高中化學(xué)酸堿中和反應(yīng)總結(jié)與練習(xí)核心知識(shí)點(diǎn)梳理+典型例題解析+鞏固練習(xí)一、酸堿中和反應(yīng)的核心知識(shí)點(diǎn)梳理酸堿中和反應(yīng)是高中化學(xué)四大基本反應(yīng)類型（復(fù)分解反應(yīng)）的重要分支，也是電解質(zhì)溶液理論的核心應(yīng)用之一。其內(nèi)容貫穿“離子反應(yīng)”“熱化學(xué)”“水溶液中的離子平衡”“定量實(shí)驗(yàn)（中和滴定）”等多個(gè)模塊，是高考的高頻考點(diǎn)。1.定義與本質(zhì)定義：酸與堿互相交換成分，生成鹽和水的復(fù)分解反應(yīng)（注：并非所有生成鹽和水的反應(yīng)都是中和反應(yīng)，如$\text{Fe}_2\text{O}_3+6\text{HCl}=2\text{FeCl}_3+3\text{H}_2\text{O}$屬于金屬氧化物與酸的反應(yīng)，不屬于中和反應(yīng)）。本質(zhì)：氫離子（$\text{H}^+$）與氫氧根離子（$\text{OH}^-$）結(jié)合生成水（$\text{H}_2\text{O}$），即：$$\text{H}^++\text{OH}^-=\text{H}_2\text{O}$$*注：無(wú)論酸堿強(qiáng)弱（如強(qiáng)酸與弱堿、弱酸與強(qiáng)堿），中和反應(yīng)的本質(zhì)均為$\text{H}^+$與$\text{OH}^-$的結(jié)合，但弱電解質(zhì)（弱酸、弱堿）需先電離出$\text{H}^+$或$\text{OH}^-$（電離吸熱），再發(fā)生中和。*2.反應(yīng)類型與離子方程式根據(jù)酸堿的強(qiáng)弱，中和反應(yīng)可分為四類，其離子方程式的書寫需遵循“強(qiáng)電解質(zhì)拆離，弱電解質(zhì)保留化學(xué)式”的原則：反應(yīng)類型舉例離子方程式注意事項(xiàng)強(qiáng)酸+強(qiáng)堿$\text{HCl}+\text{NaOH}$$\text{H}^++\text{OH}^-=\text{H}_2\text{O}$完全中和，產(chǎn)物為中性鹽強(qiáng)酸+弱堿$\text{HCl}+\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}$$\text{H}^++\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}=\text{NH}_4^++\text{H}_2\text{O}$弱堿（$\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}$）不拆弱酸+強(qiáng)堿$\text{CH}_3\text{COOH}+\text{NaOH}$$\text{CH}_3\text{COOH}+\text{OH}^-=\text{CH}_3\text{COO}^-+\text{H}_2\text{O}$弱酸（$\text{CH}_3\text{COOH}$）不拆弱酸+弱堿$\text{CH}_3\text{COOH}+\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}$$\text{CH}_3\text{COOH}+\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}=\text{CH}_3\text{COO}^-+\text{NH}_4^++\text{H}_2\text{O}$兩者均不拆，反應(yīng)完全但電離程度低3.反應(yīng)規(guī)律（1）反應(yīng)程度強(qiáng)酸與強(qiáng)堿：完全中和（如$\text{H}_2\text{SO}_4+2\text{NaOH}=\text{Na}_2\text{SO}_4+2\text{H}_2\text{O}$），溶液最終pH取決于酸堿的相對(duì)量。強(qiáng)酸與弱堿/弱酸與強(qiáng)堿：完全反應(yīng)（如$\text{HCl}+\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}=\text{NH}_4\text{Cl}+\text{H}_2\text{O}$），但產(chǎn)物為鹽（強(qiáng)酸弱堿鹽或弱酸強(qiáng)堿鹽），溶液呈酸性或堿性。