第7讲 常见的酸和碱、溶液的pH与中和反应
【基础作业】
1.室温下,维生素C的水溶液能使紫色石蕊溶液变红。则其水溶液的酸碱性是 ( )
A.酸性 B.中性
C.碱性 D.无法判断
2.人体内一些液体的正常pH范围如下表。相关说法正确的是 ( )
血浆 7.35~7.45
唾液 6.6~7.1
胃液 0.9~1.5
乳汁 6.8~7.3
胆汁 7.1~8.4
胰液 7.8~8.4
A.血浆和乳汁均显酸性
B.胆汁的碱性比胰液的碱性强
C.可将pH试纸放入口腔测唾液的pH
D.饮用苏打水可以缓解胃酸过多症状
3.盐酸是化学工业的重要原料之一,下列关于盐酸的说法不正确的是 ( )
A.盐酸在胃液中可帮助消化
B.浓盐酸具有吸水性
C.浓盐酸具有挥发性
D.稀盐酸可用于除铁锈
4.(科技创新)航天员舱外服中含有与氢氧化钠性质相似的氢氧化锂(LiOH),它没有的化学性质是 ( )
A.使紫色石蕊溶液变蓝
B.与二氧化碳反应
C.与氧化铁反应
D.与可溶性铜盐反应
5.(优秀传统文化)《天工开物》记载“石灰淹苗足”,利用了中和反应的原理。下列应用原理与其相同的是 ( )
A.稀盐酸可以用来除铁锈
B.用熟石灰处理硫酸厂的酸性废水
C.服用含碳酸氢钠的药物治疗胃酸过多
D.用熟石灰和硫酸铜来配制波尔多液
6.按下图所示进行实验,实验进行一段时间后,观察到烧杯B内溶液已变为无色,则下列有关说法正确的是 ( )
A.烧杯B内溶液显无色说明溶液呈中性
B.烧杯A内溶液的质量变大
C.烧杯B内溶液颜色的变化是因为氢氧化钠溶液吸收了空气中的二氧化碳
D.上述实验能说明分子在不停地运动
7.向盛有一定量氢氧化钙溶液的烧杯中通入适量的二氧化碳气体,反应过程中相关量Y与反应时间的关系如图,则Y可以表示 ( )
A.烧杯内水的质量
B.烧杯内溶液的质量
C.烧杯内物质的总质量
D.烧杯内物质中氢元素的总质量
8.(2024·深圳)扬扬同学发现染布前可以用盐酸洗去布料表面部分碱性物质(如KOH),染色后用5%、10%、20%的醋酸溶液与等浓度、等质量的KOH溶液反应,pH变化如图所示。下列选项正确的是 ( )
A.KOH来源:Ca(OH)2+K2CO3CaCO3↓+KOH
B.扬扬用盐酸清洗布料后不用水冲洗,因为盐酸没有腐蚀性
C.如图所示,醋酸浓度越高所需醋酸溶液体积越大
D.由图像可知,随着不同浓度的醋酸溶液用量的增加,pH趋近于4.0
9.室温下,向一定体积10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的盐酸,测得溶液温度变化与加入盐酸体积的关系如下(Δt为溶液实时温度与初始温度差),其中表述正确的是 ( )
A.滴加盐酸的过程中,持续发生反应并放出热量
B.滴加盐酸的过程中,溶液的碱性逐渐增强
C.滴加盐酸的过程中,氯化钠的溶解度逐渐增大
D.反应过程中,氢氧化钠在混合溶液中的浓度逐渐减小
10.某化学活动小组对治疗胃酸分泌过多的食物和药物进行了分类整理。
食物 馒头、皮蛋、苏打饼干、花生等
药物 有效 成分 氢氧 化镁 碳酸镁 氧化镁 食品级 铁粉
类别 碱 盐 氧化物 单质
(1)胃酸的主要成分是 ,轻度胃酸过多时,可用馒头、皮蛋等食物调理。
(2)使用药物治疗胃酸过多时,有些药物与胃酸反应时有气体生成,容易导致胃内压强变 ,引起不适,应在医生的指导下换成表中的一种药物进行治疗,这种药物的有效成分可以是 。
11.某同学用pH传感器测定稀硫酸滴入稀氢氧化钡溶液的过程中pH的变化,测定的结果如图所示。硫酸与氢氧化钡反应的化学方程式为 ;c点所表示的溶液中溶质为 ;在a点所表示的溶液中滴加无色酚酞溶液,溶液会显 色。(提示:BaSO4难溶于水)
12.以典型物质为核心,进行问题的设置与整合,是我们全面认识物质性质及应用的有效途径。小王同学用思维导图的形式总结了Ca(OH)2的四条化学性质,请联系实际解决问题。
(1)反应①中若把无色酚酞溶液滴加到氢氧化钙溶液中,观察到无色酚酞溶液变为红色,能使无色酚酞溶液变红的是氢氧化钙溶液中的 (填离子符号)。
