中和反應 溶液的pH專題突破【考綱要求】1.掌握酸堿之間的中和反應，了解中和反應在實際中的應用。2.知道pH與溶液酸堿性的關系，會用pH試紙檢驗溶液的酸堿性。【知識網絡】 酸 + 堿 鹽 + 水 HCl+NaOH=NaCl+H2O中和反應 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O3HCl+Al(OH)3=AlCl3+3H2OH2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2OH2SO4+Cu(OH)2=CuSO4+2H2OpH<7 為酸性溶液，pH值越小，酸性越強表示方法 pH=7 為中性溶液酸堿度 pH>7 為堿性溶液，pH值越大，堿性越強 測定方法：用玻璃棒蘸待測液滴在pH試紙上，變色后迅速與標準比色卡比較，讀數(shù)【考點梳理】考點一、溶液酸堿度的表示方法pH1.pH的取值范圍：014。（1）pH<7時，溶液顯酸性，pH越小，酸性越強。（2）pH>7時，溶液顯堿性，pH越大，堿性越強。（3）pH=7時，溶液顯中性。2.測定溶液pH的方法：用玻璃棒蘸取待測溶液滴在pH試紙上，將試紙顯示的顏色與標準比色卡對照便可知道待測溶液的pH值。【要點詮釋】1.溶液的稀釋與溶液pH的關系：（1）酸性溶液pH小于7。向溶液中加入水，溶液的溶質質量分數(shù)減小，酸性減弱，溶液的pH增大，但不會增大到7（酸性溶液加水還是酸，不會變成中性，所以pH不會增大到7）。（2）堿性溶液pH大于7。向溶液中加入水，溶液的溶質質量分數(shù)減小，堿性減弱，溶液的pH減小，但不會減小到7（堿性溶液加水還是堿，不會變成中性，所以pH不會減小到7）。2.測定溶液pH應注意的事項：（1）不能直接將pH試紙浸入待測溶液中，否則會污染待測溶液。（2）不能先用水將pH試紙潤濕，否則待測溶液被稀釋，測得的pH就不準確了。（3）用pH試紙測定溶液的pH比較粗略，一般讀數(shù)為整數(shù)。（4）檢驗氣體的酸堿性，可將試紙潤濕后再使用。3.正確區(qū)別酸堿性和酸堿度：酸堿性指溶液的酸性或堿性，可以用指示劑（石蕊或酚酞試液）來區(qū)別。酸堿度指溶液酸、堿性強弱的程度，可以用pH試紙來測定。4.測定雨水的pH能了解空氣的污染程度（酸雨的pH值小于5.6）?？键c二、中和反應1.概念：酸與堿作用生成鹽和水的反應，叫做中和反應。2.實質：酸溶液中的+和堿溶液中的結合生成了中性的水。表達式為：H+ + OHH2O。3.現(xiàn)象：有些中和反應進行時有明顯的現(xiàn)象，生成的鹽以沉淀的形式析出；有些中和反應沒有明顯的實驗現(xiàn)象，所以要判斷中和反應是否發(fā)生或是否恰好完全反應需要借助酸堿指示劑。4.應用：中和反應原理常用于醫(yī)藥、改變土壤的酸堿性、處理工廠的廢水等。（1）服用某些堿性藥物，可中和過多的胃酸；涂抹一些含堿性的物質（如氨水）的藥水，可減輕蚊蟲叮咬后所產生的痛癢感，但注意選擇堿性物質時要選擇弱堿，以防堿性物質腐蝕皮膚。（2）利用中和反應改良土壤的酸性，處理工廠里酸性的廢水，通常用熟石灰而不用氫氧化鈉或其他的堿，是因為熟石灰價廉易得、易存放和易運輸。