中考化学复习探索中和反应的奥秘

中考化学复习探索中和反应的奥秘

探索中和反应的奥秘 一、酸与碱之间发生的反应 ‎1. 概念：酸和碱作用生成盐和水的反应叫做中和反应。‎ ‎2. 实质：酸溶液中的氢离子与碱溶液中的氢氧根离子结合生成了水。‎ ‎3. 应用：调节土壤酸碱性；处理工厂的废水；用于医药等。‎ ‎4. 盐：由金属离子或铵根离子和酸根离子构成的化合物。‎ 注意：中和反应一定有盐和水生成，但有盐和水生成的反应不一定是中和反应，如非金属氧化物与碱反应虽然也有盐和水生成，但不是中和反应。盐未必都含金属离子，也可能含有铵根离子。‎ 二、溶液酸碱度的表示 ‎1. 表示方法 溶液的酸碱度通常用pH来表示，pH的范围是0~14之间。‎ ‎2. 酸碱性、酸碱度与指示剂的对应关系 酸碱性 溶液的pH 石蕊试液 酚酞试液 酸性 ‎<7‎ 变红色 无色 中性 ‎＝7‎ 紫色 无色 碱性 ‎>7‎ 变蓝色 变红色 注意：酸碱指示剂只能鉴别溶液的酸碱性，用pH不但能够表示溶液的酸碱性而且可以表示溶液酸碱性的强弱程度即溶液的酸碱度。‎ ‎3. pH的测定 把待测液滴到pH试纸上，然后再与标准比色卡比较。‎ 注意：pH试纸只能粗略地测出溶液的pH，且为整数；‎ 测溶液的pH时，pH试纸不能用水湿润，不能把试纸插入到被测液中进行测量。‎ 当酸（或碱）溶液加水稀释时，溶液的pH会变大（或缩小），溶液不会变为中性，更不会变为碱（或酸）性。‎ ‎4. 意义 ‎（1）测定土壤的pH，为土壤改良提供依据。‎ ‎（2）测定雨水的pH，判断雨水是不是酸雨。‎ 注意：正常雨水的pH小于7（约为5.6），是因为空气中的二氧化碳与雨水反应生成的碳酸显酸性；如果雨水的pH小于5.6，可确定为酸雨。‎ ‎（3）通过测定体液的pH可以确定人体的健康状况。‎ ‎（4）洗发液的pH>7，呈碱性，用洗发液洗完头后，要用pH<7的护发素中和，以免损伤头发。‎ ‎（5）被蚊子叮或被蜜蜂蜇后可用碱性溶液（如稀氨水或肥皂水）涂抹。被黄蜂蜇后可用酸性溶液（如稀醋酸）涂抹。‎ 例题1 下图是氢氧化钠溶液与稀盐酸恰好完全反应的微观示意图。下列有关说法正确的是（ ）‎ A. 反应前后，溶液的pH不变 B. 反应前后，Na＋和Cl－的数目不变 C. 反应前后，H＋和OH－的数目不变 D. 反应前后，H2O的数目不变 解析：由图示可知，反应后酸溶液中的H＋与碱溶液中的OH－结合成水，使溶液中的H ‎＋、OH－都减少了，C和D都不正确；因为pH描述的是溶液的酸碱度，溶液中的H＋、OH－数量变化了，溶液的酸碱度也随之变化，所以A也不正确；由于氯化钠是溶于水的物质，在水溶液中以钠离子和氯离子形式存在，这两种离子没有参与反应，所以反应前后Na＋和Cl－的数目不变，所以B正确。‎ 答案：B 点拨：中和反应的本质是酸解离出来的氢离子与碱解离出来的氢氧根离子结合生成水，所以反应前后氢离子和氢氧根离子会发生变化，溶液的酸碱度也会变化。‎ 例题2 在Na2CO3溶液（碱性）中逐滴加入盐酸，已知反应方程式为Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑，反应后溶液pH随加入盐酸质量变化的关系为（ ）‎ ‎ A B C D 解析：碳酸钠溶液显碱性，pH起点应该大于7，所以可判断B不正确；加入盐酸后，与盐酸反应生成氯化钠，溶液的碱性减弱，恰好完全反应时，溶液显中性，继续加入盐酸溶液变成酸性，终点的pH小于7，所以A不正确；随着盐酸的加入，溶液酸性增强，其pH减小，但最终溶液的酸性仅是接近所加盐酸的酸性， pH的变化有一个突变的拐点，不会像一次函数一样是一条直线，所以C不正确。