人的胃液中含有鹽酸，汽車(chē)常用的電瓶(蓄電池)中有硫酸溶液，食醋中含有3%～5%的醋酸，酸雨中含有極少量的硫酸和硝酸。鹽酸、硫酸、硝酸、醋酸和碳酸是最常見(jiàn)的幾種酸。根據(jù)初中化學(xué)知識(shí)，我們知道酸一般具有以下通性：
①與排在金屬活動(dòng)順序表H之前的金屬反應(yīng)產(chǎn)生鹽和氫氣;
②與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水;
③與碳酸鈣、碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳、水和新鹽;
④與金屬氧化物反應(yīng)生成鹽和水;
⑤能使酸堿指示劑變色。
[試一試] 1.以稀硫酸為例，各舉一例化學(xué)反應(yīng)方程式說(shuō)明其一般性質(zhì)。
氫氧化鈉俗稱(chēng)燒堿、火堿或苛性鈉，氫氧化鈣俗稱(chēng)消石灰或熟石灰，NH3·H2O是NH3的水溶液，即氨水，它們都是常見(jiàn)的堿。根據(jù)初中化學(xué)知識(shí)，我們知道堿一般具有以下通性：
①與酸發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水;
②與CO2反應(yīng)生成鹽和水;
③與CuCl2等鹽反應(yīng)生成新鹽和新堿;
④能使酸堿指示劑變色。
[試一試] 2.以氫氧化鈣為例，各舉一例化學(xué)反應(yīng)方程式說(shuō)明其一般性質(zhì)。
鹽是我們每天都離不開(kāi)的調(diào)味品，生活中的鹽是指食鹽，也就是氯化鈉，化學(xué)學(xué)科中的鹽是指由堿的陽(yáng)離子和酸的陰離子組成的化合物。我們?cè)谏a(chǎn)、生活中經(jīng)常用到各種各樣的鹽，如食鹽、碳酸鈣(大理石)、硫酸鋁、碳酸氫鈉(小蘇打)、硫酸銨、碳酸氫銨等等。一般來(lái)說(shuō)，鹽可以和酸、堿、其他鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不同組成的鹽性質(zhì)各不相同。
二氧化碳、氧化鎂、四氧化三鐵等是由兩種元素組成的化合物，其中一種元素是氧，這樣的化合物叫做氧化物。不同的氧化物性質(zhì)各不相同，如CuO能和酸反應(yīng)，CO2既能和堿反應(yīng)又能和水反應(yīng)。
圖書(shū)館里有許許多多的書(shū)籍，為什么你能夠很快就找到你所需要的圖書(shū)?大型超市里有成千上萬(wàn)種商品，為什么你能夠迅速挑出你所需要的商品?這是因?yàn)槿藗冊(cè)趯⑦@些書(shū)籍或商品陳列到書(shū)架或貨架之前，已經(jīng)事先對(duì)它們進(jìn)行了分類(lèi)處理。把大量事物按照事先設(shè)定的“標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行分類(lèi)，是人們最熟悉，也是最方便的一種工作方法，這種方法在社會(huì)生活、經(jīng)營(yíng)管理和科學(xué)技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。
經(jīng)過(guò)收集例證和思索，我們可以發(fā)現(xiàn)分類(lèi)法應(yīng)用的普遍性。當(dāng)分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)確定之后，同類(lèi)中的事物在某些方面的相似性可以幫助我們做到舉一反三;對(duì)于不同類(lèi)事物的了解使我們做到由此及彼。所以分類(lèi)法是一種行之有效，簡(jiǎn)單易行的科學(xué)方法。生物學(xué)中把動(dòng)植物按照界、門(mén)、綱、目、科、屬、種進(jìn)行分類(lèi)的方法是最有代表性的實(shí)例之一，對(duì)生物學(xué)的發(fā)展起到重要作用。
對(duì)于數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的化學(xué)物質(zhì)和為數(shù)更多的化學(xué)反應(yīng)，分類(lèi)法的作用幾乎是無(wú)可替代的。例如，在初中化學(xué)中，我們?cè)?jīng)把元素分為金屬元素和非金屬元素，把化合物分為酸、堿、鹽和氧化物，把化學(xué)反應(yīng)分為化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)等等。
由于一種分類(lèi)方法所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有一定局限，所能提供的信息較少，人們?cè)谡J(rèn)識(shí)事物時(shí)往往需要采用多種分類(lèi)方法(如交叉分類(lèi)法)，來(lái)彌補(bǔ)單一分類(lèi)方法的不足，例如，對(duì)于Na2CO3，從其組成的陽(yáng)離子來(lái)看，屬于鈉鹽;而從其組成的陰離子來(lái)看，則屬于碳酸鹽。