（3）利用中和反應治療胃酸過多，常用氫氧化鋁或氫氧化鎂而不用氫氧化鈉和氫氧化鈣，這是因為氫氧化鈉、氫氧化鈣的堿性過強，會對食道和胃產生傷害?！疽c詮釋】1.向滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸時，一定要用滴管慢慢滴入稀鹽酸，并不斷攪拌溶液，直到溶液顏色恰好變成無色為止，否則容易使稀鹽酸過量。從指示劑的變色情況分析，當紅色恰好變?yōu)闊o色時，溶液由堿性變?yōu)橹行?，因此，可以利用中和反應改變溶液的酸堿性。2.中和反應一定生成鹽和水，但有鹽和水生成的反應不一定是中和反應，如CuO+H2SO4=CuSO4+H2O就不是中和反應；中和反應特指酸與堿的反應，但它仍屬四種基本反應類型中的復分解反應。 【典型例題】類型一、考查溶液酸堿度的表示方法pH1.下列數(shù)軸表示正確的是（）A BC D【思路點撥】根據(jù)掌握的知識，結合題圖信息進行分析解答。氧氣和二氧化碳的密度比空氣大，氫氣的密度比空氣?。患儔A溶液呈堿性，pH大于7，食鹽溶液呈中性，pH等于7，食醋呈酸性，pH小于7；根據(jù)化合價規(guī)則即可求得化合物中某元素的化合價；根據(jù)化學式可以求得物質的相對分子質量。【答案】C【解析】氧氣和二氧化碳的密度比空氣大，氫氣的密度比空氣小，故A排列錯誤。純堿溶液呈堿性，pH大于7，食鹽溶液呈中性，pH等于7，食醋呈酸性，pH小于7，故B錯誤。設氨氣中氮元素的化合價為x，則有：x+（+1）3=0，x=-3；氮氣為單質，單質中氮元素的化合價為0；設二氧化氮中氮元素的化合價為y，則有y+（-2）2=0，y=+4；設硝酸中氮元素的化合價z，則有：（+1）+z+（-2）3=0，z=+5，排列正確，故C正確。CH4的相對分子質量為：12+14=16，CO的相對分子質量為：12+16=28，C2H2的相對分子質量為：122+12=26，CO2的相對分子質量為：12+162=44，故D錯誤?！究偨Y升華】用pH試紙檢測溶液的pH，不能先用蒸餾水將pH試紙潤濕，再向試紙上滴待測溶液。如果將試紙用蒸餾水潤濕，則溶液就被稀釋了，所測得的pH就不準確了。堿性溶液中一定含有OH，但不一定是堿的溶液，如純堿（Na2CO3）溶液顯堿性，其溶液pH大于7，但純堿不是堿，屬于鹽；酸性溶液中一定含有H+，但不一定是酸的溶液，如硫酸銨(NH4)2SO4溶液顯酸性，其溶液pH小于7，但硫酸銨不是酸，屬于鹽。2.自來水消毒過程中常會發(fā)生甲、乙兩個化學反應其反應的微觀過程可用圖表示：下列說法正確的是（）A物質a、d都是氧化物 B氣體b不能用排水法收集 C物質c的溶液pH大于7 D氣體e具有可燃性【思路點撥】首先根據(jù)氧原子、氫原子和氯原子的模型判斷出A、B、C、D、E各表示什么分子，然后再根據(jù)D物質中所含的元素來判斷是否屬于氧化物；根據(jù)C物質的化學式來判斷它屬于酸堿鹽中的哪一種，進而判斷溶液的酸堿性。【答案】B【解析】根據(jù)氧原子、氫原子和氯原子的模型判斷出：a是水分子（H2O）；b是氯分子（Cl2）；c是氯化氫分子（HCl）；d是次氯酸分子（HClO）；e是氧分子（O2）。