‎ 答案：D 点拨：分析坐标类图象要在明确坐标轴含义的基础上，抓住“三点”（起点、拐点和终点）进行分析。酸性溶液和碱性溶液反应后，其酸性或碱性会发生变化。pH也会相应改变。在酸性溶液中加入过量的碱性溶液，pH会从小于7逐渐升高到大于7，在碱性溶液中加入过量的酸性溶液，pH会从大于7逐渐降低到小于7，中间都有一个pH的突变过程。‎ ‎【方法提炼】‎ 中和反应已经发生的多途径证明 酸与碱作用生成盐和水的反应，叫做中和反应，中和反应的实质是酸溶液中的H＋与碱溶液中的OH－结合生成水。这一反应过程中会释放热量，溶液的酸碱性会发生改变。利用这两个特征，用酸碱指示剂或pH试纸测定溶液的酸碱性是否改变，或用温度计测定溶液温度是否升高。‎ 例题 在研究酸和碱的化学性质时，某小组同学想证明：稀H2SO4与NaOH溶液混合后虽然无明显现象，仍为无色溶液，但确实发生了化学反应。请与他们一起完成实验方案的设计、实施和评价。‎ ‎①方案一：测定稀H2SO4与NaOH溶液混合前后的pH（20℃）‎ 现测得NaOH溶液的pH，其pH应该 7（选填“大于”、“等于”或“小于”），滴加适量稀硫酸溶液后，测得其pH小于7。‎ 结论：稀H2SO4与NaOH溶液发生了化学反应，并且 过量。 [来源:学§科§网]‎ ‎②方案二：观察 。（根据图示实验步骤，概括方案要点）‎ 结论：稀H2SO4与NaOH溶液发生了化学反应，反应的化学方程式为 。‎ ‎③上述两个方案在设计思想上的相同点是 。‎ ‎④为了进一步获取稀H2SO4与NaOH溶液确实发生了化学反应的证据，依据中和反应是 （选填“放热”、“吸热”或“无热量变化”）的反应，采用同温下的稀H2SO4与NaOH溶液进行实验，整个实验中至少需要测定溶液温度 次。‎ 解析：氢氧化钠是一种碱，其pH大于7，酸与碱反应过程中溶液的酸性和碱性都会发生变化，即往碱溶液中加入酸，随着加入酸的增加，碱性会逐渐减弱，pH减小，加入一定量的酸时，溶液可以变成中性溶液，此时溶液的pH为7，‎ 继续加入酸溶液，溶液会变成酸性溶液，溶液的pH小于7；氢氧化钠能使酚酞溶液变红，加入硫酸后，溶液碱性减弱，溶液的红色逐渐变淡，氢氧化钠完全反应时，溶液变成无色，方案一和方案二通过测定加入硫酸前后溶液酸碱性变化来确定两种物质能否反应。‎ 中和反应是放热反应，因此也可以通过测定反应前后溶液温度变化来判断两种物质能否反应，需测定反应前氢氧化钠溶液的温度、硫酸溶液的温度及混合后溶液的温度，至少需测定三次温度。‎ 答案：①大于 稀H2SO4 ②在滴加了酚酞试液的NaOH溶液中加入稀H2SO4看是否有颜色改变 H2SO4＋2NaOH＝Na2SO4＋2H2O ③测定溶液反应前后的酸碱性变化来确定两种溶液混合后是否发生化学反应 ④放热 三 ‎（答题时间：30分钟）‎ ‎1. 将pH＝10的氢氧化钠溶液加水稀释后，所得溶液的pH可能是（ ）[来源:学*科*网]‎ A. 6 B. 8 C. 11 D. 14‎ ‎2. 某实验室废水中含有较多的盐酸，排放前应加入某种试剂将废水调至中性，下列试剂中最合适的是（ ）‎ A. AgNO3溶液 B. NaOH溶液 C. 稀醋酸 D. KNO3溶液 ‎3. 以下两幅微观示意图揭示了化学变化的微观实质。下列相关说法中错误的是（ ）‎ ‎ 图① 图②‎ A. 图①表示的是化合反应 B. 图①表示的反应中元素的化合价没有改变 C. 图②说明酸碱中和反应的实质是H＋和OH－反应生成了H2O D. 以上两图说明化学变化前后原子的种类、数目都不会发生变化 ‎4. 下列实验操作和数据记录都正确的是（　　）‎ A. 