初三开学推迟化学最难,奉送较难章《酸和碱》

 行业动态     |      2020-04-19 10:48

由于疫情原因,多省份初三开学一再推迟,因为只有化学是初三开课,而且最难章又非常靠后,所以化学的学习压力会比较明显。

大多数初中校的初三网课在二月中下旬就开始了,现在即将进入或者正在讲解初中化学最难部分,也就是酸碱盐的课程,那么我在这里分享一下亲自总结的《酸和碱》这章的内容和学习方法,可以收藏打印作为笔记。

现象:将紫色石蕊溶液滴加到碱性溶液中变蓝,将紫色石蕊溶液滴加到酸性溶液中变红,将紫色石蕊溶液滴加到中性溶液中颜色不变。所以我们常常称紫色石蕊溶液为酸碱指示剂。一些植物的色素就是酸碱指示剂,常见的酸碱指示剂还有酚酞溶液等等。酸性和中性溶液中滴加酚酞不变色,碱性溶液滴加酚酞变红。

结论:所有溶液中都存在氢离子和氢氧根离子,氢离子较多的溶液呈酸性,氢氧根离子较多的溶液呈碱性,纯净水的氢离子和氢氧根离子一样多,呈中性。

小知识:溶液中的氢离子和氢氧根离子的浓度存在定积关系,即两者的浓度积一定。氢离子浓度可以用PH值表示,pH每相差1,氢离子浓度相差十倍,pH=0的溶液的氢离子浓度是pH=7的溶液的10^7(10000000)倍。所以酸溶液中氢离子浓度很高,氢氧根离子浓度很低,碱溶液则反之。通常情况PH值在0-14之间,超过这个范围,我们不用PH值描述氢离子浓度,直接用酸或碱的溶质的质量百分比浓度。

常见的酸:盐酸HCl,硫酸H2SO4。浓盐酸敞口放在空气中质量变小——挥发性;浓硫酸敞口放在空气中质量变大——吸水性。所以我们通常用浓硫酸作为干燥剂,干燥不与之反应的气体。

浓盐酸是氯化氢气体的水溶液,有浓度上限,一般在38%左右;浓硫酸是三氧化硫与水反应的产物:SO3+H2O=H2SO4,所以100%的纯硫酸是两者恰好完全反应的产物,我们通常使用98%的浓硫酸。

浓硫酸不但有吸水性,还有脱水性和腐蚀性:脱水性是指将有机物的氢原子和氧原子按照2:1的比例从有机物中脱离出来,例如我们知道葡萄糖:C6H12O6,按比例脱氢氧之后纯纯的剩下了碳。所以浓硫酸能使有机物脱水变黑。

腐蚀性的化学原理比较复杂,酸溶液因为氢离子的存在,本身就具有腐蚀性。非常浓的浓硫酸不能称作溶液,其腐蚀性不是氢离子的原因,而是因为其非常活泼的+6价的硫所具有的腐蚀性。

浓硫酸溶解的过程放出大量的热,我们稀释的时候是将浓硫酸倒入较多量的水中,并用玻璃棒搅拌。浓硫酸沾上皮肤之后需要迅速擦掉再用大量清水冲洗(新教材只要求大量水冲洗)。

稀硫酸没有吸水性、脱水性和腐蚀性,和大多数酸一样,更多的体现了氢离子的化学性质。

常见的碱:氢氧化钠NaOH,氢氧化钙Ca(OH)2。可溶性碱一般情况都有很强的腐蚀性,而且溶解都会放热。一般情况,难溶的碱大多是弱碱,例如氢氧化铁Fe(OH)3等等,此外氨水NH3.H2O也呈弱碱性,有时当作碱看待。

氢氧化钠和氢氧化钙等可溶性碱都可以由其对应的氧化物和水反应制得。注意:Na2O+H2O=2NaOH CaO+H2O=Ca(OH)2 这两个反应都是放热反应,所以生石灰遇水放热是反应放热不是溶解放热。

