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第十单元 酸和碱
第一节 预备
一、酸碱指示剂
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定义：能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同颜色的物质叫做酸碱指示剂.
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常见的酸碱指示剂有紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液.
l
某些植物的花瓣或果实（如牵牛花、月季花、紫卷心菜等）也可用作酸碱指示剂.
l
紫色石蕊溶液遇酸溶液（含H+的溶液）变红,遇碱溶液（含OH-的溶液）变蓝,在中性溶液中呈紫色.
无色酚酞溶液遇酸溶液不变色,在中性溶液中不变色,遇碱溶液变红.
l
并非所有的盐溶液都是中性的.
水溶液呈碱性的盐：纯碱、小苏打等.
水溶液呈酸性的盐：硫酸铜、硫酸氢钠等.s

二、干燥剂
1.
使用干燥剂的目的是除去气体中混有的水蒸气.
2.
我们学过的干燥剂有氢氧化钠、浓硫酸、氧化钙、氯化钙等.
氢氧化钠易潮解；浓硫酸具有吸水性；而氧化钙可以与水反应：CaO+H2O=Ca(OH)2
3.
氢氧化钠
氢氧化钠等碱性干燥剂不能干燥氯化氢、二氧化碳、二氧化硫等酸性气体.
4.
浓硫酸
浓硫酸等酸性干燥剂不能干燥氨气等碱性气体.

三、复分解反应
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定义：两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应叫复分解反应.
l
特点：交换成分,价态不变.
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反应发生的条件：生成难电离的物质（水、气体或沉淀）.
l
置换反应和复分解反应没有先后顺序,可同时发生.

第二节 酸
一、酸的定义和分类
酸：物质溶于水时,形成的阳离子全部是H+的化合物.
由于酸、碱、盐溶于水时会电离出阴、阳离子,所以酸、碱、盐的水溶液具有导电性.
酸
含氧酸（命名“某酸”） H2SO4（硫酸）、H2CO3（碳酸）、HNO3（硝酸）、H2SO3（亚硫酸）……
无氧酸（命名“氢某酸”） HCl（盐酸,学名氢氯酸）、HF（氢氟酸）、H2S（氢硫酸）……
特殊的有机酸：CH3COOH（醋酸,又名乙酸）有刺激性气味,易挥发
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酸的电离：HCl=H++Cl-,H2SO4=2H++SO42-

二、常见的酸

盐酸（氢氯酸）
硫酸
化学式
HCl
H2SO4
形成
H2+Cl2
HCl
SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4
（酸雨形成的原理）
状态
无色液体、具有酸味、刺激性气味
（浓硫酸）无色粘稠的油状液体
（稀硫酸）无色液体
特点
浓盐酸具有强挥发性
① 浓硫酸具有吸水性（物理性质）
② 浓硫酸具有强腐蚀性（化学性质）
③ 浓硫酸溶于水时会放出大量热
用途
重要化工产品,用于金属表面除锈、制药
人体胃液中含有盐酸,可以帮助消化
重要化工原料,用于生产化肥、农药、火药、染料以及冶炼金属、精炼石油和金属除锈等
在实验室中常用浓硫酸作干燥剂
敞口放置的变化
质量减小,溶质质量分数减小（挥发性）
质量变大,溶质质量分数减小（吸水性）
注意事项
① 工业生产的盐酸偏黄,是因为含有Fe3 +,可用蒸馏法提纯.
② 打开浓盐酸的瓶塞,会有白雾出现,是因为：挥发的氯化氢气体极易溶于水,挥发时溶解的氯化氢与水蒸气形成了盐酸的小液滴.
① 浓硫酸的稀释：把浓硫酸沿器壁慢慢注入,并不断用玻璃棒搅拌（目的：加快溶解、散热）.
② 如果把水倒进浓硫酸里,由于水的密度小,浮在硫酸上面,硫酸溶解时放出的热不易散失,使水暴沸,使硫酸液滴向四周飞溅,导致危险.
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浓硫酸能将纸张、木材、布料、皮肤中的氢、氧元素按水的组成比脱去,这种作用通常叫做脱水作用.
l
盐酸、硝酸、醋酸具有挥发性；碳酸不稳定,容易分解成二氧化碳和水.
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硝酸、硝酸银见光易分解,所以它们要放在棕色试剂瓶中.
l
浓硫酸的稀释操作

