常见的酸和碱2.docx
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1、常见的酸和碱2常见的酸和碱 10.1常见的酸和碱教学目标:初步了解什么是酸、碱、盐;能完成简洁的探究试验。过程与方法:在学习了什么是酸后,完成对碱的模拟自主探究,运用试验的方法获得信息,运用比较、归纳、概括等方法对获得的信息进行加工。情感看法与价值观:增加对化学现象的探究欲,发展擅长合作,勤于思索的科学精神。重点:从离子观点了解什么是酸、碱、盐。难点:运用酸碱指示剂检验酸溶液和碱溶液。教学过程:本课题在学问结构上可分为三部分。首先,从酸碱指示剂的试验,简洁地反映酸和碱能与指示剂反应并显示不同的颜色,从而说明酸和碱作为不同类物质具有不同的性质,使学生对酸和碱有一些初步的相识。在此基础上,详细介绍
2、了几种常见酸和碱的性质、用途等,并通过学生总结的方式,简洁归纳几种酸和碱各自相像的化学性质。关于酸和碱的腐蚀性是结合详细物质来介绍的;最终,在学生对酸和碱的性质有了一些相识以后,通过酸和碱溶液的导电试验,来说明酸和碱为什么会具有一些共同的性质。本课题在介绍酸和碱的化学性质时,采纳了探究式的写法,目的是使学生能主动参加学习,能依据学过的学问来主动探究未知,从而对这部分内容有更深的相识。教学建议1在介绍常见的酸和碱之前,可以启发学生列举出见过或知道的酸和碱。然后再用指示剂进行试验,试验用的酸和碱也可依据实际状况选择。2关于用植物的花等做指示剂的探究活动,可事先让学生打算一些花或果实;应嘱咐学生不要
3、随意采摘公共场所等地的花。3关于酸和碱的化学性质,有些反应学生已经学过,如酸与金属的反应、氢氧化钙与二氧化碳的反应、酸碱与指示剂的反应等。教学中可利用教材供应的活动与探究,引导学生回忆、类推,井指导学生进行简洁的归纳和小结。4对于酸和碱,教材最初介绍酸类物质和碱类物质对没有给出定义,在介绍酸碱溶液导电试验后,也没有干脆给酸和碱下严格的定义,只是说明酸和碱为什么具有相像的化学性质,帮助学生相识酸和碱。所以,教学中不要过分强调死记定义,可依据学生的详细状况,从解离的角度介绍酸和碱的定义,但不宜加深和拓宽。5关于酸和碱的通性,课程标准没有作出详细的要求,教材只是以探讨的形式让学生从学过的几种物质来进
4、行简洁归纳,老师可在教学中进行指导,并在课题小结对做适当总结。提问:试管中的紫色石蕊试液,在不借助任何化学药品的状况下,能否使之变成红色学生演示:向试管中吹气。紫色石蕊试液变成红色。追问:为什么会变色?学生回答:二氧化碳与水反应生成碳酸。提问:除了碳酸,还有其他物质能使紫色石蕊试液变色吗?探究试验:分别在下表溶液中滴加紫色石蕊试液或酚酞。 加入紫色石蕊试液后溶液的颜色改变加入无色酚酞试液后溶液的颜色改变 食醋石灰水盐酸氢氧化钠溶液石蕊和酚酞溶液叫酸碱指示剂,它们能跟酸或碱反应而显示不同颜色,用花卉或果实加酒精浸泡自制指示剂 自制指示剂 在不同溶液中颜色的改变食醋石灰水盐酸氢氧化钠溶液一:常见的
5、酸1:视察盐酸、硫酸的物理性质及主要用途 盐酸硫酸颜色、状态 打开瓶盖现象 气味用途 盐酸的颜色和白雾纯净的盐酸是无色的,但工业品盐酸常因含有杂质而带黄色。盐酸所含的杂质通常是H2SO4、AsC13、FeC13等。这些杂质有的是由原料不纯而带入的,有的是因设备受腐蚀,如铁制设备被酸侵蚀而带入Fe3+,盐酸的黄色主要就是由Fe3+引起的。视察浓盐酸的挥发性时会看到白雾,学生往往把它叫白烟,这是错误的。雾是液滴悬浮在空气中的现象;烟是固体颗粒悬浮在空气中的现象。 盐酸的用途盐酸能用于制造氯化锌等氯化物(氯化锌是一种焊药),也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属,制成氯化物。随着有机合成工业的发展