用托盘天平称量时，将NaOH固体放在右盘内的滤纸上，称得质量为10.2 g B. 向30mL试管中倒入约18mL蒸馏水进行加热 C. 用湿润的pH试纸测稀盐酸溶液的pH，pH＝3.52‎ D. 用10mL量筒量取NaCl溶液，体积为9.2 mL ‎5. 如图（1）中甲、乙、丙、丁表示相邻两物质相互混合过程中溶液酸碱度的变化（已知Na2CO3溶液pH＞7），其中可能符合图（2）所示变化关系的是（　　）‎ A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 ‎6. 某同学在探究“酸与碱能否发生反应”时，用稀NaOH溶液、稀盐酸和酸碱指示剂进行实验的过程见下图。下图所加试剂①②③分别是（ ）‎ A. 稀NaOH溶液、石蕊溶液、稀盐酸 B. 稀盐酸、石蕊溶液、稀NaOH溶液 C. 稀NaOH溶液、酚酞溶液、稀盐酸 D. 稀盐酸、酚酞溶液、稀NaOH溶液 ‎7. 向盛有10mLNaOH溶液（其中滴有少量无色酚酞溶液）的烧杯中逐渐加入稀盐酸，用pH计（用来精确测定溶液pH的仪器）测定溶液的pH，所得数据如下：‎ 加入稀盐酸的体积/mL ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎14‎ 烧杯中溶液的pH ‎ ‎12.9‎ ‎12.7‎ ‎12.5‎ ‎12.3‎ ‎11.9‎ ‎7.0‎ ‎2.1‎ ‎1.9‎ ‎（1）当加入稀盐酸的体积为________mL时，NaOH溶液和稀盐酸恰好完全反应。‎ ‎（2）当加入稀盐酸的体积为3mL时，溶液显________色；当加入稀盐酸的体积为14mL时，溶液显_______色。‎ ‎（3）当烧杯中溶液的pH＝2.1时，溶液中的溶质有：_____________________________。‎ ‎8. 某同学想用pH试纸分别测定食盐水、稀盐酸、氢氧化钠溶液的pH，他的操作如下：在玻璃片上依次放好三片pH试纸，先用蒸馏水将三片pH试纸润湿后，将被测的三种溶液分别滴到三片pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，得出三种溶液的pH。‎ 请你：‎ ‎（1）指出他操作上的错误 。‎ ‎（2）具体分析他测得三种溶液的pH与三种溶液实际pH的关系。‎ ‎9. 已知M、N分别是稀硫酸、氢氧化钠溶液中的一种。某化学兴趣小组的同学在一定量的M中不断滴加N，并测定所得溶液的pH，如图所示。‎ ‎（1）M是__________，该反应的化学方程式______________________。‎ ‎（2）反应过程中，老师取a、b、c三处反应后的溶液，打乱顺序后，请同学们不测定溶液的pH，用其他方法对三种溶液进行探究。‎ 小明和小红分别取其中一种溶液进行实验：[来源:Zxxk.Com]‎ 小明向所取溶液中加入________溶液，观察到有蓝色沉淀生成［查阅资料了解到该沉淀为Cu(OH)2］。‎ 结论：此溶液是a处溶液。‎ 小红向少量另一种溶液中滴加酚酞溶液，观察到____________________。‎ 结论：此溶液是b处或c处溶液。‎ 为进一步确定该溶液的成分，小红又设计并完成如下实验：‎ 实验步骤 实验现象 结论 为c处溶液，并推知溶液中的离子有______（填离子符号）‎ 则剩余一种为b处溶液。‎ 通过实验，同学们知道了酸碱反应过程中pH的变化和用不同方法确定溶液成分。‎ ‎10. 某化学兴趣小组的同学往氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时，没有看到明显现象。‎ ‎【提出问题】氢氧化钠与盐酸是否发生了化学反应？