酸碱盐:指示剂、复分解条件与 pH 图像压轴
题量 3 道
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怎么用这一页
1先看「开做之前」里的几条,想不起来的翻回课本,别带着漏洞往下做。
2每道题先自己动笔算,草稿纸上写完再点「看解答」。看着答案想「我也会」是最骗人的感觉。
3对完答案看「容易错在哪」,再做一遍下面的变式,能独立做出来才算过。
开做之前,这几条要能直接说出来
·指示剂两句:紫色石蕊遇酸变红、遇碱变蓝;无色酚酞遇碱变红、遇酸不变色。pH 小于 7 酸性、等于 7 中性、大于 7 碱性,pH 越小酸性越强。测 pH 用玻璃棒蘸待测液点在 pH 试纸上,不能把试纸伸进溶液,也不能先用水润湿(会把溶液稀释)。
·复分解反应发生的条件:生成物中有沉淀、气体或水,三者有其一才能发生。判断「两种溶液能不能反应」,先交换成分写出生成物,再对着这三样查。
·常见沉淀的颜色和「溶不溶于酸」:BaSO4、AgCl 白色且不溶于稀硝酸;CaCO3、BaCO3 白色但溶于酸(冒气泡);Cu(OH)2 蓝色、Fe(OH)3 红褐色,都溶于酸。颜色加溶解性合起来才是完整证据。
·中和反应:酸 + 碱 → 盐 + 水。NaOH 和稀盐酸反应没有任何现象,要靠酚酞的褪色来判断反应发生和「恰好中和」——这是实验探究题的经典切口。
·三个特征离子的检验:CO32− 加稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体;SO42− 加氯化钡溶液和稀硝酸,白色沉淀不溶解;Cl− 加硝酸银溶液和稀硝酸,白色沉淀不溶解。「加稀硝酸」是为了排除碳酸根的干扰,不能省。
例 1
基础
向盛有少量硫酸铜溶液的试管中逐滴加入氢氧化钠溶液。(1)描述实验现象。(2)写出化学方程式,并判断反应类型。(3)若要使生成的沉淀溶解,可以加入什么试剂?写出化学方程式。
先想三分钟。现象要写「看得见的东西」:颜色、沉淀、气泡。反应类型对着「交换成分」的定义查。
1
现象:产生蓝色沉淀,溶液的蓝色逐渐变浅。
Cu(OH)2 是蓝色沉淀。「现象」只写看得见的:颜色变化、沉淀生成;「生成了氢氧化铜」是结论不是现象,写进现象栏不得分。
2
方程式:CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4。这是复分解反应。
两种化合物互相交换成分生成两种新化合物,符合复分解定义;生成物里有沉淀,满足发生条件。沉淀符号 ↓ 必须标——反应在溶液里进行、生成物不溶,才标 ↓。
3
加入足量稀盐酸(或稀硫酸),蓝色沉淀溶解,溶液变蓝:Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O。
不溶性碱能与酸发生中和反应生成盐和水,这是「酸碱盐相互转化」网络里的一条通路。用稀硫酸则生成 CuSO4,方程式换汤不换药。
答案
产生蓝色沉淀、溶液蓝色变浅;CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4,复分解反应;加稀盐酸,Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O。
容易错在哪
沉淀颜色张冠李戴:Cu(OH)2 蓝色、Fe(OH)3 红褐色,这两个颜色是填空选择的常客,也是推断题里认物质的「题眼」。背的时候连着离子记:含 Cu2+ 的溶液蓝色,含 Fe3+ 的溶液黄色,含 Fe2+ 的溶液浅绿色。
把 NaOH 溶液换成氯化钡溶液,现象和方程式怎么变?(白色沉淀:CuSO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + CuCl2,溶液仍是蓝色——沉淀换了人,蓝色的 Cu2+ 还留在溶液里。同一个「交换成分」的框架,现象全看生成物是谁。)
例 2
中档
有三瓶失去标签的无色溶液:稀盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液。只用一种试剂把三瓶都鉴别出来,写出操作、现象和结论。
