1. 關(guān)于碳酸鈉的知識
化學(xué)式Na2CO3 , 白色粉末 。
又稱純堿 、蘇打 。熔點851℃,密度2.532克/厘米3,吸濕性很強(qiáng) ,很容易結(jié)成硬塊,在高溫下也不分解。
含有結(jié)晶水的碳酸鈉有3種:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O 和 Na2CO3·10H2O 。碳酸鈉易溶于水 ,是一種弱酸鹽,溶于水后發(fā)生水解反應(yīng),使溶液顯堿性。
存在于自然界(如鹽湖)的碳酸鈉稱為天然堿,在古代便被用作洗滌劑和用于印染。1791年開始用食鹽 、硫酸 、煤 、石灰石為原料生產(chǎn)碳酸鈉,是為呂布蘭法,此法原料利用不充分、勞動條件惡劣、產(chǎn)品質(zhì)量不佳,逐漸為索爾維法代替。
1859年比利時索爾維用食鹽、氨水、二氧化碳為原料,于室溫下從溶液中析出碳酸氫鈉,將它加熱,即分解為碳酸鈉,此法被沿用至今。1943年中國侯德榜結(jié)合中國內(nèi)地缺鹽的國情 ,對索爾維法進(jìn)行改進(jìn),將純堿和合成氨兩大工業(yè)聯(lián)合,同時生產(chǎn)碳酸鈉和化肥氯化銨,大大地提高了食鹽利用率,是為侯氏制堿法。
碳酸鈉用于肥皂、造紙、洗滌劑生產(chǎn),用作冶金工業(yè)的助熔劑、軟水劑。
2. 化學(xué)小常識
小常識(一)水果為什么可以解酒
飲酒過量常為醉酒,醉酒多有先兆,語言漸多,舌頭不靈,面頰發(fā)熱發(fā)麻,頭暈站立不穩(wěn)……都是醉酒的先兆,這時需要解酒。
不少人知道,吃水果或飲服1--2兩干凈的食醋可以解酒。什么道理呢?
這是因為,水果里含有機(jī)酸,例如,蘋果里含有蘋果酸,柑橘里含有檸檬酸,葡萄里含有酒石酸等,而酒里的主要成分是乙醇,有機(jī)酸能與乙醇相互作用而形成酯類物質(zhì)從而達(dá)到解酒的目的。同樣道理,食醋也能解酒是因為食醋里含有3--5%的乙酸,乙酸能跟乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯。
盡管帶酸味的水果和食醋都能使過量乙醇的麻醉作用得以緩解,但由于上述酯化反應(yīng)雜體內(nèi)進(jìn)行時受到多種因素的干擾,效果并不十分理想。因此,防醉酒的最佳方法是不貪杯。
小常識(二)油條與化學(xué)
油條是我國傳統(tǒng)的大眾化食品之一,它不僅價格低廉,而且香脆可口,老少皆宜。
油條的歷史非常悠久。我國古代的油條叫做“寒具”。唐朝詩人劉禹錫在一首關(guān)于寒具的詩中是這樣描寫油條的形狀和制作過程的:“纖手搓來玉數(shù)尋,碧油煎出嫩黃深;夜來春睡無輕重,壓匾佳人纏臂金”。這首詩把油條描繪得何等形象化??!可當(dāng)你們吃到香脆可口的油條時,是否想到油條制作過程中的化學(xué)知識呢?
