上海初三化学第五章：初识酸与碱

第五章：初识酸和碱第一节生活中的酸和碱第1课时酸和碱的分类及命名第2课时酸碱中和第二节酸和碱的性质研究第1课时酸的性质第2课时碱的性质考点一：酸、碱的组成和分类一、酸的组成和分类1．酸的组成：由氢元素和酸根组成。2．酸的分类（依据不同，分类方法不同）（1）根据有机物和无机物分类。①有机酸。例：甲酸（俗称蚁酸）HCOOH、乙酸（俗称醋酸）CH3COOH，柠檬酸（2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸C6H8O7）、乳酸（2-羟基丙酸C3H6O3）②无机酸。例：盐酸、HNO3、H2SO4、H2CO3（2）根据与酸根结合的氢原子个数分类。①一元酸。例：HNO3、盐酸（HCl），醋酸；②二元酸。例：H2SO4、H2CO3；○3三元酸，磷酸（3）根据分子中是否含有氧原子分类。①含氧酸。例：HNO3、H2SO4、H2CO3；②无氧酸。例：盐酸（HCl）、氢硫酸（H2S）3．酸的命名（1）含氧酸：某酸。例：H2CO3碳酸、H2SO4硫酸（特例：HNO3硝酸（俗称））（2）无氧酸：氢某酸。例：H2S氢硫酸/硫化氢，氢溴酸，（特例：HCl盐酸（俗称））二、碱的组成和分类1．碱的组成：由金属元素和氢氧根（OH-）组成。2．碱的分类可溶性碱：KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2（微溶）、NH3•H2O（一水合氨）不溶性碱：绝大部分的碱都不溶于水。例：Cu(OH)2（蓝色）、Fe(OH)3（红褐色）、Mg(OH)2（白色）、Al(OH)3（白色）3．碱的命名：氢氧化某。4，酸碱水溶液大多无色，难溶碱有颜色。拓展酸的命名：某一成酸元素如果能形成多种含氧酸，就按成酸元素的氧化数高低命名，如高氯酸（HClO4）、氯酸（HClO3）、亚氯酸（HClO2）、次氯酸（HClO）。两个简单含氧酸缩去一分子水而形成的酸，叫做焦酸（或一缩某酸、重酸），例如：2H2SO4H2S2O7（焦硫酸）+H2O；2H2CrO4H2Cr2O7（重铬酸）+H2O。酸分子中的－OH数等于成酸元素的氧化数，这种酸叫原某酸，如原磷酸〔P(OH)5，即H5PO5〕，原硅酸〔Si(OH)4，即H4SiO4〕，一个正酸分子失去一分子水而形成的酸，叫偏某酸，如偏磷酸（HPO3）、偏硅酸（H2SiO3）。含有过氧键（－O－O－）的酸叫过酸，如过一硫酸（H2SO5），过二硫酸（H2S2O8）。含氧酸酸性强弱与分子结构的关系：含氧酸的分子中，原子的排列顺序是H—O—R，（有的含氧酸有配位键H—O—R→O）。含氧酸的酸性强弱主要取决于结构中的两个因素：1．比较中心原子跟氧的化学键的极性和氢氧键的极性，如果R—O键的极性越小，对于氢氧键来说极性就越大，就越容易发生H—O键的断裂，酸性就越强。我们知道，同周期元素中，随R的电荷数的增大，半径变得越小，R—O键的极性就越小，R—O间的引力加大，含氧酸的酸性就越强。因此，Si、P、S、Cl的电荷数从4到7，而原子半径减小，所以H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4的酸性依次增强。2．含氧酸分子中未被氢化的氧原子数越多，含氧酸的酸性就越强。因为，未被氢化的氧原子数越多，因氧的电负性大，中心原子电向未被氢化的氧原子转移，中心原子从O—H键中吸引的电子也就越多，更易离解出H＋。所以，酸性HClO4HClO3HClO，因为HClO4分子中有三个未被氢化的氧原子，而次氯酸分子中没有未被氢化的氧原子。考点二：酸碱中和一、中和反应1．定义：酸与碱作用生成盐和水并放出热量的反应叫做中和反应。（酸+碱→盐+水）Mg(OH)2+2HCl→MgCl2+2H2OAl(OH)3+3HCl→AlCl3+3H2OMg(OH)2+H2SO4→MgSO4+2H2O2Al(OH)3+3H2SO4→Al2(SO4)3+6H2ONaOH+HCl→NaCl+H2O盐：由金属元素和酸根组成的化合物叫做盐。2．特点：放出热量、反应过程中溶液的酸碱性发生变化、产物有盐。3．酸溶液和碱溶液反应（若无明显现象）需要借助酸碱指示剂。二、中和反应的应用1．Ca(OH)2：改良酸性土壤。用石灰改良土壤：在土壤里，由于有机物在分解过程中会生成有机酸，矿物的风化也可能产生酸性物质。