酸碱化学性质（共12篇）
酸碱盐部分的知识因其知识点多，知识点之间的联系紧密而成为初中化学教学中的重难点，而和酸碱盐有关的考题又在中考中占了很重要的地位。中考题中有不少题型是利用酸碱盐的化学性质(如填空题、选择题)、实验探究与开放性题、信息题型的知识区域，考查学生知识的形成过程与方法，实验探究能力。
二、说教学目标 基于以上分析，本节课主要达到以下“三维目标”：
知识技能目标：
1、能够正确区分酸碱盐。
2、复习酸碱盐的化学性质及联系。
3、复习复分解反应，金属盐溶液的.置换反应发生的条件。
4、会解共存鉴别题型。
过程与方法目标：
1、通过总结酸碱盐的化学性质，培养学生归纳总结的能力和学习方法。
2、通过分组实验，培养学生合作、表达与探究的能力。
情感态度和价值观目标：
1、体会将理论知识和实践结合的过程和乐趣。
2、培养学生的合作意识及勤于思考、严谨求实、勇于实践创新的科学品质。
三、说教学重点、难点
1、教学重点：酸碱盐的化学性质及其应用。
2、教学难点：引导学生能积极主动的利用酸碱盐的化学性质对物质进行鉴别、讨论离子共存问题。
四、说教学方法选择
为达成以上教学目标，准备采用包括问题和实验探究法、讲授法、讨论归纳法等过程式教学方法。采用“实验探究式”和“讨论式探究”的复习法， 学生在做酸碱盐的题目时，不懂得自觉利用酸碱盐的性质规律分析题目，或者做出来也不清楚自己思考的过程。 所以这节酸碱盐的复习课首先让学生从物质类别的角度出发总结酸碱盐的化学性质，旨在帮助学生梳理酸碱盐部分的知识点，加强知识点之间的联系;然后通过例题分析，动手实验引导学生在解题时能将酸碱盐的化学性质应用在解题中，如：物质的鉴别、离子的共存问题。
五、说教学过程设计
围绕教学内容中的重点，难点精心设计编排一些具有针对性的提问，实验习题，在练习、讨论探究中让学生复习酸碱盐的知识的同时，能力和思维得到提高，科学素养得到升华。
1、引入课题：
利用氢氧化钠遇酚酞变红的实验现象 营造春天延边地区金达莱花开的教学情景，由酸碱遇指示剂变色的知识点引入课题。
2、复习旧知，梳理脉络
课件演示习题回忆所学的酸碱盐知识，将各物质类别进行分类整理。培养学生从个别到一般的归纳能力。并组织学生讨论，找出能相互反应的并写出方程式，再进一步深入拓展归纳整理酸碱盐之间反应规律。总结完善置换反应和复分解反应的条件。
3、学以致用，体验成功
复习常见离子反应，利用复分解反应发生的条件判断哪些离子在溶液中不能共存的问题，跟进组织学生动手实验鉴别题，应用酸碱盐的化学知识。让学生体会学习基本知识点是为了应用，培养学生自觉应用知识点解题的意识。
六、总结评价与反思
一、溶液酸碱性的确定方法
溶液酸碱性的确定方法有:PH试纸、酸碱指示剂、金属、 盐溶液等,这些都可以检验溶液的酸碱性,其中PH试纸是最简单直接的方法。
1.PH试纸检测法
常温下将p H试纸放在玻璃片上, 用玻璃棒蘸取待测溶液,滴在p H试纸上,一段时间后用比色卡对比判断,若溶液PH值>7,则该溶液为碱性;若溶液PH值<7,则该溶液为酸性。这是我们最常用最简单直接的方法。
2.酸碱指示剂法
能检验溶液酸碱性的试液,称为酸碱指示剂,常见的酸碱指示剂有:石蕊试液和酚酞试液。无色酚酞遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红色,中性溶液不变色。紫色石蕊遇酸性溶液变红色,遇碱性溶液变蓝色,中性溶液还是紫色。甲基橙也可以检测溶液的酸碱性,能使甲基橙变红的为酸性溶液。 除此之外还可用石蕊试纸,其规律是:用蓝色石蕊试纸可以检验酸性物质,如蓝色石蕊试纸变红,则显酸性;用红色石蕊试纸可以检验碱性物质,如红色石蕊试纸变蓝,则显碱性。
3.金属检测法
可以在待测溶液中加入适量的活泼性较强的金属比如: 钾、镁、铝、铁等等,若只产生无色无味的气体,则该溶液为酸性;若产生的无色无味气体在空气中逐渐变成棕红色,则该溶液含有稀硝酸。
4.盐溶液检测法
若往待测溶液中加入含有CO2-3的盐溶液,有气体生成或者在待测溶液中加入含有Al O-2的盐溶液,产生沉淀,待测溶液都为酸性。若在待测溶液中加入含有Fe3+、Cu2+、Al3+的盐溶液有沉淀生成则待测溶液为碱性,若加入Al3+的盐溶液生成的沉淀再溶解,则待测溶液显强碱。
解题的方法有很多种,学生可以根据实际情况选择最合适的方法。学生也可以结合自己所学的知识,自己探究出其他的检验方法。
二、溶液酸碱性强弱程度
酸碱指示剂如酚酞和紫色石蕊只能用于判断溶液的酸碱性,但是无法比较它们的强弱程度。那么我们该如何判断溶液酸碱性的强弱呢?我们知道,溶液的PH值大于7为碱性,等于7为中性,小于7为酸性。在初中化学知识范围内, 我们有三种方法可以比较不同的酸溶液、碱溶液之间的强弱程度。分别为:PH试纸(PH试纸可以粗略地测定溶液的酸碱度)、酸度计(可以比较精确地测出溶液的PH值)。另外在高中我们还学习了另外一种判断溶液酸碱性的强弱的方法,即利用水电解之后的浓度和溶液中的浓度进行比较,但此方法在此已超过了初中生的理解范围,因此不细说。
1.PH试纸
使用试纸时,不可将试纸直接插入待测液,应取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用沾有待测液的玻璃棒点在试纸的中部,观察颜色变化。跟标准比色卡对照。读出PH值, 则可判断。
2.酸度计
在使用酸度计测PH值时,一般操作步骤如下:(1)校正:先将仪器斜率调节器调节在100%位置,再根据被测溶液的温度,调节温度调节器到该温度值。(2)测量:把复合电极插入仪器。把电极放入溶液里,摇动烧杯,使溶液均匀。待读数稳定后,该读数就是待测溶液的p H值。
三、溶液酸碱性与生命活动的关系
溶液酸碱性在生活中的应用很广泛,与生命活动的关系联系密切。例如:洗发水的生产、土壤的改善、酸雨PH的测定、治疗胃病、降低蔬菜上的农药毒性等等。
生活常见一些人会出现胃痛的症状,那么胃痛的原因是什么?胃药的治疗原理是什么?健康人的体液PH必须维持在一定的范围内,如果体液PH超出正常范围,就会导致生理功能失调或者疾病的发生,甚至出现“酸中毒”。胃痛是因为胃酸分泌过多而引起的,胃酸的过度分泌导致胃液PH低于正常值以下。所以我们会用一些碱性的胃药进行中和。另外,溶液酸碱性在农作物的生长中也起着重要的作用,大部分农作物适宜在接近中性的(PH6.5-PH7.5之间的土壤中生长),例如:大豆、小麦、玉米、番茄、西瓜等等。通过测土壤的酸碱度,进行改良,给农作物提供一个适宜的生长环境对于社会的贡献是很大的。但是有一种农作物很奇怪,浙江的龙井茶只能生存在微酸性的土壤中,如果我们不能保证土壤的PH,则茶叶很难存活。我们日常所吃的蔬菜也跟酸碱性脱不了关系,由于在蔬菜的生长过程中常喷洒农药防治病虫害, 可用碱性溶液或清水浸泡从而使残留在蔬菜上的毒性降低, 所以我们在使用蔬菜前最好先用稀碱水或清水浸泡一段时间。当然在废水处理上面我们也用到酸碱性的知识,我们常用熟石灰中和硫酸厂的污水(含有硫酸等杂质)等。
