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問題與討論 將滴定管中的氫氧化鈉加入含酚酞指示劑 的鹽酸,錐形瓶內的溶液顏色如何變化? 這樣的變化代表什麼? 【解】
的鹽酸,錐形瓶內的溶液顏色如何變化? 這樣的變化代表什麼? 【解】 當加入氫氧化鈉的體積到某一特定值 時,顏色由無變紅色。 此時代表酸與鹼達到中和(即滴定終 點)。
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問題與討論 鹽酸與氫氧化鈉水溶液混合反應時,溶液 溫度有何變化?所以酸鹼中和為吸熱反應 或放熱反應? 【解】 溫度升高。
溫度升高。 放熱反應。
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問題與討論 鹽酸與氫氧化鈉水溶液混合反應後,將溶 液蒸乾所生成的產物是什麼? 【解】 氯化鈉。
液蒸乾所生成的產物是什麼? 【解】 氯化鈉。 NaOH + HCl → NaCl + H2O。
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第二章 酸、鹼、鹽 2-1 認識電解質 2-2 溶液與離子 常見的酸與鹼 2-4 酸鹼的濃度 2-5 酸與鹼的反應
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酸鹼滴定 滴定:用已知濃度的酸液(或鹼液)去測定 未知濃度的鹼液(或酸液)的過程。 1. 滴定是利用酸鹼中和的原理。
滴定:用已知濃度的酸液(或鹼液)去測定 未知濃度的鹼液(或酸液)的過程。 1. 滴定是利用酸鹼中和的原理。 2. 利用指示劑的變色來判別滴定之終點。 3. 利用溫度計測量反應後溫度,反應後溫 度上升,為放熱反應。
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酸鹼滴定 4. 滴定管(如圖乙)中要裝已知濃度之酸 或鹼。 5. 錐形瓶(如圖甲)中為 已知體積但未知濃度之 鹼或酸,並滴數適當之
4. 滴定管(如圖乙)中要裝已知濃度之酸 或鹼。 5. 錐形瓶(如圖甲)中為 已知體積但未知濃度之 鹼或酸,並滴數適當之 酸鹼指示劑。 甲 乙
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酸鹼滴定 6. 酸中的負離子(即酸根離子)與鹼中的 正離子(即金屬離子或銨根離子)並未 實際參與反應,只是共存於溶液中,若
6. 酸中的負離子(即酸根離子)與鹼中的 正離子(即金屬離子或銨根離子)並未 實際參與反應,只是共存於溶液中,若 將中和混合液移至蒸發皿加熱,水蒸發 後可得鹽類,此鹽類有水解作用,故達 滴定終點時水溶液之pH值不一定等於 7 (中性)。
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酸鹼滴定 7. 產生的鹽類,若為可溶性鹽類,其水溶 液可以導電;若為難溶性鹽類,其水溶 液則不導電。
7. 產生的鹽類,若為可溶性鹽類,其水溶 液可以導電;若為難溶性鹽類,其水溶 液則不導電。 【例】硫酸中加入氫氧化鋇水溶液,產生 白色硫酸鋇沉澱。
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酸鹼滴定
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酸鹼滴定 8. 慣用右手者,滴定時左手持調節鈕,右 手搖晃錐形瓶;反之,慣用左手者,滴 定時右手持調 節鈕,左手搖 晃錐形瓶。 左手
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酸鹼滴定圖說
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酸鹼滴定實例 0.1M NaOH 滴定 0.1M、10mL HCl 未滴定前:乙內裝有NaOH 15 mL,甲只有HCl及酚酞。
此時呈無色(酸性,pH=1)。 開始滴入NaOH 4mL,抵銷部 份的酸,但酸仍剩下。 呈無色(酸性,pH 增大)。
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酸鹼滴定 0.1M NaOH 滴定 0.1M、10mL HCl 繼續滴入NaOH 達10ml,抵銷 全部的酸,沒有酸剩下。
