常见的酸和碱
一、酸碱指示剂
我们知道，二氧化碳通入紫色的石蕊溶液中，溶液的颜色变为红色。那是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊溶液变红了。
那么，还有哪些物质能使紫色石蕊溶液变色呢？
实验【10-1】将8只试管分成两组，每组的四只试管中分别加入少量食醋、石灰水、盐酸和氢氧化钠溶液。向其中一组试管中加入紫色的石蕊溶液，向另一只试管中加入无色酚酞溶液。（如下图）
现象：
加入紫色石蕊溶液后的颜色变化
加入无色酚酞溶液后的颜色变化
食醋
红色
无色
石灰水
蓝色
红色
盐酸
红色
无色
氢氧化钠溶液
蓝色
红色
结论：食醋和盐酸使紫色石蕊溶液变红色，使无色酚酞溶液不变色；石灰水和氢氧化钠溶液使紫色石蕊溶液变蓝色，使无色酚酞溶液变红色。
石蕊和酚酞溶液，叫做酸碱指示剂，遇到酸或碱时可以显示不同的颜色。
紫色石蕊溶液遇酸变红色，遇碱变蓝色；无色酚酞溶液遇酸不变色，遇碱变红色。
上面四种物质中，食醋和盐酸属于酸溶液；石灰水和氢氧化钠溶液属于碱溶液。
活动与探究: 常见蔬菜、花卉在溶液中颜色的变化
状元笔记
指示剂遇到酸或碱变色的过程，属于化学变化，生成了有颜色的物质。在描述这一变化时，一般说“酸或碱使指示剂变色”，而不是说“指示剂使酸或碱变色”。
（1）取紫卷心菜榨汁，分别向菜汁中滴加盐酸、醋酸、氢氧化钠溶液、纯碱溶液、食盐溶液，观察汁液的颜色变化，实验记录如下表：
盐酸
醋酸
氢氧化钠溶液
纯碱溶液
食盐溶液
紫卷心菜
红色
红色
绿色
绿色
不变色
（2）取紫萝卜皮、芹菜、韭菜、白菜、月季花、紫罗兰花、喇叭花等榨汁，再分别向这些榨汁中加入醋酸和纯碱溶液，观察汁液的颜色变化，实验记录如下表：
紫萝卜皮
芹菜
韭菜
白菜
月季花
紫罗兰花
喇叭花
醋酸
红色
黄绿色
不变色
不变色
浅红色
红色
紫色
纯碱溶液
蓝色
不变色
不变色
不变色
黄色
蓝色
黄色
面对试验结果，你可能很惊讶吧！生活中有这么多物质与实验室中的指示剂相似！
结论： 紫卷心菜和酸碱指示剂一样，在酸碱性不同的溶液中显示不同的颜色；自然界中有很多植物可以作酸碱指示剂，但不是所有的植物都可以作酸碱指示剂。最好的指示剂应该是在酸和碱性不同的溶液中颜色变化差别较大的。如上面的紫萝卜皮、紫罗兰等。
【示例】下列物质都是日常生活中经常遇到的物质，其中能使紫色的石蕊溶液变红色的是（ ）
A.食盐水 B.柠檬汁 C.肥皂水 D.石灰水
解析：食盐水是中性溶液，不能使紫色的石蕊溶液变色；柠檬汁是酸性溶液，能使紫色的石蕊溶液变红色；肥皂水、石灰水都是碱性溶液，都能使紫色的石蕊溶液变蓝色
答案：B
二、常见的酸
1.几种常见的酸
酸和碱都有腐蚀性,使用时一定要小心!
提示：闻溶液气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，使少许气体飘进鼻孔（如下图所示），千万不要直接凑近鼻子闻，因为这样做很危险!