(2)反应②的化学方程式是 ,其基本反应类型为 。
(3)反应③可以选用的盐是 (填一种)。
(4)二氧化碳和一氧化碳都是非金属氧化物,二氧化碳能和氢氧化钙反应,一氧化碳却不能,造成此性质差异的微观原因是 。
【素养作业】
13.硫酸是一种重要的化工原料。
(1)下列硫酸的性质中,属于酸的共同性质的是 (填字母)。
A.稀硫酸和镁粉反应
B.稀硫酸能使紫色石蕊溶液变红
C.稀硫酸和氢氧化钡溶液反应
D.稀硫酸和氯化钡溶液反应
(2)在稀硫酸中加入足量镁粉恰好完全反应,将反应后溶液中和液面上方存在的微观粒子的种类在图中补充完整。(粒子数目不作要求;不考虑空气、水。)
(3)向滴有无色酚酞溶液的氢氧化钠溶液中,逐滴滴加稀硫酸至足量,当观察到 的现象时,证明溶液中的 ,可判断NaOH和H2SO4发生了反应。
(4)甲同学将氢氧化钠溶液与稀硫酸混合,然后验证了混合液中含有Na+和S,他据此认为该反应是NaOH和H2SO4发生了反应,且生成了Na2SO4。你认为甲同学是否找到了反应发生的证据 请说出你的观点并阐述理由: 。
(5)往氢氧化钡溶液中逐滴滴加稀硫酸至过量,测得溶液的温度变化如图a所示,溶液的电导率变化如图b所示。(溶液的电导率越大,导电能力越强。)
①结合图像a分析,该反应过程 (选填“放热”或“吸热”)。
②结合图像b分析溶液中离子变化的情况,请写出该反应发生的证据: 。
图a
图b
14.酸、碱、盐是几类重要的化合物,被广泛应用于我们的生产、生活中。
(1)打开盛有浓盐酸的试剂瓶,瓶口出现大量白雾,这是因为浓盐酸具有 性;冬季把石灰乳刷在树干上防虫害,一段时间后风干变硬,此时固体的成分可能是 (填化学式)。
(2)小岚把自制的一种黄色花汁分别滴加到下列不同试剂中,并记录观察到的现象如表所示,根据现象回答下列问题:
试剂 食醋 稀盐酸 肥皂水 烧碱 溶液 蔗糖水 蒸馏水
颜色 红 红 紫 紫 绿 绿
①该花汁 (选填“可以”或“不可以”)用作酸碱指示剂。
②Na2CO3溶液也可使上述花汁变为紫色,其中使花汁变色的离子是 (填离子符号)。
(3)向一定量的稀盐酸和氯化铜的混合溶液中逐滴滴加10%的氢氧化钠溶液,反应过程中生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的质量关系如图所示。
①D点的溶质有 (填化学式)。
②BC段发生反应的化学方程式为 。
15.土壤是生态系统中物质与能量交换的重要场所。某兴趣小组以“土壤改良”为主题开展项目式学习。
任务一 土壤酸碱性的测定
(1)实验目的: 。
(2)实验步骤:
①取样:在农田的四点,各取耕作层土壤约1 kg(如图所示),让其自然风干,磨成粉状后混合均匀备用(以下称为土样)。
②取少量土样于碗中, ;
③用干净的筷子蘸取滤液滴在精密pH试纸(可精确到小数点后一位)上,等试纸显色后与 对比,读出土样的pH。
(3)实验记录及结果分析:
滤液 滤液1 滤液2 滤液3
测得的pH 3.6 3.5 3.7
从测定结果看,此土壤呈 (选填“酸”或“碱”)性。
任务二 改良土壤的酸碱性
(4)含H2SO4的酸雨是导致土壤酸化的重要原因之一,用适量的熟石灰改良该酸性土壤的原理是 (用化学方程式表示)。
任务三 提高土壤的肥力
碳酸氢铵化肥样品含氮量测定:取10.0 g碳酸氢铵化肥样品,加水完全溶解配成试样溶液,放入下图所示装置中进行实验。已知:2NH4HCO3+H2SO4(NH4)2SO4+2H2O+2CO2↑。
实验步骤:
①按图连接仪器,检查装置气密性;
②装入试剂;
③打开b处弹簧夹,从a处通入空气;
④称量装置D及其中试剂的质量;
⑤关闭b处弹簧夹;
⑥ ;
⑦打开b处弹簧夹,从a处通入空气;
⑧称量装置D及其中试剂的质量。
(5)请写出步骤⑥的操作: 。
(6)实验中,该组同学三次测得反应后装置D及其试剂的质量平均增加了4.4 g,请分析增重原因: 。根据此数据,计算出该化肥样品中含氮元素的质量分数为 。
答案
1.A
