一、盐酸(HCl)

盐酸是氯化氢气体的水溶液。

[实验 3-5]观察纯净的浓盐酸和工业品浓盐酸的颜色、状态。用手轻轻地在瓶口扇动,小心地闻盐酸的气味,观察它在空气里形成的白雾。

纯净的浓盐酸是没有颜色的液体,有刺激性气味,有酸味,工业品浓盐酸常因含有杂质而带黄色。常用的浓盐酸中 HCl 的质量分数约为 37%~38

%,密度是 1.19 克/厘米 3。浓盐酸在空气里会生成白雾,这是因为从浓盐酸挥发出来的氯化氢气体跟空气里的水蒸气接触,形成盐酸的小液滴的缘故。

[实验 3-6]把紫色石蕊试液和无色酚酞试液分别加入两支盛有稀盐酸的试管里,观察溶液的颜色有什么变化。

[实验 3-7]把紫色石蕊试液和无色酚酞试液分别加入两支盛有氢氧化钠稀溶液的试管里,观察溶液颜色有什么变化。

以上实验表明,石蕊试液遇盐酸变成红色,酚酞试液遇盐酸不变色。石蕊试液遇碱溶液变蓝色,酚酞试液遇碱溶液变红色。像石蕊和酚酞这类能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同颜色的物质,叫做酸碱指示剂,通常也简称指示剂。

有些有色的花卉和果实中的色素,遇到酸或碱的溶液能显示不同的颜色,也可以指示酸碱。

盐酸能跟多种金属、金属氧化物、金属氢氧化物等物质起反应。

1.盐酸跟金属的反应

在第五章里,我们已学过,盐酸跟锌、铁等金属起反应,都产生氢气。与此同时,还分别生成氯化锌和氯化亚铁。

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

利用上述反应,可在实验室制备氢气,或小规模填充氢气球。2.盐酸跟金属氧化物的反应

[实验 3-8]把一根生锈的铁钉放入盛有稀盐酸的试管里,过一会儿取出,用水洗净,观察铁钉表面的变化。

从实验看出,铁钉表面的锈已被除去,这是因为盐酸跟铁锈(主要成分是Fe2O3)起反应,生成可溶性的氯化铁的缘故。

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

由于盐酸跟金属氧化物起反应后生成可溶性盐,金属制品在电镀、焊接等操作前可以用盐酸来清除表面上的锈。

  1. 盐酸跟碱的反应

[实验 3-9]在盛有少量氢氧化铜的试管里,加入适量的盐酸,观察发生的变化。

从实验看出,盐酸跟不溶于水的 Cu(OH)2 起反应,生成能溶于水的CuCl2。

Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O

胃酸过多的病人常内服含 Al(OH)3 的药物(如胃舒平),即利用盐酸能跟碱起反应以减少胃中盐酸的含量。

  1. 盐酸跟硝酸银的反应

[实验 3-10]在盛有少量稀盐酸的试管里,滴入几滴硝酸银溶液和几滴稀硝酸,观察发生的现象。

从实验可看出,盐酸跟硝酸银起反应,生成不溶于硝酸的白色凝乳状的氯化银沉淀。

HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3

这个反应可以用于检验盐酸和其它电离时能产生 Cl-的化合物。

在 2、3、4 这些反应里,参加反应的两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物。像这类由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物 的反应,叫做复分解反应。

盐酸是一种重要的化工产品。除用于金属表面的除锈外,还用于制造某些试剂和药物。例如,氯化锌、盐酸麻黄素等。人的胃液里含有少量的盐酸, 可以帮助消化。

二、硫酸(H2 SO4 )

[实验 3-11]观察浓硫酸的颜色和状态。用玻璃棒蘸浓硫酸在纸上写字,过一会儿,观察纸上有什么变化。用火柴梗蘸一点浓硫酸,放置一会儿, 观察火柴梗有什么变化。

纯净的硫酸是没有颜色、粘稠、油状的液体,不容易挥发。常用浓硫酸中 H2SO4 的质量分数是 98%,密度是 1.84 克/厘米 3。

浓硫酸有吸水性,跟空气接触,能够吸收空气里的水分,所以,通常用

它作为干燥剂。浓硫酸也能夺取纸张、木材、衣服、皮肤(它们都是由含碳、氢、氧等元素的化合物组成的)里的水分①,使它们碳化。上面的实验里,纸、火柴梗的颜色变黑,也就是发生了碳化的缘故。硫酸对皮肤或衣服有很大的腐蚀性,如果不慎在皮肤或衣服上沾上硫酸,应立即用布拭去,再用水冲洗(即使是稀硫酸沾在衣服上,时间稍长,水分蒸发,稀硫酸变浓,也会使衣服腐蚀),因此,使用硫酸时要十分小心。

一、盐酸(HCl) - 图1

[实验 3-12]把浓硫酸沿着烧杯壁缓慢地注入盛有水的烧杯里,用玻璃棒不断搅动,用手接触烧杯外壁,注意溶液温度有什么变化。

在上述实验里,硫酸溶解,烧杯外壁很热。这说明硫酸易溶于水,溶解时放出大量的热。

[实验 3-13]在锥形瓶中盛约 25 毫升浓硫酸,锥形瓶口塞双孔塞,一孔装分液漏斗,一孔装短玻璃导管。在分液漏斗中盛水。打开分液漏斗的活塞,让水滴入锥形瓶中。观察发生的现象。

从以上实验可看到,水流进浓硫酸里,水的密度较小,浮在硫酸上面, 溶解时放出的热会使水立刻沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅。为了防止发生事故,在稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水里,并不 断搅动,使产生的热量迅速地扩散。切不可把水倒进浓硫酸里。

稀硫酸也可使紫色的石蕊试液变红,无色的酚酞试液遇稀硫酸不变色。现将稀硫酸的其它化学性质简单介绍于下:

1.稀硫酸跟金属的反应

[实验 3-14]把锌粒和铁屑分别放入盛有稀硫酸*的两支试管里,观察发生的现象。试验产生的气体是不是氢气。

稀硫酸跟锌、铁起反应,都产生气泡。经检验,生成的气体是氢气。与此同时,还分别生成硫酸锌和硫酸亚铁。

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

上述反应也可用于实验室制备氢气。2.稀硫酸跟金属氧化物的反应

[实验 3-15]在盛有稀硫酸的试管里,加入一根生铁。锈的铁钉,稍加热,过一会儿取出铁钉,用水洗净,观察铁钉表面的变化。

从实验可以看到,铁钉上的锈逐渐消失,这是因为稀硫酸跟铁锈起反应生成可溶的硫酸铁。

Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

这个反应也可用于金属制品表面的除锈。3.稀硫酸跟碱的反应

① 严格地说,浓硫酸能将这些物质中的氢、氧元素按水的组成比脱去,这种作用通常叫做脱水作用。

[实验 3-16]在盛有少量氢氧化铜的试管里,加入少量稀硫酸,观察发生的变化。

可以看到,稀硫酸跟不溶于水的氢氧化铜起反应,生成能溶于水的硫酸铜。

Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O

4.稀硫酸跟氯化钡的反应

[实验 3-17]在盛有少量稀硫酸的试管里,注入几滴氯化钡溶液和几滴稀硝酸,观察发生的现象。

从实验看出,稀硫酸跟氯化钡溶液起反应,生成不溶于硝酸的白色硫酸钡(BaSO4)沉淀。

H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl

这个反应可以用于检验硫酸和其它电离时能产生SO2− 的化合物。

硫酸是一种非常重要的化工原料,广泛应用于生产化肥、农药、火药、染料以及冶炼有色金属、精炼石油、金属去锈等方面。