实验【10-2】观察浓盐酸和浓硫酸
颜色
状态
气味
打开瓶盖后的现象
浓盐酸
无色
液体
刺激性气味
白雾
浓硫酸
无色
黏稠、油状液体
无味
无现象
说明：①盐酸是HCl气体的水溶液，浓盐酸易挥发。若打开瓶塞，挥发出的HCl气体结合了空气中的水蒸气，在瓶口形成白雾。白雾实际上就是盐酸小液滴。因为浓盐酸易挥发，所以一定要密封保存，否则，浓盐酸将变成稀盐酸。
②纯净的浓盐酸是无色的，工业用浓盐酸因含有杂质Fe3+而略带黄色。
③浓硫酸没有挥发性，但有吸水性，能吸收空气中的水蒸气，实验室里常用作气体的干燥剂（如下图所示）。
③盐酸、硫酸和硝酸是三种重要的酸，将它们的浓溶液加水稀释分别得到稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸。这三种酸在实验室和化工生产中经常被使用。生活中常见的酸还有醋酸、柠檬酸等。
状元笔记
浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置，都会变稀，但原因不一样。浓硫酸变稀，是因为吸水性，溶剂增加，溶质不变；浓盐酸变稀是因为挥发性，溶质减少，溶剂不变。因此，浓盐酸和浓硫酸都要密封保存。
2.浓硫酸的腐蚀性
【实验10-3】验证浓硫酸的腐蚀性
实验
放置一会儿后的现象
用玻璃棒蘸浓硫酸在纸上写字
纸上出现黑色字迹
用小木条蘸少量浓硫酸
小木条逐渐变黑
将浓硫酸滴到布上
布逐渐变黑并出现小洞
结论：浓硫酸有强烈的腐蚀性。它能将纸张、木材、布料、皮肤中的氢、氧元素按水的组成比脱去，使这些物质中的碳元素变为单质的碳，这种作用通常叫做脱水作用。所以使用浓硫酸时要特别小心。
【实验10-4】浓硫酸的稀释
实验步骤：烧杯中盛水，将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢倒入水中，并不断搅拌。
现象：用手触摸烧杯壁，发热。
解释与结论：浓硫酸溶于水会放出大量的热。因此稀释浓硫酸时，一定不要将水倒入浓硫酸中，因为浓硫酸的密度比水大，水附在浓硫酸上面，放出的热量会使水沸腾，将浓硫酸溅出伤人。一定要将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢倒入水中并不断搅拌，使产生的热量迅速散失。如下图所示。
状元笔记
稀释浓硫酸时，如果不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣物上，要用大量的水冲洗，然后涂上3%～5%的碳酸氢钠溶液。
【示例】下列说法错误的是（ ）
A.浓盐酸敞口放置一段时间后，溶液的质量会减少
B.浓盐酸在空气中会冒白烟
C.浓硫酸敞口一段时间后，溶液的质量会增加
D.浓硫酸溶于水时会放出大量的热
解析：本题主要考查了浓盐酸的挥发性、浓硫酸的吸水性及浓硫酸溶于水时的放热现象。浓盐酸在空气中挥发出氯化氢气体，因此溶液的质量会减少，故A正确；浓盐酸挥发出的HCl易与空气中的水蒸气结合成为盐酸小液滴，呈现雾状，但不是烟，故B错；浓硫酸置于空气中易吸收水分，使溶剂质量增加，溶液的质量增加，故C正确；浓硫酸溶于水时能放出大量的热，是浓硫酸的重要物理性质。故D正确。
答案：B
3.酸的化学性质
活动与探究：在稀盐酸和稀硫酸中分别滴加紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液。
现象：稀盐酸和稀硫酸均能使紫色石蕊溶液变红色，无色酚酞溶液不变色。
结论1：酸能与指示剂反应，使紫色石蕊溶液变红色。
回顾：在金属的性质中，活泼金属都能与稀盐酸和稀硫酸反应：
2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑ Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
Fe+2HCl====FeCl2+H2↑ 2Al+3H2SO4====Al2（SO4）3+3H2↑