了解酸碱度对于我们的意义可总结如下:化工生产中很多反应必须在一定的PH溶液才能进行;农业生产中家作物一般适宜在PH为7或者接近7的土壤中生长;测定雨水的PH可以了解空气的污染情况;测定人体内或排出的的体液的PH可以了解人体的健康状况等等。
关键词：初中化学；酸碱盐；复习方法；酸碱盐的通性；题型及解析
一、基础知识
1.酸的通性
（1）与指示剂作用：使紫色石蕊试液变红色，使无色酚酞试液不变色。
（2）金属+酸→盐+氢气（金属为在金属活动顺序表中排在H前面的金属，K、Ca、Na除外，酸一般为稀盐酸、稀硫酸）如：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
（3）酸+碱性氧化物→盐+水，如：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
（4）酸+碱→盐+水，如：NaOH+HCl=NaCl+H2O（注：无色酚酞做中和反应的指示剂）
（5）酸+某些盐→新盐+新酸，如：
2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑2HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
总结出凡碳酸盐与盐酸反应均能放出CO2，氯离子与银离子，硫酸根离子与钡离子作用生成既不溶于水又不溶于稀硝酸的AgCl、BaSO4。
2.碱的通性
（1）与酸碱指示剂反应：使紫色石蕊试液变蓝色，使无色酚酞试液变红色。
（2）碱+酸性氧化物→盐+水，如：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
（3）碱+酸→盐+水，如：NaOH+HCl=NaCl+H2O
（4）碱（可溶）+盐（可溶）→新盐+新碱，如：2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4
3.盐的通性
（1）金属（前）+盐（可溶）→另一种金属（后）+另一种盐
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；Cu+Hg（NO3）2=Hg+Cu（NO3）2
（2）酸+盐→新酸+新盐
2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑；H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
（3）碱（可溶）+盐（可溶）→新盐+新碱
2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4；3NaOH+FeCl3=Fe（OH）3↓+3NaCl
（4）盐（可溶）+盐（可溶）→两种新盐
NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3；BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
以上三类物质的通性其实包含了两类反应，一是复分解反应，二是置换反应。要求学生必须弄清楚复分解反应发生的条件；记忆并理解金属活动顺序表。
二、相关题型及解析
酸碱盐部分题型众多，主要有鉴别、推断、除杂等几个题型。
1.鉴别题
例：分别选用一种试剂鉴别以下溶液：
（1）NaOH、NaCl溶液、稀HCl（ ）
（2）Na2CO3、AgNO3溶液、KNO3溶液（ ）
思路点拨：
鉴别题的原则是：抓住不同物质的主要特征，用最简单的方法、最少的试剂，以最明显的现象，达到鉴别的目的。（能用物理方法鉴别的就不要用化学方法鉴别；能一次鉴别的就不用多次鉴别。能用一种试剂鉴别开来的就不要用多种试剂。所谓最明显的现象，就是通过实验使各鉴别物质有明显不同的现象。）如：产生变色、放出气体、生成沉淀等。
解析：（1）通过物质分类，显然依次符合碱性、中性、酸性，当然加石蕊试液鉴别。（2）通过观察发现：Na2CO3遇酸（H+）产生气体，而AgNO3遇Cl-产生沉淀，而KNO3遇盐酸无现象，故加盐酸来鉴别。
2.推断题
例：有一固体混合物，可能含有K2CO3、K2SO4、CuSO4、CaCl2、KNO3等物质中的一种或几种，将混合物溶于水，得无色溶液，当滴入硝酸钡溶液时，有白色沉淀产生，再加足量的稀硝酸沉淀部分溶解，则该混合物中一定含有_______，一定不含有____________，可能含有_____________。
思路点拨：
推断题所用到的知识储备有如下几点：（1）物质的特殊色态、溶解性（包括物质在水或酸中的溶解性）。如：铜离子溶液为蓝色，铁离子溶液为黄色等。（2）会判断物质之间能否发生反应。（3）三种离子（硫酸根、碳酸根、氯离子）鉴定的正逆推理。（4）对于重点词语的理解能力。如：“全部溶”“部分溶”“全不溶”等词的理解。一道好的推断题正是对于以上知识点掌握程度的综合性考查。
解析：推断题的解答依据是物质的特征反应和典型的实验现象。此题由溶于水得到“无色溶液”可知：CuSO4（蓝色溶液）一定不存在，同时K2CO3、CaCl2由于相遇会产生沉淀，所以K2CO3、CaCl2或存其一或均不存在。由“滴加硝酸钡溶液时，有白色沉淀产生”可知：沉淀有可能来自硝酸钡与K2CO3或K2SO4反应生成的碳酸钡、硫酸钡沉淀中的一者或两者。由“加足量的稀硝酸沉淀部分溶解”可知：碳酸钡、硫酸钡均存在，进而推出K2CO3、K2SO4均存在。因为K2CO3存在，所以CaCl2一定不存在。而KNO3由于存在与否，均不会对以上鉴别推断造成影响，所以KNO3可能存在，也可以说可能不存在。
3.除杂题
例：选用合适的方法除去下列物质中的少量杂质
（1）除去生石灰中的碳酸钙。
（2）除去氯化钾晶体中的碳酸钾。
思路点拨：
除杂的原则是：不增（不增加新杂质）、不减（不减少原物质的量）、不变（不改变原物质状态）、易分（除杂后易于分离）、先物后化（物理方法优先，其次化学方法）。应用中有转化法、沉淀法、吸收法、过滤法、溶解法等多种除杂方法。
解析：（1）通过高温加热或灼烧的方法，既能除去碳酸钙，又能得到更多生石灰。（2）可加入适量稀盐酸充分反应后，再蒸发。
此外，酸碱盐部分的题型还有综合计算题、综合探究题，也应引起重视。
综上所述，利用酸碱盐知识为载体的试题类型多样，变式繁多，但只要掌握相应的基础知识和必要的解题能力，还是能够做到胸有成竹、应用自如的。
（作者单位 甘肃省定西市安定区西寨初级中学）
2、使用氢氧化钠必须十分小心，防止皮肤、衣服被它腐蚀，实验时最好戴防护镜，防止溶液溅到眼睛里。如果不慎沾到皮肤上，要用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。
