魏海

本實驗旨在加深學生對酸、堿化學性質的認識，并借助酸、堿的性質解釋生活中的一些現(xiàn)象，從而培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。

一、比較酸、堿與指示劑的作用

1.實驗操作

（1）在一塊點滴板空穴中分別滴上幾滴稀硫酸、稀鹽酸、稀氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液，然后在幾種溶液里分別滴入2滴紫色的石蕊溶液；在另一塊點滴板空穴中也分別滴上幾滴稀硫酸、稀鹽酸、稀氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液，然后在幾種溶液里分別滴入2滴無色的酚酞溶液（見圖1）。

（2）觀察到：石蕊溶液遇酸溶液變紅色，遇堿溶液變藍色；酚酞溶液遇酸溶液不變色，遇堿溶液變紅色。

2.實驗結論

（1）紫色的石蕊溶液遇酸溶液變紅色，遇堿溶液變藍色。

（2）無色酚酞溶液遇酸溶液不變色，遇堿溶液變紅色。

二、探究酸、堿的化學性質

1.酸與金屬、金屬氧化物的反應

（1）實驗操作：將一枚生銹的鐵釘放入試管中，然后倒入少許稀鹽酸（使鐵釘一半浸入酸中）。一會兒鐵銹逐漸溶解，溶液變?yōu)辄S色，再過一會兒，溶液中冒氣泡。取出鐵釘，洗凈后發(fā)現(xiàn)，浸在酸中的部分呈現(xiàn)銀白色，而上半部鐵釘仍然銹跡斑斑。

（2）實驗結論：酸溶液能與活潑金屬反應放出氫氣，能與金屬氧化物反應生成可溶性鹽。有關化學方程式：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，F(xiàn)e+2HCl=FeCl2+H2↑。

（3）注意事項：將生銹的鐵釘放入試管中時，按照“一橫、二放、三慢豎”的要求操作，不能將鐵釘直接投入試管，以免擊穿試管底部。

2.酸與堿的反應

（1）氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應。

①實驗操作：在一支試管中加入1 mL氫氧化鈉溶液，滴入2滴酚酞溶液；再用滴管慢慢滴入稀鹽酸，并不斷振蕩試管，至溶液恰好變?yōu)闊o色；取完全褪色后的溶液1 mL，放入蒸發(fā)皿中蒸干。

②現(xiàn)象及分析：氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液后變?yōu)榧t色，說明氫氧化鈉溶液顯堿性；當逐滴滴入稀鹽酸后，溶液褪為無色，說明氫氧化鈉已不存在，進而說明氫氧化鈉已被鹽酸反應；將反應后的無色溶液蒸干，得白色固體，此白色固體不是反應物鹽酸，因為鹽酸受熱揮發(fā)；不是反應物氫氧化鈉，因為溶液紅色已經褪去，顯然，白色固體是鹽酸與氫氧化鈉反應的產物，由鹽酸、氫氧化鈉的化學式（HCl、NaOH）可知，白色固體是氯化鈉。

③實驗結論：氫氧化鈉溶液能與鹽酸發(fā)生中和反應，生成鹽和水，即NaOH+HCl=NaCl+H2O。

（2）氫氧化鈣溶液與稀鹽酸反應。

①實驗操作：用藥匙的小端，取等質量的氫氧化鈣兩份，放入兩支試管中；分別加入1mL的蒸餾水，振蕩，再各滴入2滴酚酞溶液；接下來，向其中一支試管中加入1 mL的蒸餾水，并充分振蕩，在另一支試管中加入1 mL的稀鹽酸，并充分振蕩。

②現(xiàn)象及分析：極少的氫氧化鈣加入水后，得到渾濁液體，說明其溶解性較?。ㄎ⑷埽坏稳敕犹芤汉?，溶液顯紅色，說明氫氧化鈣溶液顯堿性；加入蒸餾水后紅色不褪去，說明溶液稀釋后化學性質不變；滴加稀鹽酸后，紅色褪去，說明氫氧化鈣被鹽酸反應了；得到的溶液澄清，說明氫氧化鈣與鹽酸反應生成了易溶于水的物質。

③實驗結論：氫氧化鈣微溶于水；氫氧化鈣溶液顯堿性；氫氧化鈣能與鹽酸發(fā)生中和反應生成鹽和水，即Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O。

