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酸和碱之间会发生什么反应

发布时间:2013/5/10 点击次数:2128次
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酸和碱有着不同的化学性质,那么,酸和碱之间会不会发生反应呢?答案是肯定的,酸和碱之间会发生中和反应。
    一、中和反应
    【实验10-9】 盐酸与氢氧化钠的反应
    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,至溶液颜色恰好变成无色为止。(见下图)
    现象:溶液逐渐由红色变为无色。
    解释:产生以上现象是因为盐酸与氢氧化钠发生了化学反应:
    HCl+NaOH====NaCl+H2O
    因为盐酸和氢氧化钠反应后生成氯化钠,没有明显现象,所以该反应要借助指示剂来观察反应进行的程度。这是因为酚酞遇到碱溶液时显红色,遇到酸或中性溶液时显无色。通过酚酞颜色的变化,证明盐酸与氢氧化钠溶液确实发生了反应,生成了中性的盐。
    该反应的微观解释如下图所示:[来源:中.考.资.源.网]
    除了盐酸和氢氧化钠能发生反应外,其余的酸和碱也都能发生类似的反应,如:
    2HCl+Ca(OH)2====CaCl2 +2H2O
                       氯化钙
    H2SO4+2NaOH====Na2SO4+2H2O[来源:学&科&网]
                     硫酸钠
    以上三个反应的生成物:NaCl 、CaCl2 、Na2SO4三种物质都是由金属离子和酸根离子构成的,这样的化合物叫做盐。
    状元笔记
    盐酸与氢氧化钠反应时,加入酚酞溶液的作用是帮助判断反应是否发生以及何时进行完毕。当红色刚刚消失时,反应恰好完成。
    盐在水溶液中能解离出金属离子和酸根离子。生活中常见的盐还有CuSO4、KCl、CaCO3、Na2CO3、KMnO4等。
    以上反应的共同点是:反应物是酸和碱,生成物是盐和水。
    像这样:酸与碱作用生成盐和水的反应叫做中和反应
    从上图可以看出,中和反应的实质是酸中的H+与碱中的OH-反应生成水,即H++OH-====H2O。
    溶液中的溶质是酸中酸根离子与碱中的金属离子结合生成的盐。
    状元笔记
    生成盐和水的反应不一定是中和反应,如CuO+H2SO4====CuSO4+H2O就不是中和反应。中和反应的反应物必须是酸和碱。[来源:学&科&网][来源:Www.zk5u.com]
    【示例】下列反应属于中和反应的是(    )
    A.CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O
    B.CuO+H2SO4====CuSO4+H2O
    C.KOH+HNO3====KNO3+H2O
    D.Fe+2HCl====FeCl2+H2↑[来源:学_科_网Z_X_X_K]
    解析:中和反应是酸和碱作用生成盐和水的反应,反应物一定是酸和碱,生成物一定是盐和水。对以上四个选项进行分析可知,只有C项符合题意。
    答案:C[来源:Z+xx+k.Com]
    二、中和反应的应用
    中和反应在日常生活和工农业生产中有很重要的应用。
    1.改变土壤的酸碱性
    在土壤里,由于有机物分解产生的有机酸、土壤风化产生的酸性物质以及空气污染造成的酸雨等,都可以使土壤呈酸性,从而不利于作物的生长。这时,在土壤中使用适量的碱,如熟石灰,可以中和土壤中的酸,从而利于作物的生长。
    状元笔记
    改良酸性土壤一般用氢氧化钙而不用氢氧化钠,因为氢氧化钠的腐蚀性太强。
    2.处理工厂的废水
    工厂的废水常显酸性或碱性,若直接排放会造成水污染,所以需进行处理后才能排放。碱性污水需用酸来中和,酸性污水需用碱来中和。如硫酸厂的污水中常含有硫酸等酸性物质,可以用熟石灰进行改良。
    反应方程式为