先想三分钟。要的试剂必须对三种溶液给出三种不同的现象。想想哪种指示剂有三副面孔。
1
选紫色石蕊试液。酚酞不行:它遇碱变红,但遇酸和遇中性溶液都不变色,稀盐酸和氯化钠分不开。
「一种试剂鉴别三种溶液」的选剂标准是现象各异。石蕊有红、蓝、紫三种表现,正好一一对应酸、碱、中性。
2
操作:分别取三种溶液少量于三支试管中,各滴入几滴紫色石蕊试液。
「取样」是鉴别题答题的第一步,直接往原瓶里滴试剂要扣分——试剂瓶里的药品被污染就废了。
3
现象与结论:使石蕊变红的是稀盐酸;变蓝的是氢氧化钠溶液;仍为紫色的是氯化钠溶液。
三组「现象—结论」一组都不能省,每组一句话。「仍为紫色」也是现象,不写等于只鉴别了两瓶。
答案
各取少量于试管中,分别滴加紫色石蕊试液:变红的是稀盐酸,变蓝的是氢氧化钠溶液,不变色(仍紫色)的是氯化钠溶液。
容易错在哪
用酚酞去鉴别。酚酞只认得出碱,剩下两瓶(酸和中性盐)都不变色,鉴别失败。同理「用 pH 试纸」也行(小于 7、大于 7、等于 7 三种读数),但要写清蘸取点样的规范操作。选石蕊是最稳的答案。
三瓶换成稀盐酸、氯化钠溶液、碳酸钠溶液,还能只用一种试剂吗?(能,还是石蕊——碳酸钠溶液显碱性变蓝。或者干脆用稀盐酸当试剂?不行,题目要求鉴别的对象里就有稀盐酸。若换成「只用组内物质互滴」的更难版本,就按两两混合列现象表来判断。)
例 3
压轴
向盛有氢氧化钠溶液(滴有酚酞,显红色)的烧杯中逐滴加入稀盐酸,用 pH 计记录溶液 pH 变化:起点 pH = 13,随滴加 pH 下降,到 a 点 pH = 7,继续滴到 b 点 pH = 4。(1)写出反应的化学方程式,该反应属于什么反应?(2)a 点时溶液中的溶质是什么?此时酚酞什么颜色?(3)b 点时溶液中的溶质有哪些?(4)取 b 点溶液少量,加入下列哪种物质能证明其中含有盐酸:①硝酸银溶液 ②碳酸钠溶液 ③氯化钡溶液
先想三分钟。整条曲线按「碱过量 → 恰好中和 → 酸过量」分三段,每一段先问自己:溶液里现在有什么。
1
方程式:NaOH + HCl → NaCl + H2O。属于中和反应(也是复分解反应)。
酸加碱生成盐和水。这个反应自身没有任何现象,所以题目要预先滴酚酞、用 pH 计——实验设计的出发点就是「给看不见的反应装一个指针」。
2
a 点 pH = 7,酸碱恰好完全反应,溶质只有 NaCl。酚酞变为无色。
恰好中和时 NaOH 用尽、HCl 不剩,溶液里只有生成的盐。酚酞在中性溶液中无色,红色褪去正是「反应完成」的可见信号。
3
b 点 pH = 4,盐酸已过量,溶质是 NaCl 和 HCl 两种。
过了 a 点再滴进来的 HCl 没有 NaOH 可反应,原样留在溶液里。判断反应后溶质,固定套路是「生成的盐 + 过量的那一方」,缺一个都不完整。
4
选②碳酸钠溶液:加入后产生气泡(Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑),证明有盐酸。①③都不行:AgNO3 遇 NaCl 也生成白色沉淀 AgCl,BaCl2 与盐酸、NaCl 都不反应。
证明「有 HCl」要找只对 HCl 有现象、对 NaCl 没现象的试剂。硝酸银的白色沉淀分不清是盐酸的 Cl− 还是氯化钠的 Cl−,这是本题最大的陷阱。
答案
NaOH + HCl → NaCl + H2O,中和反应;a 点溶质只有 NaCl,酚酞无色;b 点溶质为 NaCl 和 HCl;选②碳酸钠溶液(产生气泡证明盐酸过量)。
容易错在哪
答 b 点溶质时只写 HCl 忘了 NaCl,或者反过来。「反应后溶液里有什么」永远按两栏清点:生成的盐一栏、过量的反应物一栏。图像题里每个特殊点(起点、pH=7、终点)都值得停下来清点一次。
把滴加顺序反过来——向稀盐酸中滴加 NaOH 溶液,pH 曲线从哪里出发、往哪边走?(从小于 7 出发一路上升,过 7 后趋向 13。曲线形状镜像翻转,但每一段的分析方法不变:先问「现在谁过量」。考试两种画法都出,认曲线先认起点。)