有時(shí)，物質(zhì)或反應(yīng)進(jìn)行一次分類(lèi)所產(chǎn)生的結(jié)果，相似性還不夠明顯，這時(shí)我們可以對(duì)其中的每一類(lèi)物質(zhì)或反應(yīng)進(jìn)行再分類(lèi)，形成更科學(xué)的認(rèn)識(shí)�；瘜W(xué)上，通常可根據(jù)物質(zhì)的組成、狀態(tài)、性質(zhì)等對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。例如：根據(jù)物質(zhì)的存在狀態(tài)，將物質(zhì)分為氣態(tài)物質(zhì)、液態(tài)物質(zhì)和固態(tài)物質(zhì);根據(jù)物質(zhì)的導(dǎo)電性，將物質(zhì)分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體;根據(jù)物質(zhì)在水中的溶解性，將物質(zhì)分為可溶性物質(zhì)、微溶性物質(zhì)和難溶性物質(zhì)。從學(xué)習(xí)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的需要出發(fā)，我們更喜歡根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)組成物質(zhì)所含分子種類(lèi)，可以將物質(zhì)分成純凈物和混合物;再根據(jù)組成元素的種類(lèi)，又可將純凈物分成單質(zhì)和化合物;根據(jù)組成元素的種類(lèi)不同，還可將單質(zhì)分成金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì);根據(jù)是否含有碳元素又可將化合物分成有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物……理論上，我們可以不斷地對(duì)所得分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行再分類(lèi)，這種分類(lèi)關(guān)系一般可用樹(shù)狀圖進(jìn)行表示，所以這種分類(lèi)方法又稱(chēng)為“樹(shù)狀分類(lèi)法”(下圖為化學(xué)上對(duì)物質(zhì)的常見(jiàn)樹(shù)狀分類(lèi))。
[試一試] 3.用樹(shù)狀圖表示下列物質(zhì)的分類(lèi)：鎂(Mg)、 氯氣(Cl2)、氯化鐵(FeCl3)溶液、硫酸(H2SO4)、硝酸鋇[Ba(NO3)2]、三氧化二鐵(Fe2O3)、 氫氧化鈉(NaOH)、葡萄糖(C6H12O6)、 乙醇(C2H5OH)、碘酒、二氧化碳。
資料卡片 在無(wú)機(jī)酸分子中，一般分子中有幾個(gè)氫就是幾元酸，但我們不能簡(jiǎn)單根據(jù)有機(jī)酸分子中H個(gè)數(shù)確定它是幾元酸，如醋酸(CH3COOH)有4個(gè)H，但它是一元酸。
在水溶液中產(chǎn)生的陽(yáng)離子全部是氫離子的化合物稱(chēng)之為酸。鹽酸、硫酸、硝酸、碳酸和醋酸是幾種最常見(jiàn)的酸。人們還可以根據(jù)它們?cè)诮M成、性質(zhì)上的差異，進(jìn)行更為細(xì)致的劃分。如根據(jù)組成中是否含氧元素可以分為含氧酸和無(wú)氧酸，硫酸、硝酸、碳酸和醋酸就是常見(jiàn)的含氧酸，而鹽酸則是無(wú)氧酸;根據(jù)酸產(chǎn)生氫離子的程度可以分為強(qiáng)酸和弱酸，如鹽酸、硫酸、硝酸是強(qiáng)酸，而碳酸、醋酸是弱酸;根據(jù)每個(gè)酸分子電離產(chǎn)生的氫離子個(gè)數(shù)可以分為一元酸、二元酸、三元酸，如鹽酸、硝酸是一元酸，硫酸、碳酸是二元酸，磷酸(H3PO4)是三元酸;根據(jù)酸是否具有揮發(fā)性，可以分成難揮發(fā)性酸和揮發(fā)性酸，硫酸和磷酸是難揮發(fā)性酸，鹽酸、硝酸、醋酸都是揮發(fā)性酸;還可以根據(jù)在有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物中的歸屬，將酸分為無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，醋酸是最常見(jiàn)的有機(jī)酸，其他一般都是無(wú)機(jī)酸。
資料卡片 嚴(yán)格意義上說(shuō)，鹽酸、氨水是混合物，不能稱(chēng)之為酸、堿，而應(yīng)該稱(chēng)HCl、NH3·H2O為酸、堿，只是人們一直沿用習(xí)慣了，學(xué)習(xí)中要注意這一習(xí)慣。
