P. 3 / 58 許多食物和飲料都含有酸。 13.1 家居常用的酸 例如,一些柑橘屬水果 包括橙、檸檬和西柚等, 都含有檸檬酸。 圖 13.1 一些含有酸的日 常用品 (a) 柑橘屬水果含有檸檬酸
P. 4 / 58 許多食物和飲料都含有酸。 13.1 家居常用的酸 汽水也含有碳酸。 (b) 汽水含有碳酸 圖 13.1 一些含有酸的日 常用品
P. 5 / 58 (c) 潔廁劑含有鹽酸(即氫氯酸) 13.1 家居常用的酸 許多家居用品也含有酸。 有些潔廁劑含有氫氯酸。 圖 13.1 一些含有酸的日 常用品 許多食物和飲料都含有酸。
P. 6 / 58 我們的胃壁也會分泌氫氯酸。 許多食物和飲料都含有酸。 13.1 家居常用的酸
P. 7 / 58 在實驗室內常用的酸包括: 13.2 在實驗室內常用的酸 氫氯酸(又稱鹽酸) (HCl) 圖 13.2 稀氫氯酸、稀硫酸和稀硝酸 (由左至右) 硫酸 (H 2 SO 4 ) 硝酸 (HNO 3 )
P. 8 / 58 把酸溶於少量水中,所得的溶液是濃酸。 13.2 在實驗室內常用的酸 把酸溶於大量水中,所得的溶液是稀酸。
P. 9 / 稀酸的性質 味道 大部分稀酸都帶有酸味。
P. 10 / 58 與金屬的反應 例如,鎂與稀氫氯酸、稀硫酸或極稀的硝酸反應,生 成氫氣。 金屬 + 稀酸 鹽 + 氫 13.3稀酸的性質
P. 11 / 58 (a) 鎂與稀氫氯酸反 應劇烈 (b) 鐵與稀氫氯酸反 應緩慢 (c) 銅與稀氫氯酸 沒有反應 圖 13.3 稀氫氯酸與一些金屬的反應 13.3稀酸的性質 與金屬的反應
P. 12 / 58 Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl 2 (aq) + H 2 (g) Mg(s) + H 2 SO 4 (aq) MgSO 4 (aq) + H 2 (g) Mg(s) + 2HNO 3 (aq) Mg(NO 3 ) 2 (aq) + H 2 (g) 可用以下的離子方程式表示上述反應: Mg(s) + 2H + (aq) Mg 2+ (aq) + H 2 (g) 13.3稀酸的性質 與金屬的反應
P. 13 / 58 與碳酸鹽的反應 碳酸鹽 + 稀酸 鹽 + 水 + 二氧化碳 13.3稀酸的性質
P. 14 / 58 與碳酸鹽的反應 例如,碳酸鈉(固體或水溶液)可與稀酸反應,釋 出二氧化碳氣體。反應過程中會出現泡騰現象。 圖 13.4 碳酸鈉與稀氫氯酸反應生成 二氧化碳氣體 13.3稀酸的性質
P. 15 / 58 Na 2 CO 3 (s or aq) + 2HCl(aq) 2NaCl(aq) + H 2 O(l) + CO 2 (g) Na 2 CO 3 (s or aq) + H 2 SO 4 (aq) Na 2 SO 4 (aq) + H 2 O(l) + CO 2 (g) Na 2 CO 3 (s or aq) + 2HNO 3 (aq) 2NaNO 3 (aq) + H 2 O(l) + CO 2 (g) 13.3稀酸的性質 與碳酸鹽的反應
P. 16 / 58 可用以下的離子方程式表示上述反應: CO 3 2– (aq) + 2H + (aq) H 2 O(l) + CO 2 (g) 13.3稀酸的性質 與碳酸鹽的反應
P. 17 / 58 可以用石灰水來測試二氧化碳氣體。 二氧化碳會令石灰水變成乳白色。 圖 13.5 利用石灰水測試二 氧化碳氣體的裝置 13.3稀酸的性質 與碳酸鹽的反應