2.D 【解析】A.血浆的pH大于7,显碱性,乳汁的pH为6.8~7.3,可能为弱酸性、中性或弱碱性,错误;B.胰液的pH大于或等于胆汁的pH,错误;C.从安全的角度分析,不可将pH试纸放入口腔测唾液的pH,错误;D.苏打水的主要成分为碳酸氢钠,碳酸氢钠与胃酸的主要成分盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故饮用苏打水可缓解胃酸过多的症状,正确。
3.B 【解析】A.胃液中的盐酸能帮助消化,正确;B.浓盐酸没有吸水性,错误;C.浓盐酸具有挥发性,正确;D.铁锈的主要成分为氧化铁,而氧化铁能和稀盐酸反应生成易溶于水的氯化铁,正确。
4.C 【解析】A.氢氧化锂与氢氧化钠性质相似,能使紫色石蕊溶液变蓝,不符合题意;B.氢氧化锂与氢氧化钠性质相似,能与二氧化碳反应生成碳酸锂和水,不符合题意;C.氢氧化锂与氢氧化钠性质相似,不能与氧化铁反应,符合题意;D.氢氧化锂与氢氧化钠性质相似,与可溶性铜盐反应生成氢氧化铜沉淀,不符合题意。
5.B
6.D 【解析】A.氢氧化钠溶液显碱性,滴有无色酚酞溶液的氢氧化钠溶液显红色,一段时间后,观察到烧杯B内溶液变为无色,说明溶液呈中性或酸性,错误;B.浓盐酸具有挥发性,一段时间后,溶质质量减少,溶剂质量不变,溶液质量减少,错误;C.烧杯B内溶液颜色的变化是因为氯化氢气体溶于水形成盐酸,盐酸和氢氧化钠发生中和反应生成氯化钠和水,错误;D.烧杯B内溶液已变为无色,而二者没有直接接触,说明浓盐酸中的氯化氢分子运动到了氢氧化钠溶液中,上述实验能说明分子在不停地运动,正确。
7.D 【解析】氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,水的质量逐渐增加,至完全反应不再发生改变;烧杯中溶液的质量逐渐减少,至完全反应不再发生改变;烧杯内物质的总质量逐渐增加,至完全反应不再发生改变;反应前后元素的质量不变,故氢元素的总质量不变。
8.D 【解析】A.该化学方程式未配平,氢氧化钾前面的化学计量数应为2,正确的化学方程式为Ca(OH)2+K2CO3CaCO3↓+2KOH,错误;B.盐酸具有腐蚀性,错误;C.如图所示,醋酸浓度越高,所需醋酸溶液体积越小,错误;D.由图像可知,随着不同浓度的醋酸溶液用量的增加,pH趋近于4.0,正确。
9.D 【解析】A.氢氧化钠和稀盐酸的反应过程中,温度升高,说明反应放出热量,完全反应后,继续滴加稀盐酸,温度逐渐恢复至常温,错误;B.氢氧化钠溶液显碱性,溶液的pH大于7,滴加盐酸的过程中,溶液的碱性逐渐减弱,错误;C.氢氧化钠和稀盐酸反应的过程中,温度升高,氯化钠的溶解度逐渐增大,完全反应后,继续滴加稀盐酸,温度逐渐恢复至常温,氯化钠的溶解度逐渐减小,错误;D.反应过程中,氢氧化钠的质量逐渐减少,溶液的质量逐渐增加,氢氧化钠在混合溶液中的浓度逐渐减小,正确。
10.(1)盐酸
(2)大 氢氧化镁(或氧化镁)
11.H2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2H2O 硫酸 红
【解析】硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,反应的化学方程式为H2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2H2O;c点所表示的溶液的pH小于7,显酸性,说明稀硫酸过量,c点所表示的溶液中溶质为硫酸;a点所表示的溶液的pH大于7,溶液显碱性,在a点所表示的溶液中滴加无色酚酞溶液,溶液会显红色。
12.(1)OH-
(2)Ca(OH)2+H2SO42H2O+CaSO4 复分解反应
(3)Na2CO3(合理即可)
(4)分子的构成不同
【解析】(1)碱溶液有相似化学性质的原因是碱溶液中都含有OH-,能使无色酚酞溶液变红的是氢氧化钙溶液中的OH-。