據(jù)此分析下列各選項：A物質d即次氯酸（HClO），不是氧化物，而是酸，故A錯誤；B由圖可知，氣體b為氯氣，氯氣能與水反應，故不能用排水法收集，故B正確；C物質c易溶于水，其水溶液是鹽酸，溶液pH小于7，故C錯誤；D由于E物質為氧氣，具有助燃性，但無可燃性，故D錯誤?！究偨Y升華】此題屬于圖示題，解答時一定要弄清各原子或各分子所表示的意義，并能把微觀粒子與宏觀物質很好的聯(lián)系起來，才能根據(jù)微觀粒子來推測物質的種類和性質。舉一反三：【變式1】家庭生活中一些常見物質的pH如下：物質食醋牛奶食鹽水牙膏肥皂水pH2367789910 當我們被蚊蟲叮咬后，蚊蟲能在人的皮膚內分泌蟻酸（具有酸的性質），從而使皮膚腫痛，要減輕痛癢，應在叮咬處涂抹下列物質中的（）A食醋 B牛奶 C食鹽水 D牙膏或肥皂水【答案】D【變式2】“農夫山泉飲用天然水”的某廣告中有如圖所示畫面（情景說明：兩玻璃杯中，一杯盛的是自來水，一杯盛的是農夫山泉飲用天然水；甲杯中的試紙顯淡橘黃色，乙杯中的試紙顯淡綠色；畫面伴隨的廣告語：“弱堿性的水對人體健康有利”）?；卮饐栴}： （1）_（填“甲”或“乙”）杯中盛放的是農夫山泉飲用天然水。（2）農夫山泉飲用天然水的pH為7.3，用pH試紙能測出這個數(shù)值嗎？_（填“能”或“不能”）。（3）圖示測定pH的方法中錯誤的是_ ，正確操作為_ ?！敬鸢浮浚?）乙 （2）不能 （3）直接將pH試紙放入玻璃杯的水樣中 用玻璃棒蘸取待測水滴在pH試紙上，把試紙呈現(xiàn)的顏色與標準比色卡對照【解析】（1）農夫山泉飲用天然水的pH為7.3，顯弱堿性，試紙在這樣的水中顯淡綠色。（2）pH試紙上的比色卡是用不同顏色將溶液的pH粗略地分為014級，故不可能用顏色標出小數(shù)點的數(shù)值。類型二、考查中和反應及其應用3.某同學在探究“酸與堿能否發(fā)生反應”時，用稀NaOH溶液、稀鹽酸和酸堿指示劑進行實驗的過程見圖。圖中所加試劑分別是（） A稀NaOH溶液、石蕊溶液、稀鹽酸 B稀鹽酸、石蕊溶液、稀NaOH溶液C稀NaOH溶液、酚酞溶液、稀鹽酸 D稀鹽酸、酚酞溶液、稀NaOH溶液【思路點撥】中和反應是指酸和堿作用生成鹽和水的反應；酸能使紫色石蕊試液變紅，無色酚酞試液遇到酸不變色；堿能使無色酚酞試液變紅。【答案】C 【解析】通過分析實驗過程圖可看出，試劑遇到試劑溶液變?yōu)榧t色，再滴入試劑后，溶液又變?yōu)闊o色，對照所給選項，C選項符合題意，因為酚酞遇到呈堿性的氫氧化鈉溶液會變紅色，再滴入鹽酸后，氫氧化鈉溶液與鹽酸反應，生成中性的氯化鈉溶液，溶液又變?yōu)闊o色?！究偨Y升華】掌握中和反應的特征（反應物是酸和堿，生成物是鹽和水）及酸堿指示劑的變色原理是正確解答此類題的關鍵。4.實驗小組探究鹽酸和氫氧化鈉反應過程中溶液pH的變化規(guī)律，得到如圖所示曲線。下列有關該實驗事實的說法正確的是（） A該實驗是將氫氧化鈉溶液滴入鹽酸中BB點表示鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應CA點時的溶液能使酚酞試液變紅DC點時，溶液中的溶質只有氯化鈉【思路點撥】氫氧化鈉溶液呈堿性，其pH大于7；鹽酸呈酸性，其pH小于7。