在水溶液中產(chǎn)生的陰離子全部是氫氧根離子的化合物稱(chēng)之為堿，氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化銅是幾種重要的堿。對(duì)堿進(jìn)行再分類(lèi)，將更加有利于我們理解堿的化學(xué)性質(zhì)。一般可根據(jù)堿產(chǎn)生氫氧根離子的難易程度分為強(qiáng)堿和弱堿，氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇[Ba(OH)2]是常見(jiàn)的強(qiáng)堿，而氫氧化鐵、氫氧化銅、NH3·H2O是常見(jiàn)的弱堿;根據(jù)溶解性差異可分為可溶性堿、微溶性堿和難溶性堿，氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、NH3·H2O是可溶性堿，氫氧化鈣是微溶性堿，氫氧化鐵、氫氧化銅是難溶性堿。可溶性或微溶性堿一般是強(qiáng)堿，可以由對(duì)應(yīng)的金屬氧化物和水化合而成，在加熱條件下不易分解;而難溶性堿一般是弱堿，在加熱條件下可以分解成對(duì)應(yīng)金屬氧化物和水，但不能由對(duì)應(yīng)金屬氧化物和水化合而成。
[想一想] 能否通過(guò)一步反應(yīng)完成下列轉(zhuǎn)變：Fe2O3→Fe(OH)3和K2O→KOH。
由金屬陽(yáng)離子(或銨根)與酸根離子構(gòu)成的化合物稱(chēng)之為鹽。碳酸鈣、氯化鈉、硫酸銅都是重要的鹽。對(duì)鹽的進(jìn)一步分類(lèi)，有利于我們更好的學(xué)習(xí)鹽的化學(xué)性質(zhì)。鹽可以依據(jù)組成分為鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽等，也可以分為鹽酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽等;根據(jù)在水中的溶解性分為可溶性鹽、微溶性鹽和難溶性鹽。依據(jù)所含的金屬陽(yáng)離子的密度大小，又可以分為輕金屬鹽和重金屬鹽，BaCl2、CuSO4、FeCl3屬于重金屬鹽;還可以根據(jù)鹽能否產(chǎn)生H+或OH-，把鹽分為酸式鹽和堿式鹽，NaHCO3、NaHSO4是常見(jiàn)的酸式鹽，Cu2(OH)2CO3是常見(jiàn)的堿式鹽，對(duì)于NaCl、CuSO4等既沒(méi)有H+也沒(méi)有OH-，它們被稱(chēng)為正鹽，初中化學(xué)學(xué)習(xí)的鹽大部分都是這種正鹽。
[試一試] 4.Mg(OH)Cl屬于鹽還是堿?如果是鹽它又能歸屬于哪些類(lèi)型。
資料卡片 水體重金屬離子污染，是指含有重金屬離子的污染物進(jìn)入水體對(duì)水體造成的污染。冶礦、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的重金屬?gòu)U水(含有鉻、鎘、銅、汞、鎳等重金屬離子)，是對(duì)水體污染最嚴(yán)重和對(duì)人類(lèi)危害最大的工業(yè)廢水之一。廢水中的重金屬離子是各種常用水處理方法不能分解破壞的，而只能轉(zhuǎn)移它們的存在位置和轉(zhuǎn)變它們的物理化學(xué)狀態(tài)。因此，重金屬?gòu)U水應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)生地點(diǎn)就地處理，不與其他廢水混合。如果用含有重金屬離子的污泥和廢水作為肥料和灌溉農(nóng)田，會(huì)使土壤受到污染，造成農(nóng)作物及水生生物重金屬離子的富集，通過(guò)食物鏈最終對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重危害。
鎘污染：自1995年起，居住在日本富山市神通川下游地區(qū)的一些農(nóng)民得了一種奇怪的病。得病初期，患者只感到腰、背和手足等多處關(guān)節(jié)疼痛，后來(lái)發(fā)展為神經(jīng)痛�；颊咦咂鹇穪�(lái)像鴨子一樣搖搖擺擺，晚上睡在床上經(jīng)常痛得直喊“痛……”因此這種病被稱(chēng)為“痛痛病”，又稱(chēng)為“骨痛病”。得了這種病，人的身高縮短，骨骼變形、易折，輕微活動(dòng)，甚至咳嗽一聲，都可能導(dǎo)致骨折，一些人痛不欲生，自殺身亡。經(jīng)過(guò)調(diào)查，造成這種”骨痛病“的原因是神通川上游的煉鋅廠長(zhǎng)年累月排放含鎘的廢水，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民長(zhǎng)期飲用受到鎘污染的河水，并且食用此河水灌溉生長(zhǎng)的稻米，于是鎘便通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，在體內(nèi)逐漸積聚，引起鎘中毒，造成“骨痛病”。