    Ca(OH)2+H2SO4====CaSO4+2H2O。
    3.用于医药卫生
    人的胃液因含有盐酸而呈酸性,当胃液的pH为0.9~1.5时,有助于食物消化。如果胃酸过多,超出正常pH范围,会很痛苦,需服用碱性药物如Mg(OH)2、Al(OH)3等,使碱与胃酸发生中和反应,生成无毒中性物质,从而调节胃酸的pH达到正常范围。反应方程式:
    Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O Al(OH)3+3HCl====AlCl3+3H2O。
    另外,当我们被蚊虫叮咬后,由于这类昆虫的分泌物是一种酸性物质,会使我们感到又痛又痒。这时你可以涂上稀氨水、肥皂水或牙膏等物质来消痛止痒,因为这类物质是碱性的,可中和昆虫分泌的酸。
    状元笔记    治理胃酸过多不能用熟石灰或烧碱,因为这两种物质腐蚀性强。一般用无腐蚀性的碱如氢氧化镁、氢氧化铝或碳酸氢钠等。涂抹皮肤时也要注意不要用腐蚀性太强的氢氧化钠溶液。[来源:学&科&网]
    【示例】食用松花蛋时常感到有涩味,这是因为制作松花蛋的过程中用到了熟石灰和纯碱等原料。为了减轻涩味,可在食用松花蛋时添加某种调味品,这种调味品最好是(    )
    A.食盐        B.食醋          C.香油              D.味精
    解析:由题中给出的信息“在制作松花蛋的过程中用到了熟石灰和纯碱”,熟石灰是碱,纯碱溶液显碱性,两者反应Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH,有NaOH生成,这些碱性物质使松花蛋有涩味。根据酸与碱中和反应的原理,所选调味品应呈酸性,故选B。
    答案:B
    三、溶液酸碱度的表示法——pH
    我们知道,用酸碱指示剂可以测定溶液的酸碱性。在生活、生产和科研中,有时仅知道溶液的酸碱性是不够的,还需要确切知道溶液酸碱性强弱的程度——酸碱度。怎样表示溶液的酸碱度呢?化学上常用pH来表示溶液的酸碱度,其取值范围为0~14。
    状元笔记
    溶液的酸碱性不同于溶液的酸碱度。溶液的酸碱性是指溶液是酸性还是碱性,常用酸碱指示剂来检验溶液的酸碱性;而溶液的酸碱度是指溶液酸碱性强弱的程度。可用pH试纸来测定。
    1.溶液的酸碱性与pH的关系(见下图)
    pH<7 溶液为酸性,pH越小,酸性越强
    pH>7 溶液为碱性,pH越大,碱性越强
    pH=7 溶液为中性,如纯水显中性
    测定溶液pH最简便的方法是用pH试纸。pH试纸的使用方法:
    用胶头滴管(或玻璃棒)把待测液滴在pH试纸上,然后把pH试纸显示的颜色与标准比色卡对照,与标准比色卡上颜色相近的pH即为该溶液的pH。
    说明:(1)使用pH试纸时,直接将待测液涂在试纸上,不能先用水将试纸湿润,否则使测量结果不准确。
    (2)不能将试纸直接放入待测液中,这样会污染待测液。
    (3)试验使用的pH试纸一般是广范pH试纸,测出的pH是1~14的整数,结果较粗略,要准确测量,可用精密pH试纸或pH计。
    状元笔记
    pH通常用来表示溶质的质量分数较小的水溶液的酸碱性,对于溶质的质量分数较大的溶液,一般直接用H+浓度或OH-浓度表示,不再用pH来表示。故pH=0的溶液不是酸性最强的,pH=14的溶液也不是碱性最强的。
    【示例】(2008南通)在生活、生产和科学研究中,常用pH试纸测定溶液的pH。以下测定操作正确是(    )
    A.将被测液滴到放在玻璃片上的pH试纸上,显色后,与标准比色卡比较
    B.将pH试纸直接投入被测液中,显色后,取出与标准比色卡比较
    C.先用少量水湿润试纸,后滴上被测液,显色后,与标准比色卡比较
    D.先用蒸馏水清洗滴管,随后吸取被测液滴到试纸上,显色后,与标准比色卡比较
    解析:A是测定溶液pH的正确方法;B操作会将待测液污染;C、D操作会将溶液稀释,影响溶液的pH。
    答案:A
    活动与探究 测定生活中常见溶液的pH