(2)氢氧化钙与硫酸反应生成水和硫酸钙,反应②的化学方程式为Ca(OH)2+H2SO42H2O+CaSO4,两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应是复分解反应,则该反应的基本反应类型为复分解反应。
(3)复分解反应发生的条件是生成物中有水、气体或沉淀,且碱与盐反应时,都应该是可溶性的,生成另一种碱和另一种盐,所以生成物必须有沉淀,反应③可以选用的盐是Na2CO3。
(4)同种分子的性质相同,不同种分子的性质不同,故造成此性质差异的微观原因是分子的构成不同。
13.(1)ABC
(2)
(3)溶液由红色变成无色 氢氧化钠被消耗
(4)没有找到反应发生的证据,因为氢氧化钠溶液中有钠离子、硫酸中有硫酸根离子,混合后即使不反应也会存在钠离子和硫酸根离子
(5)①放热 ②随着稀硫酸的滴加,温度升高,溶液的电导率变小至零,说明溶液中离子在减少
【解析】(1)A.酸能与活泼金属反应生成氢气,正确;B.酸能使紫色石蕊溶液变为红色,正确;C.酸能与碱反应生成盐和水,正确;D.稀硫酸和氯化钡溶液反应的实质是硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀,不属于酸的共性,不正确。
(2)镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气,微观上镁原子失去电子转换为镁离子,氢离子得到电子转换为氢原子,进一步结合为氢分子,所以溶液中存在的微观粒子为硫酸根离子和镁离子,液面上方存在的微观粒子为氢分子。
(3)氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞溶液变为红色,当观察到溶液由红色变成无色的现象时,说明氢氧化钠在此过程中被消耗了,可判断NaOH和H2SO4发生了反应。
(4)氢氧化钠在水中解离出钠离子和氢氧根离子,硫酸在水中解离出氢离子和硫酸根离子,即使氢氧化钠和硫酸不反应混合后也会有钠离子和硫酸根离子存在,所以没有找到反应发生的证据。
(5)①由图像a可知,随着稀硫酸的滴加,温度升高,该反应过程是放热过程。②由图像b可知,随着稀硫酸的滴加,温度升高,溶液的电导率变小至零,溶液中离子在减少,反应发生。
14.(1)挥发 CaCO3
(2)①可以 ②OH-
(3)①NaCl、NaOH ②2NaOH+CuCl2Cu(OH)2↓+2NaCl
【解析】(1)浓盐酸具有挥发性,挥发出氯化氢气体,溶于空气中的水蒸气,形成白雾;石灰乳的主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应产生碳酸钙和水,所以变硬,故固体的成分是CaCO3。
(2)①该花汁遇酸变红,遇碱变紫,遇中性溶液变绿,有明显的颜色改变,故可以作酸碱指示剂。②肥皂水、烧碱溶液显碱性,使花汁变成紫,Na2CO3溶液也可使上述花汁变紫色,则使花汁变色的离子是OH-。
(3)①氢氧化钠先与稀盐酸反应产生氯化钠和水,再与氯化铜反应产生氢氧化铜沉淀和氯化钠,D点是加入的氢氧化钠过量,把稀盐酸和氯化铜全部反应完了,故溶质中有产物NaCl和过量的NaOH。②BC段是氢氧化钠与氯化铜反应产生氢氧化铜沉淀和氯化钠,化学方程式为2NaOH+CuCl2Cu(OH)2↓+2NaCl。
15.(1)测定土壤的酸碱性
(2)②加蒸馏水搅拌,静置后过滤,得到滤液 ③标准比色卡
(3)酸
(4)Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O
(5)打开分液漏斗活塞,滴入稀硫酸,直至无气泡产生,关闭活塞
(6)吸收了装置B中产生的CO2气体 14 %
【解析】(6)实验中,该组同学三次测得反应后装置D及其试剂的质量平均增加了4.4 g,是因为反应生成的二氧化碳被装置D吸收。
设该化肥样品中含碳酸氢铵的质量分数为x。
2NH4HCO3+H2SO4 (NH4)2SO4+2H2O+2CO2↑
158 88
10.0 g×x 4.4 g
=
x=79%。
该化肥样品中含氮元素的质量分数为79%×(14÷79×100%)=14%。
