中和反应面面观

文章编号：1005－6629(2007)01－0066－05 中图分类号：G632.479 文献标识码：B

中和反应是一类特殊的复分解反应，其特点是反应物必须是酸和碱，产物是盐和水。它是中考化学的热点和重点之一，为帮助学生了解该类考题，现从四个方面将该类考题详细解读如下：

1 考查对概念的理解

准确理解中和反应应从以下几个方面入手：

(1)认识该反应的实质为：H+＋OH-＝H2O

(2)酸和碱之间的反应通常为中和反应，如：NaOH+HCl=NaCl+H2O

(3)有盐和水生成的反应不一定是中和反应。酸性氧化物和碱之间的反应，如2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，碱性氧化物和酸之间的反应，如CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，由于反应物不都是酸与碱之间的反应，因此均不是中和反应；

(4)中和反应与复分解反应的关系：中和反应是一类特殊的复分解反应。

1.1 考查对概念的判断

例1.关于化学反应M+N=P+Q的下列说法中，正确的是()

A.若P、Q分别为单质和化合物，则该反应一定是置换反应

B.若P、Q分别为盐和水，则该反应一定是中和反应

C.若M、N、P、Q都是化合物，则该反应一定是复分解反应

D.若M为碱溶液，N为盐溶液，则P、Q可能是两种沉淀

解析：本题主要是对化学反应类型的考查，它要求考生要正确理解各种反应类型的涵义。选项A只是产物满足置换反应条件，反应物是否为一种单质和一种化合物并未作说明，如CuO+CO=Cu+CO2之间的反应就不是置换反应；B选项，酸性氧化物与碱反应或碱性氧化物与酸反应均生成盐和水，但均不属于中和反应。选项C，虽然反应物和产物均为化合物，但两种反应物在反应过程是否交换成分无法判断，如CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O就不是复分解反应；D选项为可溶性碱与可溶性盐之间的反应，如Ba(OH)2+CuSO4=Cu(OH)2+BaSO4，产物为两种沉淀，用“可能”较为灵活，因此正确选项应为D。

1.2 考查对反应类型的判断

例2.有些胃病是由于胃酸过多引起的，治疗的药物中常含有氢氧化铝，它的作用可用下面的化学方程式表示：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O，该反应类型属于( )

A.化合反应B.分解反应

C.置换反应D.中和反应

解析：本题是对中和反应类型的判断和应用，解题应紧扣中和反应的特点、要求熟记中和反应的涵义，才能做出正确判断，反应物为酸和碱，产物为盐和水，符合中和反应的涵义，应选(D)。

1.3 考查中和反应过程中溶液pH的变化

例3.向盛有10mL氢氧化钠溶液的烧杯中逐滴滴加稀盐酸，下列图像能够体现溶液的pH变化情况的是()

解析：氢氧化钠溶液的pH>7，因此应排除选项(A)、(B)，氢氧化钠与盐酸反应时，pH的变化不呈直线性，且当盐酸过量时，溶液的pH不会无限制的减小，因此应选(C)。

1.4 考查化学方程式的书写

例4.初中化学涉及许多化学反应类型，请你整理归纳，按以下化学反应类型选择合适的反应物，各举一例，要求有水生成，用化学方程式表示，并注明反应条件。

(1)化合反应：_______；(2)分解反应：_______；

(3)复分解反应：______；(4)中和反应：______。

解析：本题为一道开放性考题，答案只要符合题意要求即可。可供参考的答案有：

(1)2H2+O22H2O；

(2)2H2O2 2H2O+O2

(3)CaCO3+2HCl=CaCl3+H2O+CO2；

(4)NaOH+HCl=NaCl+H2O

2 中和反应的探究实验

2.1 设计实验探究中和反应的发生

例5.某合作学习小组以“溶液的酸碱度及其应用”为题，开展研究性学习，请你作为该小组成员来解决以下问题：

(1)某同学说：“酸溶液呈酸性，碱溶液呈碱性，则盐溶液一定呈中性。”你认为这种推理_________(填“正确或错误”)

(2)从某工厂排出的废水中取出A、B两份水样，经测定，A水样的pH为4.8，B水样的pH为9.2，则A水样呈____性，B水样呈____性。已知某废水中含有少量硝酸银，为回收银单质，应加入适量的______。

