2018中考化学总复习中和反应 溶液的pH专题突破

2018中考化学总复习中和反应 溶液的pH专题突破

‎2019中考化学总复习《中和反应 溶液的pH》专题突破 ‎【考纲要求】‎ ‎1.掌握酸碱之间的中和反应，了解中和反应在实际中的应用。 2.知道pH与溶液酸碱性的关系，会用pH试纸检验溶液的酸碱性。‎ ‎【知识网络】‎ ‎ 酸 + 碱 →盐 + 水 ‎ HCl+NaOH=NaCl+H2O 中和反应 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O ‎3HCl+Al(OH)3=AlCl3+3H2O H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O H2SO4+Cu(OH)2=CuSO4+2H2O pH<7 为酸性溶液，pH值越小，酸性越强 表示方法 pH=7 为中性溶液 酸碱度 pH>7 为碱性溶液，pH值越大，碱性越强 ‎ 测定方法：用玻璃棒蘸待测液滴在pH试纸上，变色后迅速与标准比色卡比较，读数 ‎【考点梳理】‎ 考点一、溶液酸碱度的表示方法—pH ‎1.pH的取值范围：0～14。 （1）pH<7时，溶液显酸性，pH越小，酸性越强。 （2）pH>7时，溶液显碱性，pH越大，碱性越强。 （3）pH=7时，溶液显中性。‎ ‎2.测定溶液pH的方法：用玻璃棒蘸取待测溶液滴在pH试纸上，将试纸显示的颜色与标准比色卡对照便可知道待测溶液的pH值。 【要点诠释】‎ ‎1.溶液的稀释与溶液pH的关系： （1）酸性溶液pH小于7。向溶液中加入水，溶液的溶质质量分数减小，酸性减弱，溶液的pH增大，但不会增大到7（酸性溶液加水还是酸，不会变成中性，所以pH不会增大到7）。 （2）碱性溶液pH大于7。向溶液中加入水，溶液的溶质质量分数减小，碱性减弱，溶液的pH减小，但不会减小到7（碱性溶液加水还是碱，不会变成中性，所以pH不会减小到7）。2.测定溶液pH应注意的事项：‎ ‎（1）不能直接将pH试纸浸入待测溶液中，否则会污染待测溶液。‎ ‎（2）不能先用水将pH试纸润湿，否则待测溶液被稀释，测得的pH就不准确了。‎ ‎（3）用pH试纸测定溶液的pH比较粗略，一般读数为整数。‎ ‎（4）检验气体的酸碱性，可将试纸润湿后再使用。‎ ‎3.正确区别酸碱性和酸碱度：酸碱性指溶液的酸性或碱性，可以用指示剂（石蕊或酚酞试液）来区别。酸碱度指溶液酸、碱性强弱的程度，可以用pH试纸来测定。‎ ‎4.测定雨水的pH能了解空气的污染程度（酸雨的pH值小于5.6）。 考点二、中和反应 ‎1.概念：酸与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Ｈ+和碱溶液中的ＯＨ－结合生成了中性的水。表达式为：H+ + OH－＝H2O。 3.现象：有些中和反应进行时有明显的现象，生成的盐以沉淀的形式析出；有些中和反应没有明显的实验现象，所以要判断中和反应是否发生或是否恰好完全反应需要借助酸碱指示剂。 4.应用：中和反应原理常用于医药、改变土壤的酸碱性、处理工厂的废水等。‎ ‎（1）‎ 服用某些碱性药物，可中和过多的胃酸；涂抹一些含碱性的物质（如氨水）的药水，可减轻蚊虫叮咬后所产生的痛痒感，但注意选择碱性物质时要选择弱碱，以防碱性物质腐蚀皮肤。‎ ‎（2）利用中和反应改良土壤的酸性，处理工厂里酸性的废水，通常用熟石灰而不用氢氧化钠或其他的碱，是因为熟石灰价廉易得、易存放和易运输。‎ ‎（3）利用中和反应治疗胃酸过多，常用氢氧化铝或氢氧化镁而不用氢氧化钠和氢氧化钙，这是因为氢氧化钠、氢氧化钙的碱性过强，会对食道和胃产生伤害。‎ ‎【要点诠释】 1.向滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时，一定要用滴管慢慢滴入稀盐酸，并不断搅拌溶液，直到溶液颜色恰好变成无色为止，否则容易使稀盐酸过量。从指示剂的变色情况分析，当红色恰好变为无色时，溶液由碱性变为中性，因此，可以利用中和反应改变溶液的酸碱性。 