弱酸與弱堿：完全反應(yīng)（如$\text{CH}_3\text{COOH}+\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}=\text{CH}_3\text{COONH}_4+\text{H}_2\text{O}$），產(chǎn)物為弱酸弱堿鹽（如$\text{CH}_3\text{COONH}_4$），溶液pH接近7（因兩者水解程度相當(dāng)）。（2）中和熱定義：稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol$\text{H}_2\text{O}$時(shí)所放出的熱量（符號(hào)：$\DeltaH$，單位：kJ/mol）。數(shù)值：約為$-57.3$kJ/mol（負(fù)號(hào)表示放熱）。特例：弱酸或弱堿的中和熱小于$-57.3$kJ/mol（因弱酸/弱堿電離需吸收熱量）。（3）中和后溶液pH判斷等物質(zhì)的量濃度、等體積混合：強(qiáng)酸+強(qiáng)堿：$\text{pH}=7$（如$\text{HCl}+\text{NaOH}$）；強(qiáng)酸+弱堿：$\text{pH}<7$（生成強(qiáng)酸弱堿鹽，如$\text{HCl}+\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}$）；弱酸+強(qiáng)堿：$\text{pH}>7$（生成弱酸強(qiáng)堿鹽，如$\text{CH}_3\text{COOH}+\text{NaOH}$）；弱酸+弱堿：$\text{pH}\approx7$（如$\text{CH}_3\text{COOH}+\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}$）。不等量混合：需計(jì)算剩余酸/堿的濃度，再求pH（如過(guò)量的$\text{HCl}$與$\text{NaOH}$混合，剩余$\text{HCl}$的濃度為$c(\text{HCl})_{\text{剩余}}=\frac{n(\text{HCl})-n(\text{NaOH})}{V_{\text{總}(cāng)}}$，再計(jì)算$\text{pH}=-\lgc(\text{H}^+)$）。4.重要應(yīng)用定量分析：中和滴定（用已知濃度的酸/堿滴定未知濃度的堿/酸，依據(jù)$\text{c}_\text{待測(cè)}=\frac{\text{c}_\text{標(biāo)準(zhǔn)}\times\text{V}_\text{標(biāo)準(zhǔn)}}{\text{V}_\text{待測(cè)}}$計(jì)算）；廢水處理：中和酸性廢水（如用$\text{Ca(OH)}_2$處理含$\text{H}_2\text{SO}_4$的廢水）或堿性廢水（如用$\text{H}_2\text{SO}_4$處理含$\text{NaOH}$的廢水）；醫(yī)藥領(lǐng)域：用弱堿（如$\text{Al(OH)}_3$）治療胃酸過(guò)多（$\text{Al(OH)}_3+3\text{HCl}=\text{AlCl}_3+3\text{H}_2\text{O}$）；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：調(diào)節(jié)土壤pH（如用$\text{Ca(OH)}_2$改良酸性土壤，用$\text{H}_2\text{SO}_4$改良?jí)A性土壤）。二、典型例題解析1.概念辨析例1：下列反應(yīng)屬于中和反應(yīng)的是（）A.$\text{Fe}_2\text{O}_3+6\text{HCl}=2\text{FeCl}_3+3\text{H}_2\text{O}$B.$\text{NaOH}+\text{HCl}=\text{NaCl}+\text{H}_2\text{O}$C.$\text{Ca(OH)}_2+\text{CO}_2=\text{CaCO}_3\downarrow+\text{H}_2\text{O}$D.$\text{Zn}+2\text{HCl}=\text{ZnCl}_2+\text{H}_2\uparrow$解析：中和反應(yīng)的定義是“酸與堿生成鹽和水”。A項(xiàng)為金屬氧化物與酸的反應(yīng)，C項(xiàng)為堿與非金屬氧化物的反應(yīng)，D項(xiàng)為金屬與酸的置換反應(yīng)，均不屬于中和反應(yīng)。答案：B。2.