3、浓盐酸具有挥发性，敞口放置溶质HCl氯化氢质量减小，溶剂质量不变，溶液溶质质量分数变小。浓硫酸具有吸水性，敞口放置吸收空气中的水，溶剂质量增加，溶液溶质质量分数变小。
4、根据化学式判断酸和碱
酸——化学式通式 HnR，R表示酸根离子，化学式特点为氢元素开头，在水溶液中能解离出H+和酸根离子，但注意H2O不是酸(属于氧化物)，而CH3COOH醋酸，属于酸。
注意预防压疮，对经常受压的部位，每日用50%乙醇按摩。
烧伤后体位护理指导。
前胸部或面部烧伤应取仰卧位，病情允许时可取半卧位;背臀部烧伤宜取俯卧位;会阴部烧伤应将两腿分开外展;四肢环形烧伤，须将远端抬高;躯干环形烧伤，应每3—6小时翻身1次。
饮食护理，宜进高蛋白、高热量、高维生素食物。
烧伤早期，如火热伤津的患者，可给予烧伤饮料，每次100一200ml，每天5—6次。
还可用鲜芦根、鲜仓斜、银花煎水代茶;鼻饲营养包括清流食、混合奶、要素饮食，开始时每日200一400m1清流食，以后逐渐加量，毒热炽盛的患者，饮食应清淡，要少量多餐，可选择牛奶、鸡蛋、豆腐、瘦肉芍食物;邪退正虚的患者，要照顾饮食习惯，做到饮食多样化，给予高热量、高维生素、高蛋白的饮食。
加强功能锻炼，要每天坚持。
不能间断，防止瘫痕萎缩、畸形。
按医嘱选择适当时期进行整形术。
烧伤如何处理
Ⅰ度烧伤无需特殊处理，局部应用油脂涂抹即可痊愈，不留瘢痕。
浅Ⅱ度烧伤由于伤及真皮层，可能会遗留瘢痕，小面积的浅Ⅱ度烧伤建议保护水疱，仅抽取其中渗液，创面消毒、包扎，定期换药，避免感染，多可痊愈。
有金属离子和酸根离子构成
1. 可溶性盐 + 某些金属 → 另一种金属 + 另一种盐，
Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu
Cu + Hg(NO3)2 === Cu(NO3)2 + Hg
条件：在活动性顺序表中排在前面的金属才能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
2.酸 + 某些盐 → 新酸 + 新盐(同上)
3. 可溶性碱 + 可溶性盐 → 新盐 + 新碱(同上)
4.可溶性盐 + 可溶性盐 → 两种新盐
NaCl + AgNO3 ==== AgCl↓ + NaNO3
人体酸碱的平衡我们还是要从体液人体的最主要的代谢产物之一:CO2说起。化学可逆反应方程式:CO2↑+H2O←→2H++CO32-←→H++HCO3-, 从这个可逆的化学反应式来看, 我们体内代谢产物二氧化碳在组织中产生后, 故在组织中的二氧化碳的浓度相对过高, 所以促使二氧化碳与水结合生成氢离子和碳酸根离子。但是碳酸根离子不稳定, 还会向更稳定的碳酸氢根离子转化。于是最终生成的是氢离子与碳酸氢根离子。此时产生的氢离子主要由肾脏排泄, 故肾脏参与了酸碱的调节。血液中的碳酸氢根离子则与钠、钾等结合在一起随血液循环一起到达肺, 而此时肺泡内的二氧化碳的浓度相对较低, 故该反应的方向与组织中的反应方向相反, 从而在肺泡中产生了过多的二氧化碳, 当肺内的二氧化碳相对过多时, 则导致了该物质从肺部通过气道排出体外, 故肺也参与了酸碱的调节。血液的二氧化碳这种物质的主要转移形式:碳酸氢根离子, 其与钠、钾等体内主要的阳离子结合在一起为强硷弱酸盐显弱硷性, 故致血液的酸碱性显示弱硷性, 于是正常人的血液pH值为7.35～7.45, 偏硷性。
我们大家都知道, 由于肺的原因引起的酸碱紊乱称为呼吸性酸碱紊乱, 二氧化碳在血中的浓度原发性下降为呼吸性硷中毒, 反之为呼吸性酸中毒;而如果是由于代谢的原因引起的酸碱紊乱称为代谢性酸碱紊乱, 碳酸氢根离子浓度原发性下降为代谢性酸中毒, 反之为代谢性硷中毒[1]。在临床, 代谢性酸中毒最常见, 发生该情况的原因简单地讲不过是体内产生的酸性物质过多, 或者是排泄的酸过少、丢失的酸过多[1]。在发生酸中毒时, 也就是血液的pH值低于7.35, 氢离子的浓度增高, 促使上述反应式向逆反应的方向转化, 同时也就会产生过多的二氧化碳。当该物质大量产生时, 肺内的二氧化碳浓度升高。为了让更多的二氧化碳从肺内排出, 导致呼吸的形式改变了:呼吸加深加快。同时也会使得体内的另外一些可以挥发的、或气态的酸性物质随呼吸运动从气道一并排出, 如丙酮酸。丙酮酸有特殊的气味:烂苹果味[1]。于是代谢性酸中毒患者的典型临床表现为:呼吸加深加快, 呼吸气体中有了烂苹果味。在发生代谢性酸中毒时, 患者的呼吸加深加快后, 会导致大量的二氧化碳丢失。而二氧化碳丢失过多后, 体内血液中的二氧化碳浓度下降。当体内的二氧化碳浓度下降后, 酸性物质过少也就是硷性物质相对过多, 则发生了呼吸性硷中毒[1]。而当体内的二氧化碳在呼吸深快后, 导致体内的二氧化碳浓度又逐渐下降。体内的二氧化碳浓度的改变影响了呼吸中枢兴奋性的改变。在二氧化碳浓度下降时导致了呼吸兴奋性的下降, 呼吸兴奋性下降时导致了体内的大量二氧化碳不能排出。由于呼吸的原因致使二氧化碳这种酸性物质的增多, 结果发生了呼吸性酸中毒。
患者发生代谢性酸中毒时, 导致了患者的呼吸加深加快。而当患者呼吸加深加快时, 大量的二氧化碳过多丢失, 导致患者血液中二氧化碳浓度过低时, 患者出现了呼吸性硷中毒。而呼吸性硷中毒加重后, 患者呼吸抑制, 二氧化碳潴留体内, 患者出现了呼吸性酸中毒。那现在的问题是:为什么患者发生代谢性酸中毒的同时, 又出现了呼吸性硷中毒, 这两都矛盾吗?应该是说是不矛盾的, 既然患者确实发生了, 如果是矛盾的, 就不会出现这种情况了。这种情况的发生, 是我们人体的一种正常的代偿能力的表现, 当出现酸中毒时, 通过二氧化碳大量排泄的方式降低了体内的酸性物质, 从而在一定程度上缓解了原来的酸中毒的程度, 对于机体而言的向有利的方向发展的。但大家也知道, 人体的代偿能力是有限的, 在一定范围内, 可以通过这种代偿改变对于机体的不利, 就是以上提到的酸中毒时通过排泄二氧化碳来缓解;当人体遭到了破坏性性严重的因素后, 机体的代偿能力不能满足时, 或者说超过了机体的代偿能力, 机体就会出现严重的后果, 也就是机体在发生代谢性酸中毒时, 如果酸中毒的程度加重后, 机体不能代偿时, 就表现为在代谢性酸中毒的基础上出现了呼吸性酸中毒, 从而加重了对机体的伤害。
综上我们可以看出:在临床无论是什么原因发生了代谢性酸中毒后, 我们应尽早、尽快处理。这时不但要处理好机体发生代谢性酸中毒的原因, 还要注意到患者的呼吸, 避免患者因呼吸加深加快导致呼吸抑制而加重酸中毒。比如说就不能因为患者此时呼吸形式改变考虑到患者可能缺氧而给纯氧, 因为吸入大量的纯氧后会促使二氧化碳的排泄量增加, 也就导致了二氧化碳的丢失引起呼吸性酸中毒。正确的做法是面罩给氧或给含二氧化碳的混合气体, 以尽量保证患者血液中二氧化碳浓度的正常范围, 从而也就避免了酸中毒的加重和对患者新的伤害。