先來看看油條的制作過程:首先是發(fā)面,即用鮮酵母或老面(酵面)與面粉一起加水揉和,使面團(tuán)發(fā)酵到一定程度后,再加入適量純堿、食鹽和明礬進(jìn)行揉和,然后切成厚1厘米,長10厘米左右的條狀物,把每兩條上下疊好,用窄木條在中間壓一下,旋轉(zhuǎn)后拉長放入熱油鍋里去炸,使膨脹成一根又松、又脆、又黃、又香的油條。
在發(fā)酵過程中,由于酵母菌在面團(tuán)里繁殖分泌酵素(主要是分泌糖化酶和酒化酶),使一小部分淀粉變成葡萄糖,又由葡萄糖變成乙醇,并產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,同時,還會產(chǎn)生一些有機(jī)酸類,這些有機(jī)酸與乙醇作用生成有香味的酯類。
反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w使面團(tuán)產(chǎn)生許多小孔并且膨脹起來。有機(jī)酸的存在,就會使面團(tuán)有酸味,加入純堿,就是要把多余的有機(jī)酸中和掉,并能產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,使面團(tuán)進(jìn)一步膨脹起來;同時,純堿溶于水發(fā)生水解;后經(jīng)熱油鍋一炸;由于有二氧化碳生成,使炸出的油條更加疏松。
從上面的反應(yīng)中,我們也許會耽心,在油條時不是剩下了氫氧化鈉嗎?含有如此強(qiáng)堿的油條,吃起來怎能可口呢?然而其巧妙之處也就在這里。當(dāng)面團(tuán)里出現(xiàn)游離的氫氧化鈉時,原料中的明礬就立即跟它發(fā)生了反應(yīng),使游離的氫氧化鈉經(jīng)成了氫氧化鋁。氫氧化鋁的凝膠液或干燥凝膠,在醫(yī)療上用作抗酸藥,能中和胃酸、保護(hù)潰瘍面,用于治療胃酸過多癥、胃潰瘍和十二指腸潰瘍等。常見的治胃病藥“胃舒平”的主要成分就是氫氧化鋁,因此,有的中醫(yī)處方中談到:油條對胃酸有抑制作用,并且對某些胃病的一定的療效。
3. 教我酸和堿的知識
酸:1.與指示劑,紫色石蕊變紅 2.與金屬置換出H2 3.與金屬氧化物,生成金屬鹽與水 4.與堿發(fā)生中和,生成鹽與水 5.與某些鹽發(fā)生復(fù)分解,生成新鹽新酸 堿:1.與指示劑,紫色石蕊變藍(lán),酚酞變紅. 2.與某些金屬氧化物反應(yīng),生成鹽與水 3.與某些鹽發(fā)生復(fù)分解,生成新鹽新堿 4.與酸發(fā)生中和,生成鹽與水 或 1、酸的通性 (1)酸溶液能跟酸堿指示劑起反應(yīng)。
紫色石蕊試液遇酸變紅,無色酚酞試液遇酸不變色。注意顯色的物質(zhì)是指示劑。
(2)酸能跟多種活潑金屬起反應(yīng),通常生成鹽和氫氣。只有位于金屬活動性順序表中氫前面的金屬才能與稀酸(HCl、H2SO4)反應(yīng),產(chǎn)生氫氣。
位于氫后的金屬不能與稀酸(HCl、H2SO4)反應(yīng),但能與濃硫酸和濃硝酸反應(yīng)。 例如:①Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O ②3Cu+8HNO3(?。?3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 可見,金屬和濃硫酸、硝酸反應(yīng)都沒有氫氣產(chǎn)生,這就是實驗室不能用濃硫酸和硝酸與鋅反應(yīng)制氫氣的原因。
(3)酸能跟堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水:H2SO4 + CaO == CaSO4 + H2O (4)酸能跟某些鹽反應(yīng)生成新酸和新鹽:H2SO4 + BaCl2 === BaSO4↓+ 2HCl (5)酸跟堿起中和反應(yīng)生成鹽和水:H2SO4+Ba(OH)2 === BaSO4↓(白色沉淀)+2H2O 常見的酸有鹽酸、硫酸和硝酸,它們雖然具有上述五點通性(因為電離出的陽離子都是H+)。但又各具不同的物理化學(xué)性質(zhì)。
①鹽酸是氯化氫的水溶液,是一種混合物。純凈的鹽酸是無色的液體,有刺激性氣味。
工業(yè)品濃鹽酸因含有雜質(zhì)(Fe3+)帶有黃色。濃鹽酸具有揮發(fā)性,打開濃鹽酸的瓶蓋在瓶口立即產(chǎn)生白色酸霧。