2.中和反应一定生成盐和水，但有盐和水生成的反应不一定是中和反应，如CuO+H2SO4=CuSO4+H2O就不是中和反应；中和反应特指酸与碱的反应，但它仍属四种基本反应类型中的复分解反应。 ‎ ‎【典型例题】‎ 类型一、考查溶液酸碱度的表示方法—pH ‎1.下列数轴表示正确的是（　　）‎ A． B．‎ C． D．【思路点拨】根据掌握的知识，结合题图信息进行分析解答。氧气和二氧化碳的密度比空气大，氢气的密度比空气小；纯碱溶液呈碱性，pH大于7，食盐溶液呈中性，pH等于7，食醋呈酸性，pH小于7；根据化合价规则即可求得化合物中某元素的化合价；根据化学式可以求得物质的相对分子质量。‎ ‎【答案】C ‎【解析】氧气和二氧化碳的密度比空气大，氢气的密度比空气小，故A排列错误。纯碱溶液呈碱性，pH大于7，食盐溶液呈中性，pH等于7，食醋呈酸性，pH小于7，故B错误。设氨气中氮元素的化合价为x，则有：x+（+1）×3=0，x=-3；氮气为单质，单质中氮元素的化合价为0；设二氧化氮中氮元素的化合价为y，则有y+（-2）×2=0，y=+4；设硝酸中氮元素的化合价z，则有：（+1）+z+（-2）×3=0，z=+5，排列正确，故C正确。CH4的相对分子质量为：12+1×4=16，CO的相对分子质量为：12+16=28，C2H2的相对分子质量为：12×2+1×2=26，CO2的相对分子质量为：12+16×2=44，故D错误。‎ ‎【总结升华】用pH试纸检测溶液的pH，不能先用蒸馏水将pH试纸润湿，再向试纸上滴待测溶液。如果将试纸用蒸馏水润湿，则溶液就被稀释了，所测得的pH就不准确了。碱性溶液中一定含有OH－，但不一定是碱的溶液，如纯碱（Na2CO3）溶液显碱性，其溶液pH大于7，但纯碱不是碱，属于盐；酸性溶液中一定含有H+，但不一定是酸的溶液，如硫酸铵{(NH4)2SO4}溶液显酸性，其溶液pH小于7，但硫酸铵不是酸，属于盐。‎ ‎2.自来水消毒过程中常会发生甲、乙两个化学反应．其反应的微观过程可用图表示： 下列说法正确的是（　　）‎ A．物质a、d都是氧化物 B．气体b不能用排水法收集 ‎ C．物质c的溶液pH 大于7 D．气体e具有可燃性 ‎【思路点拨】首先根据氧原子、氢原子和氯原子的模型判断出A、B、C、D、E各表示什么分子，然后再根据D物质中所含的元素来判断是否属于氧化物；根据C物质的化学式来判断它属于酸碱盐中的哪一种，进而判断溶液的酸碱性。‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据氧原子、氢原子和氯原子的模型判断出：a是水分子（H2O）；b是氯分子（Cl2）；c是氯化氢分子（HCl）；d是次氯酸分子（HClO）；e是氧分子（O2）。据此分析下列各选项： A．物质d即次氯酸（HClO），不是氧化物，而是酸，故A错误； B．由图可知，气体b为氯气，氯气能与水反应，故不能用排水法收集，故B正确； C．物质c易溶于水，其水溶液是盐酸，溶液pH小于7，故C错误； D．由于E物质为氧气，具有助燃性，但无可燃性，故D错误。‎ ‎【总结升华】此题属于图示题，解答时一定要弄清各原子或各分子所表示的意义，并能把微观粒子与宏观物质很好的联系起来，才能根据微观粒子来推测物质的种类和性质。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】家庭生活中一些常见物质的pH如下：‎ 物质 食醋 牛奶 食盐水 牙膏 肥皂水 pH ‎2～3‎ ‎6～7‎ ‎7‎ ‎8～9‎ ‎9～10‎ ‎ 当我们被蚊虫叮咬后，蚊虫能在人的皮肤内分泌蚁酸（具有酸的性质），从而使皮肤肿痛，要减轻痛痒，应在叮咬处涂抹下列物质中的（　　）‎ A．食醋 B．牛奶 C．食盐水 D．牙膏或肥皂水 ‎【答案】D ‎【变式2】“农夫山泉饮用天然水”的某广告中有如图所示画面（情景说明：两玻璃杯中，一杯盛的是自来水，一杯盛的是农夫山泉饮用天然水；甲杯中的试纸显淡橘黄色，乙杯中的试纸显淡绿色；画面伴随的广告语：“弱碱性的水对人体健康有利”）。