专题04物质的酸碱性和酸碱度（精讲篇）2020年浙教版科学中考化学专题核心知识突破和典例剖析

2020年浙教版科学中考化学专题核心知识突破和典例剖析第4讲物质的酸碱性及酸碱度（精讲篇）一、从物质的电离理解溶液的导电性如下图1所示，如果在水中加入盐，会发现盐能溶解，但盐并没有消失，而是溶解在水中，闭合开关，发现灯泡发光；如果将盐换成酒精，却不能使灯泡发光。产生这种差异的原因是什么呢？▲图1 ▲图21、电离：物质在___________中或________状态下，自身解离成自由移动的离子的过程。图2表示的氯化钠在水中的溶解和电离的过程。2、溶液导电的原因：溶液中存在______________的离子。3、表示电离的方法：电离方程式例如：NaCl——解读：（1）电离不是电解，不需要通电；（2）有些物质溶解在水中可能会电离，如氯化钠、硝酸钾等，这些物质的溶液就能导电；有些不能电离，如蔗糖、酒精等溶解在水中不能电离，这些物质的溶液不能导电。（3）书写电离方程式，不需要条件，但要配平，使质量守恒，且正负电荷的总数相等，原子团不能拆开写。例题1（2019•西湖区模拟改编）下列电离方程式正确的是（）A．CaCl2=Ca2++Cl2 B．Na2SO4=2Na++SO42C．Ba(OH)2═Ba2++(OH)2— D．Na2CO3=2Na++C4++3O2【答案】B【解析】A．错误，电离出的两个氯离子应该将系数写在前面，正确的电离方程式为：CaCl2=Ca2++2Cl ；B．正确；C．错误，电离出的氢氧根离子应该将系数写在前面，正确的电离方程式为：Ba(OH)2═Ba2++2OH—；D．错误，原子团不能拆开写，正确的电离方程式为：Na2CO3=2Na++CO32变式训练1（2015•富阳区一模节选改编）小李同学查阅资料了解到化合物根据导电性的不同，可分为电解质和非电解质两大类。其中在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物叫做电解质，在水溶液里或熔化状态下都不能导电的化合物叫做非电解质。于是他以食盐、硝酸钾、蔗糖、氢氧化钠和硫酸铜为材料，按下图所示的装置进行实验，实验结果记录如下表：（1）由此实验可知，上述物质中属于非电解质的是____________。（2）请写出硫酸铜在水中的电离方程式：____________________________。（3）老师告诉小李同学，用上述装置实验，电解质溶液在导电的同时，在电极a、电极b上都会有新的物质生成。据此判断，电极上发生的变化属于_________变化。电极a、b应具有的性质是_____________________________________________________________________________。（4）查阅资料得知，电解质能导电，是由于在水溶液里或熔化状态下产生自由移动的离子，这些阴、阳离子在电流的作用下定向移动。如氯化钠在水溶液里会产生能自由移动的Na+和Cl—，当闭合开关后，_______（填离子符号）会由b向a方向移动。【答案】（1）蔗糖（2）CuSO4==Cu2++SO42—（3）化学在处于水溶液或熔化状态的物质中能导电（具有导电性）（4）Cl—【解析】（1）根据题意“在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物叫做电解质，在水溶液里或熔化状态下都不能导电的化合物叫做非电解质”可确定蔗糖是非电解质；（2）略，离子方程式为CuSO4==Cu2++SO42—；（3）因为电极上有新物质生成，因此属于化学变化，电极a、b应具有的性质是在处于水溶液或熔化状态的物质中能导电（具有导电性）。（4）科学上规定，正电荷定性移动的方向是电流方向，因此根据电流方向是从a到b推测，带正电荷的钠离子（阳离子）是从a到b，而带负电荷的氯离子（阴离子）是从b到a。二、从电离的概念理解物质的酸碱性（一）酸的定义和酸性物质1、三大强酸的电离方程式：（1）HCl______________；（2）H2SO4______________；（3）HNO3______________。