氫氧化鈉溶液和鹽酸可以發(fā)生中和反應，恰好完全反應時其pH等于7，氫氧化鈉過量時溶液顯堿性，鹽酸過量時溶液顯酸性?！敬鸢浮緽C【解析】根據(jù)圖象可以看出，開始時溶液的pH大于7，溶液呈堿性，故是向氫氧化鈉溶液中加入稀鹽酸，故A錯誤。B點對應的pH等于7，表明氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應，故B正確。從圖象可以看出，A點溶液呈堿性，酚酞試液在堿性溶液中顯紅色，故C正確。C點的pH小于7，說明酸還沒有完全反應，故溶液中含有氯化氫溶質，故D錯誤。【總結升華】本題以圖象的形式考查了酸堿中和反應過程中溶液pH的變化，答題時要抓住曲線變化的趨勢和關鍵點的意義。向氫氧化鈉溶液中加入稀鹽酸，氫氧化鈉和鹽酸發(fā)生了中和反應，隨著鹽酸的不斷加入，氫氧化鈉不斷減少，pH下降；當pH等于7時，它們恰好完全反應，溶液中溶質只有氯化鈉；繼續(xù)加入鹽酸，溶液呈酸性，pH小于7，這時溶液中的溶質既有生成的氯化鈉，又有未反應的氯化氫。5.下列敘述與對應的示意圖表示正確的是（） A水的電解 B向稀鹽酸中滴加過量的氫氧化鈉溶液 C加熱一定質量的高錳酸鉀制氧氣 D等質量的鋅、鐵分別與足量等溶質質量分數(shù)的稀硫酸反應【思路點撥】根據(jù)已有的知識結合圖示進行分析，電解水時生成的氫氣和氧氣的質量比是1：8；鹽酸的pH小于7，氫氧化鈉溶液的pH大于7；高錳酸鉀能分解生成氧氣，高錳酸鉀的質量一定，則生成氧氣的質量一定；等質量的鋅和鐵與足量的稀硫酸反應，鋅反應的速率大，生成的氫氣少。【答案】D【解析】A電解水時生成的氫氣和氧氣的質量比是1：8，不是2：1，故A錯誤；B鹽酸的pH小于7，氫氧化鈉溶液的pH大于7，向稀鹽酸中滴加過量的氫氧化鈉溶液，開始時溶液的pH應該是小于7，不是大于7，故B錯誤；C加熱一定質量的高錳酸鉀制氧氣，當高錳酸鉀完全分解，生成氧氣的質量不再改變，故C錯誤；D等質量的鋅和鐵與足量的硫酸反應，鋅反應的速率大，在坐標中斜線陡，鐵的反應速率小，在坐標中的斜線緩，鋅反應生成氫氣的質量小于鐵生成的氫氣的質量，故D正確?！究偨Y升華】本題是化學反應與圖象的結合題，解題的關鍵是能正確的分析各個反應的過程，并結合圖象分析問題。熟記金屬與酸反應的速率和質量關系，對于提高此類選擇題的解題速度有很大的幫助。6.在研究酸和堿的化學性質時，某小組同學想證明：稀H2SO4與NaOH溶液混合后，雖然仍為無色溶液，但確實發(fā)生了化學反應。請與他們一起完成實驗方案的設計、實施和評價。（1）方案一：測定稀H2SO4與NaOH溶液混合前后的pH（20）。測定某NaOH溶液的pH，pH 大于7（選填“大于”、“等于”或“小于”）。將一定量的稀H2SO4加入該NaOH溶液中，混合均勻后測定其pH，pH小于7。結論：稀H2SO4與NaOH溶液發(fā)生了化學反應，并且 稀H2SO4過量。（2）方案二：向滴有酚酞試液的氫氧化鈉溶液中加入足量的稀硫酸，溶液 。（根據(jù)圖示實驗步驟，概括方案要點）結論：稀H2SO4與NaOH溶液發(fā)生了化學反應，反應的化學方程式為 。 （3）上述兩個方案在設計思想上的相同點是 。 （4）為了進一步獲取稀H2SO4與NaOH溶液確實發(fā)生了化學反應的證據(jù)，依據(jù)中和反應是 （選填“放熱”、“吸熱”或“無熱量變化”）的反應，采用同溫下的稀H2SO4與NaOH溶液進行實驗，整個實驗中至少需要測定溶液溫度 次。【思路點撥】本題考查了酸堿中和反應，可以依據(jù)題中信息和掌握的相關知識進行分析解答。氫氧化鈉溶液呈堿性，其pH大于7，能使酚酞試液變紅；硫酸呈酸性，其pH小于7，不能使酚酞試液變色；氫氧化鈉與硫酸反應生成硫酸鈉和水，該反應為放熱反應?！敬鸢浮浚?）大于 稀H2SO4 （2）由紅色變?yōu)闊o色 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O （3） 混合前后溶液的酸堿性是否發(fā)生了變化 （4）放熱 三【解析】（1）氫氧化鈉溶液呈堿性，其pH大于7；硫酸呈酸性，其pH小于7。（2）由圖示可以看出，此實驗是向滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中加入足量的稀硫酸，氫氧化鈉和硫酸反應生成硫酸鈉和水，根據(jù)酚酞在酸堿溶液中的顏色變化，知溶液由紅色變?yōu)闊o色。（3）無論是測溶液的pH，還是酚酞顏色的變化，都與溶液的酸堿性變化有關，所以本題答案為：混合前后溶液的酸堿性是否發(fā)生了變化。（4）中和反應為放熱反應，可以通過測定反應前后溶液的溫度變化來進行確定，反應前測起始溫度，反應中測溫度是否升高，加入過量的硫酸再測溶液的溫度是否降低。【總結升華】酸與堿作用生成鹽和水的反應，叫做中和反應。中和反應一定生成鹽和水，但有鹽和水生成的反應不一定是中和反應，如CuO+H2SO4=CuSO4+H2O就不是中和反應。溶液的pH<7時顯酸性，pH越小，酸性越強；溶液的pH>7時顯堿性，pH越大，堿性越強；溶液的pH=7時顯中性。舉一反三：【變式1】在氫氧化鈉溶液中加入一定量的稀鹽酸后，下列實驗能證明兩者恰好完全中和的是（）A滴入適量FeCl3溶液，溶液變黃，但無沉淀生成B滴入幾滴酚酞試液，酚酞試液不變色C測得反應后溶液中Na+與Cl的個數(shù)比為11D滴入適量AgNO3溶液和稀硝酸，觀察到有白色沉淀【答案】C【解析】稀鹽酸和氫氧化鈉反應會生成氯化鈉，反應時可能稀鹽酸過量，也可能氫氧化鈉過量，要證明兩者恰好完全中和，就是要證明反應后的溶液中既沒有稀鹽酸也沒有氫氧化鈉。A選項只能證明無氫氧化鈉，不能證明是否有稀鹽酸；酚酞在酸性和中性溶液中都呈現(xiàn)無色，因此B選項只能證明無氫氧化鈉，不能證明是否有稀鹽酸；如果鹽酸過量則氯離子的數(shù)目會增多，如果氫氧化鈉過量則鈉離子的數(shù)目會增多，只有鈉離子與氯離子的個數(shù)比為11時，才說明二者恰好完全反應，C選項正確；氯化鈉溶液與硝酸銀溶液反應也會生成不溶于稀硝酸的白色氯化銀沉淀，因此D選項既無法證明是否有稀鹽酸，也無法證明是否有氫氧化鈉?！咀兪?】如圖所示，小田同學在進行酸堿中和反應的實驗時，向燒杯中的氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸，過一會兒后，發(fā)現(xiàn)忘記了滴加指示劑。