回答问题：‎ ‎（1）________（填“甲”或“乙”）杯中盛放的是农夫山泉饮用天然水。‎ ‎（2）农夫山泉饮用天然水的pH为7.3，用pH试纸能测出这个数值吗？________（填“能”或“不能”）。‎ ‎（3）图示测定pH的方法中错误的是________ ，正确操作为________ 。‎ ‎【答案】（1）乙 （2）不能 ‎ ‎（3）直接将pH试纸放入玻璃杯的水样中 用玻璃棒蘸取待测水滴在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照 ‎【解析】（1）农夫山泉饮用天然水的pH为7.3，显弱碱性，试纸在这样的水中显淡绿色。（2）pH试纸上的比色卡是用不同颜色将溶液的pH粗略地分为0～14级，故不可能用颜色标出小数点的数值。‎ 类型二、考查中和反应及其应用 ‎3.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图。图中所加试剂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 ‎【思路点拨】中和反应是指酸和碱作用生成盐和水的反应；酸能使紫色石蕊试液变红，无色酚酞试液遇到酸不变色；碱能使无色酚酞试液变红。‎ ‎【答案】C 【解析】通过分析实验过程图可看出，试剂①遇到试剂②溶液变为红色，再滴入试剂③后，溶液又变为无色，对照所给选项，C选项符合题意，因为酚酞遇到呈碱性的氢氧化钠溶液会变红色，再滴入盐酸后，氢氧化钠溶液与盐酸反应，生成中性的氯化钠溶液，溶液又变为无色。‎ ‎【总结升华】掌握中和反应的特征（反应物是酸和碱，生成物是盐和水）及酸碱指示剂的变色原理是正确解答此类题的关键。‎ ‎4.实验小组探究盐酸和氢氧化钠反应过程中溶液pH的变化规律，得到如图所示曲线。下列有关该实验事实的说法正确的是（　　） ‎ A．该实验是将氢氧化钠溶液滴入盐酸中 B．B点表示盐酸和氢氧化钠恰好完全反应 C．A点时的溶液能使酚酞试液变红 D．C点时，溶液中的溶质只有氯化钠 ‎【思路点拨】氢氧化钠溶液呈碱性，其pH大于7；盐酸呈酸性，其pH小于7。氢氧化钠溶液和盐酸可以发生中和反应，恰好完全反应时其pH等于7，氢氧化钠过量时溶液显碱性，盐酸过量时溶液显酸性。‎ ‎【答案】BC ‎【解析】根据图象可以看出，开始时溶液的pH大于7，溶液呈碱性，故是向氢氧化钠溶液中加入稀盐酸，故A错误。B点对应的pH等于7，表明氢氧化钠和盐酸恰好完全反应，故B正确。从图象可以看出，A点溶液呈碱性，酚酞试液在碱性溶液中显红色，故C正确。C点的pH小于7，说明酸还没有完全反应，故溶液中含有氯化氢溶质，故D错误。‎ ‎【总结升华】本题以图象的形式考查了酸碱中和反应过程中溶液pH的变化，答题时要抓住曲线变化的趋势和关键点的意义。向氢氧化钠溶液中加入稀盐酸，氢氧化钠和盐酸发生了中和反应，随着盐酸的不断加入，氢氧化钠不断减少，pH下降；当pH等于7时，它们恰好完全反应，溶液中溶质只有氯化钠；继续加入盐酸，溶液呈酸性，pH小于7，这时溶液中的溶质既有生成的氯化钠，又有未反应的氯化氢。‎ ‎5.下列叙述与对应的示意图表示正确的是（　　）‎ A．水的电解 B．向稀盐酸中滴加过量的氢氧化钠溶液 ‎ ‎ C．加热一定质量的高锰酸钾制氧气 D．等质量的锌、铁分别与足量等溶质质量分数的稀硫酸反应 ‎【思路点拨】根据已有的知识结合图示进行分析，电解水时生成的氢气和氧气的质量比是1：8；盐酸的pH小于7，氢氧化钠溶液的pH大于7；高锰酸钾能分解生成氧气，高锰酸钾的质量一定，则生成氧气的质量一定；等质量的锌和铁与足量的稀硫酸反应，锌反应的速率大，生成的氢气少。‎ ‎【答案】D ‎【解析】A．电解水时生成的氢气和氧气的质量比是1：8，不是2：1，故A错误； B．盐酸的pH小于7，氢氧化钠溶液的pH大于7，向稀盐酸中滴加过量的氢氧化钠溶液，开始时溶液的pH应该是小于7，不是大于7，故B错误； C．