‎ ‎【查阅资料】酸与碱发生中和反应会放出热量。‎ ‎【实验设计】甲、乙、丙三位同学分别设计了如下实验方案，请你帮他们完成实验报告。‎ 同学 实验操作 现象 结论 甲 溶液由红色变成___________‎ 氢氧化钠与盐酸发生了化学反应，反应的化学方程式为___________‎ 乙 U型玻璃管中　 　边的红墨水液面下降（所加稀盐酸的体积忽略不计）‎ 氢氧化钠与盐酸发生了化学反应 丙 用　 　测定氢氧化钠溶液的pH，向其中滴加足量稀盐酸，再测定溶液的pH 最后溶液的pH　 （填“≥7”、“≤7”、“不变”）‎ 氢氧化钠与盐酸发生了化学反应 ‎【评价反思】你认为实验设计方案不合理的同学是　 　，理由是　 　。‎ ‎11. 为从定量角度认识中和反应，小明同学自行设计并进行了下面实验：‎ ‎①在小烧杯中倒入8％的氢氧化钠溶液10g，滴入2滴酚酞试剂后，溶液呈红色；‎ ‎②另取10％的稀盐酸逐滴滴加到氢氧化钠溶液中，边滴边振荡，随盐酸滴入，溶液颜色逐渐变浅；‎ ‎③在溶液红色消失瞬间，停止实验。‎ 若停止实验时，两溶液恰好反应。请分析小明实验后回答：‎ ‎（1）实验中酚酞试剂的作用是__________________________；‎ ‎（2）计算出这时共用去稀盐酸的质量是多少?（精确到0.1）‎ ‎1. B 解析：水呈中性，pH为7，氢氧化钠溶液加水稀释后其碱性减弱，但无论如何稀释，溶液仍然为氢氧化钠溶液，溶液仍显碱性，只不过碱性减弱了，所以稀释后溶液的pH在7~10之间。对碱性溶液加水稀释后其pH减小，但不会等于7，更不会小于7；对酸性溶液，加水稀释后其pH变大，但不会等于7，更不会大于7；中性溶液无论如何稀释其pH不变。‎ ‎2. B 解析：酸和碱反应生成盐和水，所以废水中含有较多的盐酸，排放前应加入碱溶液将废水调至中性，只有B是碱。‎ ‎3. B 解析：A.由图①可知，反应物是两种，生成物是一种，该反应属于化合反应。故A说法正确；‎ B. 由图①可知，反应物是两种单质，生成物是一种化合物，单质里元素的化合价为零，化合物里元素的化合价不为零，所以元素从单质转移到化合物中，元素的化合价一定发生了改变。故B说法错误；‎ C. 由图②微粒的变化可知，酸碱中和反应的实质是H＋和OH－反应生成了H2O。故C说法正确；‎ D. 由图①、图②微粒的变化可知，化学变化前后原子的种类、数目都不会发生变化。故D说法正确。‎ ‎4. D 解析：A. NaOH固体有腐蚀性易潮解，应在小烧杯中称量，故A错误； ‎ B. 给试管中液体加热时，体积不能超过试管的，向30mL试管中加18mL蒸馏水，超过，故B错误；‎ C. pH试纸只能精确到整数，无法测出pH为3.52，且使用前不能润湿，故C错误；‎ D. 量筒精确到0.1，可量取NaCl溶液，体积为9.2 mL，故D正确。[来源:学&科&网]‎ ‎5. D 解析：由图可知：图象起点pH＜7，图象终点pH＞7，说明是酸性物质与碱性物质发生反应。‎ ‎6. C 解析：向试剂①中加入试剂②后，溶液显红色，说明试剂①可能是氢氧化钠溶液或稀盐酸，试剂②可能分别是酚酞溶液或石蕊溶液，结合最后加入试剂③后溶液显无色可以确定，试剂①是氢氧化钠溶液，试剂②是酚酞溶液，试剂③是稀盐酸。‎ ‎7.（1）10 （2）红 无 （3）NaCl和HCl（或氯化钠和氯化氢）‎ 解析：（1）pH＝7时，氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应，由表格数据可知，此时消耗的氢氧化钠溶液的体积为10ml。