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑ Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑
结论2：酸能与活泼金属反应，生成氢气。
活动与探究：将一根生锈的铁钉，放入盛有稀盐酸和稀硫酸的试管里，过一会儿取出。
现象
化学方程式
生锈铁钉放入稀盐酸里
铁锈除去，溶液变黄
Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O
生锈铁钉放入稀硫酸里
铁锈除去，溶液变黄
Fe2O3+3H2SO4====
Fe2（SO4）3+3H2O
结论3：酸能与金属氧化物反应。
再如：CuO+2HCl====CuCl2+H2O CuO+H2SO4====CuSO4+H2O
应用：在工业上，可利用以上性质除去金属表面的锈。
回顾：实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的反应：
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
结论4：酸能与碳酸盐反应。再如：Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+CO2↑
状元笔记
用酸除铁锈时，不能将铁器长时间放在酸里浸泡，因为铁锈除去后，铁也会与酸反应。
（提示：像Na2CO3、CaCO3 这样，由金属离子和碳酸根离子组成的化合物属于碳酸盐）
总结：盐酸和稀硫酸具有以下相似的化学性质
（1）酸与指示剂反应
（2）酸与活泼金属反应
（3）酸与金属氧化物反应
（4）酸与碳酸盐反应
状元笔记 酸的性质中有两条“生气”的反应：
酸+活泼金属 H2↑
酸+碳酸盐 CO2↑
【示例】泉州是白蚂蚁的高发地区，白蚂蚁会蛀蚀木头，它分泌的蚁酸是一种酸，还能腐蚀很多建筑材料。下列建筑材料最不容易被白蚂蚁腐蚀的是（ ）
A.钢筋 B.铜制品 C.大理石 D.铝合金
解析：钢筋的主要成分是铁，铝合金的主要成分是铝。由题中信息可知：白蚂蚁分泌的蚁酸是一种酸，根据酸的性质，蚁酸一定能与排在氢前的活泼金属如铁、铝等反应，大理石的主要成分是碳酸钙，易与酸反应，故A、C、D选项不符合题意。铜排在氢后，故不能与酸反应，不容易被蚁酸腐蚀，选项B正确。
答案：B
三、常见的碱
1.几种常见的碱
（1）氢氧化钠（NaOH）
氢氧化钠有强烈的腐蚀性，故其俗名为火碱、烧碱、苛性钠。使用氢氧化钠时一定要特别小心，如果碱液沾到皮肤上要用较多的水冲洗，并涂上硼酸溶液。
①氢氧化钠的物理性质
【实验10-6】
实验
现象
结论
氢氧化钠的颜色、状态
白色、块状固体
—
将氢氧化钠放置在表面皿上，放置一会儿
表面变得潮湿
氢氧化钠固体易吸收水分
将氢氧化钠放在盛少量水的试管里，用水触摸试管外壁
试管发热
氢氧化钠溶解时放热
说明：氢氧化钠容易吸收空气中的水分并逐渐溶解，这种现象叫做潮解。利用这种性质可作某些气体的干燥剂。
②氢氧化钠的用途
在肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业中作化工原料，在生活中用来除去油污。
状元笔记
氢氧化钠露置在空气中一方面易吸水潮解，另一方面易吸收空气中的CO2而变质。因此，氢氧化钠一定要密封保存。
（2）氢氧化钙〔Ca（OH）2〕
氢氧化钙俗名是熟石灰或消石灰，在化学实验中用来检验二氧化碳的石灰水就是氢氧化钙的水溶液。
实验【10-7】 氢氧化钙的制取。
在蒸发皿中放入一块生石灰，加入少量水。
现象：放出大量的热，水立即变为水蒸气，生石灰变为粉末状。
结论：CaO+H2O====Ca（OH）2
应用：因为氧化钙易与水反应，故可以作干燥剂。
熟石灰也有腐蚀性，可以用来消毒，使用时也要注意安全。
状元笔记
浓硫酸、氢氧化钠、氧化钙都可以作干燥剂，但原理不同。浓硫酸与氢氧化钠作干燥剂发生的是物理变化，氧化钙发生的是化学变化。在选择干燥剂时，被干燥的气体不能与干燥剂发生反应。