P. 18 / 58 與碳酸氫鹽的反應 碳酸氫鹽 + 稀酸 鹽 + 水 + 二氧化碳 例如,同樣地,碳酸氫鈉(固體或水溶液)亦可與 酸反應,釋出二氧化碳氣體。反應過程中亦會出現 泡騰現象。 13.3稀酸的性質
P. 19 / 58 與碳酸氫鹽的反應 NaHCO 3 (s or aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H 2 O(l) + CO 2 (g) 2NaHCO 3 (s or aq) + H 2 SO 4 (aq) Na 2 SO 4 (aq) + 2H 2 O(l) + 2CO 2 (g) NaHCO 3 (s or aq) + HNO 3 (aq) NaNO 3 (aq) + H 2 O(l) + CO 2 (g) 13.3稀酸的性質
P. 20 / 58 與碳酸氫鹽的反應 可用以下的離子方程式表示上述反應: HCO 3 – (aq) + H + (aq) H 2 O(l) + CO 2 (g) 13.3稀酸的性質
P. 21 / 58 與金屬氫氧化物和氧化物的反應 金屬氫氧化物和氧化物統稱為鹽基。 酸與鹽基反應時,會生成鹽和水。 這種反應稱為中和作用。 13.3稀酸的性質
P. 22 / 58 酸 + 金屬氫氧化物 鹽 + 水 酸 + 金屬氧化物 鹽 + 水 酸 + 金屬氫氧化物 鹽 + 水 酸 + 金屬氧化物 鹽 + 水 例如,稀氫氯酸與氫氧化鎂反應,生成氯化鎂和水。 2HCl(aq) + Mg(OH) 2 (s) MgCl 2 (aq) + 2H 2 O(l) 13.3稀酸的性質 與金屬氫氧化物和氧化物的反應
P. 23 / 58 導電性能 稀酸含有可自由游動的離子,所以都能導電。 圖 13.6 測試稀酸導電性能的 實驗裝置 13.3稀酸的性質
P. 24 / 58 檸檬酸的水溶液能顯示酸的一般性質。 13.4 水對酸的重要性 檸檬酸晶體並不能顯示這些性質。 酸只有在溶於水時才能顯示其性質。
P. 25 / 水對酸的重要性 檸檬酸晶體溶於水時, 酸分子會電離,產生氫 離子 (H + (aq)) 。 圖 13.7 檸檬酸分子均在水中電離,產生 氫離子(本圖僅表示這一現象, 並未顯示酸溶液含有的離子的數 目和大小) 這個過程稱為電離作 用。 氫離子就是令酸顯示 其性質的關鍵。
P. 26 / 水對酸的重要性 圖 13.7 氯化氫分子均在水中電離,產生 氫離子(本圖僅表示這一現象, 並未顯示酸溶液含有的離子的數 目和大小) 氯化氫氣體溶於水時,氯化氫分子會電離,產生氫 離子 (H + (aq)) 。 HCl(g) + 水 HCl(aq) HCl(aq) H + (aq) + Cl – (aq)
P. 27 / 水對酸的重要性 純硫酸和純硝酸都不會顯示酸的一般性質。 當這兩種酸溶於水時,就會產生氫離子。 酸是一種含氫的化合物,溶於水時只會產生一種陽離 子 — 氫離子 (H + (aq)) 。
P. 28 / 58 一個酸分子所能產生氫離子的最大數目,稱為 該種酸的鹽基度。 每個氯化氫分子在水中電離時,會產生一個氫離子和 一個氯離子。 HCl(aq) H + (aq) + Cl – (aq) 所以氫氯酸的鹽基度是 1 。 這類酸稱為一元酸。 13.5 酸的鹽基度
P. 29 / 58 每個硫酸分子在水中電離時,會產生兩個氫離子和 一個硫酸根離子。 H 2 SO 4 (aq) 2H + (aq) + SO 4 2– (aq) 所以硫酸的鹽基度是 2 。 這類酸稱為二元酸。 13.5 酸的鹽基度
P. 30 / 58 酸的鹽基度未必等於酸分子內氫原子的數目。 它取決於分子內「可電離的」氫原子的數目。 13.5 酸的鹽基度