三、酸的化学性质
酸有相同的化学性质是因为酸在水中都能电离出H+,有不同的化学性质是因为能电离出的酸根离子不同.
1.
酸溶液能使酸碱指示剂变色：使紫色石蕊溶液变红.
2.
酸+活泼金属 → 盐+氢气（置换反应）
a)
这里不包括浓硫酸和硝酸.
b)
示例：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
和 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
【现象】铁表面有气泡产生；溶液由无色逐渐变为浅绿色（Fe2+的盐溶液呈浅绿色）.
3.
酸+金属氧化物 → 盐+水（复分解反应）
a)
金属氧化物可以是活泼金属的氧化物和不活泼金属的氧化物.因为生成物有水,符合复分解反应的发生条件,所以反应一定发生.
b)
示例1：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
和 Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
【现象】铁锈逐渐溶解消失；溶液由无色逐渐变成黄色（Fe3+的盐溶液呈黄色）.
c)
示例2：CuO+2HCl=CuCl2+H2O
和 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
【现象】黑色粉末逐渐溶解消失；溶液由无色逐渐变成蓝色（Cu2+的盐溶液呈蓝色）
4.
酸+碱 → 盐+水（复分解反应、中和反应）
5.
酸+盐 → 新酸+新盐（复分解反应）
a)
反应发生的条件：① 新酸是碳酸； ② 如果新酸不是碳酸,新盐必须是沉淀.
b)
碳酸盐都能与酸反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
c)
除硫酸钡以外的钡盐都能与硫酸反应：BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+
2HCl（注意：HCl是稀盐酸,不写↑）
d)
硝酸银能与盐酸反应：AgNO3+HCl=HNO3+AgCl↓

第三节 碱
一、碱的定义和分类
碱：物质溶于水时,形成的阳离子全部是OH-的化合物.
金属的氢氧化物
（“氢氧化某”）
四大强碱：KOH（氢氧化钾）、NaOH（氢氧化钠）、Ca(OH)2（氢氧化钙）、Ba(OH)2（氢氧化钡）
碱
NH3·H2O（氨水）
弱碱
白色沉淀：Mg(OH)2（氢氧化镁）、Al(OH)3（氢氧化铝）、Zn(OH)2（氢氧化锌）、Mn(OH)2（氢氧化锰）……
有色沉淀：蓝色沉淀Cu(OH)2（氢氧化铜）、红褐色沉淀Fe(OH)3（氢氧化铁）
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四大强碱都可以溶于水,但弱碱不能溶于水.氨水是氨气溶于水形成的液体.
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在初中化学范围内,只有氢氧化铜是蓝色沉淀,氢氧化铁是红褐色沉淀.
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氨水的电离是NH3·H2O=NH4++
OH-,所以氨水也是碱.
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钾、钠、钙的氧化物能与水反应生成相应的碱.如：CaO+H2O=Ca(OH)2

二、常见的碱

氢氧化钠（烧碱、火碱、苛性钠）
氢氧化钙（消石灰、熟石灰）
化学式
NaOH
Ca(OH)2
工业制法
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
CaCO3
CaO+CO2↑,CaO+H2O=Ca(OH)2
状态
白色块状固体
白色粉末状固体
腐蚀性
强腐蚀性
较强腐蚀性
特点
极易溶于水,溶于水时放出大量的热.
氢氧化钠固体易吸水而潮解.
微溶于水,溶于水时放热不明显.
用途
用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等行业（除玻璃方面外,用途与纯碱类似）.
氢氧化钠能与油脂反应,所以可以除油污.
漂白粉、建筑材料、改良酸性土壤和河流、配制波尔多液
在实验室中可以证明二氧化碳.
l
酸、碱包括其溶液都要密封.
l
澄清的石灰水就是氢氧化钙的水溶液.
l
氢氧化钠必须密封有两个原因：① 吸水性；② 能与空气中的二氧化碳反应：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.