(此時達滴定終點) 呈無色(中性,pH 近於 7) 繼續滴入NaOH 達12ml,此時 NaOH的量過多,為鹼性。 呈紅色(鹼性,pH 變大)
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酸鹼滴定 0.1M NaOH 滴定 0.1M、10mL HCl NaOH溶液(mL) 10 7 滴定終點 pH值
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酸鹼滴定 ※ 0.1M NaOH 滴定 0.1M HCl 錐形瓶內變化: H+和OH- 莫耳數減少。
【 H+ +OH- H2O 】 Na+莫耳數增加。 Cl- 莫耳數不變,濃度減少【因水增加】。 PH值由小到大。 放熱反應,溫度上升。
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酸鹼滴定 顏色由無變紅色。 反應式: 未參與反應 ※ 0.1M NaOH 滴定 0.1M HCl 錐形瓶內變化:
顏色由無變紅色。 反應式: HCl + NaOH Na+ + Cl- + H2O 未參與反應
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酸鹼滴定 圖示: ※ 0.1M NaOH 滴定 0.1M HCl 錐形瓶內變化: 粒子數 NaOH溶液(mL) Na+ Cl -
圖示: 酸性 鹼性 中性 NaOH溶液(mL) 粒子數 Cl - Na+ H+ OH- 中性
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例題2-11(P.52) 取1 M的氫氧化鈉水溶液10毫升,加入數 滴酚酞指示劑,再慢慢加入1 M的鹽酸溶液20
毫升,一邊以玻璃棒攪拌。有關此反應結果的 敘述,下列何者正確? (A)氫氧化鈉水溶液變為中性。 (B)氫氧化鈉水溶液的pH值增加 。 (C)氫氧化鈉水溶液的溫度下降 。 (D)氫氧化鈉水溶液由紅色變為無色。
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例題2-11(P.52) (A)氫氧化鈉水溶液變為中性。 【酸性】 (B)氫氧化鈉水溶液的pH值增加 。 【減少】
【酸性】 (B)氫氧化鈉水溶液的pH值增加 。 【減少】 (C)氫氧化鈉水溶液的溫度下降 。 【上升】 (D)氫氧化鈉水溶液由紅色變為無色。
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探索活動(P.53) 酸鹼中和產生水 在乾燥的試管中加入2毫升的冰醋酸(不 含水的純醋酸)及0.2公克的白色硫酸銅
含水的純醋酸)及0.2公克的白色硫酸銅 粉末,觀察是否發生變化? 【解】 沒有變化。
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探索活動(P.53) 酸鹼中和產生水 2. 再取少許乾燥氫氧化鈉加入步驟 1 的試 管中,觀察是否發生變化(如圖)?
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探索活動(P.53) 酸鹼中和產生水 2. 再取少許乾燥氫氧化鈉加入步驟 1 的試 管中,觀察是否發生變化(如圖)? 【解】
是,白色硫酸銅變成藍色。 CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O 醋酸 氫氧化鈉 醋酸鈉 水
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酸鹼中和(中和反應) 定義: 酸性與鹼性溶液混合時,所發生的化學 變化稱為酸鹼中和,又稱中和反應。 2. 反應通式:
定義: 酸性與鹼性溶液混合時,所發生的化學 變化稱為酸鹼中和,又稱中和反應。 2. 反應通式: 酸 + 鹼 『鹽』 + 水 + 熱 HA + BOH BA + H2O
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酸鹼中和(中和反應) 【實例】鹽酸中加入氫氧化鈉水溶液 酸 + 鹼 鹽 + 水 + 熱 酸 鹼 鹽、水
【實例】鹽酸中加入氫氧化鈉水溶液 酸 + 鹼 鹽 + 水 + 熱 HCl + NaOH NaCl + H2O 酸 鹼 鹽、水
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酸鹼中和(中和反應) 【實例】硫酸中加入氫氧化鋇水溶液 酸 + 鹼 鹽 + 水