對比上述兩個實驗還可知，酸、堿溶液具有一些相似的化學性質。

（3）注意事項。

①酸堿中和過程中要不斷振蕩，既能使溶液充分接觸，也能防止滴入過量的鹽酸。

②氫氧化鈣微溶于水，取用量要很少。

3.堿與鹽的反應

（1）實驗操作：在試管中加入2 mL硫酸銅溶液，然后用滴管向硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液，觀察到有藍色沉淀出現(xiàn)；再向藍色沉淀中加入稀鹽酸，沉淀消失，又得到藍綠色溶液。

（2）現(xiàn)象分析：硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應產生藍色氫氧化銅沉淀，即CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4；氫氧化銅能與鹽酸反應（屬于中和反應），得到藍綠色的氯化銅溶液，即Cu（OH）2+2HCl=CuCl2+2H2O。

（3）實驗結論：堿能與某些鹽發(fā)生復分解反應，生成另一種鹽和另一種堿。

三、疑難解答

1.酸或堿溶液具有相似化學性質的原因

酸或堿的水溶液（如鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶液和氫氧化鈣溶液）均能導電，因此這些溶液中存在自由移動的離子。如HCl在水中可以解離出H+和 Cl-，H2SO4在水中會解離出H+和SO2-4，NaOH在水中會解離出Na+和OH-，Ca（OH）2在水中會解離出Ca2+和OH-。顯然，酸溶于水都能解離出H+，堿溶于水都能解離出OH-，即不同的酸溶液里都含有相同的H+，不同的堿溶液里都含有相同的OH-，所以酸或堿的溶液具有一些相似的化學性質。

2.復分解反應發(fā)生的條件

上面涉及的中和反應，鹽酸與鐵銹的反應，硫酸銅與氫氧化鈉的反應，都屬于復分解反應。復分解反應發(fā)生的條件，不僅涉及對產物的要求，其實對反應物的性質也有要求。

（1）酸+鹽→新鹽+新酸。

反應物中酸必須可溶，生成物中至少有一種物質是氣體、沉淀或水，如H2SO4+Ba（NO3）2=2HNO3+BaSO4↓。

（2）酸+金屬氧化物→鹽+水。

反應物中的酸必須是可溶性酸，如6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O。

（3）酸+堿→鹽+水。

反應物中至少有一種物質是可溶的，如H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O。endprint

（4）堿+鹽→新堿+新鹽。

反應物全可溶，生成物中至少有一種物質是沉淀或氣體，如Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。

（5）鹽+鹽→兩種新鹽。

反應物全可溶，生成物中有沉淀，如K2CO3+Ba（NO3）2=2KNO3+BaCO3↓。

綜上，復分解反應的條件歸納起來就是：反應物中，有酸酸溶、無酸兩溶；生成物中，要有氣體、沉淀或水生成。

四、例題導學

【例1】（2015·重慶）硫酸廠的廢水中因含硫酸而顯酸性，需要處理呈中性后才能排放。某興趣小組的同學取少量廢水按下列步驟進行實驗：

（1）驗證廢水酸性。往廢水中滴加石蕊溶液，溶液變，說明廢水呈酸性。

（2）處理廢水。該小組同學設計了以下兩個方案。

方案一：用熟石灰處理廢水，其反應的化學方程式為。

方案二：用BaCl2處理廢水，觀察到廢水中出現(xiàn)。

經過分析，同學們認為方案二沒有達到處理廢水的目的，因為處理后的廢水中含有較多的。

【解析】（1）往廢水中滴加石蕊溶液，溶液變紅色，說明廢水呈酸性。（2）用熟石灰處理廢水，該反應生成硫酸鈣和水。用BaCl2處理廢水，反應生成硫酸鋇沉淀和鹽酸（BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl），所以觀察到廢水中出現(xiàn)白色沉淀，但是，這樣處理后的廢水中含有較多的鹽酸。

【答案】（1）紅色（2）Ca（OH）2+H2SO=CaSO4 +2H2O白色沉淀（或渾濁）鹽酸

【例2】（2015·福州）將足量的稀鹽酸加入一定量的鐵、銅混合物中，寫出其中反應的化學方程式：。圖2是實驗過程生成氣體或剩余固體的質量隨反應時間的變化關系，其中表示正確的是（填字母）。