参考文献
1.知识与技能：
（1） 掌握常见酸、碱、盐类物质的鉴别方法；
（2） 能根据物质的性质设计出鉴别物质的实验方案。
2. 过程与方法：初步学会对获得的信息进行分析得出结论的科学方法。
3. 情感态度与价值观：通过实验探究、合作与交流，激发学生的学习兴趣，培养学生的合作意识，体验探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。
【教学重点、难点】
重点：掌握常见酸、碱、盐类物质的鉴别方法。
难点：能根据物质的性质设计出鉴别物质的实验方案。
【教学方法】实验法、讨论法、归纳总结。
【教学手段】实验、多媒体。
【教学流程】
游戏激趣，导入新课
通过设置游戏课引课。（学生比赛：在多种未贴标签的试剂中找到FeCl3溶液。）
师：请问你是怎么找到FeCl3溶液的？
生：溶液颜色为黄色。
师：很好！抓住物质的特征是我们对物质进行鉴别的关键，本节课我们就根据物质的特征重点学习有关酸、碱、盐类物质的鉴别。
设计说明：用游戏的方式创设教学情境能有效地激发学生的学习兴趣，使学生自觉进入学习状态，主动参与到教学活动中。
（板书：酸、碱、盐类物质的鉴别。）
温故知新,理清思路
师：通常我们依据物质的哪些性质完成对物质的鉴别？
生：物质的物理性质和化学性质。
师：上面的环节，应用到了FeCl3溶液的物理性质——溶液的颜色为黄色。在我们学习过的酸、碱、盐类物质的水溶液中，还有哪些溶液是有颜色的，溶液有颜色的原因？
生：硫酸铜溶液为蓝色，硫酸亚铁溶液为浅绿色。溶液显色的原因是其中包含的金属离子导致的。
（课件展示：知识储备1：溶液的颜色。蓝色：含Cu2+的溶液 黄色：含Fe3+的溶液 浅绿色：含Fe2+的溶液。）
师：根据溶液的颜色可以帮助我们快速鉴别物质，这是根据物理性质鉴别的优点——简单、快捷。
（课件展示：鉴别下列各种物质，并说明理由。）
1.CuSO4溶液和水；2.水和酒精；3.锌和汞；4.Na2CO3粉末和CaCO3粉末；5.浓盐酸和浓硫酸。
学生从颜色、气味、状态、溶解性、挥发性等性质进行说明。
师：在鉴别物质时，优先考虑的是物理性质。但如果物理性质相似，不易鉴别时，怎么办？
生：利用化学性质鉴别。
师：酸、碱、盐类物质因涉及内容较多，相互间反应错综复杂，在根据化学性质鉴别时，关键要抓住明显的实验现象，通常酸、碱、盐类物质的反应中有哪些明显的现象？
生：放出气体、生成沉淀、颜色改变。
（课件展示：知识储备2：酸碱盐中常见产生气体的反应。）
1.活泼金属和酸反应产生氢气；
2.碳酸盐（碳酸氢盐）和酸反应产生二氧化碳气体；
3.铵盐和碱反应产生氨气。
师：明确酸、碱、盐类物质反应生成物中一些典型的沉淀是我们鉴别物质的重要依据，常见的沉淀有以下几种。
（课件展示：知识储备3：酸、碱、盐反应中常见沉淀。）
白色沉淀：AgCl、BaSO4、CaCO3、BaCO3、Mg（OH）2、Al（OH）3 ；
蓝色沉淀：Cu（OH）2 红褐色沉淀：Fe（OH）3。
设计说明：引导学生对所学知识进疏理，巩固基础知识，为下一步应用奠定基础。
设计实验，活动探究
师：桌面上有两瓶没贴标签的无色液体，它们分别是稀硫酸和氢氧化钠溶液，请大家设计实验方案进行鉴别。
（课件展示：活动探究一：鉴别稀硫酸和氢氧化钠溶液。）
可供选择试剂——无色酚酞、 Na2CO3、铜丝、 FeCl3溶液、锌粒、KOH溶液、 BaCl2溶液、CuO、CuSO4溶液、镁带。
师：请同学们就亲自动手完成鉴别，每小组汇报时请说明所选择试剂并描述实验现象。
生：第一小组：锌粒，产生气泡；第二小组：BaCl2溶液、生成白色沉淀；第三小组：铜丝、失败；第四小组：CuSO4溶液、生成蓝色沉淀；第五小组：无色酚酞、溶液变红；第六小组：KOH溶液、失败；第七小组：镁带、产生气泡；第八小组：FeCl3溶液、生成红褐色沉淀；第九小组：Na2CO3、产生气泡：第十小组：CuO、黑色粉末消失，溶液变蓝。
师：请第三小组和第六小组分析失败的原因。
生：所用药品为铜丝，为何无现象解释不清。
生：所用试剂为KOH溶液，估计KOH溶液加多了，所以无现象。
师：请其他小组帮助这两个小组分析原因，总结一下鉴别物质时的注意事项。
生：铜丝与稀硫酸不反应，KOH溶液与稀硫酸反应无现象。
师：鉴别物质要根据物质的性质，根据性质选择物质时还要看是否有明显的现象。请各小组将鉴别过程以实验报告的形式记录下来，依据记录总结鉴别的一般步骤。
生：取样→操作→现象→结论。
设计说明：学生亲自动手，体验物质鉴别的一般过程，体验成功，反思失败。通过设计与探究让不同层次的学生均有所收获。
师：如果待鉴别物质增加为3种，你们能完成鉴别吗？
（课件展示：实验设计一：选用一种试剂鉴别：BaCl2 、Na2CO3 、HCl三种无色溶液。）
学生小组讨论，汇报设计方案——可选用紫色石蕊试液、稀硫酸加以鉴别。
师：是否还有其他方法？
生：还可以选择可溶性的碳酸盐。
师：借助课件进行分析讲解。
设计说明：注重启发式教学，发挥学生的主体性。通过问题引导学生思考，把教学重点放在揭示知识形成的规律上，组织学生讨论，通过分析思考解决教学的重点和难点。
师：通过以上练习，我们掌握了选用合适的试剂鉴别物质的方法，如果不选用任何试剂，能否完成鉴别呢？
（课件展示：实验设计二：不用其他任何试剂能否鉴别BaCl2、Na2CO3 、HCl三种无色溶液。）
学生小组讨论，汇报结论。
师：根据学生描述总结解题方法，取样编号、两两混合、记录现象、根据现象得出结论。借助课件进行分析讲解。
巩固练习
（课件展示：实验设计三：不用其他试剂鉴别稀盐酸、Na2CO3、KCl和Ca（NO3）2四种无色溶液。）
学生小组讨论后，分析讲解。
设计说明：通过学生合作与交流，分析、归纳、总结，引导学生学会鉴别物质的一般方法。让学生体会学习中的成就感，使其在快乐中学习。
课堂小结
师：抓住易于观察的现象及一些典型离子间的反应，我们能确定物质鉴别的方法。希望同学们在解题过程中，勇于探索，善于总结，坚持不懈，成功就会属于你。
【教学反思】
本节专题复习课是在课程标准指导下，渗透化学方法的复习课，它不再局限于对旧知识的简单回忆和概括， 注重启发式教学，充分发挥了学生的主体作用。在设计本节课时我着重考虑了以下几点，并在教学中取得了较好的教学效果。
1.引导学生亲历探究过程
在选用试剂完成物质鉴别的过程中，设置实验探究和设计实验方案等环节，让学生在动手实验和设计实验方案过程中，通过动手操作、讨论交流、分析、归纳、总结出酸、碱、盐类物质鉴别的一般思路与方法，体会到了探究学习的乐趣，提高了分析问题、解决问题的能力。通过学生汇报展示和书写鉴别过程的实验报告，引导学生正确描述实验步骤、现象和结论，提高学生使用化学语言的规范性和准确性。
