物质酸碱性强弱的实验探究

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  一、学会物质的分类是探究物质具有酸碱性的基础
  在物质的分类中,通过实验探究,我们把溶液的pH>7的称为碱性溶液,把溶液的pH<7的称为酸性溶液。因为pH=-lgc(H+),Kw=c(H+)·c(OH-),因此溶液的酸碱性与物质在水在能电离出H+或OH-有关。作为溶液酸碱性的强弱最简单的有效方法就是测定溶液的pH,pH越大则溶液的碱性越强,pH越小则溶液的酸性越强。
  从另一个角度来讲物质能够结合OH-的物质把它归类为酸,物质能够结合H+的物质把它归类为碱,这种“广泛的酸碱理论”也未尝不可。如Al(OH)3是一种白色固体物质,向盛放Al(OH)3的试管中加入NaOH溶液可以溶解,向盛放Al(OH)3的试管中加入HCl溶液也可以溶解,说明Al(OH)3既能结合OH-又能结合H+,在化学分类上将Al(OH)3称之为两性化合物。
  二、抓住酸碱性物质的“以强生弱”的规律是一些实验的保证
  在复分解反应中普遍存在着“强酸生弱酸”“强碱生弱碱”的规律。在化学反应原理上也通过弱酸的电离常熟的大小对它们加以比较。酸碱性物质的“以强生弱”的规律在一些生产实验中得到普遍应用,在高中教材中就存在很多相关内容的探究实验。
  为了除去CO2中的SO2气体,实验室将混合气体通过盛放有NaHCO3饱和溶液的洗气瓶。当时有学生质疑,为什么不将混合气体通过盛放有Na2CO3饱和溶液的洗气瓶?从物质的酸性的强弱上就可以做出合理的解释:
  根据“以强生弱”的规律可以发现SO2(其水溶液为H2SO3)能与Na2CO3饱和溶液反应,但CO2(其水溶液就是H2CO3)也能与Na2CO3饱和溶液发生反应Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3。
  三、探究某些物质的酸碱性的强弱能够挖掘其真正的内涵
  在研究元素周期律时,涉及能够证明元素的金属性和非金属性强弱的证明实验,就是通过实验来比较元素的最高价氧化物的水化物酸碱性的强弱,酸性越强则元素的非金属性越强,碱性越强则元素的金属性越强。
  【典例】为了证明同主族元素C和Si非金属性强弱,某课外小组下设拟用图1所示装置进行实验探究。若在分液漏斗中盛放的是盐酸,锥形瓶中盛放大理石粉末,试管中盛放硅酸钠溶液。
  甲组同学观察到试管中出现白色沉淀,认为可证明同主族元素的非金属性是C>Si。
  乙组同学认为还可以证明非金属性由强到弱的顺序是Cl>Si。
  他们的观点正确吗?请说明理由。
  【分析】因为盐酸是挥发性的强酸,HCl可能挥发出来,与试管中的硅酸钠反应生成硅酸沉淀,故不能证明同主族元素的非金属性是C>Si,甲组同学的判断错误;盐酸中其酸作用的物质是HCl,不是氯元素最高价氧化物的水化物,不能通过酸性的强弱判断非金属性的强弱,故乙组同学的说法也不正确。
  作者单位:江苏海门市四甲中学
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