三、碱的化学性质
碱有相同的化学性质是因为不同的碱溶液中都含有相同的OH-.
1.
碱溶液（四大强碱的溶液、氨水）能使指示剂变色：使紫色石蕊溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红.
由于弱碱不溶于水,所以弱碱不能使指示剂变色.
2.
碱+非金属氧化物 → 盐+水（复分解反应）
a)
反应发生的条件：① 碱是四大强碱； ② 非金属氧化物是二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫.
b)
根据条件我们可以写出十二个化学方程式,但必须掌握的四个化学方程式是：
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O（用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳）
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+ H2O（检验二氧化碳；石灰墙“出汗”）
3.
碱+酸 → 盐+水（复分解反应、中和反应）
在碱的通性中,弱碱只有该性质.
4.
碱+盐 → 新碱+新盐（复分解反应）
a)
反应发生的条件：① 反应物能溶于水（包括氢氧化钙,不包括其他微溶于水的物质）； ② 新碱是氨水； ③ 若新碱不是氨水,新碱和新盐中至少有一个沉淀.
b)
铵盐一定能与四大强碱反应.
c)
新碱是沉淀：
蓝色沉淀 – 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
红褐色沉淀 – 3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe(OH)3↓
白色沉淀 – 2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
d)
新盐是沉淀：
Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+ 2NaOH
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
e)
蓝白沉淀：Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+
Cu(OH)2↓
f)
红白沉淀：3Ba(OH)2+Fe2(SO4)3=3BaSO4↓+
2Fe(OH)3↓
g)
波尔多液（注：波尔多液不是溶液）：Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4+Cu(OH)2↓

弱碱在加热的条件下会分解成金属氧化物和水.如Cu(OH)2
CuO+H2O.
但需要注意的是,强碱没有该性质,该性质不属于碱的通性.

四、氢氧化钠和氢氧化钙变质
1.
氢氧化钠变质
氢氧化钠变质是因为与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠.
证明方法：
a)
取样,加过量的稀盐酸,如果有气泡产生,说明氢氧化钠已经变质：
NaOH+HCl=NaCl+H2O 和 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
b)
取样,加氢氧化钙溶液,如果有白色沉淀产生,说明氢氧化钠已经变质：
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
c)
取样,加氯化钙（或硝酸钙）溶液,如果有白色沉淀产生,说明NaOH已经变质：
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
或 Na2CO3+Ca(NO3)2=2NaNO3+CaCO3↓
2.
氢氧化钙变质
氢氧化钙变质是因为与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙.
证明方法：取样,加入过量的稀盐酸,如果有气泡产生,说明氢氧化钙已经变质：
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
3.
氢氧化钠固体和氢氧化钙固体变质时,固体质量都会增加.

五、氢氧化钠和氢氧化钙部分变质
1.
氢氧化钠部分变质的证明方法：
① 取样,（如果是固体,就需要加适量水,使固体完全溶解）,加过量的氯化钙（或硝酸钙）溶液,如果有白色沉淀产生,说明碳酸钠存在：
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
或 Na2CO3+Ca(NO3)2=2NaNO3+CaCO3↓
② 过滤,向滤液中滴加酚酞溶液,如果滤液变红,说明氢氧化钠存在,氢氧化钠部分变质.
2.
氢氧化钙固体部分变质的证明方法：
① 取样,加适量水使固体完全溶解,加入过量的稀盐酸,如果有气泡产生,说明碳酸钙存在：
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
② 另取少量固体,加氯化铵（或硫酸铵）研磨,如果闻到刺激性氨味,说明氢氧化钙存在,氢氧化钙部分变质：Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O
或 Ca(OH)2+(NH4)2SO4=CaSO4+2NH3↑+2H2O