【實例】硫酸中加入氫氧化鋇水溶液 酸 + 鹼 鹽 + 水 H2SO4 + Ba(OH) 2 BaSO4 + 2H2O
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酸鹼中和(中和反應) 1. 碳酸+氫氧化鈉 碳酸鈉+水 1. 碳酸+氫氧化鈉 H2CO3+2NaOH Na2CO3+2H2O
2. 硫酸+氫氧化鈣 硫酸鈣+水 H2SO4+Ca(OH)2 CaSO4+2H2O 3. 硝酸+氫氧化鉀 硝酸鉀+水 HNO3+KOH KNO3+H2O 1. 碳酸+氫氧化鈉 2. 硫酸+氫氧化鈣 3. 硝酸+氫氧化鉀
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酸鹼中和(中和反應) 3. 酸鹼中和後溶液是可能是酸性、中性、鹼 性。 4. 離子方程式通式: 氫離子 + 氫氧根離子 水
性。 4. 離子方程式通式: 氫離子 + 氫氧根離子 水 H + OH H2O
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酸鹼中和(中和反應) 鹽酸中加入氫氧化鈉水溶液
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酸鹼中和(中和反應) 5. 中和原理: 當酸鹼中和達到終點時,酸液中的氫離 子莫耳數等於鹼液中的氫氧根離子莫耳數。
當酸鹼中和達到終點時,酸液中的氫離 子莫耳數等於鹼液中的氫氧根離子莫耳數。 氫離子莫耳數 = 氫氧根離子莫耳數 nH = nOH- MH+ × VH = MOH- × VOH-
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酸鹼中和(中和反應) 5. 中和原理: 化學方程式中 係數比=反應之莫耳數 酸鹼中和反應式: H+ + OH- H2O
酸的莫耳數不一定等於鹼的莫耳數。
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動腦時間(P.55) 下圖各溶液中的粒子分別是鹽酸與氫氧 化鈉解離的離子示意圖。請問甲燒杯的鹽酸
下圖各溶液中的粒子分別是鹽酸與氫氧 化鈉解離的離子示意圖。請問甲燒杯的鹽酸 與下列哪一杯氫氧化鈉水溶液可以完全中和?
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動腦時間(P.55) 【解】 丙杯。
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例題2-12(P.53) 某燒杯裝有2 M的鹽酸1公升,需要加入 多少公克的氫氧化鈉,可使燒杯中的溶液最
接近中性(pH=7)?(NaOH=40) (A) 20 公克。 (B) 40 公克。 (C) 80 公克。 (D) 120 公克。
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例題2-12(P.53) 某燒杯裝有2 M的鹽酸1公升,需要加入 多少公克的氫氧化鈉,可使燒杯中的溶液最
接近中性(pH=7)?(NaOH=40) nHCl=2 M ×1公升=2mole =nH+ 中和時,H+ 莫耳數 = OH-莫耳數 故 OH-莫耳數= 2mole= nNaOH 質量=莫耳數 × 分子量 = 2 × 40 = 80 公克
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例題2-12(P.53) 某燒杯裝有2 M的鹽酸1公升,需要加入 多少公克的氫氧化鈉,可使燒杯中的溶液最
接近中性(pH=7)?(NaOH=40) (A) 20 公克。 (B) 40 公克。 (C) 80 公克。 (D) 120 公克。
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酸鹼中和(中和反應) 6. 實例: 的碳酸鉀【K2CO3 】可中 和酸性土壤) 胃酸過多。(使用弱鹼性 的碳酸氫鈉【NaHCO3】
燒稻草。(燒灰中之鹼性 的碳酸鉀【K2CO3 】可中 和酸性土壤) 胃酸過多。(使用弱鹼性 的碳酸氫鈉【NaHCO3】 中和過多之胃酸)
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酸鹼中和(中和反應) 6. 實例: 【HCOOH】,被蚊蟲叮咬後立即塗 上弱鹼性的氨水中和甲酸,減輕疼痛)
