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文档简介
初中科学九年级全一册(浙教版)常见的碱核心知识清单
一、碱的定义与分类(基础但关键的概念基石)
【基础】【理解关键】从电离的角度来看,碱是指在水中电离时,产生的阴离子全部是氢氧根离子(OH⁻)的化合物。这是判断一种物质是否属于碱的唯一标准,也是理解碱具有共性的根本原因。例如,NaOH电离为Na⁺和OH⁻,Ca(OH)₂电离为Ca²⁺和2OH⁻。值得注意的是,像纯碱(Na₂CO₃)虽然其水溶液因水解反应而显碱性,但其电离产生的是Na⁺和CO₃²⁻,阴离子并非全部是OH⁻,因此它属于盐类,这是学习中极易混淆的【易错点】。
【分类】根据碱在水中的溶解性,可将其分为可溶性碱和难溶性碱(或不溶性碱)。常见的可溶性碱包括氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化钡(Ba(OH)₂)和微溶的氢氧化钙(Ca(OH)₂)。常见的难溶性碱如氢氧化铜(Cu(OH)₂,蓝色沉淀)、氢氧化铁(Fe(OH)₃,红褐色沉淀)、氢氧化镁(Mg(OH)₂,白色沉淀)等。这种分类对于理解碱的通性适用范围至关重要,因为某些性质(如使指示剂变色、与某些盐反应)仅适用于可溶性碱。
二、两种重要的可溶性碱的物理性质与特性(高频考点)
【重要】【高频考点】氢氧化钠(NaOH)与氢氧化钙(Ca(OH)₂)是初中科学的核心物质,其特性必须熟练掌握。
▲氢氧化钠(NaOH):俗称烧碱、火碱、苛性钠,具有强烈的腐蚀性。它是白色固体,【热点】极易溶于水,且溶于水时放出大量的热,这是一个重要的实验现象。此外,氢氧化钠固体在空气中容易吸收水分而发生潮解,因此常用作某些中性或碱性气体(如H₂、O₂、N₂、CO等)的干燥剂,但绝对不能用于干燥酸性气体(如CO₂、SO₂、HCl等),因为会发生化学反应。【易错点】正是由于其易潮解且能与CO₂反应的性质,氢氧化钠必须密封保存。
☆氢氧化钙(Ca(OH)₂):俗称熟石灰、消石灰。它是白色粉末状固体,【基础】微溶于水,其水溶液俗称石灰水,也具有腐蚀性。氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小,这是一个较为特殊的性质。其制备方式是通过生石灰(CaO)与水反应:CaO+H₂O=Ca(OH)₂,该反应放出大量的热。
三、碱的化学性质——碱的通性(核心内容,命题焦点)
碱之所以具有通性,是因为它们在水中都能电离出自由的OH⁻离子。这部分内容是【重中之重】。
(一)碱与指示剂的反应(基础)
可溶性碱的溶液能使紫色的石蕊试液变蓝,使无色的酚酞试液变红。【易错点】这里强调的是“碱溶液”,而非“碱”。难溶性碱如Cu(OH)₂、Fe(OH)₃,因其不溶于水,无法电离出足够的OH⁻,故不能使指示剂变色。
(二)碱与某些非金属氧化物(酸性氧化物)的反应(高频考点)
这是碱的重要化学性质之一,反应生成盐和水。通式可表示为:碱+非金属氧化物→盐+水。
★氢氧化钠与二氧化碳反应:2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O。该反应无明显的实验现象,常用于吸收或除去CO₂气体,这也是导致NaOH溶液变质的原因。
★氢氧化钙与二氧化碳反应:Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O。该反应有白色沉淀生成,现象明显,因此【重要】常用于检验二氧化碳气体的存在。
【拓展】此性质还可推广到与其他酸性氧化物的反应,如氢氧化钠与二氧化硫反应:2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O(工业上用于吸收有害气体SO₂);氢氧化钠与三氧化硫反应:2NaOH+SO₃=Na₂SO₄+H₂O。氢氧化钙与氯气反应:2Ca(OH)₂+2Cl₂=CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O(工业上用于制漂白粉)。
(三)碱与酸的中和反应(重要)
所有碱(无论是可溶还是难溶)都能与酸发生中和反应生成盐和水。通式:碱+酸→盐+水。
★例如:NaOH+HCl=NaCl+H₂O(【热点】胃酸中和原理)。
★Cu(OH)₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O(现象:蓝色沉淀溶解,溶液变为蓝色)。
★Fe(OH)₃+3HCl=FeCl₃+3H₂O(现象:红褐色沉淀溶解,溶液变为黄色)。
中和反应在生活和工农业生产中应用广泛,如改良酸性土壤(用熟石灰)、处理酸性废水等。
(四)可溶性碱与某些可溶性盐的反应(高频考点,难点)
这是复分解反应的一种,要求参加反应的碱和盐都必须可溶于水,反应生成新碱和新盐。通式:可溶性碱①+可溶性盐①→新盐②+新碱②。通常从生成物中是否有沉淀(或气体、水)来判断反应是否发生。