這是因為從濃鹽酸中揮發(fā)出來的氯化氫氣體跟空氣中水蒸汽接觸,形成鹽酸小液滴分散在空氣中形成酸霧。 ②硫酸是一種含氧酸,對應(yīng)的酸酐是SO3(SO3+H2O==H2SO4)。
純凈的硫酸是沒有顏色、粘稠、油狀的液體,不易揮發(fā)。常用的濃硫酸中的H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%,密度為1.84克/厘米3。
稀H2SO4具有酸的通性。濃硫酸除去具有酸的通性外,還具有三大特性: a、吸水性: 濃H2SO4吸收水形成水合硫酸分子(H2SO4?nH2O),并放出大量熱,所以濃硫酸通常用作干燥劑。
b、脫水劑: 濃硫酸可將有機(jī)化合物中的氫原子和氧原子按水分子的構(gòu)成(H:O=2:1)奪取而使有機(jī)物脫水碳化。紙、木柴、衣服等遇濃硫酸變黑,這就是因為濃硫酸的脫水性使其碳化的緣故。
C、強(qiáng)氧化性: 在濃硫酸溶液中大量存在的是H2SO4分子而不是H+,H2SO4分子具強(qiáng)氧化性。濃硫酸可使金屬活動性順序表氫后面的一些金屬溶解,可將C、S等非金屬單質(zhì)氧化,而濃硫酸本身還原成SO2。
但是,冷的濃硫酸不能與較活潑的金屬Fe和Al反應(yīng)。原因是濃硫酸可以使Fe和Al的表面形成一層致密的氧化物薄膜,阻止了里面的金屬與濃硫酸繼續(xù)反應(yīng),這種現(xiàn)象在化學(xué)上叫鈍化。
由于濃硫酸有脫水性和強(qiáng)氧化性,我們往蔗糖上滴加濃硫酸,會看到蔗糖變黑并且體積膨脹。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: C12H22O11 12C+11H2O C+2 H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2 H2O 產(chǎn)生的CO2 、SO2氣體使蔗糖的體積膨脹。
又由于濃硫酸有吸水性,濃鹽酸有揮發(fā)性,所以,往濃鹽酸中滴加濃硫酸會產(chǎn)生大量酸霧,可用此法制得氯化氫氣體。 ③硝酸也是一種含氧酸,對應(yīng)的酸酐是N2O5,而不是NO2。
純凈的硝酸是無色的液體,具有刺激性氣味,能揮發(fā)。打開濃硝酸的瓶蓋在瓶口會產(chǎn)生白色酸霧。
濃硝酸通常帶黃色,而且硝酸越濃,顏色越深。這是因為硝酸具有不穩(wěn)定性,光照或受熱時分解產(chǎn)生紅棕色的NO2氣體,NO2又溶于硝酸溶液中而呈黃色。
所以,實驗室保存硝酸時要用棕色(避光)玻璃試劑瓶,貯存在黑暗低溫的地方。硝酸又有很強(qiáng)的腐蝕性,保存硝酸的試劑瓶不能用橡膠塞,只能用玻璃塞。
除具有酸的通性外,不管是稀硝酸還是濃硝酸都具有強(qiáng)氧化性。硝酸能溶解除金和鉑以外的所有金屬。
金屬與硝酸反應(yīng)時,金屬被氧化成高價硝酸鹽,濃硝酸還原成NO2,稀硝酸還原成NO。但是,不管是稀硝酸還是濃硝酸,與金屬反應(yīng)時都沒有氫氣產(chǎn)生。
較活潑的金屬鐵和鋁可在冷濃硝酸中鈍化,冷濃硝酸同樣可用鋁槽車和鐵罐車運(yùn)輸和貯存。硝酸不僅能氧化金屬,也可氧化C、S、P等非金屬。
硝酸與Cu、C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8 HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O ④磷酸是一種中等強(qiáng)度的三元酸,可以形成一種正鹽和兩種酸式鹽。 如:磷酸氫二鈉(Na2HPO4),磷酸二氫鈉(NaH2 PO4),磷酸二氫銨[NH4H2PO4 ],磷酸氫二銨[(NH4)2HPO4 ],磷酸二氫鈣[Ca(H2PO4)2](溶于水)。
2、堿的通性 (1)堿溶液能跟酸堿指示劑起反應(yīng),紫色石蕊試液遇堿變藍(lán),無色酚酞試液遇堿變紅。不溶性堿,如不能使酸堿指示劑變色。
(2)堿能跟酸性氧化物起反應(yīng)生成鹽和水。 (3)堿能跟酸起中和反應(yīng)生成鹽和水。
(4)堿能跟某些鹽起反應(yīng)生成新堿與新鹽。 常見的堿有NaOH、KOH、Ca(OH)2、氨水等,它們各自具有一些特性。
①氫氧化鈉(NaOH)俗名苛性鈉、火堿、燒堿。