(3)请你设计一个实验，能通过清晰可见的现象，验证氢氧化钠溶液和稀盐酸的反应，并能控制它们在恰好完全反应时停止实验。

(4)将40g 10%的氢氧化钠溶液和60g 20%的氢氧化钠溶液混合，所得溶液中溶质的质量分数为_______(只写计算结果)。

解析：本题以“溶液的酸碱度及其应用”这一课题为背景，重在考查学生的判断能力、实验设计能力、计算能力。

(1)酸溶液呈酸性，碱溶液呈碱性，是正确的。但盐溶液一定呈中性，则是错误的。如Na2CO3属于盐类，其溶液则显碱性。因此应填错误。

(2)A水样：pH=4.87，显碱性。欲从该水中回收银单质，加入适量的铁粉即可。

(3)欲观察到清晰的实验现象，要求反应在透明的玻璃仪器中进行。由于氢氧化钠溶液和稀盐酸发生的中和反应无明显现象，所以两者何时完全中和难以观察到。欲控制二者的反应只需借助指示剂――酚酞的颜色变化。具体操作是：将氢氧化钠溶液倒入烧杯中，滴入几滴酚酞试液，溶液即显红色。说明溶液显碱性。然后向溶液中滴加稀盐酸至红色刚好退去，此时溶液呈中性，说明二者恰好完全反应，此时停止实验即可。

(4)所得溶液中溶质的质量分数为：

2.2 探究中和反应中的热效应

例6.在一定体积的10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的盐酸，反应中溶液的温度与加入盐酸的体积变化如下：

(1)试绘出溶液的温度与加入盐酸的体积之间的变化关系曲线。

(2)根据曲线讨论溶液温度变化的原因。

①加入盐酸的量在0～10mL时：_______。

②加入盐酸的量在10～20mL之间时：_____。

(3)某同学提出“将氢氧化钠固体直接与10%的盐酸反应，以探究中和反应是否放热”，你认为它能否获得充分的证据？为什么？

答：_____________。

解析：(1)如图，起点、最高点和终点等点表示要正确，曲线要光滑。

(2)①随盐酸量增加，中和反应放出热量增大，溶液温度上升。②中和反应完成后，过量盐酸起降温作用。

(3)不能，因为固体氢氧化钠溶于水也要放热。

2.3探究酸与碱中和反应的过程

例7.向氢氧化钠溶液中加入一定量的稀硫酸，发生如下反应：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，反应结束后，小明、小芳两位同学欲探究“氢氧化钠和稀硫酸是否恰好完全反应”，它们设计了如下实验，请你和他们一起完成：

解析：稀硫酸与氢氧化钠溶液反应时没有明显现象，仅凭“观察”无法判断二者是否完全反应，因此必须借助指示剂或其他试剂通过明显现象(颜色变化、气体产生、沉淀生成等)，才能完成对反应情况的判断。根据小芳实验(1)所得出的结论：硫酸已完全反应，可知加入几颗锌粒时的现象应为：无气泡产生；欲证明氢氧化钠已完全反应，应选用一些与氢氧化钠溶液作用产生明显现象的物质，如酸碱指示剂(石蕊、酚酞)，或加入一些可溶性盐溶液如硫酸铜溶液、氯化铁溶液等，由于氢氧化钠已完全反应，故加入这些物质时无明显现象，如无沉淀生成等。

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2.4 通过中和反应测定物质的含量

例8.实验室有一标签残缺的盐酸，请你来探究。

(1)怎样确定它不是浓盐酸？你认为应该选用下述方法中的___方法(填选项编号)。

A.讨论 B.调查 C.观察和实验 D.上网

(2)粗略测定每毫升盐酸中含溶质HCl的质量：同学们依据酸和碱中和反应的原理，设计了一种可行的实验方案，其操作步骤如下：

第1步，在小烧杯中加入10g 5%的NaOH溶液；滴入2滴酚酞试液；

第2步，向10mL的量筒里注入该盐酸至一定刻度，记下读数；

第3步，用胶头滴管吸取量筒中的盐酸，逐滴滴入上述烧杯中，一直到溶液由红色刚刚变为无色为止；

第4步，记录并整理实验数据；

第5步，计算，确定每毫升盐酸中含溶质HCl的质量

请根据以上实验过程，回答下面问题：

①本实验为什么要用指示剂(酚酞)？___________________。

②第3步要用到玻璃棒，它的作用是_____________，目的是_______。停止滴入盐酸后，胶头滴管中残留的盐酸应______________。

③测定每毫升该盐酸中含溶质HCl的质量，方法还有多种，为此大家可继续进行探究。有人提出用KOH等碱类试剂代替上述NaOH与盐酸进行中和反应，测定耗去盐酸的体积，通过计算确定盐酸中的HCl的含量，这和上述实验属同一种方法。你能写出三种其它可行的方法吗？若能，请写在下面横线上(用文字简述所依据的原理和要测定的数据，不需要写出的化学方程式)：

方法一：________________________

方法二：________________________

方法三：________________________

解析：这是一道探究性的实验题，题目的结论是未知的、非预定的，要我们用化学学科的研究方式，运用已有的化学知识，通过假设、实验、求证，在探索、研究中去体验科学探究过程。有助于培养学生的创新意识和求异思维习惯，培养他们的实验能力和研究性学习能力。解决本题可以从多个角度出发(酸与碱之间的中和反应、酸与金属的反应，酸与金属氧化物的反应、酸与碳酸盐的反应等)，思维可以向多方位发散。可参考的答案为：