★氢氧化钠与硫酸铜反应:2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu(OH)₂↓(【重要】现象:产生蓝色沉淀,这是鉴定Cu²⁺的方法)。
★氢氧化钠与氯化铁反应:3NaOH+FeCl₃=3NaCl+Fe(OH)₃↓(【重要】现象:产生红褐色沉淀,这是鉴定Fe³⁺的方法)。
★氢氧化钙与碳酸钠反应:Ca(OH)₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH(工业上用于制取少量烧碱)。
【难点剖析】在解答此类题目时,需重点关注反应物的溶解性和生成物的状态,这是判断反应能否发生及写出正确化学方程式的关键。
四、难溶性碱的特殊性质(难点与拓展)
难溶性碱除了能与酸发生中和反应外,还有一个重要的特性——热不稳定性。
【难点】受热易分解:难溶性碱在加热条件下一般能分解生成对应的金属氧化物和水。
★氢氧化铜分解:Cu(OH)₂==△==CuO+H₂O(现象:蓝色固体逐渐变为黑色)。
★氢氧化铁分解:2Fe(OH)₃==△==Fe₂O₃+3H₂O(现象:红褐色固体逐渐变为红棕色)。
这个性质可以用来区分可溶性碱和难溶性碱,也是物质推断题中常见的“题眼”。
五、氢氧化钠变质问题的探究(顶尖综合考点,必考实验探究)
这是将碱的性质综合运用的【压轴考点】,考查学生的科学探究能力和逻辑推理能力。
【背景】氢氧化钠易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质。
【考向1:是否变质?】核心是检验是否存在CO₃²⁻。方法:取样,滴加足量稀盐酸(或稀硫酸),若产生气泡,说明已变质。化学方程式:Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑。
【考向2:变质程度如何?(即完全变质还是部分变质)】这是【高频难点】。
解题步骤与解答要点:
1.取样:取少量样品溶于水。
2.除尽CO₃²⁻并检验:向溶液中加入过量的中性盐溶液,如氯化钙(CaCl₂)或氯化钡(BaCl₂)溶液,目的是将碳酸钠完全转化为沉淀,同时生成氯化钠(中性环境)。【关键点】这里不能用氢氧化钙[Ca(OH)₂]或氢氧化钡[Ba(OH)₂],因为它们会引入OH⁻,干扰后续对原溶液中OH⁻的检验。
3.检验OH⁻:待充分反应后,静置,取上层清液,滴加无色酚酞试液。
现象与结论:
*若产生白色沉淀,且溶液变红,则说明样品中含有Na₂CO₃和NaOH,为部分变质。
*若产生白色沉淀,且溶液不变红,则说明样品中只有Na₂CO₃,没有NaOH,为完全变质。
【易错点警示】在检验变质程度时,必须先除去CO₃²⁻的干扰,且除杂试剂不能选用碱性物质。
六、重要考点归纳与解题思维
(一)常见考查方式与题型
1.基础选择题:考查碱的俗称、物理性质(如潮解、溶解性)、与指示剂的作用等。
2.物质推断题:将碱与其他物质(酸、盐、非金属氧化物)的性质融入框图推断中,需要学生熟练掌握特征反应现象(如沉淀颜色、溶液颜色变化)作为突破口。
3.科学探究题:围绕NaOH变质、碱溶液与CO₂反应的压强变化、反应后溶质成分的探究等主题展开,考查猜想、设计实验、分析现象和得出结论的能力。
4.化学计算题:结合中和反应或复分解反应进行简单的化学方程式计算,常涉及溶液质量分数。
(二)核心解题步骤与易错点梳理
★解题步骤:
1.审题定类:首先明确物质是碱,判断其可溶性还是难溶性,这决定了它具备哪些通性。
2.抓特征现象:看到蓝色沉淀想Cu(OH)₂,红褐色沉淀想Fe(OH)₃,溶液变浑浊(生成沉淀)想CaCO₃等。
3.考虑干扰因素:在探究题中,一定要思考其他物质对检验的干扰(如用酚酞检验NaOH是否存在时,要考虑Na₂CO₃也显碱性),并寻找排除干扰的方法(如加入过量BaCl₂或CaCl₂溶液)。
4.规范书写方程式:特别注意气体↑、沉淀↓符号的标注,以及方程式的配平。
★核心易错点集锦:
1.混淆概念:误认为Na₂CO₃是碱(它是盐);误认为所有碱都能使指示剂变色(难溶性碱不行)。
2.忽视条件:书写碱与盐反应的方程式时,忘记检查反应物是否均可溶。
3.实验操作失误:称量NaOH固体时,将其放在纸上(应放在玻璃器皿中,因其易潮解且有腐蚀性);稀释浓硫酸与溶解NaOH放热现象混淆。
4.变质探究试剂选择错误:在探究NaOH变质程度时,用Ca(OH)₂或Ba(OH)₂代替CaCl₂、BaCl₂来除CO₃²⁻。
5.干燥剂选择错误:用NaOH固体干燥CO₂或SO₂气体。
七、跨学科视野拓展与应用
从跨学科的角度看,常见的碱及其性质与多个领域紧密相连。在环境科学中,利用碱(如熟石灰)来中和酸性土壤,改善农作物生长环境,体现了化学与生物、农业的交叉;用氢氧化钠溶液吸收工厂废气中的二氧化硫,是治理酸雨危害的重要手段,联系了化学与环境工程。在材料科学中,氢氧化
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