減緩疼痛。(許多昆蟲體內含有甲酸 【HCOOH】,被蚊蟲叮咬後立即塗 上弱鹼性的氨水中和甲酸,減輕疼痛)
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鹽類 組成 金屬離子或銨根離子與酸根或非金屬離 子形成的化合物。 鹼中之正離子 酸中之負離子 產生的鹽及化學式 氫氧化鈉 ( Na+ )
金屬離子或銨根離子與酸根或非金屬離 子形成的化合物。 鹼中之正離子 酸中之負離子 產生的鹽及化學式 氫氧化鈉 ( Na+ ) 鹽酸 ( Cl- ) 氯化鈉 ( NaCl ) 氫氧化鈣 ( Ca+2 ) 硫酸 ( SO4-2 ) 硫酸鈣 ( CaSO4 ) 氫氧化銨 ( NH4+ ) 硝酸 ( NO3- ) 硝酸銨 ( NH4NO3 )
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鹽類 2. 製備: 酸鹼中和反應。 NaOH+HCl NaCl+H2O 金屬與酸反應。 Mg+2HCl MgCl2+H2
酸鹼中和反應。 NaOH+HCl NaCl+H2O 2CH3COOH+Mg(OH)2 Mg (CH3COO)2+2H2O 金屬與酸反應。 Mg+2HCl MgCl2+H2 Zn +2HCl ZnCl2 +H2
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鹽類 2. 製備: 金屬氧化物與酸反應。 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O
金屬氧化物與酸反應。 CuO+ H2SO4 CuSO4+H2O CaO+ HCl CaCl2+H2O 碳酸鹽與酸反應。 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O 2NaHCO3+H2SO4 Na2SO4+2H2O+2CO2
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鹽類 3. 分類:依對水的溶解度不同 難溶性鹽類:碳酸根(或硫酸根)離子 與ⅡA族元素結合後產生的鹽類 。
難溶性鹽類:碳酸根(或硫酸根)離子 與ⅡA族元素結合後產生的鹽類 。 可溶性鹽類:氯化物(NaCl、 MgCl2) 、硝酸鹽類。
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鹽類 4. 可溶性鹽類的酸鹼性: 酸式鹽類:強酸與弱鹼中和。 例如: HCl + NH4OH NH4Cl + H2O
酸式鹽類:強酸與弱鹼中和。 例如: HCl + NH4OH NH4Cl + H2O NH4Cl NH4+ + Cl- NH4+ + H2O NH4OH + H+
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鹽類 4. 可溶性鹽類的酸鹼性: 鹼式鹽類:強鹼與弱酸中和。 例如: NaOH + H2CO3 Na2CO3 + H2O
鹼式鹽類:強鹼與弱酸中和。 例如: NaOH + H2CO3 Na2CO3 + H2O Na2CO3 2 Na+ + CO3-2 CO3-2 + H2O HCO3 - + OH-
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鹽類 4. 可溶性鹽類的酸鹼性: 中式鹽類:強鹼與強酸中和。 例如: NaOH + HCl NaCl + H2O
中式鹽類:強鹼與強酸中和。 例如: NaOH + HCl NaCl + H2O NaCl Na+ + Cl- ※ 難溶於水的鹽類之水溶液為中性。
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鹽類 5. 特性: 鹽類熔點高,常溫下為固態,具有一 定的結晶形狀。 鹽類在水中的溶解度各不相同,有的易
鹽類熔點高,常溫下為固態,具有一 定的結晶形狀。 鹽類在水中的溶解度各不相同,有的易 溶於水,有的難溶於水。可溶性鹽類大 量被河水帶到海洋中,海水中的鹽類都 以離子形態存在。
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常見的鹽類 – 氯化鈉(NaCl) 1. 特性 白色固體,俗稱食鹽。 易溶於水,水溶液呈中性。
白色固體,俗稱食鹽。 易溶於水,水溶液呈中性。 由海水蒸發(日晒法)而得粗鹽,或 乾燥地區的天然鹽類。