    方法:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,将待测液滴到pH试纸上,然后跟标准比色卡对照,读出pH。
生活中一些常见物质的溶液的pH如下表。
    【示例】下图所示是生活中一些常见物质的pH,参照图示判断,下列说法正确的是(    )
    A.酱油呈碱性
    B.葡萄汁能使无色酚酞溶液变红
    C.胃酸过多的人可多喝玉米粥
    D.西瓜汁的酸性要比苹果汁的酸性强
    解析:根据图示物质的pH:酱油pH为5,应显酸性,故A不正确;葡萄汁的pH为4,显酸性,不能使无色酚酞溶液变红,故B不正确;玉米粥pH为8,显碱性,而人体内胃酸显酸性,胃酸过多的人多喝玉米粥,可消除过多的胃酸,故C正确;西瓜汁pH为6,苹果汁pH为3,pH越小,酸性越强,因此西瓜汁的酸性不比苹果汁的酸性强。
    答案:C
    2.了解溶液酸碱度的意义
    (1)酸碱性与化工生产的关系
    化工生产中许多反应必须在一定pH溶液中才能进行。
    (2)酸碱性与农作物生长的关系
    下表是几种农作物最适宜生长的pH范围:
作物[来源:学,科,网Z,X,X,K]
水稻、小麦、玉米
番茄、西瓜
棉花
大豆
甘蔗、桑树、苹果树
松树、烟草
柑橘树
茶树[来源:中.考.资.源.网WWW.ZK5U.COM]
pH
6.0~7.0
6.0~7.0
6.0~6.8
6.5~7.5
6.0~8.0
5.0~6.0
5.0~7.0
5.0~5.5
    不难看出,大多数农作物最适宜在接近中性(pH在6.5~7.5之间)的土壤中生长。有些地区是酸雨的多发区,导致土壤酸化,不利于农作物生长;还有些地区属于盐碱地,土壤显碱性,也不利于农作物生长。
    (3)雨水的pH与空气污染的关系
    正常的雨水pH约为5.6,显弱酸性,是因为空气中二氧化碳溶入其中形成碳酸的缘故。pH<5.6的雨水,称为酸雨。通过测定雨水的pH可以了解当地空气污染的状况。雨水的pH越小,酸性越强,说明空气污染越严重。
    状元笔记
    酸雨是指pH<5.6的雨水。引起酸雨的大气污染物主要是氮的氧化物(如NO2)、硫的氧化物(如SO2)等。以煤为主要燃料的地区由于煤中含有硫,燃烧后生成大量SO2,遇水生成H2SO3,再氧化成H2SO4,酸雨中以硫酸为主;以石油产品为主要燃料的地区,酸雨中以硝酸为主。
    (4)体液的pH与人体健康的关系
    健康人的体液pH有一个正常范围,如果体液pH超过正常范围,就会导致生理功能失调或发生疾病。例如胃酸分泌过多会使胃液的pH降到正常水平以下,容易出现胃痛等症状。测定人体或排出溶液的pH,可以知道人体的健康状况。
    状元笔记
    人的体液中酸性最强的是胃液,胃液的pH在0.9~1.5之间,胃酸的主要成分是盐酸。在这样的环境中铁屑都可以溶解,但胃本身却安然无恙!因为胃里有一层“黏液屏障”,起保护作用。
    【示例】化学物质及其变化与生活密切相关。
    (1)健康人的体液pH必须维持在一定范围内。如果体液pH超越正常范围,就会导致某些疾病的产生。胃液的pH_______7(填“大于”“小于”或“等于”) 。人体内二氧化碳排出不畅时,会导致血液pH___________(填“升高”或“降低”)。
    (2)下表是一些作物适宜生长的pH范围:
作物
茶树[来源:中.考.资.源.网WWW.ZK5U.COM]
柑橘
西瓜
甘草
最适宜种植的土壤pH范围
5.0~5.5
5.0~7.0
6.0~7.0
7.2~8.5
    江西素有“红土壤”之称,红土壤偏酸性。上述作物不适宜在红土壤中种植的是________。
    解析:胃内含有盐酸,酸性溶液的pH<7;人体内二氧化碳排出不畅时,会溶解在血液中形成碳酸,使血液的酸性增强,pH降低;由表中数据可知甘草适宜生长的土壤pH为7.2~8.5,显弱碱性,故甘草不适宜种植在偏酸性的红土壤中。
    答案
    (1)小于 降低 (2)甘草
       



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