幾種重要的酸 現(xiàn)在,我們來討論另一類化合物一一酸鹽酸、硫酸、硝酸是酸類中最重要的三種酸,我們先來談?wù)勊鼈兊男再|(zhì)。
1.鹽酸(HC1)鹽酸是一種叫做氯化氫(HCI)氣體的水溶液,濃鹽酸里含有37%的氯化氫.純凈鹽酸是無色的液體,工業(yè)上用的粗鹽酸因含有雜質(zhì)(主要是鐵的化合物)而顯黃色,鹽酸是一種揮發(fā)性酸,打開盛裝濃鹽酸的瓶蓋,就可聞到股刺激性的氣味,在瓶口還冒出白色的霧.這是因?yàn)閺柠}酸里逸出的氯化氫氣體,溶解在瓶口附近空氣的水蒸氣里里,生成許多微小的鹽酸酸滴,形成一團(tuán)團(tuán)白色的酸霧。
鹽酸具有酸味,我們由于某種原因而泛胃作嘔的時候,常有一股酸味從胃里冒出,這就是鹽酸的酸味,因?yàn)樵谖覀兊奈咐锖写蠹s0.5%左右的鹽酸,通常我們稱它為“胃酸”。
鹽酸能腐蝕皮膚和織物物.在使用時應(yīng)該小心,不要讓它濺在皮膚或衣服上。
鹽酸能夠使紫色的石蕊試液或藍(lán)色的石蕊試紙變紅,但它不能使無色的酚酞試液變色.如果酚酞試液里因有堿的存在而顯紅色,加入一定量鹽酸后,可使紅色重新變?yōu)闊o色。
鹽酸是一種酸性很強(qiáng)的酸,它能和堿反應(yīng)生成鹽(鹽酸鹽,就是氯化物)和水。
鹽酸能和多種金屬如鋅、鋁、鐵等起置換反應(yīng),放出氫氣并生成鹽酸鹽(即氯化物).例如:
2HC1+Zn=ZnCl2(氯化鋅)+H2↑
鹽酸還能和金屬氧化物反應(yīng),生成鹽酸鹽和水.例如:
2HC1+Mgo=Mgcl2(氯化鎂)+H2O
2HC1+Cuo=Cucl2(氯化銅)+H2O
反應(yīng)結(jié)果,金屬氧化物溶解在鹽酸里.由于這個緣故,工業(yè)上常用鹽酸來除去金屬表面上的銹(主要成分是金屬氧化物)在焊接金屬時,我們可以看到工人先在焊接的地方,涂上一層所謂“鹽鏹水”(就是鹽酸),清除去金屬表面的銹,然后才能把焊錫焊牢。
鹽酸也能和某些鹽類發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成新酸和新鹽例如,第三章里所講的用鹽酸和大理石(碳酸鈣)反應(yīng)制取二氧化碳,實(shí)際上是分兩步進(jìn)行的:第一步是鹽酸和碳酸鈣(一種鹽類,是碳酸的鹽)起復(fù)分解反應(yīng),生成新酸(碳酸)和新鹽(氯化鈣),即:
2HC1+Caco3=H2CO3(碳酸)+Cacl2(氯化鈣)
因?yàn)檫@個反應(yīng)生成的碳酸,是一種極不穩(wěn)定的酸,生成后立刻分解產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w逸出:
H2CO3=CO2↑+H2O
又如,鹽酸和硝酸銀(一種硝酸鹽)溶液反應(yīng):
HC1+AgNO3=AgCI↓(氯化銀)+HNO3(硝酸)
也產(chǎn)生新酸(硝酸)和新鹽(氯化銀,一種不溶性的白色沉淀)。
2.硫酸(H2SO4)純凈的硫酸是一種無色、粘稠、油狀的液體.市售的濃硫酸是含硫酸96%的溶液,它的比重是1.84.
酸具有強(qiáng)烈的吸水性,工業(yè)上和實(shí)驗(yàn)室里常用它來干燥氣體.它能使木材、皮膚、織物等脫水炭化.如果把一根火柴梗浸在硫酸里,火柴梗外層立刻變成焦黑的炭.衣服上濺著了濃硫酸,很快就會發(fā)焦變黑.我們皮膚上沾到了硫酸,將受到和灼傷一樣的傷害.