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常見的鹽類 – 氯化鈉(NaCl) 調味料、保存食品(醃漬法) 。 可作清潔用品。 工業上可供製鹽酸、氫氧化鈉、 氯、
2. 用途 調味料、保存食品(醃漬法) 。 可作清潔用品。 工業上可供製鹽酸、氫氧化鈉、 氯、 鈉等原料。 【例】電解熔融的食鹽,得到鈉金屬及氯氣。 2 NaCl 2 Na + Cl2 電解食鹽水溶液,得到氫氧化鈉、氫氣及氯氣。 2 NaCl + 2 H2O 2 NaOH + H2 + Cl2
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常見的鹽類 – 硫酸鈣(CaSO4) 1. 特性 白色固體,難溶於水,為非電解質。 天然硫酸鈣【CaSO4 ∙2 H2O 】含有
白色固體,難溶於水,為非電解質。 天然硫酸鈣【CaSO4 ∙2 H2O 】含有 結晶水,為石膏的主要成分。 燒石膏【(CaSO4)2 ∙H2O 】遇水 後硬化,可製成粉筆、石膏像、水泥 、外科骨折時之石膏模 。
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常見的鹽類 – 碳酸鈣(CaCO3) 1. 特性 白色固體,俗稱灰石。 難溶於水,水溶液為中性。 大理石、鐘乳石、貝殼、
白色固體,俗稱灰石。 難溶於水,水溶液為中性。 大理石、鐘乳石、貝殼、 方解石、珍珠的主要成分 。 易與酸作用產生CO2 。 CaCO3 + 2 H+ Ca+2 + CO2 + H2O
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常見的鹽類 – 碳酸鈣(CaCO3) 1. 特性 加熱易分解產生石灰【CaO】及CO2。 2. 用途
工業上利用大理石和石灰岩來製造 水泥 。 CaCO3 CaO + CO2 800℃
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常見的鹽類 – 碳酸鈉(Na2CO3) 1. 特性 白色固體,俗稱蘇打。 能溶於水,水溶液為鹼性。
白色固體,俗稱蘇打。 能溶於水,水溶液為鹼性。 CO3-2 + H2O → HCO3- + OH- 常作用清潔劑,又稱為洗滌鹼 。 與酸作用產生CO2 。 Na2CO3 + 2 HCl 2NaCl + CO2 + H2O
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常見的鹽類 – 碳酸鈉(Na2CO3) 1. 特性 遇熱不分解。 2. 用途 工業上常作肥皂、玻璃等原料 。
遇熱不分解。 2. 用途 工業上常作肥皂、玻璃等原料 。 食品上常作餅乾、汽水的製造。
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探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 1. 取約半刮勺小蘇打(碳酸氫鈉,NaHCO3)置 入試管內,以附有導管的橡皮塞塞住試管口後
,用廣用夾夾住且使管口略為朝下,並調整至 適當高度。另取試管裝入5 毫升澄清石灰水, 將導管移入試管中 後,以酒精燈加熱 小蘇打,觀察澄清 石灰水是否發生變 化(如右圖)?
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探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 【解】 石灰水由清澄變混濁。 小蘇打分解產生二氧化碳。
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探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 2. 當不再冒泡時,先將導管移出試管後,熄 滅酒精燈。 【注意】
必須先將導管移出試管,以免石灰水回 流造成殘餘物汙染或試管破裂。
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探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 3. 等試管冷卻後取下橡皮塞,觀察試管口附 著液體,再以藍色氯化亞鈷試紙檢驗液體
,觀察試紙顏色是否發生變化?