2、酸的定义：酸分子在水溶液中，能电离出H+（阳离子）和酸根离子（阴离子）。我们把在水中电离时，生成的阳离子全部都是_______的化合物，叫做酸。因此酸是纯净物。解读：（1）初中阶段，酸均是可溶解于水的，因此均能电离出H+；（2）虽然酸在水中能电离出离子，但酸是由分子构成的化合物，而不是离子构成的；（3）从定义上看，酸可以看出是由氢离子和酸根离子组成，且H+的个数与酸根离子所带的负电荷总数是相等的；（4）判断物质是否是酸的重要依据是：在溶液中，阳离子只有氢离子（H+）。3、酸根离子：是酸的____离子，读作“某酸根离子”。（1）有的酸根含有氧元素，属于含有酸根，常见的有：①SO42读作：______________；②NO3读作：______________。（2）也有的酸根不含氧元素，属于不含氧酸根，如Cl读作：_________或_____________；【思维训练】高锰酸钾（KMnO4）受热制取氧气时，会产生锰酸钾（K2MnO4），试写出相应的符号：（1）高锰酸钾（KMnO4）的酸根离子是___________，是___________的酸根；（2）锰酸钾（K2MnO4）的酸根离子是___________，是___________的酸根。4、酸的共性——酸性因为酸在水中电离时生成的阳离子全部都是______。所以，酸具有共同的性质（即酸性），其实就是_____表现出来的性质。（具体性质的内容后面专题学习）【答案】1、H＋+Cl－；（2）2H＋+SO42－；（3）H＋+NO3－ 2、H+；3、阴（1）硫酸根离子硝酸根离子（2）盐酸根离子氯离子【思维训练】（1）MnO4－HMnO4（2）MnO42－H2MnO44、H＋H＋例题2某可溶性强酸的化学式为HmX，它溶于水时电离方程式正确的是（）A．HmX==H+m+Xm B．HmX==Hm++XmC．HmX==mH++Xm D．HmX==mH++Xm【答案】D【解析】HmX中H的化合价是+1价，故X的化合价是m价，对应的离子是Xm，因此其电离的方程式正确的是：HmX==mH++Xm。变式训练2下列各组离子中，均是由酸电离产生的是()A．H＋、Cl－、NO3 B．H＋、K＋、SO42－ C．Cu2＋、SO42－ D．Na＋、OH－【答案】A【解析】判断物质是否是酸的重要依据是：在溶液中，阳离子只有氢离子（H+），因此只有A选项符合题意。5、酸性物质与酸（1）酸性物质：只要物质的溶液中含有H+，就一定显酸性，是酸性物质。（2）常见的酸性物质：食醋（含有醋酸，也叫乙酸）、盐酸、硫酸和硝酸，还有番茄汁、苹果汁、柠檬汁（含有柠檬酸）、橘子汁等。解读：①酸一定显酸性，属于酸性物质，但显酸性的物质，不一定是酸。例如：NaHSO4==___________________（电离方程式），显酸性，但因为其水溶液中____________________，故不是酸，而是盐类。其他盐的溶液显酸性的还有NH4Cl和CuSO4溶液等。②具有酸味的物质，一般都是酸性物质，但酸性物质不一定都具有酸味。③根据酸的定义，酸是化合物，也就是纯净物，但盐酸是HCl的水溶液，是混合物，因此不是酸；部分初中课本中说“盐酸常见的酸”，这种说法是不规范的，其中HCl才是酸，盐酸是酸的溶液（可以说是酸性物质），HCl在水溶液中电离出H+，才显示出酸性。硫酸和硝酸可以认为是纯净物。④柠檬酸固体不显酸性，是因为它没有电离出氢离子，如果将其溶解，则显酸性。⑤常见的弱酸是醋酸（CH3COOH），其水溶液显酸性的原因是CH3COOH==CH3COO+H+。CH3COO是醋酸根离子。【答案】①Na++H++SO42电离出的阳离子不只是氢离子例题3下列说法不正确的是（）A．在水中能电离出氢离子的化合物叫做酸 B．酸电离产生的阴离子叫做这种酸的酸根离子C．能电离出氢离子的化合物不一定是酸 D．