P. 31 / 58 鹽基是一種與酸反應時只會生成鹽和水的化合物。 酸 + 鹽基 鹽 + 水 13.6 鹽基和鹼
P. 32 / 鹽基和鹼 鹼是一種特別的鹽基 — 可溶於水的鹽基。 圖 13.8 鹽基和鹼 氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣和氧化鈉都是鹼。
P. 33 / 58 名稱用途化學式 13.7 家居常用的鹼 氫氧化鈉 ( 苛性鈉 ) 表 13.2 一些常用的鹼 NaOH 在家居中作為爐具清潔劑和通 渠劑 氨 NH 3 家居用的玻璃清潔劑含有氨 氫氧化鈣 (熟石灰) Ca(OH) 2 中和農田和花園泥土的酸度
P. 34 / 家居常用的鹼 圖 13.9 通渠劑含有氫氧化鈉 圖 玻璃清潔劑含有氨
P. 35 / 在實驗室內常用的鹼 在實驗室內常用的鹼溶液包括: 1. 氫氧化鉀溶液 (KOH(aq)) 2. 氫氧化鈉溶液 (NaOH(aq)) 3. 氫氧化鈣溶液 (Ca(OH) 2 (aq)) 4. 氨水 (NH 3 (aq))
P. 36 / 在實驗室內常用的鹼 在實驗室內常用的鹼溶液包括: 圖 實驗室內常用的鹼溶液:稀氫氧化鉀溶液、稀氫氧 化鈉溶液、氫氧化鈣溶液和氨水(由左至右)
P. 37 / 鹼溶液的性質 味道 鹼溶液一般帶有苦澀的味道。 感覺 稀鹼溶液有一種「滑膩」的感覺。
P. 38 / 鹼溶液的性質 與金屬離子的反應 金屬離子 金屬 氫氧化物 生成沉澱物 的顏色 加入 NaOH (aq) Ca 2+ (aq) Mg 2+ (aq) Al 3+ (aq) Pb 2+ (aq) Zn 2+ (aq) Fe 2+ (aq) Fe 3+ (aq) Cu 2+ (aq) Ca(OH) 2 (s) Mg(OH) 2 (s) Al(OH) 3 (s) Pb(OH) 2 (s) Zn(OH) 2 (s) Fe(OH) 2 (s) Fe(OH) 3 (s) Cu(OH) 2 (s) 白色 綠色 紅棕色 淡藍色 表 13.3 一些常見的金屬氫氧化物的顏色(在稀氫氧化鈉溶液中生成)
P. 39 / 鹼溶液的性質 圖 一些常見的金屬氫氧化物:氫氧化鈣、氫氧化鋁、 氫氧化鐵 (II) 、氫氧化鐵 (III) 、氫氧化銅 (II) 和氫氧 化鋅(由左至右) 與金屬離子的反應
P. 40 / 鹼溶液的性質 金屬離子與氫氧離子結合,生成氫氧化物沉澱 物。這些反應可用下列離子方程式表示: Ca 2+ (aq) + 2OH – (aq)Ca(OH) 2 (s) 白色沉澱物 Mg 2+ (aq) + 2OH – (aq)Mg(OH) 2 (s) 白色沉澱物 Al 3+ (aq) + 3OH – (aq)Al(OH) 3 (s) 白色沉澱物 與金屬離子的反應
P. 41 / 58 把氨水加入含有金屬離子的溶液中,亦會生成 沉澱物。 13.9 鹼溶液的性質 與金屬離子的反應
P. 42 / 58 表 13.4 一些常見的金屬氫氧化物的顏色(在氨水中形成) 13.9 鹼溶液的性質 金屬離子 金屬 氫氧化物 生成沉澱物 的顏色 加入 NH 3 (aq) Mg 2+ (aq) Al 3+ (aq) Pb 2+ (aq) Zn 2+ (aq) Fe 2+ (aq) Fe 3+ (aq) Cu 2+ (aq) Mg(OH) 2 (s) Al(OH) 3 (s) Pb(OH) 2 (s) Zn(OH) 2 (s) Fe(OH) 2 (s) Fe(OH) 3 (s) Cu(OH) 2 (s) 白色 綠色 紅棕色 淡藍色 與金屬離子的反應