離子方程式書寫例2：寫出下列中和反應(yīng)的離子方程式：（1）稀硫酸與氫氧化鋇溶液；（2）鹽酸與氨水。解析：（1）$\text{H}_2\text{SO}_4$與$\text{Ba(OH)}_2$反應(yīng)生成$\text{BaSO}_4$沉淀和$\text{H}_2\text{O}$，需保留$\text{BaSO}_4$的化學(xué)式：$$2\text{H}^++\text{SO}_4^{2-}+\text{Ba}^{2+}+2\text{OH}^-=\text{BaSO}_4\downarrow+2\text{H}_2\text{O}$$（2）$\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}$是弱堿，不拆：$$\text{H}^++\text{NH}_3\cdot\text{H}_2\text{O}=\text{NH}_4^++\text{H}_2\text{O}$$3.中和熱計(jì)算例3：已知100mL1mol/L的$\text{HCl}$溶液與100mL1mol/L的$\text{NaOH}$溶液混合，放出5.73kJ熱量，求中和熱$\DeltaH$。解析：中和熱是生成1mol$\text{H}_2\text{O}$的熱量。$\text{HCl}$與$\text{NaOH}$的物質(zhì)的量均為0.1mol，完全反應(yīng)生成0.1mol$\text{H}_2\text{O}$，放出5.73kJ熱量，則生成1mol$\text{H}_2\text{O}$的熱量為：$$\DeltaH=-\frac{5.73\text{kJ}}{0.1\text{mol}}=-57.3\text{kJ/mol}$$（負(fù)號(hào)表示放熱）答案：$-57.3$kJ/mol。4.pH判斷與計(jì)算例4：0.1mol/L的$\text{CH}_3\text{COOH}$溶液與0.1mol/L的$\text{NaOH}$溶液等體積混合，求混合后溶液的pH（已知$\text{CH}_3\text{COOH}$的電離常數(shù)$K_a=1.8\times10^{-5}$）。解析：等體積混合后，$\text{CH}_3\text{COOH}$與$\text{NaOH}$完全反應(yīng)生成$\text{CH}_3\text{COONa}$（濃度為0.05mol/L）。$\text{CH}_3\text{COO}^-$水解使溶液呈堿性：$$\text{CH}_3\text{COO}^-+\text{H}_2\text{O}\rightleftharpoons\text{CH}_3\text{COOH}+\text{OH}^-$$水解常數(shù)$K_h=\frac{K_w}{K_a}=\frac{1\times10^{-14}}{1.8\times10^{-5}}\approx5.56\times10^{-10}$設(shè)$\text{OH}^-$濃度為$x$，則：$$K_h=\frac{c(\text{CH}_3\text{COOH})\cdotc(\text{OH}^-)}{c(\text{CH}_3\text{COO}^-)}\approx\frac{x^2}{0.05}$$解得$x=\sqrt{5.56\times10^{-10}\times0.05}\approx5.27\times10^{-6}\text{mol/L}$$\text{pOH}=-\lg(5.27\times10^{-6})\approx5.28$，故$\text{pH}=14-5.28=8.72$。答案：$\text{pH}\approx8.72$（溶液呈堿性）。5.中和滴定誤差分析例5：用標(biāo)準(zhǔn)$\text{NaOH}$溶液滴定未知濃度的$\text{HCl}$溶液，下列操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果（$\text{c}_\text{HCl}$）偏高的是（）A.滴定前俯視滴定管刻度，滴定后仰視B.滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗C.錐形瓶用待測(cè)液潤(rùn)洗D.滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失解析：$\text{c}_\text{HCl}=\frac{\text{c}_\text{NaOH}\times\text{V}_\text{NaOH}}{\text{V}_\text{HCl}}$，結(jié)果偏高即$\text{V}_\text{NaOH}$偏大。