2.促进学生自主学习
对于学生汇报结论中的两个失败小组，我并没有及时加以讲解，而是引导学生自主分析，不仅激励学生产生了强烈的求知欲望，主动地去获取知识，而且还充分发挥学生的潜能，培养了学生探究意识和创新精神。
3.拓展思维提升能力
在学生掌握选择试剂完成酸、碱、盐类物质的鉴别后，拓展思维——不用任何试剂来完成鉴别，不仅培养了学生综合运用化学知识分析问题、解决问题的能力，也提高了学生设计实验的能力。
尽管在教学设计和实施上作了一些努力和尝试。但认真反思自己的教学，还存在一些不足。由于课时紧，探究、讨论的环节较多，课堂节奏的调控还需要灵活地处理和把握；在教学过程中过多地关注教学任务的执行与完成，对学生探究的广度和深度上做得还不够。通过对这节课的反思，对新课程的理念有了更深的理解。我相信，让学生自主探究获取知识、应用知识会使学生受益无穷。今后的教学中我要不断地转变教学观念，更新教学方法，使“教者爱教，学生爱学”。
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编辑/张烨
一、化学用语
1、电离：H2SO4=2H++SO42- NaOH=Na++OH- Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-
2、物质的俗称和主要成分
生石灰——CaO 熟石灰、消石灰——Ca(OH)2 【石灰水的主要成分】
石灰石、大理石的主要成分——CaCO3
食盐——NaCl 纯碱、口碱——Na2CO3 烧碱、火碱、苛性钠——NaOH
胆矾、蓝矾——CuSO4·5H2O
碳酸钠晶体——Na2CO3·10H2O 氨水——NH3·H2O(学名：一水合氨)
二、酸、碱、盐的溶解性
1、常见盐与碱的溶解性：(如果不读出括号中的字，是不是一个较好记忆的顺口溜?)
钾钠铵盐都可溶，硝酸盐遇水影无踪。
碳酸盐只溶钾钠铵(盐)。
硫酸盐不溶硫酸钡，氯化物不溶氯化银。
碱类物质溶解性：只有(氢氧化)钾、(氢氧化)钠、(氢氧化)钙、(氢氧化)钡溶。
2、七个常见的沉淀物：
中考范围：(由主至次的顺序)碳酸钙、碳酸钡、氢氧化镁、氢氧化铜、氢氧化铁;——可溶于酸的沉淀
以阅读材料形式考察：氯化银、硫酸钡碳酸银——不溶于酸的沉淀
3、四个微溶物：
中考范围：Ca(OH)2(石灰水注明“澄清”的原因) CaSO4(实验室制二氧化碳时不用稀硫酸的原因)
以阅读材料形式考察： Ag2SO4(鉴别SO42-和Cl-时，不用硝酸银的原因); MgCO3(碳酸根离子不能用于在溶液中除去镁离子的原因)
三、复分解反应的发生条件
1、复分解反应口诀：复分解要进行，溶液中才可行;交换成分价不变;生成水、气或沉淀;不溶物溶于酸除了氯化银和硫酸钡。
2、复分解的tips：
(1)不溶性碱只能与酸性发生中和反应
(2)不溶性盐，只有碳酸盐能与酸反应
(3)KNO3、NaNO3、AgNO3、BaSO4不能做复分解反应的反应物
四、溶液的酸碱性与酸碱度的测定
1、指示剂———溶液的酸碱性：紫色的石蕊试液遇酸性溶液变红;遇碱性溶液变蓝。
无色的酚酞试液只遇碱溶液变红注：不溶性碱与指示剂无作用;
碱性溶液不一定是碱的溶液(特例：碳酸钠的水溶液显碱性)
2、pH值———溶液的酸碱度：pH>7，溶液为碱性(越大碱性越强) ;pH=7溶液为中性; pH<7，溶液为酸性(越小酸性越强)。
3、中考中常考：溶液为中性的盐——氯化钙和氯化钠;溶液为碱性的盐——碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾(草木灰的主要成分)
五、离子的检验
1、原理
H+(溶液中)：1、石蕊、pH值试纸; 2、加入铁粉，固体溶解，有气泡产生，溶液变为浅绿色;
3、加入金属氧化物(氧化铜)，黑色固体溶解，溶液变为蓝色;
4、难溶性碱(如氢氧化铜、氢氧化铁，可溶性碱不行)，蓝色固体溶液，溶液变为蓝色;
5、加入碳酸钠或碳酸钙，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体)
OH-(溶液中)：1、酚酞、pH值试纸;2、可溶性Cu2+、Fe3+的盐溶液
CO32- (1)(固体或溶液)：在被测物质中加入稀酸溶液，如果产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则原被测物质中含碳酸根离子。
(2)(在溶液中)：在被测溶液中加入氯化钡或氯化钙溶液，如果产生能溶于硝酸的白色沉淀，且同时生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体，则原被测溶液中含碳酸根离子。
Cu2+、Fe3+(溶液中)：在被测溶液中加入可溶性强碱(如氢氧化钠)，有蓝色或红褐色沉淀产生。
六、物质的颜色
1、固体(多为白色)
黑色———CuO、MnO2 、Fe3O4、Fe粉、C粉 紫黑色———KMnO4 红色———Cu、Fe2O3
红褐色———Fe(OH)3 蓝色———Cu(OH)2、CuSO4·5H2O 绿色———Cu2(OH)2CO3
2、溶液(多为无色);
浅绿色溶液———(亚铁盐溶液)：FeCl2溶液、FeSO4溶液、Fe(NO3)2;
溶液黄色溶液———(铁盐溶液)FeCl3溶液、Fe2(SO4)3溶液、Fe(NO3)3;
溶液蓝色溶液———(铜盐溶液)CuCl2溶液、CuSO4溶液、Cu(NO3)2;
七、酸、碱、盐的特性
1、浓盐酸———有挥发性、有刺激性气味、在空气中能形成酸雾。
2、浓硫酸———无挥发性，粘稠的油状液体;有很强的吸水性，可做干燥剂，不能干燥氨气;溶水时能放出大量的热。
3、氢氧化钙———白色粉末、微溶于水。
4、氢氧化钠———白色固体、易潮解，溶水时放大量热;能与空气中的二氧化碳反应而变质;与熟石灰混合制成碱石灰干燥剂，不能干燥二氧化碳、二氧化硫、氯化氢等酸性气体。
5、硫酸铜———白色粉末、溶于水后得蓝色溶液，用于检验水蒸气。
6、碳酸钠———白色粉末，水溶液为碱性溶液
7、氨水(NH3·H2O)———属于碱的溶液
八、酸与碱的通性和盐的性质【记中考常考反应方程式及实验现象】
(1)酸溶液能使紫色的石蕊试液变红，不能使无色的酚酞试液变色。碱溶液能使紫色的石蕊试液变蓝，并能使无色的酚酞试液变红色
(2)酸能与活泼金属反应生成盐和氢气：
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑;Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
(3)酸能与金属氧化物反应生成盐和水：
Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O;CuO+2HCl==CuCl2+H2O; Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O; Fe(OH)3+3HCl==FeCl3+3H2O
(4)酸能与碱反应生成盐和水
NaOH+HCl==NaCl+H2O;2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
(5)酸能与某些盐反应生成新的盐和新的酸
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑;Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑;NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑
(6)碱能与非金属氧化物反应生成盐和水
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O;2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
(7)某些碱能与某些盐反应生成新的盐和新的碱
史上最牛反应：Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH
NaOH(KOH)+FeCl3(Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3)==Fe(OH)3↓+NaCl
2NaOH(KOH)+CuCl2(Cu(NO3)2、CuSO4)==Cu(OH)2↓+2NaCl
MgCl2(Mg(NO3)2、MgSO4)+NaOH(KOH)==Mg(OH)2↓+NaCl
(8)有些不同的盐之间能反应生成两种新的盐
CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl;BaCl2+Na2CO3==BaCO3↓+2NaCl
(9) 有关盐的其他反应
CaCO3高温====CaO+CO2↑;2NaHCO3△==== Na2CO3+ H2O+CO2↑; NH4Cl(NH4NO3、(NH4)2SO4)+NaOH(KOH)==NH3↑+H2O+NaCl
九、有关酸碱盐的反应伴随的实验现象的总结。
1、溶液变色;(如酚酞遇碱性溶液变红)
2、固体(沉淀)溶解;(碳酸钙、难溶性碱、金属、金属氧化物溶于酸)
3、有气泡产生;(碳酸盐与酸的反应)
4、产生沉淀;(溶液中，钙离子遇到碳酸根离子)
5、固体析出;(铁钉与硫酸铜的反应)
6、溶液升温(金属镁与酸反应放热、生石灰遇水放热、中和反应放热)
高中化学记忆方法
理解记忆
对所学知识进行分析、综合、比较、归纳总结，找出内在联系及规律，然后记忆这些带有规律性的知识。
如：在记忆氧化还原反应、离子反应、化学平衡、电离平衡等概念，必须在理解的意义前提下去记忆。
特别是有关化学原理，化学计算，化学方程式的记忆，如果没有理解记忆是很难掌握的。
口诀记忆
由于知识点多，记忆量大，在化学学习中往往会出现一些很容易记住的口诀，老师要求我们去记忆它。
首先，要告诉自己这是一种学习的捷径，然后在深刻的理解它的内涵，最后记住了，就会成为你学习化学的利器。
如：“升失氧，降得还”、“见量化摩，求啥先求摩”、“有弱才水解，都强不水解。谁弱谁水解，谁强显谁性。越热越水解，越弱越水解”。
趣味记忆
为了分散难点，提高兴趣，要采用趣味记忆方法来记忆有关的化学知识。
比如，可以把生边的实际生活甚至自己的经历和观雪有关知识联系起来，让化学知识富有趣味。
特别是一些物质的物理性质和化学反应的现象。
重复记忆
要利用必要的重复来加深记忆事物的印象也是跟遗忘作斗争的有效方法，所以在记住某些知识时常常用默默重复、叙述再现方法来加深印象。
这种方法往往被我们忽视了，很多同学学的快忘得快也就是这个原因。
短时记忆对于我们的学习远远不够，只有通过不断反复记忆，才能够把短时记忆转化为长时记忆，为我们的学习打下坚实的基础。
归类记忆
对所学知识进行系统分类，抓住特征，在以此类推。
如：电解质判断的时候，把所学的化合物归类，再把强电解质弱、电解质的包含的类别记住，对于我们掌握本质就很有帮助;
再如：在掌握了各个主族、周期的相似性和递变性规律后，对于具体的元素单质、化合物的性质就容易多了。
对比记忆
对新旧知识中具有相似性和对立性的有关知识进行比较，找出异同点。
比如：中学化学中常见的黄色粉末并不多见，主要就是硫磺和过氧化钠，但是它们的性质却很不相同。
再如：我们在学习硫酸和硝酸的时候，他们作为氧化性酸的酸性和强氧化性的方面的相似性。
联想记忆
把性质相同、相近、相反的事物特征进行比较，记住他们之间的区别联系，再回忆时，只要想到一个，便可联想到其他。
如：记酸、碱、盐的溶解性规律，孤立地记忆很难，如果扩大联想，对比类推，效果可能要好得多。
关键字词记忆
这是记忆概念有效方法之一，在理解基础上找出概念中几个关键字或词来记忆整个概念，如：化学平衡的特征“逆、等、定、动、变”。
知识网络记忆
用表格或图示进行归纳、整理，使看似零散的知识结成网络。
如以一主族代表元素的单质、氧化物、氧化物的水化物、盐为线索的学习思路，以及以结构、物理性质、化学性质、用途、制备、保存之间相互关联的元素化合物类知识，在有机中还要特别注意官能团的性质。
以上的9种方法大家在化学学习中可能也在有意识无意识的用到。需要注意的是，化学中常常有些个别物质性质特殊，这些特殊性最好同类似的对比起来记忆，这一点有时候在解题过程中很重要。
教案示例
酸碱盐的复习课之一
教学目标
1.巩固酸、碱、盐的组成、命名和分类的知识。
2.巩固有关酸、碱、盐化学性质及有关化学方程式的书写，并加深对某些反应的认识。
教学过程
[引言]
前面学习了酸、碱、盐的组成、分类和命名，学习了不少有关酸、碱、盐的化学性质，学习了金属活动性顺序和酸、碱、盐的溶解性等，本节课对这些知识作一些练习和归纳，并加深对某些反应的认识。
一、酸、碱、盐的组成、命名和分类
1.让学生再仔细阅读和思考第一节教材中酸、碱、盐的定义，巩固对酸、碱、盐组成的认识。
2.写出下列物质的化学式，并指出它们各属于哪一类化合物：
硫酸钠
碳酸钾
磷酸
硝酸
硝酸铜
氯化亚铁
氢氧化钡
氢氧化钙
3.写出下列化合物的名称，并指出它们各属于哪一类化合物：
Cu(OH)2
CaCO3
Fe(OH)3
MgCl2
NaHCO3
H2SO4
H2CO3
Ca(H2PO4)2
二、运用金属活动性顺序，正确书写金属跟酸、金属跟盐的反应的化学方程式。
[练习]
判断下列反应能不能发生，写出能发生反应的化学方程式。
(1)Mg+HCl
(2)Fe+HCl
(3)Ag+H2SO4(稀)
(4)Zn+CuSO4