6、,盐酸(包括氯化氢)的用途更广泛,如制聚氯乙烯、塑料,用于合成多种有机氯化物,用于水解淀粉制葡萄糖,用于制造盐酸奎宁(治疗疟疾病)等多种有机药剂的盐酸盐等。胃液里的盐酸在人的胃液里HCl的质量分数大约是0.450.6。胃液里的盐酸由胃底腺的壁细胞所分泌,它具有以下的功用:(1)促进胃蛋白酶的作用,使蛋白质简单水解被人体汲取;(2)使二糖类物质如蔗糖、麦芽糖水解;(3)杀菌。硫酸的用途:硫酸大量用于清洗钢铁的表面。在钢铁进行冷轧、冷拔和冲压等加工之前,必需清除钢铁表面的氧化铁,否则,在冷轧、冷拔和冲压时氧化铁就可能被压入钢铁中,使钢铁的表面很粗糙,甚至造成废品。氧化铁的存在也会使轧辊或冲模等工具
7、很快被磨损。在金属表面镀镍或镀铬时,也要用硫酸清洗金属表面,否则镀层很简单脱落下来。硫酸还是生产化肥的原料。把氨通入75%硫酸中,可以生成硫酸铵。这个反应放出大量的热,这些热量用来将水分蒸发,便可得到硫酸铵晶体。硫酸铵和尿素都是重要的氮肥。硫酸也是生产过磷酸钙肥料的原料。在石油精炼中,要用浓硫酸除去汽油和润滑油中的杂质硫化物和不饱和碳氢化合物,每精炼1t石油要用24kg浓硫酸。在有机化工中,硫酸是生产农药敌百虫、以及合成洗涤剂烷基苯磺酸钠的原料。许多基本有机化工原料如甲酸、草酸、柠檬酸、苯酚、乙酸乙酯也要用硫酸做原料在无机化工生产中,硫酸用于生产氢氟酸、铬酸、磷酸、硫酸铜、硫酸铝、硫酸锌、硫酸
8、镍以及钛白粉、立德粉等颜料。总而言之,在肥料、冶金、石油精炼、农药、炸药、纺织、染料、塑料、油漆、电池、制革、颜料、药品和洗涤剂等工业中,到处都离不开硫酸。浓硫酸的吸水性浓硫酸具有吸水性,是由于它能跟水结合生成不同组成的水合物,同时放出热。硫酸的水合物有H2SO4H2O、H2SO42H2O、H2SO44H2O等,当降低硫酸溶液的温度时,这些水合物便以晶体形式析出。稀释浓硫酸时会放出大量的热,正是由于硫酸跟水结合形成水合物时放出的热量多于它的分子扩散时所汲取的热量之故。浓硫酸的脱水性浓硫酸能使蔗糖、淀粉、纤维素等物质失水碳化,并不是因为浓硫酸吸取了有机物内部所含有的水分(结晶水),而是把组成有机
9、物成分里的氢、氧元素的原子按2:1的比率(水的组成比)从有机物里夺取出来,形成硫酸的水合物,同时剩下有机物组成中的碳。对浓硫酸来说,它起了脱水作用,对有机物来说,则发生了碳化现象。浓硫酸的氧化性在浓硫酸中,硫酸大都是以分子状态存在的。分子中两个氢原子的半径很小,极化实力很强,很简单钻入硫酸根内部,它们对氧有较强的极化作用,减弱了硫和氧之间的作用,从而大大减弱硫酸根的稳定性。所以硫易被还原,浓硫酸有氧化性。这种氧化性是未电离的硫酸分子的特征。稀硫酸中的硫元素不表现氧化性,这是由于硫酸溶于水后完全电离,硫元素完全是以SO42-形式存在的,SO42-的空间构型近似为正四面体,而且硫原子居于正四面体的