【解析】銅與稀鹽酸不反應，鐵與稀鹽酸反應放出氫氣。在反應過程中，不斷產生氫氣，當鐵反應完全，氫氣的質量不再增加，A項正確；在反應過程中，剩余的固體逐漸減少，但不會為零，因為銅仍然存在，B項錯誤，C項正確。

【答案】Fe+2HCl=FeCl2+H2↑A、C

五、對點訓練

1.下列有關說法中，不正確的是（）

A.酸溶液中都含有H+，所以有相似的化學性質

B.酸、堿在水溶液中都可解離出帶電的粒子

C.在實驗室，常用燒堿來干燥某些氣體

D.不溶于水的酸也能使紫色石蕊溶液變紅

2.下列物質長期敞口放置在空氣中，質量增加而不變質的是（）

A.濃硫酸B.氫氧化鈉溶液

C.鐵粉D.氫氧化鈣

3.以下說法中，不正確的是（）

A.酸中都含有氫元素，只要含有氫元素的化合物都是酸

B.氧化物中含有氧元素，但含氧元素的化合物不一定是氧化物

C.離子是帶電粒子，但帶電的粒子不一定是離子

D.中和反應一定是復分解反應

4.某同學在油菜地不慎被蜜蜂蜇傷，蜜蜂的刺液呈酸性，為了減輕痛癢，宜在蜇傷處涂抹的物質是（）

A.牛奶（pH≈6）B.蘋果汁（pH≈3）

C.牙膏（pH≈9）D.礦泉水（pH≈7）

5.下列應用與中和反應原理無關的是（）

A.用濃硫酸干燥濕潤的氧氣

B.用熟石灰改良酸性土壤

C.服用含氫氧化鋁的藥物治療胃酸過多

D.用氫氧化鈉溶液洗滌石油產品中的殘留硫酸

6.把盛有5 g 16%的NaOH溶液的短試管放入盛有10 g 16%的CuSO4溶液的錐形瓶里，見圖3。傾斜錐形瓶直到使兩溶液充分混合，混合后不可能的是（）

A.產生藍色沉淀0.98 g

B.錐形瓶內物質總質量不變

C.所得溶液的Na2SO4質量分數(shù)大于9.5%

D.所得的Na2SO4溶液質量與原CuSO4溶液質量相等

7.物質X、Y之間存在如下關系：X+2NaOH=2Y+Cu（OH）2↓，則（）

A.X一定是Cu（NO3）2

B.X的相對分子質量比Y大

C.Y中陰離子的化合價為-2

D.該反應類型為置換反應

8.氫氧化鋁是一種不溶于水的白色固體，能與稀鹽酸反應，也能與氫氧化鈉溶液反應。氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O。下列有關說法錯誤的是（）

A.向稀鹽酸中加入氫氧化鋁，發(fā)生中和反應

B.在NaAlO2中鋁元素的化合價為+3

C.氫氧化鋁屬于氧化物

D.向氯化鋁溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液，先產生白色沉淀，后白色沉淀又消失

9.某?；瘜W小組在利用硫酸和氫氧化鈉溶液探究酸堿中和反應時，利用數(shù)字化傳感器測得燒杯中溶液pH的變化圖像（見圖4）。下列說法正確的是（）

A.圖中c點所示溶液呈堿性

B.圖中a點所示溶液中，含有的溶質是Na2SO4和H2SO4

C.該實驗是將氫氧化鈉溶液逐滴滴入盛有硫酸的燒杯中

D.由a點到b點的pH變化過程證明酸和堿發(fā)生了中和反應

10.將等質量、等質量分數(shù)的氫氧化鈉溶液和硫酸溶液混合，混合后的溶液不能與下列哪種物質發(fā)生反應（）

A.Ba（OH）2B.Fe

C.HClD.FeCl3

11.構建模型和構建知識網絡是化學學習中重要的學習方法，李華同學利用左手構建酸的性質知識網絡（見圖5）。請結合圖示回答下列問題。endprint

（1）如用濕潤的pH試紙測定稀硫酸的pH，則結果會（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

（2）圖5中①的現(xiàn)象是。

（3）寫出一個符合圖5中③的化學方程式：。

（4）圖5中性質④屬于（填基本反應類型）反應。

（5）圖5中⑤的性質在工業(yè)上可用于（填用途）。

12.氧化鈣俗稱生石灰，某同學針對氧化鈣設計了如下實驗方案：

（1）A中發(fā)生反應的化學方程式為。分離B中難溶物的操作Ⅰ叫做。

（2）如果要用實驗證明C中不是水而是一種溶液，可以選擇下列中的（填序號）進行實驗。

①稀鹽酸②酚酞溶液

③二氧化碳④氯化鈉溶液

（3）操作Ⅱ是加入某種物質使無色澄清液出現(xiàn)白色固體，如果加入的是飽和碳酸鈉溶液，白色固體的化學式是；如果加入的是固體氫氧化鈉（全部溶解），白色固體的化學式是。

