实验活动6 酸、碱的化学性
看穿实验现象背后的离子变化,搞懂酸碱反应为什么这样发生
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实验活动6 酸、碱的化学性
看穿实验现象背后的离子变化,搞懂酸碱反应为什么这样发生
通过现象分析物质性质
刚才的实验台上一片热闹:紫色石蕊变红了、镁条表面冒气泡了、两杯溶液混合后发烫了……这些'看到了什么'和'说明它有什么本事'之间,到底是怎么连起来的?
侦探靠现场线索推断动机;一条线索可能是巧合,多条线索吻合才是真相
安全规范地进行酸碱实验操
上一节我们看到了酸碱反应的现象——颜色变化、气体冒出、放热。但'看别人做'和自己上手是两回事——实验台上的试剂不认人。今天要亲手操作了,安全规矩必须先立起来。
把少量浓的慢慢倒进大量稀的,散热均匀;反过来浓液会飞溅
酸碱指示剂
做酸碱实验撕一条紫色石蕊试纸蘸一下,纸就变红——一张小纸片凭什么能'读出'酸碱性?这要从一类会变色的特殊物质说起。
花瓣里花青素遇酸呈红、遇碱呈蓝;指示剂变色本质相同,均为分子结构对H⁺/OH⁻的响应
酸的化学性质
上页我们用指示剂「认出」了酸——变红的就是酸。但这只能算「身份证」,酸的真正本事来自水里电离出的 H⁺。下面看 H⁺ 都能做什么。
H⁺ 是酸里的主角:遇金属送氢气,遇碱或氧化物送水,遇某些盐就换一种酸送出来
碱的化学性质
上一节我们讲过酸的化学性质,关键在H⁺。碱呢?同样,碱溶液里也藏着一位「主角」——OH⁻,它的存在决定了碱的通性。
公司不同,但派送的都是OH⁻这件包裹,所以化学性质相似
酸与指示剂的作用
上一节我们认识了酸碱指示剂——它们是「会变色的物质」。但酸遇到指示剂到底发生了什么?现象背后藏着什么原理?我们聚焦两组最经典的反应来看。
探测器把看不见的金属变成声音信号;指示剂把看不见的H⁺变成颜色信号
碱与指示剂的作用
上一节我们看到酸遇指示剂会变红,那碱遇指示剂会怎样?颜色变化是不是刚好相反?背后真正起作用的又是哪种粒子?
温度计把无形的温度变成可见的水银柱高度,指示剂把无形的H⁺或OH⁻浓度变成肉眼可见的颜色
酸除锈作用
实验台上,给带铁锈的铁片滴加稀盐酸,棕红色锈层逐渐变薄;这正是酸的又一类化学性质。接下来沿着“锈是什么—酸怎样转化—怎样控制使用”理解除锈。
水垢与酸生成可溶性钙盐,铁锈与酸生成可溶性铁盐;都要控时并及时冲洗。
酸与碱反应生成盐和水
前面学过盐酸能溶解铁锈(Fe₂O₃),生成氯化铁和水——其实金属氧化物和酸的反应,和酸碱反应有共通之处:都生成水。本页来看酸与碱之间发生了什么。
H⁺ 像凸块,OH⁻ 像凹块,两者精确互补、扣合成水分子
碱与金属盐溶液的复分解反
上页讲到碱遇酸会生成盐和水——中和反应。如果把酸换成金属盐溶液呢?往硫酸铜里倒氢氧化钠,立刻有蓝色絮状物从杯底升起——这就是碱与盐的复分解反应。
两对各出一人换伴——阳离子换阴离子,阴离子换阳离子
氢氧化钙的化学性质
上一页我们总结了碱的通性:能与酸、指示剂、某些盐反应。现在聚焦一种特殊的碱——澄清石灰水(氢氧化钙溶液)。它溶解度小,却有个招牌动作:遇到二氧化碳立刻变浑浊。
空气正常时保持澄清,CO₂一来立刻浑浊报警,且只对CO₂敏感
酸和碱的腐蚀性及安全性
上一页我们看到酸能除锈、碱能中和——反应越剧烈,'脾气'就越暴烈。实验室里为什么必须戴护目镜?先从腐蚀的化学本质说起。
水浮在酸上被瞬时汽化,连带酸液炸出,操作原理完全相同
本节要点
- ✓酸使石蕊变红,碱使石蕊变蓝——指示剂判别酸碱
- ✓酸的通性:与活泼金属、金属氧化物、碱、盐均能反应
- ✓碱的通性:与非金属氧化物反应,与酸中和生成盐和水
- ✓中和反应本质:H⁺与OH⁻结合成水,复分解典型代表
- ✓浓酸浓碱强腐蚀性,安全稀释与防护是操作底线
课后思考
先自己思考两分钟,再对照参考答案找差距。
参考答案空气中的CO₂溶入石灰水,发生反应:CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O。白膜即不溶于水的碳酸钙,说明碱能与某些非金属氧化物反应。
参考答案2HCl + CaCO₃ = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。生成物是水、可溶性盐和气体,使水垢不断从壶壁上溶解剥离,这正是复分解反应的应用。
参考答案通常不能。硝酸有强氧化性,与金属反应一般不生成H₂,而是生成水、氮的氧化物等。这说明'金属+酸→盐+H₂'的规律有适用边界。