P. 43 / 鹼溶液的性質 一些金屬氫氧化物會溶於稀氫氧化鈉溶液或 氨水,因為有絡鹽生成。 與金屬離子的反應
P. 44 / 鹼溶液的性質 氫氧化鋁、氫氧化鉛 (II) 和氫氧化鋅可溶於過量的稀 氫氧化鈉溶液,形成無色的溶液。 圖 氫氧化鋁溶於過 量的稀氫氧化鈉 溶液,形成無色 的溶液 與金屬離子的反應
P. 45 / 鹼溶液的性質 圖 氫氧化鋅溶於過 量的稀氫氧化鈉 溶液,形成無色 的溶液 與金屬離子的反應 氫氧化鋁、氫氧化鉛 (II) 和氫氧化鋅可溶於過量的稀 氫氧化鈉溶液,形成無色的溶液。
P. 46 / 58 圖 氫氧化鋅溶於過量 的氨水,形成無色 的溶液 氫氧化鋅亦可溶於過量的氨水,形成無色的溶液。 與金屬離子的反應 13.9 鹼溶液的性質
P. 47 / 58 氫氧化銅 (II) 也可溶於過量的氨水,形成深藍色的 溶液。 圖 氫氧化銅 (II) 溶於 過量的氨水,形成 深藍色的溶液 與金屬離子的反應 13.9 鹼溶液的性質
P. 48 / 58 與銨化合物的反應 把固體銨化合物或銨化合物溶液加入鹼溶液中, 然後加熱,會有氨氣釋出。 2NH 4 Cl(aq) + Ca(OH) 2 (aq) 2NH 3 (g) + CaCl 2 (aq) + 2H 2 O(l) 13.9 鹼溶液的性質
P. 49 / 58 與銨化合物的反應 可用以下的離子方程式表示上述反應: NH 4 + (aq) + OH – (aq) NH 3 (g) + H 2 O(l) 13.9 鹼溶液的性質
P. 50 / 58 與酸的反應 鹼溶液與酸反應時,會生成鹽和水。 導電性能 所有鹼溶液均含有可自由游動的離子,所以 都能導電。 13.9 鹼溶液的性質
P. 51 / 水對鹼的重要性 固體氫氧化鉀和氫氧化鈉均含有離子。 這些離子 (K + 、 Na + 和 OH – ) 是不可游動的。 這些固體溶於水時,化合物所含的離子便可自由游 動。氫氧離子 (OH – (aq)) 是溶液中唯一的陰離子。 KOH(s) + 水 K + (aq) + OH – (aq) NaOH(s) + 水 Na + (aq) + OH – (aq)
P. 52 / 水對鹼的重要性 圖 氫氧化鈉溶液含有鈉離子和氫氧離子
P. 53 / 水對鹼的重要性 氨氣溶於水時,會與水反應,生成銨離子和氫 氧離子。 但是,氨不會與水完全反應。 只會產生少量的氫氧離子。 NH 3 (g) + 水 NH 3 (aq) NH 3 (aq) + H 2 O(l) NH 4 + (aq) + OH – (aq)
P. 54 / 58 因此,氨水含有氨分子、水分子、少量銨離子 (NH 4 + (aq)) 以及氫氧離子 (OH – (aq)) 。 水對鹼的重要性 圖 氨水含有氨分子、銨離 子和氫氧離子
P. 55 / 濃酸 濃氫氯酸 打開盛有濃氫氯酸瓶子的蓋時,會有酸霧冒出, 並有一股刺激性氣味,因為濃氫氯酸具揮發性。 濃氫氯酸與金屬、碳酸鹽、碳酸氫鹽、金屬氧化 物和氫氧化物之間的反應跟稀氫氯酸的相似,但 濃酸的反應速率較稀酸的快。
P. 56 / 濃酸 濃硝酸 濃硝酸容易分解,生成棕色的二氧化氮氣體, 因此須把濃硝酸存放於深色玻璃容器中。 圖 須把濃硝酸存放 於深色容器中 打開盛有濃硝酸瓶子的蓋 時,會有酸霧冒出,並發 出刺激性氣味,因為濃硝 酸具揮發性。
P. 57 / 58 濃硫酸 濃硫酸在空氣中不會冒出酸霧。 濃硫酸具有酸的一般性質。 它甚至可與不活潑的金屬(例如銅)起反應。 濃酸
濃酸和濃鹼有很強的腐蝕性。 鹼對皮膚及眼睛造成的傷害比酸更嚴重 。 13.12濃酸和濃鹼的腐蝕性質 P. 58 / 58