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探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 【解】 藍色氯化亞鈷變成粉紅色。 小蘇打分解產生水。
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常見的鹽類 – 碳酸氫鈉(NaHCO3) 1. 特性 白色固體,俗稱小蘇打。 能溶於水,水溶液為弱鹼性。
白色固體,俗稱小蘇打。 能溶於水,水溶液為弱鹼性。 HCO3- + H2O → H2CO3 + OH- 可與酒石酸混合製成發粉,又稱焙用鹼。 與酸作用產生CO2 ,可作酸鹼滅火器。 2 NaHCO3 + H2SO4 Na2SO4 +2 CO2 + H2O
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常見的鹽類 – 碳酸氫鈉(NaHCO3) 1. 特性 遇熱分解產生CO2 ,可作乾粉滅火器。 2. 用途
可作為中和胃酸的制酸劑 。 可製成麵包的膨鬆劑。 2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
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「碳酸鈉」與「碳酸氫鈉」的比較 Na2CO3 蘇打、 洗滌鹼 白 弱鹼 (較強) 較大 NaHCO3 小蘇打、 焙用鹼 (較弱) 較小
物質 化學式 俗稱 顏色 鹼性 溶解度 碳酸鈉 Na2CO3 蘇打、 洗滌鹼 白 弱鹼 (較強) 較大 碳酸氫鈉 NaHCO3 小蘇打、 焙用鹼 (較弱) 較小
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「碳酸鈉」與「碳酸氫鈉」的比較 產生CO2 是 、H2O 、 Na2CO3 物質 加酸 加熱 是否為電解質 是否為鹽類 碳酸鈉
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「碳酸鹽類」的比較 物質 化學式 酸鹼性 加水 碳酸鈉 Na2CO3 鹼性 可溶 碳酸氫鈉 NaHCO3 弱鹼性 碳酸鈣 CaCO3 中性
沉澱
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「碳酸鹽類」的比較 物質 加酸 加熱 碳酸鈉 產生CO2 沒反應 碳酸 氫鈉 產生CO2、Na2CO3、H2O 碳酸鈣 產生CO2、CaO
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滅火器 1. 原理:利用CO2不可燃、不助燃及比空氣 重性質。 2. 種類: 泡沫滅火器:利用硫酸鋁與碳酸氫鈉溶
泡沫滅火器:利用硫酸鋁與碳酸氫鈉溶 液混合產生CO2及泡沫,蓋助火源滅火 。
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滅火器 2. 種類: 酸鹼滅火器:利用濃硫酸與碳酸氫鈉溶液 混合在內部產生化學反應,產生CO2 。
酸鹼滅火器:利用濃硫酸與碳酸氫鈉溶液 混合在內部產生化學反應,產生CO2 。 2NaHCO3+H2SO4 Na2SO4+2H2O+2CO2 使用時要倒置 以使反應物混合。 2. 內部有濃硫酸瓶蓋及碳酸氫 鈉水溶液。 3. 不可用於電線走火及油類起火。
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滅火器 2. 種類: 乾粉滅火器:利用高壓氮氣將碳酸氫鈉 粉末噴向火源,使碳酸氫鈉在外部分解 產生碳酸鈉及CO2 。
乾粉滅火器:利用高壓氮氣將碳酸氫鈉 粉末噴向火源,使碳酸氫鈉在外部分解 產生碳酸鈉及CO2 。 2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
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滅火器 2. 種類: 乾粉滅火器: 這是指示內部氮氣壓力的壓力表 1. 使用時不需要倒置 。 2. 內部有碳酸氫鈉乾粉和氮氣鋼瓶 (氮氣是不可燃不助燃的)。 3. 可用於普通火災、電線走火及油類起火。
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成飽和水溶液。有關此水溶液的敘述,下列何
例題2-13(P.58) 在25 ℃時將NaHCO3 固體加入水中,形 成飽和水溶液。有關此水溶液的敘述,下列何 者正確? (A) NaHCO3俗稱洗滌鹼。 (B) 此水溶液pH值小於7 。 (C) 此水溶液用紅色石蕊試紙檢驗不變色。 (D) 加稀鹽酸於此水溶液會放熱。
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例題2-13(P.58) 【解】 NaHCO3俗稱洗滌鹼。 【Na2CO3 】 (B) 此水溶液pH值小於7 。 【大】
【藍色】 (D) 加稀鹽酸於此水溶液會放熱。
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