汞污染：五十年代初期，在日本九州熊本縣水俁鎮(zhèn)，由于人食用受甲基汞毒害的魚(yú)類(lèi)而導(dǎo)致甲基汞中毒，283人中毒，其中60人死亡。癥狀：口齒不清、步履不穩(wěn)、面部癡呆進(jìn)而耳聾眼瞎、全身麻木，最后精神失常，身體彎曲至死亡。產(chǎn)生原因是由于工廠生產(chǎn)氯乙烯和醋酸乙烯時(shí)采用氯化汞和硫酸作催化劑，最后把含有機(jī)汞的廢水、廢渣排入水俁灣，使魚(yú)、貝殼類(lèi)受到污染，這起事件被史學(xué)家稱(chēng)為“水俁事件”。
錳污染：四十多年前，日本有個(gè)村莊發(fā)生了一起可怕的集體“發(fā)瘋”事件，有16個(gè)村民突然一起“發(fā)瘋”了。這些“瘋子”一會(huì)兒哭哭啼啼，一會(huì)兒又哈哈大笑;發(fā)作時(shí)兩手亂搖，顫抖不止，且下肢發(fā)硬僵直，如此反復(fù)發(fā)作，直至“瘋死”。調(diào)查發(fā)現(xiàn)這些人喝的是同一口水井中的水，考察水井，又在旁邊挖出了大量廢舊、破爛的干電池。原來(lái)這是水井受干電池中某些有害成分污染而造成的。據(jù)環(huán)境科學(xué)家研究表明，廢舊干電池中的鋅、二氧化錳等成分長(zhǎng)期埋在地下，會(huì)與土壤中化學(xué)物質(zhì)發(fā)生作用，生成鋅錳酸式鹽，它滲入地下，極易污染飲用水，而這一群村民正是長(zhǎng)期飲用這種水，造成蓄積性錳中毒，才有上述“發(fā)瘋”癥狀。
干電池在制造過(guò)程中還使用一定量的汞，含汞最多的是鋅汞電池，高達(dá)20% ～30%，堿性干電池約為13%，普通鋅錳電池含汞較少。因此干電池不僅是錳污染源，同時(shí)還是汞污染源，在享受干電池給我們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，必須關(guān)注廢舊電池對(duì)環(huán)境的危害，采取切實(shí)有效的回收方法，以減輕電池對(duì)環(huán)境的危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年生產(chǎn)干電池50億只，其中鋅汞電池和堿性電池1億只，每年電池用汞100噸，人們習(xí)慣用完電池后隨意亂丟，日曬雨淋或埋入地下往往污染環(huán)境，廢舊電池回收是目前我們必須解決的一個(gè)重要環(huán)境問(wèn)題。
二氧化碳、一氧化碳、水、氧化銅、氧化鈣、氧化鎂、四氧化三鐵等都是常見(jiàn)的氧化物，不同氧化物性質(zhì)既有相同點(diǎn)，也有不同點(diǎn)，對(duì)氧化物進(jìn)一步分類(lèi)，有助于找出各類(lèi)物質(zhì)的基本通性。一般氧化物可以按組成分為金屬氧化物和非金屬氧化物，如CO、CO2、SiO2就是非金屬氧化物，Mn2O7、CuO、Fe2O3就是金屬氧化物。另一種常用方法是根據(jù)氧化物能否和酸、堿反應(yīng)生成鹽和水，將其分成不成鹽氧化物和成鹽氧化物，如CO、NO為不成鹽氧化物，而CO2、SiO2、CuO、Fe2O3為成鹽氧化物。根據(jù)成鹽氧化物和酸、堿反應(yīng)的可能性又可分成不同類(lèi)型，與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱(chēng)為酸性氧化物，如CO2、SiO2;與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱(chēng)為堿性氧化物，如CaO、Na2O。
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
Mn2O7+2KOH===2KMnO4+H2O
CaO+2HCl===CaCl2+H2O
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
[試一試] 5.不同分類(lèi)結(jié)果之間的歸屬關(guān)系，是氧化物概念的考查重點(diǎn)，那么金屬氧化物一定是堿性氧化物嗎?酸性氧化物一定是非金屬氧化物嗎?
事實(shí)上，有些氧化物不但可以和酸反應(yīng)生成鹽和水，也可以和堿反應(yīng)生成鹽和水，這種氧化物就被稱(chēng)為兩性氧化物，氧化鋁是其中的典型代表。
Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O
Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O(NaAlO2稱(chēng)為偏鋁酸鈉)
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