10、中心,2个单位的负电荷属于整个SO42-。这样对称的结构不易受外界作用而极化,所以性质稳定。2:浓硫酸的腐蚀性试验放置一会儿后的现象用玻璃棒蘸浓硫酸在纸上写字用小木条蘸浓硫酸将浓硫酸滴到一小块布上浓硫酸溶于水的试验:浓硫酸溶于水时,溶液的温度会上升。提问:试验室中常用稀H2SO4,如何将浓硫酸稀释呢?【演示】试验“稀释浓硫酸”(可请同学用手接触烧杯外壁)。讲解浓H2SO4溶于水放出大量热。【提问】为什么切不行将水倒入浓H2SO4中?(请同学参考课有关内容回答)【板书】浓H2SO4的稀释:酸入水、沿内壁、渐渐搅动。【提问】浓硫酸为什么可做干燥剂?假如不慎在皮肤或衣服上沾上浓硫酸应如何处理?3:酸
11、的化学性质:加入物质稀盐酸中发生的现象和反应式稀硫酸中发生的现象和反应式滴入紫色石蕊试液滴入无色酚酞试液镁现象现象反应式反应式铝现象现象反应式反应式锌现象现象反应式反应式铁现象现象反应式反应式铁锈现象现象反应式反应式氧化铜现象现象反应式反应式盐酸和硫酸的检验检验盐酸和电离时产生Cl-的化合物的试剂是AgNO3溶液和硝酸溶液。其反应原理可用下列化学方程式表示HCl+AgNO3=AgCl+HNO3NaCl+AgNO3=AgCl+NaNO3两个反应中生成的AgCl是既不溶于水又不溶于硝酸的白色沉淀若给某一溶液中加入AgNO3溶液后,得到白色沉淀,再给其中加入硝酸溶液,此白色沉淀又不溶解,则该溶液中肯
12、定会有Cl-离子,该溶液不是盐酸就是电离时能产生Cl-的化合物溶液检验硫酸或电离时产生SO42-的化合物的试剂是BaCl2或Ba(NO3)2或Ba(OH)2溶液和硝酸。其反应原理可用下列化学方程式表示:H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HNO3Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl两个反应中生成的BaSO4是既不溶于水又不溶于硝酸的白色沉淀。其好用这样的方法只能检验出SO42-离子,但还不能确定溶液肯定就是硫酸溶液,要进一步确定是否是硫酸溶液,还要检验H+是否存在。检验H+可用石蕊试液。另取试样溶液,加入石蕊试液后溶液变红,即可证明是硫酸溶液小结过渡:碳酸、稀盐酸、稀硫酸都能使紫
13、色石蕊试液变红色,它们还有其他的共性吗?探究试验:稀盐酸、稀硫酸与锌粒及氧化铜粉末的反应。小结过渡:稀盐酸、稀硫酸都能与锌粒及氧化铜粉末反应,由此可见,它们在性质上是有了些共性的。为什么它们会具有一些相像的性质呢?探究试验:氯化钠导电性试验。提问:氯化钠溶液为什么会导电?回忆物理中学习的导电的原理,推想氯化钠溶液导电的缘由。酸的通性:酸有相像化学性质的缘由:a:酸溶液能跟酸碱指示剂起反应。酸能使色石蕊试液变色,色酚酞试液色b:酸能跟多种活泼金属起反应,通常生成盐和氢气。金属硫酸盐氢气(置换反应)ZnH2SO4-FeHCl金属活动性依次(要背熟)排在氢前面的c:酸能跟某些金属氧化物(碱性氧化物)
14、起反应,生成盐和水。金属氧化物硫酸盐水(复分解反应)Fe2O3H2SO4-CuO+HCl-碱性氧化物:d:酸能跟某些盐起反应,生成另一种酸和另一种盐。Na2CO3H2SO4-HCl+MgCO3碱硫酸盐水(复分解反应)e:酸能跟碱起中和反应反应,生成盐和水。H2SO4+NaOHH2SO4+Cu(OH)2 日常生活里的酸人们在购买葡萄、柑桔等水果时,常习惯地问问“酸不酸?”的确,很多未成熟的水果是很酸的,这是因为它含有很多有机酸,如苹果酸、琥珀酸、柠檬酸、酒石酸等。随着水果的成熟,有些酸会渐渐分解,酸味也就随之减轻。有的同学说:“新摘下来的柿子并不酸,倒是涩得舌头发麻。”其实,这也是酸在作怪,这种