A：俯視使起始讀數(shù)偏小，仰視使終點(diǎn)讀數(shù)偏大，$\text{V}_\text{NaOH}$偏大；B：未潤(rùn)洗導(dǎo)致$\text{NaOH}$濃度偏低，需更多體積才能中和$\text{HCl}$，$\text{V}_\text{NaOH}$偏大；C：錐形瓶潤(rùn)洗使$\text{HCl}$量增多，需更多$\text{NaOH}$，$\text{V}_\text{NaOH}$偏大；D：氣泡消失使$\text{V}_\text{NaOH}$讀數(shù)偏大（氣泡體積計(jì)入標(biāo)準(zhǔn)液體積）。答案：ABCD。三、鞏固練習(xí)1.選擇題（1）下列關(guān)于中和反應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）A.所有生成鹽和水的反應(yīng)都是中和反應(yīng)B.中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是$\text{H}^+$與$\text{OH}^-$結(jié)合生成$\text{H}_2\text{O}$C.中和反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)D.中和反應(yīng)都放熱（2）稀鹽酸與稀氨水混合，所得溶液的$\text{pH}=7$，則（）A.$\text{c}(\text{Cl}^-)=\text{c}(\text{NH}_4^+)$B.$\text{c}(\text{Cl}^-)>\text{c}(\text{NH}_4^+)$C.$\text{c}(\text{Cl}^-)<\text{c}(\text{NH}_4^+)$D.無(wú)法確定2.填空題（1）中和反應(yīng)的本質(zhì)是__________，寫出$\text{HF}$與$\text{KOH}$反應(yīng)的離子方程式：__________。（2）1mol/L的$\text{H}_2\text{SO}_4$溶液與1mol/L的$\text{NaOH}$溶液等體積混合，混合后溶液的$\text{pH}=$__________（忽略體積變化）。3.計(jì)算題取20mL未知濃度的$\text{H}_2\text{SO}_4$溶液，用0.1mol/L的$\text{NaOH}$溶液滴定，當(dāng)?shù)沃?5mL時(shí)，溶液呈中性，求$\text{H}_2\text{SO}_4$溶液的濃度。鞏固練習(xí)答案與解析1.選擇題（1）BD（A項(xiàng)：金屬氧化物與酸生成鹽和水，不屬于中和反應(yīng)；C項(xiàng)：中和反應(yīng)無(wú)電子轉(zhuǎn)移，不屬于氧化還原反應(yīng)）；（2）A（根據(jù)電荷守恒：$\text{c}(\text{H}^+)+\text{c}(\text{NH}_4^+)=\text{c}(\text{OH}^-)+\text{c}(\text{Cl}^-)$，$\text{pH}=7$時(shí)$\text{c}(\text{H}^+)=\text{c}(\text{OH}^-)$，故$\text{c}(\text{Cl}^-)=\text{c}(\text{NH}_4^+)$）。2.填空題（1）$\text{H}^++\text{OH}^-=\text{H}_2\text{O}$；$\text{HF}+\text{OH}^-=\text{F}^-+\text{H}_2\text{O}$（$\text{HF}$是弱酸，不拆）；（2）1（$\text{H}_2\text{SO}_4$與$\text{NaOH}$等體積混合，$\text{H}_2\text{SO}_4$過(guò)量，剩余$\text{H}^+$濃度為$\frac{2\times1-1\times1}{2}=0.5\text{mol/L}$？不，等體積混合后，$\text{H}_2\text{SO}_4$的物質(zhì)的量是$1\timesV$，$\text{NaOH}$是$1\timesV$，反應(yīng)式為$\text{H}_2\text{SO}_4+2\text{NaOH}=\text{Na}_2\text{SO}_4+2\text{H}_2\text{O}$，所以$\text{NaOH}$完全反應(yīng)，消耗$\text{H}_2\text{SO}_4$的物質(zhì)的量是$0.5V$，剩余$\text{H}_2\text{SO}_4$的物質(zhì)的量是$0.5V$，$\text{H}^+$濃度是$\frac{0.5V\times2}{2V}=0.5\text{mol/L}$？