(5)Ag+ZnSO4
(6)Zn+H2SO4(稀)
用大试管演示一小块钠投入稀硫酸铜溶液的实验。这实验也可在培养皿中进行，并用投影仪把实验现象投射到白色幕布上。师生共同分析实验所产生的.现象。
[小结]
1.金属跟酸、金属跟盐是否能发生反应，要根据金属活动性顺序加以判断。
2.单质铁跟盐酸、稀硫酸等起置换反应，生成亚铁盐。
3.金属跟硝酸起反应时，由于硝酸的氧化性很强，一般不生成氢气。
4.钠、钾等化学性质极为活泼的金属，跟盐溶液反应的情况比较复杂，例如钠跟硫酸铜溶液反应，有氢氧化铜生成。这是因为：
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
三、根据复分解反应发生的条件和运用酸、碱、盐的溶解性表，正确书写盐跟酸、盐跟碱、盐跟盐的复分解反应。
[练习]
判断下列反应能不能发生，写出能发生的反应的化学方程式。
(1)BaCl2+H2SO4
(2)Na2CO3+HCl
(3)FeCl3+NaOH
(4)NaCl+Cu(OH)2
(5)K2SO4+Ba(NO3)2
(6)CaCO3+NaCl
1.复分解反应能不能发生，要考虑生成物中有没有沉淀、气体或水生成。
“碱性食物改变酸性体质”“酸性食物不能多吃”是流传甚广的传说。许多医学专业人士科普说，“酸碱体质完全是个伪科学概念”，而又有营养界人士说，“食物代谢之后确实形成酸性或者碱性产物，所以食物酸碱性的概念是存在的”。于是人们一头雾水：食物到底有没有“酸碱性”，如果有的话，对健康又有怎样的影响呢？
我们先从人体的酸碱性说起。人的新陈代谢由无数生化反应组成，每一个反应都需要特定的酸碱环境。在科学上，酸碱性用pH值来表示。pH值在0到14之间，小的那头是酸性，大的那头是碱性。血液对生命活动的进行至关重要，其pH值非常精确地维持在7.35到7.45之间。超出了这个范围，不管是低还是高，生命活动都无法正常进行。这个pH范围属于“弱碱性”，所以如果说要维持人体的“弱碱性”，也没有什么不对。所以吃 “碱性食物”来维持“碱性体质”的说法由此而生。但医学人士说“酸碱体质是伪科学”，又是怎么回事呢？
身体里的“缓冲溶液”
任何水溶液中都存在氢离子和氢氧根离子，它们是一对冤家，一个多了另一个就少。溶液的酸碱性由其中的氢离子决定，氢离子越多，酸性越强，pH值越低。但是某些溶液却对外加的酸碱有一定“缓冲”能力。比如，如果水中同时含有苏打和小苏打，加入酸的时候，氢离子会跟苏打的碳酸离子结合，就不会增加溶液中的氢离子浓度；如果加入碱，氢氧根离子结合氢离子变成水，但是小苏打的碳酸氢根离子会释放出氢离子来补充。这样不管加入酸还是碱，溶液中的氢离子浓度都不会改变，pH值也就不会改变。这样的溶液，被称为“缓冲溶液”。
血液就是这样一种缓冲溶液。它不停地循环，在肺部进行氧气与二氧化碳的交换。二氧化碳溶于血液中形成碳酸，碳酸又离解出碳酸氢根。如果水中的碳酸氢根少了，就会有更多的二氧化碳溶于血中；如果多了，溶解的二氧化碳就会变少。这为血液提供了第二层缓冲能力。此外，肾脏会对血液进行过滤。不管是酸还是碱，量高的，被肾滤去的就多。这就构成了巨大的缓冲能力，把血液的pH值严格地控制在了7.35～7.45之间。通常吃的食物，哪怕是连喝几瓶酸性饮料，也会被“缓冲”掉而不致于把血液变成“酸性”。所以，医学专业人士说“酸碱体质是伪科学”，也言之有理。
酸性碱性一样都不能少
如果把食物烧成灰，再把灰溶解到水中，会发现不同食物的灰的确有的是酸性，有的是碱性。这也是营养界人士区分酸性食物和碱性食物的基础。从理论上说，这种观点也能站得住脚。肉、蛋等高蛋白食物和米、面等高淀粉食物中含有较多的硫、磷等元素，代谢之后会生成酸性物质；而蔬菜、水果、奶等食物中含较多钾、钙等矿物质，代谢产物的碱性较强。按照这种标准划分，如水果、蔬菜、奶等，正是推荐多吃的健康食品；而肉、蛋、淀粉，是应该少吃的。
但实际上，不管是酸性食物还是碱性食物，在正常人的饮食范围内都不会改变血液的酸碱性。作为碱性食物的蔬菜水果固然应该多吃，而酸性食物的肉类和蛋，也是均衡营养不可或缺的部分。
阴极保护技术作为仅次于涂料的第二大金属防腐蚀措施已在冶金、化工、环保中广泛应用,它与涂层联合使用具有巨大的经济效益和社会效益[1]。因此,阴极保护技术已被公认为是防止金属电化学腐蚀的最有效的方法之一。随着钛阳极的出现、发展以及环境保护要求的提高,20世纪末外加电流保护法在世界发达国家得到了迅速发展,对其研究和开发受到了日益重视,技术日益成熟[2]。
作为外加电流阴极保护系统的重要组成部分之一,辅助阳极不仅要有尽可能低的溶解性,而且应当耐冲击、耐磨损、易加工。高硅铸铁从20世纪50年代开始就用于外加电流阴极保护系统,适用于多种介质环境,如海水、淡水、土壤等。高硅铸铁允许的工作电流密度为5~80 A/m2,消耗率在0.1~1.0 kg/(A·a)左右,硬度高、耐磨损,但不易机械加工,只能铸造成型。另外,高硅铸铁脆性较大,容易损坏,也容易发生“颈缩”而降低利用率。在加拿大北部土壤含硫酸盐高的地区,高硅铸铁使用效果很差,2~3 a即失效[3]。混合金属氧化物涂层阳极是上世纪90年代出现的,由于其具有良好的综合性能而被用于外加电流阴极保护系统并逐渐得到了推广。与裸金属阳极或贵金属镀覆阳极相比,混合金属氧化物涂层外加电流阳极在稳定性和价格20具有很大的优势[4],其特点主要有:
(1)基材为金属钛,质量轻,易加工,具有良好的力学性能,在常见的腐蚀性介质中具有极好的耐蚀性;
(2)采用热分解法在高温条件下制备,涂层分布均匀,与基体结合性能好,比其他材料具有更高的发电量(在焦炭填料中可达100 A/dm2)和极低的消耗率[2 mg/(A·a)][5]。
在使用效果及施工要求方面,混合金属氧化物涂层也有着其他外加电流阳极无法比拟的优势:
(1)电流分布非常均匀,可以充分地保护金属结构;
(2)基本不产生杂散电流,不会对其他钢质物造成明显的腐蚀干扰;
(3)不需要回填料,安装简单,质量易保证,使用寿命长。
混合金属氧化物涂层目前已成为外加电流保护应用中最理想和最有前途的辅助阳极之一,尽管已得到了广泛的应用,但对其各种性能研究的报道却很少。因此,本工作对该材料在不同环境中的电化学行为进行研究,以明确其特性及各种环境因素的影响规律,为实际工程材料的选择提供依据。
1 试 验
1.1 材 料
试验所用混合金属氧化物涂层(MMO)材料由北京金川技术开发公司提供,型号为Ribbon-17mA,其涂层已在国内外若干大型阴极保护系统上得到应用。阳极材料制备工艺为传统的热分解方法,选用符合ASTM B265标准1级的宽6.35 mm、厚0.635 mm带状纯钛材作为基体材料。对基材用氯铱酸、氯化钽与醇类溶剂按一定比例配制的溶液多次涂覆,每次涂覆后500 ℃烘干10 min,最后一次为500 ℃加热1 h充分氧化降解得到混合金属氧化物涂层(主要成分为五氧化二钽和二氧化铱)。