15、酸叫鞣酸。可见,酸不肯定都有酸味。我们判定一种物质是不是属于酸类,主要是看它的组成和性质。酸也不肯定都是液态。例如上面说的鞣酸是淡黄色粉末,硅酸则像白色浆糊,硼酸是白色小片,硬脂酸类似石蜡,纯净的醋酸能形成冰块一样的晶体,故称“冰醋酸”。苦味酸有苦味,甘氨酸、水杨酸有甜味,羊肉的膻气则是挥发性很强的癸酸引起的。生活中遇到的酸许多。比如食醋,因含有乙酸(俗称醋酸)而具有酸味。醋是常用的调味品。做鱼时,放点儿黄酒和醋,能解鱼腥,味道也更鲜美。烧菜时放点醋,可以使维生素C不受或少受破坏。吃凉拌菜时放点醋,既可调味,又能杀菌;同时还可降低致癌物亚硝酸盐的含量。用浸过醋的布将肉包起来,可使鲜肉不易变质。
16、夏天多吃点醋,有预防肠道传染病的作用。把醋煮沸喷洒在房间中,可以预防感冒。据记载,有一个生产醋的工厂,几十年来只有一两个工人患感冒,缘由是车间里的醋酸蒸气爱护了工人们的身体健康。日常生活中另一种重要的酸是乳酸。面团发酵时能产生乳酸,加点儿碱(Na2CO3)或起子(NaHCO3),能中和掉乳酸,并产生二氧化碳气体。二氧化碳从面团里钻出来,留下很多小窟窿,使面团蓬松胀大。这就是蒸馒头、烤面包的道理。很多人喜爱吃酸奶、酸菜、泡菜,也都要靠乳酸帮忙。久不活动,间或参与一次体力劳动或猛烈运动,常感到腰酸腿疼,这就是因为肌肉中的葡萄糖在新陈代谢中分解成了乳酸,猛烈的活动使肌肉里蓄积了较多的乳酸,故有酸痛之
17、感。酸跟人们的日常生活休戚相关。制汽水时加点儿柠檬酸,能起到利尿作用。鸡汤的味道既鲜美,又富有养分,因为里面含有丰富的氨基酸。草酸能帮助你洗掉衣服上的蓝墨水或铁锈。蚊子、蚂蚁叮咬了人的皮肤,因分泌了少量甲酸而使人发痒。口腔里的细菌能产生酸性物质,腐蚀牙齿,造成龋洞。而胃液里极稀的盐酸又有帮助消化和杀灭细菌的作用,但当胃酸过多时,它又使人“烧心”和“返酸水”。总之,日常生活中能接触到各种各样的酸。它们的性质不同,形态各异,有的造福人类,有的也危及人体健康。只有充分相识它们的特性,才能扬长避短,化害为利。为什么通常用铁桶盛装和运输浓硫酸浓硫酸的化学性质和稀硫酸不一样,它具有强氧化性、吸水性和脱水性
18、。吸水性是指浓硫酸极易汲取水分,所以可用来作为某些气体的干燥剂。脱水性是指浓硫酸将某些含碳、氢、氧元素的化合物按个数比2:1将氢氧元素脱去(可认为脱H2O)。强氧化性是指金属和浓硫酸反应时不能置换出氢气,而是生成二氧化硫和水等。铁和浓硫酸在常温下接触时,在表面反应形成一层致密的氧化物爱护膜,防止浓硫酸接着和铁反应,故常用铁桶来运装浓酸酸。事实上,铁和浓硫酸在加热的条件下反应速度较快。反应方程式为:2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+2SO2+6H2O盐酸盐酸是氯化氢气体溶于水生成的酸。在工业上,曾经用氯化钠和浓硫酸作用来生产盐酸。这种方法不但产量低,而且用浓硫酸制取浓盐酸也是不太经济
19、的。因此,从19世纪起先,便建立了电解氯化钠水溶液的工厂。在电解时,阳极上产生氯气,阴极上产生氢气。把氯气和氢气混合起来,便产生氯化氢气体。把氯化氢气体溶解在水中,就可制造盐酸。电解时还产生有用的氢氧化钠,所以这是一种大规模生产盐酸的方法。盐酸也是一种强酸,是无色透亮的液体,工业产品中因为含有氯化铁和氯气而带黄色。盐酸中所含的氯化氢简单挥发,当氯化氢气体挥发后遇到空气中的水蒸气时,就会结合成盐酸小液滴而形成酸雾。因此,打开盛盐酸的玻璃瓶的瓶盖时,会冒白烟,而且有剧烈的刺激性气味。盐酸的用处不比硫酸少,例如用锡进行焊接时,也要在焊接处涂点焊药,焊锡才能坚固地把金属焊住。把锌片溶解在稀盐酸里,便生