氢氧化钠在空气中遇水易潮解,久置的氢氧化钠潮解后会吸收空气中的CO2,反应生成碳酸钠(Na2CO3):NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

同理生石灰在空气中久置,先吸收空气中的水蒸气反应:CaO+H2O=Ca(OH)2,再潮解吸收空气中的CO2:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,最后变成碳酸钙(CaCO3)

碱石灰是常见的干燥剂(NaOH和CaO的混合物)。可在书中自查硫酸、盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质和工业用途等等。

酸的分类:无氧酸(含氢化合物的酸性水溶液)和含氧酸(非金属氧化物与水反应的产物)。强酸:易溶于水,在水中完全电离出氢离子,如硫酸和盐酸。中强酸:在水中较大比例电离出氢离子,如磷酸;弱酸:难溶于水或者在水中大多以分子形态存在,如碳酸。

含氧酸具有相似性,碳酸也可以和硫酸一样通过其对应的氧化物和水反应制得:H2O+CO2=H2CO3 ,不过碳酸是弱酸,所以很少电离出氢离子;碳酸易分解,上述反应可以反着进行:H2CO3 =H2O+CO2↑。一般情况弱含氧酸都可能自然分解或者受热分解。

酸能和碱在溶液中发生中和反应,非金属氧化物也能和碱在溶液中反应,上述反应的相似度很高。

酸和碱的中和反应有通式:酸+碱=盐+水。既然有通式,就可以通过反应物中碱的金属部分化合价和酸的非氢部分化合价,整理出生成物(盐)的化学式,方程式中的反应物和产物不用背就都会写了。上面的两个化学方程式我们只需要背下来②就可以,然后把②的反应物中的H2SO4去掉一个H2O就变成了SO3,生成物中的2H2O去掉一个H2O就变成了H2O,那么就变得和①一模一样。

以H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O为例:反应物酸中SO4是-2价,碱中Na是+1价,所以产物中Na离子和SO4离子构成的分子写作Na2SO4,会写盐的化学式,会配平就可以举一反三了。所以化学方程式只需要按反应类型去记,不要见一个记一个。

与酸有关,并可以和碱反应的情况一共就上面的两类:酸和碱反应、非金属氧化物和碱反应。接下来我们整理一下与碱有关,可以和酸反应的情况:

在初中阶段Fe单质参与的能写出化学方程式的反应都生成二价铁(一般浅绿色),二价铁或三价铁(一般深红色或者黄棕色)在溶液中发生复分解反应时化合价均不变。

我们知道非金属氧化物和酸都能在溶液中和碱反应,同样的道理金属氧化物和碱都能在溶液中和酸反应。

三价金属这样的方程式不好配平,上面两个方程式可以专门熟悉一下,其他化合价的金属好配平,而且容易从方程式中找到规律:

与碱有关,可以和酸反应的情况有三种,①金属与酸的反应、②金属氧化物和酸的反应、③碱与酸的反应。值得注意的是①的非盐产物是氢气,②③的非盐产物是水。

酸碱中和反应的本质:如上图,盐酸和氢氧化钠在溶液中以离子形式存在,其中H离子带正电,OH离子带负电,所以相互吸引相遇生成水(H2O)。水是弱电解质,只有极少量的水以H离子和OH离子的形式存在,这样反应的本质就是(H+)+(OH-)=H2O其对应的化学方程式是:HCl+NaOH=NaCl+H2O。

此外酸还有一类反应,例如和我们实验室制取CO2类似的反应:2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑,这类反应通式是酸+盐=新酸+新盐,本质是强酸HCl和弱酸盐制取弱酸H2CO3的过程。弱酸在溶液中与水类似,大多数以分子形态存在于溶液,所以反应原理和酸碱中和相似:就是氢离子和碳酸根离子生成碳酸。另外注意生成物不写碳酸,因其不稳定分解:H2CO3 =H2O+CO2↑,