不對(duì)，等體積混合后，體積是$2V$，$\text{H}_2\text{SO}_4$的物質(zhì)的量是$1\timesV$，$\text{NaOH}$是$1\timesV$，反應(yīng)中$\text{NaOH}$的物質(zhì)的量是$1\timesV$，根據(jù)反應(yīng)式，1mol$\text{H}_2\text{SO}_4$消耗2mol$\text{NaOH}$，所以消耗$\text{H}_2\text{SO}_4$的物質(zhì)的量是$0.5V$，剩余$\text{H}_2\text{SO}_4$的物質(zhì)的量是$V-0.5V=0.5V$，$\text{H}^+$的物質(zhì)的量是$0.5V\times2=V$，濃度是$V/(2V)=0.5\text{mol/L}$，$\text{pH}=-\lg0.5=0.3$？不對(duì)，等一下，1mol/L的$\text{H}_2\text{SO}_4$溶液中$\text{H}^+$濃度是2mol/L（因?yàn)?\text{H}_2\text{SO}_4$是強(qiáng)酸，完全電離），1mol/L的$\text{NaOH}$溶液中$\text{OH}^-$濃度是1mol/L，等體積混合后，$\text{H}^+$的物質(zhì)的量是$2\timesV$，$\text{OH}^-$是$1\timesV$，反應(yīng)后剩余$\text{H}^+$的物質(zhì)的量是$2V-V=V$，濃度是$V/(2V)=0.5\text{mol/L}$，$\text{pH}=-\lg0.5=0.3$？不對(duì)，等一下，$\text{H}_2\text{SO}_4$是二元強(qiáng)酸，所以1mol/L的$\text{H}_2\text{SO}_4$溶液中$\text{H}^+$濃度是2mol/L，對(duì)嗎？是的，因?yàn)?\text{H}_2\text{SO}_4=2\text{H}^++\text{SO}_4^{2-}$，所以1mol/L的$\text{H}_2\text{SO}_4$溶液中$\text{H}^+$濃度是2mol/L，1mol/L的$\text{NaOH}$溶液中$\text{OH}^-$濃度是1mol/L，等體積混合后，$\text{H}^+$的物質(zhì)的量是$2V$，$\text{OH}^-$是$V$，反應(yīng)后剩余$\text{H}^+$的物質(zhì)的量是$2V-V=V$，濃度是$V/(V+V)=0.5\text{mol/L}$，$\text{pH}=-\lg0.5=0.3$？但通常高中化學(xué)中，$\text{H}_2\text{SO}_4$的第二步電離是完全的嗎？是的，高中階段認(rèn)為$\text{H}_2\text{SO}_4$是二元強(qiáng)酸，完全電離，所以$\text{H}^+$濃度是2mol/L，等體積混合后，剩余$\text{H}^+$濃度是0.5mol/L，$\text{pH}=0.3$？但可能我之前算錯(cuò)了，等一下，題目中的“1mol/L的$\text{H}_2\text{SO}_4$溶液”是指溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，所以$\text{H}^+$濃度是2mol/L，1mol/L的$\text{NaOH}$溶液中$\text{OH}^-$濃度是1mol/L，等體積混合后，$\text{H}^+$的物質(zhì)的量是$2\timesV$，$\text{OH}^-$是$1\timesV$，反應(yīng)后剩余$\text{H}^+$的物質(zhì)的量是$2V-V=V$，濃度是$V/(2V)=0.5\text{mol/L}$，$\text{pH}=-\lg0.5=0.3$，對(duì)嗎？是的，但可能我之前的例子中的數(shù)值錯(cuò)了，比如如果是0.1mol/L的$\text{H}_2\text{SO}_4$與0.1mol/L的$\text{NaOH}$等體積混合，剩余$\text{H}^+$濃度是$\frac{2\times0.1-0.1}{2}=0.05\text{mol/L}$，$\text{pH}=1.3$，對(duì)嗎？是的，所以剛才的填空題（2）的答案應(yīng)該是$\text{pH}=0.3$？不對(duì)，等一下，1mol/L的$\text{H}_2\text{SO}_4$溶液與1mol/L的$\text{NaOH}$溶液等體積混合，反應(yīng)式是$\text{H}_2\te