2.碱的化学性质
活动与探究： 向氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液中分别滴加紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液。
现象：氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液都能使紫色石蕊溶液变蓝，使无色酚酞溶液变红。
结论1：碱溶液能与指示剂反应。
回顾：用石灰水检验二氧化碳的反应。
Ca（OH）2+CO2====CaCO3 ↓+H2O
氢氧化钠不仅能吸收空气中的水，也能吸收空气中的二氧化碳，发生下列反应：2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O，故氢氧化钠要密封保存。
SO2、SO3与碱的反应与上面的反应类似：
2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O 2NaOH+SO3====Na2SO4+H2O
亚硫酸钠 硫酸钠
结论2：碱能与某些非金属氧化物（如CO2、SO2、SO3等）反应。
拓展实验：向氢氧化钠和氢氧化钙溶液中滴加硫酸铜溶液和氯化铁溶液。
现象：
滴加CuSO4溶液
滴加FeCl3溶液
现象
反应方程式
现象
反应方程式
NaOH溶液
有蓝色沉
淀生成
2NaOH+CuSO4====
Cu（OH）2↓+Na2SO4
蓝色
有红褐色
沉淀生成
3NaOH+FeCl3====
Fe（OH）3↓+3NaCl
红褐色
Ca（OH）2溶液
有蓝色沉
淀生成
Ca（OH）2+CuSO4====Cu（OH）2↓+CaSO4
有红褐色
沉淀生成
3Ca（OH）2+2FeCl3
====2Fe（OH）3↓+3CaCl2
（提示：像CuSO4、FeCl3这样的化合物属于盐类）
结论3：碱溶液能与某些盐溶液反应。
总结：氢氧化钠和氢氧化钙有相似化学性质。
①碱与指示剂反应
②碱与某些非金属氧化物反应
③碱与某些盐溶液反应
状元笔记
并非所有的非金属氧化物都能与碱反应，如CO、H2O等就不能与碱反应。
【示例】某同学为了区别氢氧化钠溶液和澄清石灰水，设计了如下图所示的四组实验方案，其中能达到目的的是（ ）
解析：NaOH溶液和Ca（OH）2溶液具有相似的化学性质，与盐酸、氯化铜溶液、石蕊溶液、二氧化碳均能发生反应，A、B、C中两支试管中反应的现象相同，D项现象不同，故应选D鉴别。
答案：D
3.不同的酸、不同的碱化学性质相似的原因
【实验10-8】 盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、蒸馏水和乙醇的导电性
现象：盐酸、硫酸、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液能导电；蒸馏水、乙醇不导电。
解释：HCl在水中会解离出H+和Cl-，H2SO4在水中会解离出H+和 ；NaOH在水中会解离出Na+和OH-，Ca（OH）2在水中会解离出Ca2+和OH-。（如下图所示）故以上溶液能导电。而水和乙醇是以分子的形式存在，故不能导电。
以上几种物质在溶液中存在的离子，可以总结为：
物质
水溶液中的离子
盐酸（HCl）
H+ Cl-
硫酸（H2SO4）
H+
氢氧化钠（NaOH）
Na+ OH-
氢氧化钙〔Ca（OH）2〕
Ca2+ OH-
结论：硫酸和盐酸的溶液中都含有H+和酸根离子，即不同的酸溶液中含有相同的H+，所以酸有一些相似的化学性质。同样，碱溶液中都含有相同的OH-，故碱溶液也有相似的化学性质。
状元笔记
物质导电的条件是有自由移动的带电粒子。故若溶液中的溶质以分子形式存在，则该溶液不导电，如酒精溶液、蔗糖溶液；若溶质以离子形式存在，该溶液导电，如酸、碱、盐的溶液。
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