教材 · 化学 · 物质的状态与变化 · 酸与碱

中和反应与盐

中和反応と塩

II 物質の状態と変化 / 酸・塩基
一句话结论

中和的量的关系是「酸的价数 × 酸的物质量 = 碱的价数 × 碱的物质量」,与强弱无关。但恰好中和后的溶液不一定中性 —— 生成的盐会水解,由「谁强跟谁」决定酸碱性。

把等物质量的盐酸和氢氧化钠混合,酸性和碱性互相抵消,得到食盐水 —— 中性。可换成醋酸和氢氧化钠,同样恰好反应完,得到的溶液却是碱性的。「恰好中和」和「变成中性」不是一回事,这一句是这一节最要紧的判断。

为什么是这样

中和的实质是酸给出的 H+ 与碱给出的 OH− 结合成水:H+ + OH− → H2O。既然是一个 H+ 配一个 OH−,那么恰好中和的条件就是两者的物质量相等。剩下的阴离子与阳离子组合成的化合物叫盐。

把「物质量相等」写成可算的式子要注意价数:2 价的硫酸 1 mol 能放出 2 mol H+。所以条件是酸的价数 × 酸的物质量 = 碱的价数 × 碱的物质量。有一点容易想错:这个关系与酸碱的强弱无关。弱酸虽然一开始电离得少,但 H+ 被消耗后会继续电离补上 —— 最终参与反应的总量仍由价数与物质量决定。

但恰好中和 ≠ 溶液中性。生成的盐溶于水后,来自弱酸或弱碱的那个离子会与水反应(水解),重新放出 H+ 或 OH−。醋酸钠里的醋酸根来自弱酸,它会夺取水里的 H+ 而留下 OH− —— 所以溶液显碱性。判断口诀是「谁强跟谁」:强酸弱碱盐显酸性,弱酸强碱盐显碱性,强酸强碱盐显中性。

四种组合的滴定曲线与指示剂选择强酸 + 强碱中和点 pH ≈ 7两种都可用强酸 + 弱碱中和点 pH < 7甲基橙弱酸 + 强碱中和点 pH > 7酚酞弱酸 + 弱碱中和点 pH ≈ 7都不能用2712酚酞的变色域 8.3〜10.0甲基橙的变色域 3.1〜4.4中和点的 pH 不一定是 7 —— 指示剂要选变色域落在突跃段里的那个
acV=bc1V1
a
酸的价数
c
酸的摩尔浓度[mol/L]
V
酸的体积[L]
b
碱的价数
c1
碱的摩尔浓度[mol/L]
V1
碱的体积[L]
适用条件
  • 与酸碱的强弱无关 —— 弱酸也照此计算,因为 H+ 被消耗后会继续电离补上
  • 体积单位要统一(1 L = 1000 mL),这是这条式子最常见的计算失误
  • 恰好中和不等于中性:溶液的酸碱性由生成的盐决定

定量表达

盐按「酸里的氢有没有被完全取代」分三类,注意这个分类与溶液的酸碱性无关。正盐:酸的氢全被取代,如 NaCl、Na2SO4、CH3COONa。酸式盐:还剩可电离的氢,如 NaHSO4、NaHCO3。碱式盐:还剩 OH,如 MgCl(OH)。

这里有个经典的坑:NaHCO3 是酸式盐,但它的水溶液显碱性。「酸式」说的是化学式里还留着氢,「酸性」说的是溶液的 pH —— 两个词只差一个字,意思完全不同。反过来 Na2SO4 是正盐,溶液中性;CH3COONa 也是正盐,溶液碱性。

多种酸碱混合时,关系式扩展成总和相等:所有酸放出的 H+ 总量 = 所有碱放出的 OH− 总量。算的时候把每一种的「价数 × 物质量」列成一张小表再相加,比硬套公式可靠。

怎么用

标准题型是求未知浓度或未知体积。列出双方的价数、浓度、体积,代入 acV=bc1V1,注意单位。

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