加热一定质量的高锰酸钾制氧气，当高锰酸钾完全分解，生成氧气的质量不再改变，故C错误； D．等质量的锌和铁与足量的硫酸反应，锌反应的速率大，在坐标中斜线陡，铁的反应速率小，在坐标中的斜线缓，锌反应生成氢气的质量小于铁生成的氢气的质量，故D正确。 【总结升华】本题是化学反应与图象的结合题，解题的关键是能正确的分析各个反应的过程，并结合图象分析问题。熟记金属与酸反应的速率和质量关系，对于提高此类选择题的解题速度有很大的帮助。‎ ‎6.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℃）。 测定某NaOH溶液的pH，pH 大于7（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 将一定量的稀H2SO4加入该NaOH溶液中，混合均匀后测定其pH，pH 小于7。 结论：稀H2SO4与NaOH溶液发生了化学反应，并且 稀H2SO4过量。 （2）方案二：向滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液中加入足量的稀硫酸，溶液 。（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。‎ ‎【思路点拨】本题考查了酸碱中和反应，可以依据题中信息和掌握的相关知识进行分析解答。氢氧化钠溶液呈碱性，其pH大于7，能使酚酞试液变红；硫酸呈酸性，其pH小于7，不能使酚酞试液变色；氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，该反应为放热反应。‎ ‎【答案】（1）大于 稀H2SO4 （2）由红色变为无色 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O ‎ ‎ （3） 混合前后溶液的酸碱性是否发生了变化 （4）放热 三 ‎【解析】（1）氢氧化钠溶液呈碱性，其pH大于7；硫酸呈酸性，其pH小于7。 （2）由图示可以看出，此实验是向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中加入足量的稀硫酸，氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，根据酚酞在酸碱溶液中的颜色变化，知溶液由红色变为无色。 （3）无论是测溶液的pH，还是酚酞颜色的变化，都与溶液的酸碱性变化有关，所以本题答案为：混合前后溶液的酸碱性是否发生了变化。 （4）中和反应为放热反应，可以通过测定反应前后溶液的温度变化来进行确定，反应前测起始温度，反应中测温度是否升高，加入过量的硫酸再测溶液的温度是否降低。‎ ‎【总结升华】酸与碱作用生成盐和水的反应，叫做中和反应。中和反应一定生成盐和水，但有盐和水生成的反应不一定是中和反应，如CuO+H2SO4=CuSO4+H2O就不是中和反应。溶液的pH<7时显酸性，pH越小，酸性越强；溶液的pH>7时显碱性，pH越大，碱性越强；溶液的pH=7时显中性。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】在氢氧化钠溶液中加入一定量的稀盐酸后，下列实验能证明两者恰好完全中和的是（　　）‎ A．滴入适量FeCl3溶液，溶液变黄，但无沉淀生成 B．滴入几滴酚酞试液，酚酞试液不变色 C．测得反应后溶液中Na+与Cl－的个数比为1∶1‎ D．滴入适量AgNO3溶液和稀硝酸，观察到有白色沉淀 ‎【答案】C ‎【解析】稀盐酸和氢氧化钠反应会生成氯化钠，反应时可能稀盐酸过量，也可能氢氧化钠过量，要证明两者恰好完全中和，就是要证明反应后的溶液中既没有稀盐酸也没有氢氧化钠。