酸溶液具有导电性，但溶液不显电性【答案】A【解析】酸是指电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物，因此必须是在水中电离出的阳离子只有氢离子；酸溶液具有导电性，但溶液中阳离子正电荷数与阴离子所带负电荷总数相等，因此溶液不显电性。变式训练3（2014•嘉兴）人们对事物的认识常需经历一个不断修正和完善的过程，如对酸的认识就是如此。下列各项是不同时期对酸的认识，其中与我们现在所学酸的定义最相近的是（）A．有酸味的物质 B．只有氢才是酸不可缺少的元素C．一切酸中都含有氧 D．与碱作用时失去原有性质的物质【答案】B【解析】酸是指电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物，因此氢元素是酸不可缺少的物质；有酸味的物质可能是酸性物质，不一定是酸；硫酸和硝酸、醋酸等含氧酸中都含有氧，而HCl中不含氧元素；与碱作用时失去原有性质的物质有很多类别，如二氧化碳（非金属氧化物），也不一定是酸。（二）碱的定义和碱性物质1、常见可溶性碱的电离：（1）NaOH；（2）Ca(OH)22、碱的定义：电离时产生的____离子全部都是________的化合物，叫做碱。碱的共性就是______的性质——碱性。3、常见的碱（化学式）（1）氢氧化钠：_____________（烧碱、火碱、苛性钠）；（2）氢氧化钙：___________（熟石灰、消石灰），其水溶液叫________，常用来检验_______气体。检验原理：_______________________________（化学方程式）。（3）NH3溶于水中形成的溶液叫氨水（混合物），其中的溶质是一水合氨（NH3·H2O），是一种弱碱。氨水显碱性的原因是：①首先，氨气遇水反应生成NH3·H2O：_______________________；②之后，NH3·H2O电离出OH—：________________________________。（4）其他常见可溶性碱有——氢氧化钡：_______________；氢氧化钾：_______________。【答案】1、Na＋+OH－ （2）Ca2＋+2OH－；2、阴OHOH3、（1）NaOH（2）Ca(OH)2石灰水二氧化碳CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O（3）NH3+H2O==NH3·H2ONH3·H2O==NH4++OH（4）Ba(OH)2KOH4、碱性物质和碱（1）碱性物质：物质的溶液中只要含有OH—，就显碱性，属于碱性物质。（2）常见的碱性物质：肥皂水、苏打水等。解读：（1）碱溶液一定有碱性，是碱性溶液，但碱性溶液不一定是碱的溶液。常见典型例子就是Na2CO3溶液，显碱性，是碱性溶液，但它不是碱的溶液，而是盐溶液（因为Na2CO3属于盐类）。（2）碱之所以呈碱性，是因为在水溶液中能电离出OH—，如果某种碱[如Fe（OH）3]不能溶解在水中，则不能显示碱性。【总结归纳】酸和碱是物质类别的名称，而酸性和碱性是物质的性质范畴的概念。酸和碱分别显酸性和碱性，但能显酸性和碱性的物质不只是酸和碱。例题4下列关于碱的说法中，正确的是（）A．在水溶液中能电离出氢氧银离子的化合物都属于碱B．常温下将碱与适量水混合并充分搅拌都能显碱性C．碱不一定显碱性，显碱性的物质不一定是碱D．碱电离后所产生的阳离子不可能是氢离子，但一定是金属阳离子【答案】C【解析】碱是指在电离时产生的阴离子全部是OH—的化合物，但在水溶液中能电离出OH—的化合物不一定都属于碱，也可能是盐，故A说法错误；一些碱难溶于水，常温下将这种类型的碱与适量水混合并充分搅拌不一定都能显碱性，故B说法错误；碱不一定显碱性，必须在溶液中能电离出OH—，如难溶性的碱；显碱性的物质不一定是碱，如碳酸钠属于盐，水溶液显碱性，故C说法正确；碱电离后所产生的阳离子不可能是氢离子，但也不一定是金属阳离子，也可能是铵根离子，如一水合氨的电离：NH3·H2O==NH4++OH，故D说法错误。变式训练4（原创综合）关于一些物质的概念的说法中符合科学规定的是（）A．