20、成了氯化锌和稀盐酸溶液,它便是最简洁的焊药。把焊药涂在要焊接的地方,焊药便与金属表面的锈层(金属氧化物)相互作用,生成溶解于水的氯化物,这样就把锈层除去,金属表面被清理干净,保证焊锡和金属表面坚固地结合在一起。盐酸能使木材变成葡萄糖。木材由纤维素、半纤维素和木质素构成。纤维素是由千万个葡萄糖基用“氧桥”连接而成的物质。假如能找到一把“剪刀”,把“氧桥”剪断,葡萄糖基便会和水结合,生成葡萄糖。这个反应叫做水解反应,盐酸便是剪断“氧桥”的“剪刀”。于是工业上可以用木屑和盐酸制造葡萄糖,进一步还可以通过葡萄糖发酵,分解为酒精和二氧化碳,这种方法可以大大节约粮食。在人体内的胃液里也含有肯定量的盐酸,叫
21、做胃酸,它能促进食物消化,并能杀死某些病菌。假如人喝水太多,就会把胃酸冲淡,减弱了杀菌实力,这时病菌侵入人体,就有可能患病。假如胃酸过多,就简单得胃痛病。硫酸最早制得的酸和被古代利用的酸也许要算醋了。古人利用空气将发酵的水果汁(事实上就是一种果子酒)氧化来制造醋,即酒被氧化便得到了醋。不过这种醋不是纯的醋酸,而是一种不纯的很稀的醋酸溶液。现在,醋酸并不是最重要的酸,最有用的是硫酸、盐酸和硝酸。试验室一般用石蕊试纸检验酸的存在,酸能将试纸由蓝色变为红色。古时候制造硫酸的方法是,将硫酸铁放在蒸馏器中蒸馏,得到一种油状物的产品,就是硫酸。随着对硫酸须要量的增加,起先用铅室法生产硫酸。所用的原料是硫铁
22、矿,让硫铁矿在铅室中燃烧,与空气反应生成二氧化硫,再用一氧化氮做催化剂(能变更化学反应速率而本身的量和化学性质并不变更的物质),使二氧化硫转化为三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸。由于铅不与硫酸发生反应,因此铅不会被腐蚀,所以当时考虑用铅室做反应器。但是生产中所用的铅室很大,须要用许多金属铅建立,成本很高,而且产品硫酸的溶质的质量分数只有82%,不是浓硫酸溶质的质量分数98%,因此铅室法不久就彼淘汰了。现在生产硫酸的方法是接触法,原料仍旧是硫铁矿。将硫铁矿在空气中氧化生成二氧化硫,再用五氧化二钒、氧化铁和氧化亚铜做催化剂,将二氧化硫氧化为三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸。所得的硫酸为98%,称
23、为浓硫酸。浓硫酸是一种强酸,是无色透亮的液体,具有很强的腐蚀性。假如不当心将浓硫酸溅到衣服上,它会马上使衣服的纤维素碳化,在衣服上出现小洞。浓硫酸有很强的脱水性,把它加到白糖中,糖中的氢原子和氧原子按21的比例(水分子的组成比)脱掉,剩下的是黑色的炭。硫酸大量用于清洗钢铁的表面。在钢铁进行冷轧、冷拔和冲压等加工之前,必需清除钢铁表面的氧化铁,否则,在冷轧、冷拔和冲压时氧化铁就可能被压入钢铁中,使钢铁的表面很粗糙,甚至造成废品。氧化铁的存在也会使轧辊或冲模等工具很快被磨损。在金属表面镀镍或镀铬时,也要用硫酸清洗金属表面,否则镀层很简单脱落下来。硫酸还是生产化肥的原料。把氨通入75%硫酸中,可以生
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