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常見的堿及其物理化學性質(zhì)
常見的堿及其性質(zhì)
常見的堿及其性質(zhì)專題
一、定義
1、堿：電離時生成的陰離子全部都是氫氧根離子的化合物叫做堿，堿常用通式M(OH)m表示。其電離方程式可記憶為：堿＝金屬離子＋氫氧根離子；或?qū)憺椋篗(OH)m＝M m+＋mOH
。即堿可以理解為是由金屬離子和氫氧根離子組成的。
由上式可知，在堿里跟一個金屬離子結(jié)合的氫氧根離子的數(shù)目等于這種金屬離子所帶正電荷的數(shù)目。在堿的組成里或堿在溶液中的陰離子只有OH，這是判斷是否堿的重要依據(jù)。
堿類中常見的有氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鉀（KOH）、氫氧化鋇[Ba(OH)2]，日常生活里會遇到的有熟石灰、氨水、氫氧化鋁和一些生物堿（有機堿類），如煙堿（尼古丁）、金雞納堿（奎寧）等。
二、氫氧化鈉和氫氧化鈣
NaOH | Ca(OH)2 | |
物理性質(zhì) | 白色固體，易潮解，極易溶于水，溶解時放出大量熱，水溶液有澀味和滑膩感，俗名：火堿、燒堿、苛性鈉。 | 白色粉末狀物質(zhì)，俗名：熟石灰、消石灰。微溶于水，其水溶液俗稱石灰水。 |
化學 性質(zhì) | 1. 跟指示劑作用：使紫色石蕊試液變藍，使無色酚酞試液變紅。 | 1. 跟指示劑作用：使紫色石蕊試液變藍，使無色酚酞試液變紅。 |
2. 跟非金屬氧化物反應： 2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O 2NaOH＋SO2＝Na2SO3＋H2O 2NaOH＋SO3＝Na2SO4＋H2O | 2. 跟非金屬氧化物反應： Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O Ca(OH)2＋SO2＝CaSO3↓＋H2O Ca(OH)2＋SO3＝CaSO4↓＋H2O | |
3. 跟酸反應： NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O 2NaOH＋H2SO4＝Na2SO4＋2H2O | 3. 跟酸反應： Ca(OH)2＋2HCl＝CaCl2＋2H2O Ca(OH)2＋2HNO3＝Ca(NO3)2＋2H2O | |
4. 跟某些鹽反應： FeCl3＋3NaOH＝3NaCl＋Fe(OH)3↓（紅褐色） CuSO4＋2NaOH＝Na2SO4＋Cu(OH)2↓（藍色） | 4. 跟某些鹽反應： Ca(OH)2＋Na2CO3 ＝CaCO3↓＋2NaOH（白色） Ca(OH)2＋Mg(NO3) 2＝Ca(NO3)2＋ Mg(OH)2 ↓（白色） | |
制取 | Ca(OH)2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaOH | CaO＋H2O＝Ca(OH)2 |
用途 | 廣泛用于肥皂、石油、造紙、紡織、印染等工業(yè)。在實驗室里也可用作某些氣體的干燥劑 | 工業(yè)上用來制造氫氧化鈉、漂白粉，建筑業(yè)上用來制三合土、石灰沙漿，農(nóng)業(yè)上用來改良酸性土壤、制農(nóng)藥。 |
注意：① 晶體（固體）吸收空氣里的水分，表面潮濕而逐步溶解的現(xiàn)象叫做潮解。氫氧化鈉、粗鹽、氯化鎂等物質(zhì)都有潮解性，應注意密閉保存在干燥的地方。
② 氫氧化鈉有強烈的腐蝕性，使用時必須十分小心，要防止沾到皮膚上或灑在衣服上。如果不慎將堿液沾到皮膚上，應立即用較多的水沖洗，再涂上硼酸溶液。如果堿溶液流到桌上，可以立即往堿液里加適量的稀醋酸中和，然后用水沖洗桌面，再用抹布擦凈。如果只有少量堿液滴到桌上，可以立即用濕抹布擦凈，再用水沖洗抹布。
三、堿的分類和命名
1. 堿的分類
根據(jù)堿在水里的溶解性，可以把常見的堿作如下分類：
（1）可溶性堿：KOH、Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH)2等；