為了確定鹽酸與氫氧化鈉是否恰好完全反應，小田從燒杯中取了少量反應后的溶液于一支試管中，并向試管中滴加幾滴無色酚酞試液，振蕩，觀察到無色酚酞試液不變色，于是她得出“兩種物質已恰好完全中和”的結論。 （1）你認為她得出的結論是否正確？_ 。理由是_ 。 （2）請你另外設計一個實驗，探究上述燒杯中的溶液是否恰好完全中和，并填寫下表。實驗方法可能觀察到的現(xiàn)象結論 【答案】（1）不正確 如果鹽酸滴加過量，滴入無色酚酞試液也不變色 （2）實驗方法可能觀察到的現(xiàn)象結論取樣，滴加紫色石蕊試液試液變紅鹽酸過量取樣，滴加紫色石蕊試液試液不變紅恰好中和取樣，滴加碳酸鈉溶液有氣泡產生鹽酸過量取樣，滴加碳酸鈉溶液無氣泡產生恰好中和取樣，加入鋅粒等活潑金屬有氣泡產生鹽酸過量取樣，加入鋅粒等活潑金屬無氣泡產生恰好中和【解析】無色酚酞試液遇堿變紅色，遇酸或中性的鹽溶液不變色。當溶液中滴入無色酚酞試液不變色，此溶液可能為中性或酸性，所以不能確定氫氧化鈉溶液與鹽酸溶液是否恰好完全反應，但能確定氫氧化鈉一定反應完了，鹽酸可能過量。要驗證鹽酸是否過量，要善于利用酸溶液的性質，加入有關的物質，根據(jù)特殊的實驗現(xiàn)象確定溶液是否顯酸性?！咀兪?】為判斷某物質存在或某物質恰好完全反應，通常以特定物質的顯色達到目的，能顯色的物質就稱“指示劑”。如：用藍色的石蕊試紙變紅判斷待測液顯酸性，用淀粉溶液變藍判斷單質碘（I2）的存在。 已知：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI（無色溶液）； 常溫下，碘微溶入水； 5SO2+2H2O+2KMnO4=K2SO4+2H2SO4+2MnSO4（無色溶液）。（1）工業(yè)上測量SO2，N2，O2混合氣體中SO2的含量用如圖所示吸收裝置（量氣裝置省略）。 混合氣體通過圖示吸收裝置一定時間后，當溶液顏色由藍色變?yōu)開色時即可停止通氣，此法適宜測SO2含量較_（選填“低”或“高”）的混合氣體。 吸收裝置內的I2的淀粉溶液也可以用_ 溶液代替作為指示劑，因為_ _。 （2）向16.0 g 10.0的氫氧化鈉溶液（含2滴酚酞試液）中滴加稀鹽酸，當溶液剛好由紅色變?yōu)闊o色時，滴加稀鹽酸的質量為20.0 g。則稀鹽酸中溶質的質量分數(shù)為_?！敬鸢浮浚?）無 低 高錳酸鉀 高錳酸鉀溶液吸收一定量的SO2可由紫紅色變?yōu)闊o色 （2）7.3【解析】（1）碘的淀粉溶液呈藍色，由SO2+I2+2H2=H2SO4+2HI（無色溶液）可知該溶液由藍色變成無色時該反應恰好完成，此時應該停止通入氣體，若通入過量氣體會使測量結果不準確；由于該裝置吸收二氧化硫的量較小，所以此法適宜測SO2含量較低的混合氣體。 因為紫紅色高錳酸鉀的溶液通入二氧化硫時會發(fā)生反應，溶液逐漸由紫紅色變成無色，所以也可采用高錳酸鉀溶液代替碘的淀粉溶液完成該實驗。 （2）設該鹽酸中溶質的質量為x。 NaOH + HCl = NaCl + H2O 40 36.5 16g10 x x=1.46g所以鹽酸中溶質的質量分數(shù)為：答：稀鹽酸中溶質的質量分數(shù)為7.3%。