氨气溶于水中溶液显碱性，所以氨气属于碱B．含紫色石蕊的溶液中通入二氧化碳变红，故二氧化碳呈酸性C．氧化物是指含有氧元素的化合物，如NaOH、H2SO4等D．酸和碱中一定都含有氢元素【答案】D【解析】氨气溶于水中溶液显碱性，是因为氨气与水反应生成的一水合氨是一种弱碱，在水溶液（氨水）中显示出碱性，所以不能说是氨气属于碱；含紫色石蕊的溶液中通入二氧化碳变红，是水和二氧化碳反应产生碳酸显酸性，而不是二氧化碳呈酸性；氧化物是指含有两种元素且其中有一种元素是氧元素的化合物；确定酸的标准是阳离子中一定只有氢离子，而碱的标准是阴离子一定只是氢氧根离子，因此酸和碱中一定都含有氢元素。三、酸碱指示剂1、概念：能跟酸性或碱性物质起作用而显示________颜色的物质，叫做酸碱指示剂，简称指示剂。2、常见的酸碱指示剂：紫色石蕊试液和无色酚酞试液。溶液指示剂酸性溶液（如食醋、盐酸溶液等）碱性溶液（如石灰水、氨水等）紫色石蕊试液变红色变_蓝_色酚酞试液不变色（无色）变_红_色蓝色石蕊试液变红色不变色红色石蕊试液不变色变蓝色解读：（1）酸碱指示剂指示的是溶液的酸性和碱性，不能指示物质是酸还是碱；（2）酚酞遇酸性溶液不变色，但是使酚酞不变色的不一定是酸性溶液，也可能是中性溶液。（3）酸碱指示剂遇到酸性或碱性溶液变色是化学变化，是指示剂与氢离子和氢氧根离子发生的反应，颜色发生变化的物质是指示剂，不是酸性或碱性溶液。如石灰水能使酚酞试液变红，我们可以说是酚酞试液遇石灰水变红，但不能说酚酞试液使石灰水变为红色。（4）不溶于水的酸或碱均不能使指示剂变色，常见的有氢氧化铁、氢氧化铜等难溶于水的碱，硅酸（H2SiO3高中阶段将学到）等难溶性酸，它们因为不能溶解而不能电离出氢离子或氢氧根离子，故不能使指示剂变色。（5）酸碱指示剂是从植物的花瓣或果实中提取的汁液，植物的汁液能否做指示剂，关键是看它能否在不同的酸性、碱性溶液中显示不同的颜色。【答案】见红色字体。例题5（2018•江西）下列“水”能使无色酚酞溶液变红的是（）A．氨水 B．汽水 C．冰水 D．糖水【答案】A【解析】氨水是氨气溶于水形成的溶液，呈碱性；汽水是二氧化碳溶于水形成的碳酸溶液，显酸性；冰水和糖水均是中性。变式训练5下列有关现象可以确定某种物质是碱的是()A．滴入无色酚酞试液变红色 B．滴入紫色石蕊试液变蓝色C．电离生成的阴离子只有氢氧根离子 D．水溶液呈碱性【答案】C【解析】滴入无色酚酞试液变红色、滴入紫色石蕊试液变蓝色或水溶液呈碱性，均只能说明该物质的溶液中含有氢氧根离子，是碱性物质，不能确定是碱；确定是“碱”的唯一标准是它在水中电离生成的阴离子只有氢氧根离子。例题6（2019•大埔县模拟）兴趣小组同学分别向下列试剂中滴加自制紫甘蓝汁，现象记录如表：红色蓝色紫色红色蓝色（1）紫甘蓝汁_______（填“能”或“不能”）作酸碱指示剂。（2）草木灰溶液呈_______（填“酸性”、“中性”或“碱性”）。（3）向“蒸馏水中滴加紫甘蓝汁”的目的是_____________________。【答案】（1）能（2）碱性（3）作空白对照（证明不是水使紫甘蓝变色）【解析】（1）紫甘蓝在酸碱性不同的溶液中显示不同的颜色，因此可以作为指示剂；（2）从表格中分析可以看出，紫甘蓝在酸性溶液中呈现红色，在碱性溶液中显蓝色，所以草木灰溶液是形碱性的。（3）因为酸和碱的溶液中有水，向“蒸馏水中滴加紫甘蓝汁”的目的是作空白对照（证明不是水使紫甘蓝变色）。变式训练6（2019•石家庄一模改编）根据如图所示回答问题：（1）甲是硫燃烧的实验。硫在瓶内、外燃烧现象不同，说明燃烧的剧烈程度与________________有关；瓶中水的作用是____________________________。（2）乙是用鲜花自制指示剂的实验。操作Ⅱ的名称是_______，使用酒精而不用水来浸泡鲜花研磨的汁液的原因是________________________________。（3）丙是探究二氧化碳与水反应的实验。X与Y分别是__________________________________________。