硫酸是一種不揮發(fā)酸,它的沸點(diǎn)比較高(340°C),打開盛貯硫酸的瓶蓋,瓶口沒有白色的酸霧發(fā)生,也聞不到什么氣味。
硫酸容易溶解于水,溶解時放出大量酸時,必須十分小心,一定的熱.用水稀釋硫要把酸慢慢地沿著容器的壁倒入水中,千萬不能把水倒入硫酸中.這是因?yàn)榱蛩岬谋戎乇人蟮枚?如果把水倒入硫酸,水將浮在硫酸的液面上,只有在水和硫酸兩個液面相接觸的地方,硫酸和水相互混溶,混放出大量的熱,不能迅速地發(fā)散開去,使那里溫度驟然升得很溶時高,形成局部的劇烈的沸騰,大量酸滴將從容器里噴濺出來,造成危險.但如果把硫酸慢慢地沿著容器的壁倒入水中,硫酸將穿過水層而沉入容器底部.當(dāng)硫酸穿過水層時,不斷地和水混溶,放出的熱量隨即被周圍的水所吸收,這樣就不會形成局部高溫而發(fā)生沸騰.因此就沒有危險. 硫酸(特別是它的稀溶液)的化學(xué)性質(zhì)在許多方面和鹽酸十分相似:
(1)硫酸的稀溶液也有酸味,使紫色的石蕊試液或藍(lán)色的石蕊試紙變紅。
(2)硫酸也能和堿反應(yīng)生成鹽(硫酸鹽)和水.
(3)硫酸也能和某些金屬例如鋅、鐵等起置換反應(yīng),放出氫氣并生成硫酸鹽.在實(shí)驗(yàn)室里就是用稀硫酸和鋅反應(yīng)來制取氫氣的。
(4)硫酸也能和金屬氧化物反應(yīng),生成硫酸鹽和水,例如:
H2SO4+Mgo=Mgso4+H2O
H2S04+Cuo=Cuso4+H2O
(5)硫酸也能和某些鹽起復(fù)分解反應(yīng),生成新酸和新鹽.例如:
2NaCl+H2SO4=強(qiáng)熱=2HC1↑(氯化氫)+Na2SO4(硫酸鈉)
這個反應(yīng)里生成的氯化氫(它的水溶液就是鹽酸)在較高溫度時成氣體逸出。
但是,如果我們比較一下硫酸和鹽酸的分子式,就可看到,在硫酸分子里含有氧元素,而鹽酸則沒有.硫酸和鹽酸這種分子組成上的差異,自然也會反映到它們的性質(zhì)上來.因此,硫酸也顯現(xiàn)出一些和鹽酸不同的性質(zhì).例如:
(1)濃碗酸具有氧化性.把木炭粉和濃硫酸混和后一起加熱,結(jié)果木炭里的碳就被硫酸氧化成二氧化碳。鹽酸是沒有氧化性的.
(2)濃硫酸加熱到它的沸點(diǎn)(340"C)左右時,會分解成氧化物(三氧化硫)和水,
H2SO4=加熱=SO3↑+H2O
鹽酸加熱時只會揮發(fā)產(chǎn)生氯化氫氣體,不會分解
3.硝酸(HNO3)純凈的硝酸是一種無色的液體,但般因其中溶有二氧化氮(NO2)氣體而帶黃色,它的比重約為1.52.通常實(shí)驗(yàn)室用的濃硝酸的濃度,大約是65%.硝酸和鹽酸一樣,是一種揮發(fā)性酸,打開盛貯硝酸酸的瓶蓋,可以聞到一股強(qiáng)烈的刺激性氣味,并在瓶口有白色的酸霧,這就是由于硝酸蒸氣溶解于空氣里的水蒸氣而生成的。
硝酸具有極強(qiáng)的腐蝕性,它對皮膚、織物等有強(qiáng)烈的腐蝕作用,它的俗名叫做“硝鏹水”,在使用時要特別小心。
硝酸的化學(xué)性質(zhì)和硫酸、鹽酸有許多共同的地方.例如的稀溶液也有酸味,也能使紫色石蕊試液或藍(lán)色石蕊試紙變紅,但不能使無色的酚酞試液變色.
硝酸也能跟堿、金屬氧化物等起反應(yīng),生成鹽(硝酸鹽)和水。
硝酸對金屬的反應(yīng)和鹽酸、稀硫酸不同.硝酸(即使是稀的)具有極強(qiáng)的氧化性,它和金屬反應(yīng)后產(chǎn)生的氫氣,立刻被溶液里多余的硝酸氧化成水.因此硝酸和金屬反應(yīng)的結(jié)果生成硝酸鹽、水和氮的氧化物,而得不到氫氣。
硝酸很不穩(wěn)定,濃硝酸在常溫下見到日光就會分解,受熱時分解更快分解結(jié)果除了生成氮的氧化物和水以外,還有氧氣因此,平時我們必須把濃硝酸保存在深棕色的瓶子里。