另外，使用无机肥料如硫酸铵、氯化铵等，也会使土壤呈酸性。施用适量石灰能中和土壤里的酸性物质，使土壤适合作物生长，并促进微生物的繁殖。土壤中Ca2＋增加后，能促使土壤胶体凝结，有利于形成团粒，同时又可供给植物生长所需的钙素。工厂中含有酸的废水，一般选用熟石灰或氨水中和后再排放。2．NaOH：精炼石油(中和其中的酸)。3，生活中的应用：A.洗涤油污。洗发液多呈碱性，为了保护头发，洗发后常使用呈弱酸性的护发液，中和多余的碱。B.治疗胃酸过多。可以使用止酸剂（主要成分氢氧化镁或氢氧化铝）。C.止蚊虫叮咬痒。被蚂蚁或蚊子叮咬后，可以涂肥皂水或稀氨水止痒，因为蚂蚁或蚊子体内含有甲酸，而肥皂水或稀氨水都具有碱性。相关链接酸碱指示剂及其变色范围：指示剂名称变色pH范围颜色变化甲基橙3.1～4.4红色～橙色～黄色甲基红4.4～6.2红色～黄色溴百里酚蓝6.0～7.6黄色～蓝色酚酞8.2～10.0无色～浅红～紫红石蕊5~8红色～紫色～蓝色考点三：酸的性质一、同一种酸，所处环境不同，性质可能不同。1．酸的性质一般要在水溶液中才能体现出来。2．同种酸，浓度不同，性质可能不同。二、酸的物理性质实验室里最常见的酸：盐酸（HCl）：氯化氢气体溶解于水可以制得盐酸，市售浓盐酸中溶质质量分数约为36%。硫酸（H2SO4）：一般是水溶液，大多是指稀溶液；浓硫酸中溶质质量分数约为98%。硝酸（HNO3）：一般是水溶液，大多是指稀溶液；浓硝酸中溶质质量分数约为69%。1．浓盐酸（37%）：无色有刺激性气味的液体，易挥发，在空气里会形成白雾。2．浓硫酸：吸水性和脱水性。3、浓盐酸、浓硫酸的物理性质、特性、用途浓盐酸浓硫酸颜色、状态“纯净”：无色液体工业用盐酸：黄色（含Fe3+）无色粘稠、油状液体气味有刺激性气味无特性挥发性（挥发出氯化氢气体）(敞口置于空气中，瓶口有白雾)吸水性脱水性腐蚀性用途①金属除锈②制造药物③人体胃中含有少量盐酸，助消化①金属除锈②浓硫酸作干燥剂③生产化肥、精炼石油注意：①浓盐酸密封保存的原因：浓盐酸具有挥发性，易挥发出氯化氢气体。②浓硫酸密封保存的原因：浓硫酸具有吸水性，易吸收空气中的水蒸汽。③浓盐酸敞口放置在空气中一段时间后，溶质、溶液质量减少，溶剂质量不变，溶质质量分数减少。④浓硫酸敞口放置在空气中一段时间后，溶质质量不变，溶剂、溶液质量增加，溶质质量分数减少。⑤稀释浓硫酸时：应把浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水里，并不断搅动使产生的热量迅速扩散，切不可把水直接倒入浓硫酸中。⑥如果不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上，应先用布拭去，再用水冲洗，最后涂上3%—5%的碳酸氢钠溶液。⑦稀盐酸不具有挥发性；稀硫酸不具有吸水性三、稀盐酸的化学性质1．能与酸碱指示剂作用；2．能与碱发生中和反应；3．能与碱性氧化物反应，生成盐和水；4．能与锌反应放出H2；5．能与大理石反应产生CO2。四、盐酸的用途：除铁锈、除去水垢五、酸的通性（1）与酸碱指示剂的反应：使紫色石蕊试液变红色，不能使无色酚酞试液变色（2）活泼金属+酸→盐+氢气置换反应（条件：活动性：金属＞H）H2SO4+MgMgSO4+H2↑2HCl+MgMgCl2+H2↑3H2SO4+2AlAl2(SO4)3+3H2↑6HCl+2Al2AlCl3+3H2↑H2SO4+ZnZnSO4+H2↑2HCl+ZnZnCl2+H2↑H2SO4+FeFeSO4+H2↑2HCl+FeFeCl2+H2↑注：FeSO4溶液、FeCl2溶液：浅绿色（3）碱性氧化物+酸→盐+水Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O（注Fe2(SO4)3溶液：黄色）现象：铁锈消失，液体由无色变为黄色Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O（注FeCl3溶液：黄色）现象：铁锈消失，液体由无色变为黄色CuO+2HClCuCl2+2H2O（注CuCl2溶液：蓝色）现象：黑色物质消失，液体由无色变为蓝色CuO+H2SO4CuSO4+H2O（注CuSO4溶液：蓝色）现象：黑色物质消失，液体由无色变为蓝色（4）碱+酸→盐+水HCl+NaOHNaCl+H2O2HCl+Ca(OH)2CaCl2+2H2OH2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O2H2SO4+Ca(OH)2Ca2SO4+2H2O（5）．