盐酸—硫化钡法”生产BaCl2会放出有毒气体H2S(其水溶液有酸性),可用NaOH吸收H2S制取Na2S进行处理。下表为H2S回收工艺的各项生产成本:
(1)★工业处理尾气需考虑经济效益和社会效益,根据上述资料分析,单从经济效益考虑这种处理H2S的方法是 (选填“盈利”或“亏损”)的。
(2)若某化工厂每天要处理10吨H2S,需消耗NaOH多少吨?(写出计算过程,结果保留1位小数)
项目
单价(元/吨)
NaOH
2500
Na2S
5000
辅助费用(以处理1吨H2S计)
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