1.2 形貌分析
采用LEO-450型扫描电子显微镜(SEM)观察MMO涂层的表面形貌并分析其成分。
1.3 电化学阻抗测试
运用PE公司电化学测试系统(包括Potentiostat/Galvanostat Model 273A和5210锁相放大器),采用三电极体系,以饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,铂电极(Pt)为辅助电极,测定不同电位条件下试样氧化膜在不同pH值、3.5%NaCl溶液中的交流阻抗谱(频率范围为1×10-5~1×102 kHz,交流信号幅值为10 mV)。试样用HY914快速粘接剂涂封,暴露面积约0.5 cm2。极化曲线动电位扫描速率为1.0 mV/s。为了不引入其他离子,试验采用HCl和NaOH调节溶液的pH值。
2 结果与讨论
由图1a可以看出,混合金属氧化物涂层表面由很多颗粒状组织构成,这种微粒结构有利于提高阳极工作时的有效面积,与平面相比可以提供更大的保护电流。由图1b可以看出,混合金属氧化物涂层的局部微观结构还存在一些微裂纹等缺陷,这是高温氧化降解过程中不可避免的。混合金属氧化物制备过程中经历了溶胶、凝胶、高温氧化处理工艺,由溶胶、凝胶过程形成的铱钽凝胶涂层中含有大量的结合水或游离水,当500 ℃高温加热时这些水分大部分要从涂层内散失。这样就引起了涂层体积的减小,从而导致了涂层微观裂纹的形成。这种微裂纹在使用过程中会产生两方面的影响:一是微裂纹的产生增大了阳极材料表面的工作面积;另一则是在阳极材料的工作过程中环境介质更容易首先侵入微裂纹,造成阳极材料从该处开始发生破坏,进而影响阳极材料的寿命[6]。电化学测试结果表明,在使用初期这些裂纹并未到达涂层基体。
2.1 中性环境中混合金属氧化物涂层的电化学行为
对交流阻抗测试的数据采用图2所示的等效电路进行拟合分析。
其中,Rs为溶液电阻,Rp为涂层表面阻抗,CPE为涂层的等效常相位元件。因为膜层的不均匀性,它们的电容与纯电容元件C有一定的区别,为修正这种差别引入了常相位元件CPE[7],ZCPE=1/[Q(jω)n],ZCPE为CPE元件的阻抗,ω为角频率,Q表示涂层等效电容值,n为系数,n=0时为纯电阻,n=1时为理想电容器。它实际上包括2个参数:Q值和n值,较大的R值对应耐蚀性能较好的膜层。
由图3和表1可以看出,在中性NaCl溶液中较低的外加电位下混合金属氧化物涂层具有较高的阻抗值。0~600 mV下涂层的阻抗值没有太大的变化,说明这种条件下的涂层具有很高的稳定性和耐环境介质腐蚀的能力;当外加电位进一步升高到800 mV时,涂层的阻抗性能发生了本质的变化,其阻抗值急剧下降;外加电位提高到1 000 mV时涂层的阻抗值持续下降。这说明在外加电位大于一定数值时混合金属氧化物涂层局部已经发生破坏,由此导致了涂层的阻抗值明显下降。这主要是因为在电化学测试过程中涂层上施加的是正向电压,这样就会对溶液中的Cl-和OH-等产生一个向涂层内部移动的驱动力,在阳极上施加的电位越高这种驱动力就越大,溶液中的侵蚀性阴离子也更容易在微裂缝中吸附、聚集,从而更容易使涂层产生破坏失效。同时,积聚在裂缝中的阴离子由于具有较高的浓度,在较高电位下更容易发生方程式(1)和(2)的氧化反应,生成O2和Cl2等气体。这些气体的产生一方面会破坏涂层与基体的结合,另一方面也会造成更加苛刻的腐蚀环境,进一步加快涂层的破坏。
4OH--4e=2H2O+O2↑ (1)
2Cl--2e=Cl2↑ (2)
从以上化学反应式可以看出,酸性环境中主要是氯离子的影响,碱性环境中氢氧根离子的反应比较显著。
2.2 酸性环境中混合金属氧化物涂层的电化学行为
由图4和表2可以看出,酸性环境中600 mV以下随着外加电位的增加涂层的阻抗值缓慢下降,当外加
电位达到800 mV时涂层的阻抗急剧下降至与溶液阻抗相同的数量级,说明此时混合金属氧化物涂层已经失效。同样,这种阳极涂层在中性NaCl溶液中也是在800 mV时候发生破坏的。可见,使酸性环境对混合金属氧化物涂层的影响不是很大。由于酸性环境下溶液中存在大量的H+,溶液中OH-的量显著降低,这样就抑制了氧气析出反应的进行。因此,微裂缝中发生的氧化反应主要为Cl-被氧化生成Cl2。这样,在裂缝内产生的腐蚀介质比中性溶液中产物的腐蚀性更加强烈,发生破坏的涂层很难再钝化修复。因此,酸性环境中的涂层发生破坏以后阻抗值极低。本试验采用盐酸调节溶液的pH值,使酸性环境中溶液具有更高的Cl-浓度,由式(3)可看出,氯离子浓度的增大可降低式(2)的平衡电极电位,使得该反应更加容易进行。从阻抗解析结果与中性环境阻抗结果的比较可以看出,这种变化对涂层工作条件下电化学性能的影响不大。
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2.3 碱性环境中混合金属氧化物涂层的电化学行为
由图5和表3可以看出,碱性条件下这种阳极涂层更容易发生破坏。当外加电位达到400 mV时涂层的阻抗值比外加电位0 mV和200 mV下下降得更快,外加电位提高到600 mV时涂层阻抗值仅是400 mV的1/10。
氢氧根氧化成氧气反应的电极电位见式(4):
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室温条件下O2/OH-反应的标准平衡电极电位为0.397 6 V,根据方程(1)O2/OH-反应的平衡电位可以简化成式(5):
EO2=Eundefined+0.014 75 lg aundefined(5)
由此可以看出,氢氧根浓度直接影响了氧的氧化还原电位,进而影响式(1)进行的难易程度。氢氧根离子浓度越高,氧气的反应电位越低,氧气越容易形成。可见,混合金属氧化物涂层耐碱性介质腐蚀的能力较低,主要原因是碱性环境中大量存在的OH-很容易在微裂缝中加强电场力的作用下聚集并发生氧化反应生成大量的O2。这些气体会破坏混合金属氧化物涂层的完整性,从而导致该阳极涂层的迅速失效。由此可见,碱性环境中主要是氧气的形成对膜层产生了破坏,这种破坏远比酸性环境的严重,即氧气析出的反应远比氯气析出的反应对涂层性能的影响显著。
3 结 论
混合金属氧化物涂层外加电流阳极在中性环境和酸性环境中,外加电位在600 mV以下性能稳定,具有很好的耐蚀性,当电位高于800 mV时涂层发生破坏。碱性环境中外加电位400 mV涂层即发生破坏。碱性环境中的析氧反应比酸性环境中以氯气析出为主的反应对涂层的破坏性更强。混合金属阳极氧化物涂层更适合于在中性或酸性环境中使用。当环境介质呈现强碱性时应采用耐碱性较强的高硅铸铁作辅助阳极。
参考文献
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