A选项只能证明无氢氧化钠，不能证明是否有稀盐酸；酚酞在酸性和中性溶液中都呈现无色，因此B选项只能证明无氢氧化钠，不能证明是否有稀盐酸；如果盐酸过量则氯离子的数目会增多，如果氢氧化钠过量则钠离子的数目会增多，只有钠离子与氯离子的个数比为1∶1时，才说明二者恰好完全反应，C选项正确；氯化钠溶液与硝酸银溶液反应也会生成不溶于稀硝酸的白色氯化银沉淀，因此D选项既无法证明是否有稀盐酸，也无法证明是否有氢氧化钠。‎ ‎【变式2】如图所示，小田同学在进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，过一会儿后，发现忘记了滴加指示剂。为了确定盐酸与氢氧化钠是否恰好完全反应，小田从烧杯中取了少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到无色酚酞试液不变色，于是她得出“两种物质已恰好完全中和”的结论。‎ ‎ （1）你认为她得出的结论是否正确？________ 。理由是________ 。‎ ‎ （2）请你另外设计一个实验，探究上述烧杯中的溶液是否恰好完全中和，并填写下表。‎ 实验方法 可能观察到的现象 结论 ‎【答案】‎ ‎（1）不正确 如果盐酸滴加过量，滴入无色酚酞试液也不变色 ‎ （2）‎ 实验方法 可能观察到的现象 结论 ‎①取样，滴加紫色石蕊试液 试液变红 盐酸过量 ‎②取样，滴加紫色石蕊试液 试液不变红 恰好中和 ‎③取样，滴加碳酸钠溶液 有气泡产生 盐酸过量 ‎④取样，滴加碳酸钠溶液 无气泡产生 恰好中和 ‎⑤取样，加入锌粒等活泼金属 有气泡产生 盐酸过量 ‎⑥取样，加入锌粒等活泼金属 无气泡产生 恰好中和 ‎【解析】无色酚酞试液遇碱变红色，遇酸或中性的盐溶液不变色。当溶液中滴入无色酚酞试液不变色，此溶液可能为中性或酸性，所以不能确定氢氧化钠溶液与盐酸溶液是否恰好完全反应，但能确定氢氧化钠一定反应完了，盐酸可能过量。要验证盐酸是否过量，要善于利用酸溶液的性质，加入有关的物质，根据特殊的实验现象确定溶液是否显酸性。‎ ‎【变式3】为判断某物质存在或某物质恰好完全反应，通常以特定物质的显色达到目的，能显色的物质就称“指示剂”。如：用蓝色的石蕊试纸变红判断待测液显酸性，用淀粉溶液变蓝判断单质碘（I2）的存在。‎ ‎ 已知：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI（无色溶液）； 常温下，碘微溶入水；‎ ‎ 5SO2+2H2O+2KMnO4=K2SO4+2H2SO4+2MnSO4（无色溶液）。‎ ‎（1）工业上测量SO2，N2，O2混合气体中SO2的含量用如图所示吸收装置（量气装置省略）。‎ ‎ ①混合气体通过图示吸收装置一定时间后，当溶液颜色由蓝色变为________色时即可停止通气，此法适宜测SO2含量较________（选填“低”或“高”）的混合气体。‎ ‎ ②吸收装置内的I2的淀粉溶液也可以用______ ‎ 溶液代替作为指示剂，因为_____ _。‎ ‎ （2）向16.0 g 10.0％的氢氧化钠溶液（含2滴酚酞试液）中滴加稀盐酸，当溶液刚好由红色变为无色时，滴加稀盐酸的质量为20.0 g。则稀盐酸中溶质的质量分数为________。‎ ‎【答案】（1）①无 低 ②高锰酸钾 高锰酸钾溶液吸收一定量的SO2可由紫红色变为无色 ‎ ‎ （2）7.3％‎ ‎【解析】‎ ‎（1）①碘的淀粉溶液呈蓝色，由SO2+I2+2H2=H2SO4+2HI（无色溶液）可知该溶液由蓝色变成无色时该反应恰好完成，此时应该停止通入气体，若通入过量气体会使测量结果不准确；由于该装置吸收二氧化硫的量较小，所以此法适宜测SO2含量较低的混合气体。‎ ‎ ②因为紫红色高锰酸钾的溶液通入二氧化硫时会发生反应，溶液逐渐由紫红色变成无色，所以也可采用高锰酸钾溶液代替碘的淀粉溶液完成该实验。‎ ‎ （2）设该盐酸中溶质的质量为x。‎ ‎ NaOH + HCl = NaCl + H2O ‎ 40 36.5‎ ‎ 16g×10％ x ‎ x=1.46g 所以盐酸中溶质的质量分数为：‎ 答：稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%。‎