13.鹽酸是一種重要的化工產品，也是實驗室中重要的化學試劑。

（1）增大壓強，HCl由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，從微觀的角度分析，該變化過程中改變的是。

（2）在鹽酸中加入過量的鐵粉，充分反應：

①可以看到的現(xiàn)象是。

②圖7表示該反應前后溶液中存在的主要離子， 請寫出每種圖形代表的離子（填離子符號）。

③下列金屬中，能與鹽酸發(fā)生類似反應的是（填字母）。

A.CuB.Mg C.AlD.Ag

14.興趣小組的同學在做鎂條和鹽酸反應實驗時發(fā)現(xiàn)，試管外壁很燙，試管口出現(xiàn)白霧。白霧是什么呢？

Ⅰ.同學們作出猜想。

猜想一：是小水滴。因為鹽酸中的水受熱會汽化上升，在試管口（填物態(tài)變化名稱）成小水滴。

猜想二：是鹽酸小液滴。因為濃鹽酸具有性，若實驗中使用的鹽酸濃度過高，試管口就會形成鹽酸小液滴。

同學們將干燥的藍色石蕊試紙放在內有正在反應的鎂條和鹽酸的試管口，試紙變紅，證明猜想二是合理的。

Ⅱ.小柯提出質疑。

為什么剛才打開盛放實驗所用鹽酸的試劑瓶，瓶口沒有白霧，卻在反應過程中出現(xiàn)白霧？

小柯聯(lián)系反應時試管外壁很燙，于是猜想：白霧的形成可能與溫度有關。

他用試管取少量鹽酸，將干燥的藍色石蕊試紙放在試管口，試紙不變紅；然后（填操作），試紙變紅。

得出結論：這種鹽酸濃度并不高，是鎂和鹽酸反應放熱促使鹽酸形成白霧。

15.氫氧化鈉和氫氧化鈣是兩種常見的堿。李紅同學將兩種堿的溶液分別裝入試管A、B 中，并進行了如圖8所示的三組實驗。

（1）實驗1中，兩支試管的溶液都變成色。

（2）實驗2中，若B 盛裝的是NaOH 溶液，發(fā)生反應的化學方程式為。

（3）實驗3中，李紅同學向兩支試管吹氣，A 中有白色沉淀生成，發(fā)生反應的化學方程式為。B 中無現(xiàn)象，為了探究吹氣后B 中溶質的成分，李紅進行了如下探究。

【提出猜想】

猜想1：溶質只有氫氧化鈉；

猜想2：溶質只有碳酸鈉；

猜想3：溶質有氫氧化鈉和碳酸鈉；

……

【實驗與結論】

實驗實驗現(xiàn)象結論

取B 中少量溶液，加入澄清石灰水至不再產生沉淀為止，過濾后取上層清液，向其中加幾滴酚酞溶液

產生白色沉淀溶液呈現(xiàn)紅色猜想3成立

【反思與評價】

老師評價李紅得出的結論不正確，是因為猜想（填數(shù)字）也會產生相同的現(xiàn)象。如果要驗證“猜想3成立”，必須要換試劑，將溶液換成溶液。

附：對點訓練參考答案

1.D2.A3.A4.C5.A6.D7.B

8.C9.D10.B

11.（1）偏大（2）石蕊溶液變成紅色（3）H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl（合理即可）（4）復分解（5）除鐵銹（合理即可）

12.（1）CaO+H2O=Ca（OH）2過濾（2）②③（3）CaCO3Ca（OH）2

13.（1）分子的間隔（2）①固體部分溶解，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，有氣泡產生②H+

Cl-Fe2+③B、C

14.液化揮發(fā)加熱試管，將干燥的藍色石蕊試紙放在試管口

15.（1）紅（2）2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu（OH）2↓（3）Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O【反思與評價】2氫氧化鈣

氯化鈣（或硝酸鈣）endprint