‎ ‎（2）无色酚酞遇碱性溶液变红色，遇酸性和中性溶液不变色；当加入稀盐酸的体积为3mL时，烧杯中溶液的pH大于7，溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红；当加入稀盐酸的体积为14mL时，烧杯中溶液的pH小于7，溶液显酸性，无色酚酞溶液不变色。‎ ‎（3）当pH＝2.1时，稀盐酸过量，这时溶液中的溶质既有生成的氯化钠，又有未反应的盐酸。‎ ‎8.（1）pH试纸不应该润湿 （2）食盐水溶液显中性，用水稀释后pH不变，与实际相符；盐酸稀释后，氢离子浓度变小，pH比实际的大；氢氧化钠溶液稀释后，氢氧根离子浓度变小，pH值比实际的小。‎ 解析：在测量pH值过程中，如果溶液被稀释了，那么测定的结果就不准确了。此时，如果待测的是酸性溶液，那么测定的结果就会偏大；如果待测的是碱性溶液，那么测定的结果就会偏小。中性的测定结果没有影响。所以，在使用pH试纸测定的溶液酸碱度时，一定要保证测定用品都是干燥的才可以。否则，就会产生误差。‎ ‎9.（1）氢氧化钠溶液　2NaOH＋H2SO4＝Na2SO4＋2H2O ‎（2）CuSO4（或CuCl2或Cu（NO3）2）　溶液呈无色（或酚酞不变色）‎ 取少量该溶液，向其中滴加石蕊溶液（或金属或碳酸钙）‎ 溶液变红色（或有气体生成）‎ Na＋、H＋、SO42－[来源:1ZXXK]‎ ‎（合理即可）‎ 解析：（1）从图象可知，图象起点的pH＞7，说明M溶液是NaOH溶液，加入的N是稀硫酸；NaOH与H2SO4反应生成Na2SO4和H2O。（2）从图象可知，a处溶液NaOH有剩余；b处溶液二者恰好完全反应，pH＝7；c处溶液稀硫酸有剩余；与NaOH反应产生蓝色沉淀[Cu（OH）2]的是可溶性铜盐，即CuSO4或CuCl2或Cu（NO3）2；无色酚酞溶液遇到中性和酸性溶液都不变色；证明是c处溶液，只要证明c处溶液中含有稀硫酸即可，可用石蕊溶液遇酸变红或活泼金属与酸反应产生气体或碳酸盐与酸反应产生气体等，c处溶液中溶质是H2SO4和Na2SO4，溶液中的离子是Na＋、H＋、SO42－。‎ ‎10. 【实验设计】甲：无色；HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O；乙：左；丙：pH试纸；≤7；【评价反思】乙；氢氧化钠固体溶于水也会放出热量。‎ 解析：【实验设计】酚酞试液遇到碱溶液变红，遇到中性溶液或酸性溶液不变色，所以向氢氧化钠中滴加盐酸时，当氢氧化钠反应完了，溶液就会变为无色；反应物是氢氧化钠和盐酸，生成物是氯化钠和水，所以方程式是：HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O；‎ 氢氧化钠固体溶于水会放出大量的热，氢氧化钠与盐酸反应也能放出热量，会导致瓶内温度升高，由于热胀冷缩，所以U型玻璃管中液面左侧下降右侧上升；‎ 测定溶液的pH最简单的方法是使用pH试纸；中性溶液或酸性溶液都不能使酚酞试液变色所以最后所得溶液的pH值可能小于7，也可能等于7；‎ ‎【评价反思】由于氢氧化钠固体溶于水会放出热量，到底热量是氢氧化钠与盐酸反应放出的，还是氢氧化钠固体溶于水放出的，无法判断，所以乙同学的实验现象不能说明氢氧化钠与盐酸发生了反应。‎ ‎11.（1）判断反应是否发生及进行的程度；（2）7.3g 解析：因为氢氧化钠和盐酸反应没有现象，故加入酚酞可以判断反应是否发生以及反应进行的程度。具体计算过程为：‎ 解：设用去稀盐酸的质量为x。‎ HCl＋NaOH ＝NaCl＋H2O ‎36.5 40‎ ‎10%x 10g×8%＝0.8g x＝7.3g 答：共用去稀盐酸的质量是7.3g。‎