（2）難溶性堿：Cu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等。
2. 堿的命名
根據(jù)堿的組成：M(OH)n 一般稱為“氫氧化某”。
當變價金屬元素形成堿時，其：
（1）高價態(tài)的堿稱為“氫氧化某”，如Cu(OH)2 氫氧化銅，F(xiàn)e(OH)3 氫氧化鐵；
（2）低價態(tài)的堿稱為“氫氧化亞某”，如CuOH 氫氧化亞銅，F(xiàn)e(OH)2氫氧化亞鐵
注意：Ca(OH)2屬微溶性堿，它在參加反應時作為“可溶”處理。氨水（NH3·H2O）學名一水合氨，屬于常見的一種弱堿，其電離方程式為：NH3·H2O＝
＋OH 。
三、堿的通性
堿之所以具有共同的相似性，是因為堿在溶液中電離出的陰離子都是共同的的氫氧根離子。因此堿的通性，可以認為是氫氧根離子（OH）表現(xiàn)出來的性質(zhì)。
1. 跟指示劑作用
結(jié)論：紫色石蕊試液遇可溶性堿變藍色（圖1），無色酚酞試液遇可溶性堿變紅色（圖2）。
圖1 圖2
2. 跟多數(shù)非金屬氧化物反應
2NaOH ＋ CO2 ＝ Na2CO3 ＋ H2O
2KOH ＋ CO2 ＝ K2CO3 ＋ H2O
Ca(OH)2 ＋ SO2 ＝ CaSO3↓＋ H2O
Ba(OH)2 ＋ SO3 ＝ BaSO4↓＋ H2O
結(jié)論：非金屬氧化物＋堿 → 鹽＋H2O
凡能跟堿起反應，生成鹽和水的氧化物，叫做酸性氧化物。多數(shù)非金屬氧化物（CO、NO等除外）和某些高價金屬氧化物（如Mn2O7 、CrO3等）屬于酸性氧化物。由非金屬元素組成的酸性氧化物中，多數(shù)能溶解于水，并跟水起反應生成對應的水化物—酸。因此，酸性氧化物又稱“酸酐”（如碳酐CO2、亞硫酐SO2、硫酐SO3、硝酐N2O5等）。
3. 跟酸的中和反應
NaOH ＋ HCl ＝ NaCl ＋ H2O
BaOH2 ＋ H2SO4 ＝ BaSO4↓＋ 2H2O
FeOH3＋ 3HNO3 ＝ Fe NO33＋ 3H2O
結(jié)論：堿＋酸 → 鹽＋H2O
4. 跟某些鹽反應
3NaOH ＋ AlCl3 ＝ Al(OH)3↓＋ 3NaCl
Ca(OH)2 ＋ Na2CO3 ＝ CaCO3↓＋ 2NaOH
Ba(OH)2＋CuCl2＝Cu(OH)2↓＋BaCl2
結(jié)論：堿 ＋鹽 → 另一種堿＋另一種鹽
注意：① 能跟酸性氧化物反應生成鹽和水的堿必須是可溶性堿。
② 堿跟鹽要發(fā)生反應的條件是二者必須可溶且生成物中必須有沉淀、氣體、水三者之一。
四、考點
1、堿的稱量：在托盤天平上稱量藥品時，要注意稱量一般藥品時，要在左右盤上放相同質(zhì)量的紙，如果稱量易潮解、有腐蝕性的藥品時，必須放到玻璃器皿中稱量，否則會把托盤腐蝕，造成稱量的誤差．固體氫氧化鈉是有腐蝕性的藥品，必須放到燒杯中稱量
2、堿的保存：
如果是固體氫氧化鈉，則要密封干燥保存，因為氫氧化鈉易吸水潮解，并且會跟空氣中的CO2反應，生成Na2CO3（圖3）。
圖3 圖4
如果是氫氧化鈉溶液，則要保存在玻璃試劑瓶中，一定要用橡膠塞，不能用玻璃塞，因為NaOH與玻璃中的SiO2反應，生成Na2SiO3，Na2SiO3在空氣中會變成膠體H2SiO3（圖4）
3、堿的用途：
NaOH：易吸水潮解，所以其固體可以作為某些氣體的干燥劑，可以干燥堿性氣體，例如氨氣；中性氣體，例如氮氣，氫氣，氧氣，一氧化碳，甲烷，乙烯等；SO2，CO2，H2S，HCl，Cl2等氣體都不能用NaOH干燥
Ca(OH)2：a熟石灰是一種堿，可以中和土壤的酸性；b從經(jīng)濟方面考慮，熟石灰取料方便、價格便宜，經(jīng)濟實惠；c熟石灰的溶解度小，同等程度下對土壤和植物的傷害程度小，并且容易使土壤形成團粒結(jié)構(gòu)，使土壤疏松有利于植物生長。d還能為植物提供一些無機鹽鈣元素，促進植物細胞壁生長。另外，多施、增施農(nóng)家肥，培養(yǎng)土壤肥力 作物種植前，以農(nóng)家肥為主施足底肥，增加土壤中的有機質(zhì)，改善土壤酸性.