酸能跟某些盐起反应，生成另一种酸和另一种盐。酸+盐→新盐+新酸六、酸具有通性的原因：酸的组成相似，都是由氢元素和酸根组成的。七，某些离子的检验：H+变红OH-变红Cl-白色沉淀沉淀不溶解SO42-白色沉淀沉淀不溶解CO32-HCl有无色气泡产生通入澄清石灰水中石灰水变浑浊相关链接像氧化铁这样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，如：Fe2O3、CuO、MgO、CaO、Na2O等。氧化物：既不能跟酸也不能跟碱反应生成盐和水的氧化物，称为不成盐氧化物。CO、NO、H2O都属于不成盐氧化物，虽然CO能跟NaOH反应：CO＋NaOH催化剂HCOONa，但是在生成盐时没有同时生成水，所以CO仍属于不成盐氧化物。大多数非金属氧化物是酸性氧化物（CO、NO、As2O3、TeO2除外），有些过渡元素的高价氧化物也属于酸性氧化物（如：CrO3、Mn2O7等）。含氧酸脱水而生成的酸性氧化物，叫做酸酐，例如SO3CuO+2HClCuCl2+3H2OCuO+2HClCuCl2+3H2OCuO+2HClCuCl2+3H2OCuO+2HClCuCl2+3H2OCuO+2HClCuCl2+3H2OCuO+2HClCuCl2+3H2OCuO+2HClCuCl2+3H2OCuO+2HClCuCl2+3H2OCuO+2HClCuCl2+3H2O石蕊试液酚酞试液AgNO3溶液稀硝酸BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液稀硝酸叫做硫酐，有机酸失水后的生成物也叫酸酐。碱性氧化物包括活泼金属氧化物和其他金属的低价氧化物，如Na2O、BaO、CaO、CrO、MnO2等。典型的两性氧化物有Al2O3、ZnO和某些过渡元素中间价态的氧化物，如Cr2O3、Mn2O3等。过氧化物消毒剂:过氧化物类消毒剂有强氧化能力，各种微生物对其十分敏感，可将所有微生物杀灭。这类消毒剂包括过氧化氢、过氧乙酸、二氧化氯和臭氧等，它们的优点是消毒后在物品上不留残余毒性，由于化学性质不稳定须现用现配，且因其氧化能力强，高浓度时可刺激、损害皮肤粘膜、腐蚀物品。考点四：碱的性质一、碱的物理性质1．氢氧化钠：极易溶于水的白色固体，溶于水时放出大量的热；易吸收空气中的水分而潮解，可作干燥剂；有强烈的腐蚀性；俗名：烧碱、火碱、苛性钠。2．氢氧化钙：微溶于水的白色粉末，水溶液俗称石灰水对衣服；皮肤有腐蚀作用；俗称：熟石灰或消石灰。3．氨水是无色有刺激性气味的溶液。4．可溶性碱[KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2、NH3•H2O]的溶液都是无色的，KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2固体都是白色的。Cu(OH)2、Fe(OH)3分别是蓝色和红褐色不溶于水的固体。5、氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质、用途氢氧化钠氢氧化钙颜色、状态白色固体，极易溶于水（溶解放热）易潮解白色粉末，微溶于水俗名烧碱、火碱、苛性钠（具有强腐蚀性）熟石灰、消石灰制法Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOHCaO+H2O==Ca(OH)2用途①氢氧化钠固体作干燥剂②化工原料：制肥皂、造纸③去除油污：炉具清洁剂中含氢氧化钠①工业：制漂白粉②农业：改良酸性土壤、配波尔多液③建筑：注意：①氢氧化钠的潮解属于物理变化。②氢氧化钠密封保存的原因：氢氧化钠易吸收空气中的水蒸汽而潮解，同时又能与空气中的二氧化碳反应而变质。③氢氧化钠敞口放置在空气中会变质（属于化学变化），因为它会与空气中的二氧化碳反应生成了碳酸钠。④如果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。⑤