第四节 中和反应
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定义：酸和碱作用生成盐和水的反应.
配平时要注意H2O的化学计量数.如：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
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强酸和强碱反应,一般没有明显的实验现象（沉淀、气泡、不溶物溶解消失、溶液颜色变化）,所以为了观察反应是否发生,需要借助酸碱指示剂.
如NaOH+HCl=NaCl+H2O,反应的时候要进行以下操作：
① 在烧杯中加入氢氧化钠溶液；
② 滴入几滴酚酞溶液；
③ 用滴管慢慢地滴入稀盐酸,并不断用玻璃棒搅拌（如果容器是试管,就直接振荡）；
④ 溶液由红色刚刚褪成无色时,说明氢氧化钠和盐酸恰好完全反应.
（注意是先加碱溶液,再加指示剂,然后才加酸）
l
做上述实验时,如果在实验过程中忘加酚酞,在实验结束后再加酚酞溶液,发现酚酞不变色,会有两种情况：酸碱恰好完全反应或者酸过量.这时加入碳酸钙固体,如果有气泡产生,说明酸过量；如果没有气泡产生,说明恰好完全反应.
l
虽然不能用酚酞溶液鉴别酸性溶液和中性溶液,但借助一种碱溶液,就能将酸性和中性溶液区分出来.
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在所有的复分解反应中,中和反应优先发生,并且反应可以瞬时完成.
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中和反应是放热的反应.
l
中和反应的应用
n
熟石灰改良酸性土壤（在缺少熟石灰的情况下,用生石灰也可以）.
n
熟石灰改良酸性河流（处理硫酸厂的污水：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O）.
铁粉、蛋壳（主要成分是碳酸钙）也可改良酸性河流,但它们不属于中和反应.
n
碳酸水改良碱性土壤.
n
用含氢氧化铝或氢氧化镁的药物中和过多的胃酸：
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
小苏打、墨鱼骨粉（主要成分是碳酸钙）也可以治疗胃酸过多,但它们不属于中和反应.
n
被蚊虫叮咬时涂含氨水（或者是牙膏、肥皂水）的药物.
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中和反应同氧化反应、还原反应一样,是特征反应,不属于四大基本反应类型.

第五节 酸碱度
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溶液的酸碱度用pH表示.pH的范围通常在0~14之间.如下图所示：
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红 橙 黄 绿 紫
0 酸性增强（由H+控制酸性） 7 碱性增强（由OH-控制碱性） 14
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酸性溶液的pH < 7,中性溶液的pH = 7,碱性溶液的pH > 7.
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H+的浓度越大,溶液的酸性越强,pH越小；OH-的浓度越大,溶液的碱性越强,pH越大.
溶液中H+或OH-的浓度改变,则pH会相应改变.
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一杯pH为5.6的溶液,怎样增大它的pH值?
物理方法：加水稀释.
化学方法：加入锌粒、氧化铜、氢氧化钠或碳酸钙等物质（因为pH小于5.6,溶液呈酸性,所以要考虑酸的通性）.
l
加水稀释只能使酸性或碱性溶液的pH无限靠近7,但不能改变溶液的酸碱性.
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测定pH的最简单方法是使用pH试纸.
pH试纸的使用步骤：在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒将待测液体滴到pH试纸上,将pH试纸显示的颜色与标准比色卡比较.
l
使用pH试纸时的注意事项：
n
不能把pH试纸浸在待测液体中.
n
pH试纸不能用水润湿.
n
pH试纸测出的pH值是整数.
n
在做习题时,使用pH试纸和使用酸碱指示剂是同一种方法.
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常见物质的pH值：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
厕所清
洁剂
柠檬
醋
苹果
橘子
酱油
西瓜
牛奶
鸡蛋清
牙膏

肥皂
草木灰水
厨房清
洁剂

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了解溶液的酸碱度有重要的意义
n
化工生产中许多反应必须在一定pH溶液里才能进行
n
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.
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测定雨水的pH（因溶解有CO2,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.
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测定人体内或排出的液体的pH,可以了解人体的健康状况.