(1)C 打开瓶塞，若有白雾冒出的是浓盐酸，否则不是浓盐酸。

(2)①为了指示NaOH和HCl什么时候恰好完全中和。②搅拌：使反应物混合均匀，充分反应；全部滴回量筒中。③量筒中剩下盐酸的体积(或中和用去的盐酸体积)。

(3)①用一定质量锌粒(或铁、镁等活泼金属)与盐酸反应，测量用去盐酸的体积。②用一定质量的碳酸钙与盐酸反应，测量用去盐酸的体积。③用一定质量CuO(或其他金属氧化物)与盐酸反应，测量用去盐酸的体积。④用一定体积盐酸与足量锌粒(或铁、镁……)反应，用排水法测量生成氢气的体积。⑤用一定体积盐酸与足量锌粒(或碳酸钙)反应，用称重方法测量生成气体的质量。⑥用比重计测盐酸密度，查阅盐酸密度与浓度对照表……

2.6 分析、评价实验结论

例9.小田同学在进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液滴加稀盐酸一会儿后，发现忘记滴加指示剂。为了确定盐酸与氢氧化钠是否反应完全，小田从烧杯中取了少量反应后的溶液于一只试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色，于是它得出“两种物质已恰好完全中和”的结论。

(1)你认为她得出的结论是否正确_________，理由是_____________；

(2)请你另设计一个实验，探究上述烧杯中的溶液是否恰好完全中和，填写下表：

解析：(1)小田同学得出的结论不正确，因为如果滴加的盐酸过量，滴入无色酚酞试液也不会变色。

(2)可设计以下实验方案，探究上述烧杯中的溶液是否恰好完全中和：

(以上方法任选一种即可，再辅以酚酞试液检验确定是否NaOH过量)

3 考查中和反应的应用

3.1 改良酸性土壤

例10.农作物一般适宜在中性或接近中性的土壤中生长。某校课外活动小组为了解当地土壤的酸碱性，探讨土壤治理的措施，他们从附近农田中取土样进行研究。

(1)请你帮他们完善实验步骤以完成土壤pH的测定。(简明叙述即可)

步骤一：取3g土样放入20mL蒸馏水中，用玻璃棒搅拌；

步骤二：________________；

步骤三：________________。

(2)经粗略测定知：土壤的pH为6。为适应农作物的生长环境，我们一般选用熟石灰对土壤进行改良，理由是______________。

解析：本题主要考查pH的测定方法及用熟石灰改良酸性土壤的方法。(1)在配制好了土样溶液后，接下来应该做的就是：步骤二：用干净的玻璃棒蘸取土样溶液，滴在pH试纸上；步骤三，将试纸显示的颜色与标准比色卡对比，便可得出土样溶液的pH。(2)用熟石灰对土壤进行改良的主要原因是：熟石灰能与土壤中的酸发生中和反应，且价格低廉、比较经济实用。

4考查相关计算

例11.某厂以流量10L/s排出含硫酸质量分数为2％的工业废水，现往该废水中加入含氢氧化钠质量分数为2％的工业废水将其中和后再排出。要使处理后的废水pH约为7，则氢氧化钠溶液流量应当为多少？(假设含酸废水的密度和含碱废水的密度均为1g/cm3，计算结果保留两位小数)

200gx×2％98／80＝200g/x×2％解得x＝8163g8163g÷1gcm3=8163cm3=8.16L；每秒钟应排入NaOH溶液8.16L，即流量为8.16L/s

答：氢氧化钠溶液流量应当为8.16L/s

例12.某混合物含有KCl、NaCl和Na2CO3，经分析知含钠31.5%，含氯27.08%(以上均为质量分数)。则混合物中Na2CO3的质量分数为()

A.25% B.50% C.80%D.无法确定

分析：本题用常规解法非常繁琐，但若设混合物总质量为100g，则混合物中Cl元素的质量为27.08g。

(1)假设这27.08g氯全部来自KCl(即混合物为KCl和Na2CO3)，则KCl的质量为：27.08g×74.5/35.5×100%=56.83g，Na2CO3的质量为：100g-56.83g＝43.17g；

(2)假设这27.08g氯全部来自NaCl(即混合物为NaCl和Na2CO3)，则NaCl的质量为：27.08×58.5/35.5×100%=44.62g，Na2CO3的质量为100g-4.62g=55.38g。

根据平均值可知混合物中Na2CO3的质量分数在43.17%～55.38%之间。应选(B)

评析：利用极端假设法解题，往往会有“柳暗花明之感”，使学生茅塞顿开。

除上述题型外还有一些有关碳酸钠的考题，在此就不再一一赘述了，望该文能够对广大同行及中学生有所裨益。

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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