【答案】（1）氧气的浓度吸收有毒气体防止污染空气（还有冷却的作用）（2）过滤鲜花汁液更易溶解在酒精中（3）X是二氧化碳气体，Y是干燥的含石蕊的滤纸【解析】（1）硫在空气和氧气中的燃烧剧烈程度不同，说明燃烧与氧气的浓度有关；（2）鲜花研磨液经过酒精浸泡溶解后，通过过滤操作可以将不溶物（残渣）除去，得到植物汁液提取液；（3）为了探究二氧化碳与水反应，我们通常用紫色石蕊试液检验其产物是酸，必须验证水不能使紫色石蕊试液变色（第1只试管），再证明二氧化碳不能使其变色（试管2），最后是二氧化碳和水同时存在时（试管3）变色，以此证明。四、溶液酸碱性的强弱程度溶液的酸碱性只是对物质化学性质的一种定性描述，对于都是酸性（或碱性）的溶液，谁的酸性更强，我们需要定量比较，酸碱度就是来反映物质溶液酸碱性强弱的指标。1、酸碱度：溶液_______________________叫做溶液的酸碱度，常用________表示。2、测量：使用pH试纸或者_________。3、pH试纸的使用方法：用_______的玻璃棒蘸取被测试的溶液，滴在pH试纸上，将试纸显示的颜色与______________对照（半分钟内），看与哪种颜色最接近，从而确定被测溶液的pH。4、pH的范围（常温25℃）：0~14之间（1）pH=7，溶液显______性；（2）pH<7，溶液显______性，且pH越小，________________；（3）pH>7，溶液显______性，且pH越大，________________。解读：（1）物质的pH与温度有关，课本中所述的0~14的范围是指在常温下（25℃），当温度为100℃时，水的pH=6，为中性（高中学习）。初中阶段只需考虑0~14的范围；（2）任何溶液中都是既有H+又有OH，只是浓度的相对量不同，pH是溶液中所含的H+浓度或OH的浓度大小的一种表示方法：溶液中H+浓度越大，酸性越强，pH越小，OH的浓度越大，碱性越强，pH越大；当溶液中H+浓度与OH浓度相等时，则溶液的pH=7，呈中性。【答案】1、酸碱性强弱pH 2、pH计3、洁净标准比色卡 4、（1）中（2）酸酸性越强（3）碱碱性越强5、研究溶液酸碱度的重要意义：（1）化工生产中许多反应必须在一定pH的溶液里才能进行：如侯氏制碱法通入二氧化碳前，必须先通入氨气使溶液显碱性，才可以增加二氧化碳的吸收量。（2）农业生产中，农作物一般适宜在pH为7或接近7的弱酸性土壤中生长。（3）测定雨水的pH（因为溶解有CO2气体，正常雨水的pH约为5.6），可以了解空气的污染情况（因为在溶解了SO2或氮氧化物等，使酸雨的pH小于5.6）。（4）测定人体内代谢产生的液体的pH，可以了解人体的健康状况：如人的血液pH值是在7.35~7.45之间。（5）根据不同溶液酸碱度对人体皮肤、头发的影响，正确选择化妆品和洗发液。例题7（2013•宁波）为了维持人体的健康生命活动，人体不同器官内的体液保持不同的酸碱性：体液尿液胃液血液pH4.7～8.40.9～1.57.35～7.45根据表中数据可知，在正常情况下（）A．人体的尿液一定呈酸性 B．人体的血液一定呈碱性C．人体的胃液能使紫色石蕊试液变蓝色 D．pH试纸可精确测得以上体液的pH【答案】B【解析】人体的尿液可能呈酸性，也可能呈碱性，A选项说法错误；人体的血液pH都大于7，一定呈碱性，B选项说法正确；人体的胃液呈酸性，能使紫色石蕊试液变红色，C选项说法错误；pH试纸只能粗略测得液体pH，不能精确到0.1，D选项说法错误。变式训练7（2019•营口）每种植物都有适宜自己生长的酸碱性环境。下表为四种作物适宜生长的pH范围：作物水稻茶树玉米马铃薯pH6.0～7.05.0～5.57.0～8.04.8～5.5某土壤浸出液能使紫色石蕊溶液变蓝色，该土壤适宜种植的作物是（）A．水稻 B．茶树 C．马铃薯 D．玉米【答案】D【解析】土壤浸出的液体能使石蕊溶液显蓝色，说明土壤显碱性，水稻、茶树、马铃薯等适合在显酸性的土壤中生长，玉米适合在显碱性的土壤中生长，该