4、NaOH的變質(zhì)研究：露置于空氣中的NaOH很容易吸收空氣中的CO2而發(fā)生變質(zhì)，方程式：CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；NaOH變質(zhì)有三種情況：完全變質(zhì)，部分變質(zhì)以及未變質(zhì)，分別的探究方法為：
部分變質(zhì)，由于產(chǎn)生了碳酸根并且氫氧根也是存在的，所以可以加入酸（例如HCl），現(xiàn)象為開始沒有汽包，過一段時間出現(xiàn)氣泡。發(fā)生的反應為：NaOH+HCl=NaCl+H2O Na2CO3+HCl=NaCl+CO2+H2O
完全變質(zhì)，加入酸立即出現(xiàn)氣泡。方程式為：Na2CO3+HCl=NaCl+CO2+H2O
未變質(zhì)，加入酸直至反應完成仍未出現(xiàn)氣泡方程式為：NaOH+HCl=NaCl+H2O
1
2 氫氧化鈉和氫氧化鈣都屬于堿，關(guān)于它們的說法，正確的是( )
（A）它們都易溶于水（B）都容易吸收空氣中的水分而潮解
（C）都能與硫酸銅溶液反應有藍色沉淀生成（D）都可以用來改良酸性土壤
3氫氧化銫是一種可溶性堿，其化學式CsOH，則下列敘述中不正確的是（）
A、CsOH溶液能與CO2反應
B、CsOH溶液能使酚酞溶液變紅
C、CsOH溶液與硫酸反應生成的鹽的化學式為CsSO4
D、CsOH在水中能電離出Cs+、OH-
4物質(zhì)性質(zhì)決定它的用途，還決定了它的保存方法。固體NaOH具有以下性質(zhì)：①白色片狀固體②有腐蝕性③易吸收水分而潮解④易溶于水，溶解放熱⑤能與空氣中的二氧化碳反應。實驗室中必須將它密封保存的主要原因是：（）
A.①②B.①②③C.②③④D.③⑤
5 某固體粉末可能由氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉和碳酸鈣中的一種或幾種組成，進行如下實驗：①取少量固體加入足量的水，攪拌，有不溶物；②過濾，向濾液中加入鹽酸，有氣泡產(chǎn)生。下列對固體粉末成分的判斷中，不正確的是（?）
A．一定有碳酸鈉 | B．一定有碳酸鈣 | C．可能有氫氧化鈉 | D．可能有氫氧化鈣 |
6某廠用氫氧化鈉溶液中和所排廢水中的硫酸，現(xiàn)改用氫氧化鉀溶液中和以得到鉀肥，若KOH溶液與原來所用NaOH溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同，則此時堿流量閥應如何調(diào)節(jié)（）
A無需變動B．加大流量C減小流量D.無法確定
7由NaOH和MgO組成的混合物，測得其中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為40%，則該混合物中NaOH和MgO的質(zhì)量比為
A．1︰2 B．2︰1 C．1︰1 D．任意比
8如圖，錐形瓶內(nèi)盛有氣體X，滴管內(nèi)盛有液體Y．若擠壓膠頭滴管的膠頭，使液體滴入瓶中，振蕩，套在玻璃管一端的小氣球慢慢鼓起，則氣體X和液體Y可能是（??）
A．X是O2，Y是Ca（OH）2溶液 | B．X是CO，Y是Ca（OH）2溶液 |
C．X是SO2，Y是NaOH溶液 | D．X是CO2，Y是硫酸溶液 |
9向酸性CuCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液，下列圖象正確的是（??）
A．
| B．
| C．
| D．
|
10 已知氫氧化鈉必須密封保存，是因為（用反應式表示）。現(xiàn)有克已部分變質(zhì)的固體NaOH，將該固體加入100克稀鹽酸中，剛好完全反應，并產(chǎn)生克二氧化碳。求：（1）固體中變質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量（2）反應后溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)
11 化學復習課上，教師將CO2分別通入澄清石灰水和NaOH溶液中，我們觀察前者變渾濁，后者無明顯現(xiàn)象。CO2和NaOH是否確實發(fā)生了化學反應
（1）小華同學設(shè)計了甲、乙兩個實驗裝置來驗證，如圖所示，實驗現(xiàn)象為：甲—軟塑料瓶變癟，乙—“瓶吞雞蛋”。小虎同學認為上述實驗是可行的，其共同原理是 ；
小余同學提出了質(zhì)疑，他認為上述實驗還不足以證明CO2與NaOH確實發(fā)生反應，其理由是 ；
小華思考后，又補充了一個實驗來回答，這個實驗是
（2）小余同學認為可利用與上述實驗不同的原理，設(shè)計如下實驗方案，同學們來幫他完成：寫出方案二中涉及的化學方程式。由此探究，小華得到的啟示是
12實驗室采取了如下圖所示的一種裝置來研究種子發(fā)芽所需的條件，并將它置于適宜的溫室（25℃～35℃）環(huán)境中培養(yǎng)。幾天后，發(fā)現(xiàn)位于水面以上與位于水面以下的種子都沒有發(fā)芽，只有位于水面處的種子發(fā)芽了，并且可以觀察到小試管中的澄清石灰水變渾濁了。由此說明：
（1）種子發(fā)芽所需要的條件是。
（2）小試管中澄清石灰水變渾濁的原因是： 。（3）U形管中放入的NaOH和CaO固體混合物的作用是：
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