酸和鹽基：酸和鹽基的性質
基礎酸的水溶液含氫離子，能與活潑金屬反應出氫氣、與碳酸鹽反應出二氧化碳；鹽基能與酸反應，可溶者稱為鹼；指示劑和 pH 標度可辨酸鹼，強弱看離解程度，與濃稀無關。
- 酸溶於水離解出氫離子 H⁺(aq)；鹼離解出氫氧離子 OH⁻(aq)；鹽基泛指與酸反應的物質，可溶者為鹼
- 酸加氫前金屬→鹽+氫氣；酸加碳酸鹽→鹽+水+CO₂；酸加金屬氧化物/氫氧化物→鹽+水
- 二氧化碳的檢驗：通入石灰水變乳濁
文體小知識：科學知識說明文——從廚房與實驗室的例子說明酸和鹽基的性質、三類典型反應、指示劑與 pH 標度，並分清強弱與濃稀。
§課文原文 Passage
1檸檬的酸味來自檸檬酸，醋的酸味來自乙酸，胃液中則有幫助消化的氫氯酸；實驗室常用的酸有氫氯酸、硫酸和硝酸。酸溶於水時離解出氫離子，酸的各項性質正是氫離子的表現；乾燥的氫氯酸氣體不顯酸性，要溶於水才能離解出氫離子，令藍色石蕊試紙變紅，可見水在顯示酸性時擔當重要角色。
2酸的典型反應有三類：與排在氫之前的活潑金屬如鋅和鎂反應，生成鹽和氫氣；與大理石等碳酸鹽反應，生成鹽、水和二氧化碳，把生成的氣體通入石灰水，石灰水變乳濁；與金屬氧化物或金屬氫氧化物反應，生成鹽和水。作答時務必分清：酸加金屬出氫氣，酸加碳酸鹽才出二氧化碳，兩者不可混淆。
3與酸相對的是鹽基，泛指能與酸反應的物質，常見有金屬氧化物、金屬氫氧化物和碳酸鹽；其中可溶於水並離解出氫氧離子的，特稱為鹼，例如氫氧化鈉和氨水。氫氧化鈉是通渠劑的主要成分，稀氨水則見於玻璃清潔劑。濃酸和濃鹼均有腐蝕性，取用時須戴護目鏡；若濺到皮膚，應立即用大量清水沖洗。
4辨別酸鹼靠指示劑：石蕊在酸中變紅、在鹼中變藍；酚酞在酸中無色、在鹼中呈粉紅色；甲基橙在酸中呈紅色、在鹼中呈黃色。pH 標度由 0 至 14，小於 7 為酸性，大於 7 為鹼性，可用 pH 計或通用指示劑量度。此外須分清強弱與濃稀：強酸在水中完全離解，弱酸如乙酸只部分離解；濃稀只談濃度高低，強度與濃度互不相干。
1重點摘要 Summary
酸的水溶液含氫離子，能與活潑金屬反應出氫氣、與碳酸鹽反應出二氧化碳；鹽基能與酸反應，可溶者稱為鹼；指示劑和 pH 標度可辨酸鹼，強弱看離解程度，與濃稀無關。
2生字卡 Vocabulary
溶於水時離解出氫離子的物質，水溶液 pH 小於 7，令藍石蕊變紅。
能與酸反應的物質，常見為金屬氧化物、金屬氫氧化物和碳酸鹽。
可溶於水的鹽基，水溶液含氫氧離子，令紅石蕊變藍，如氫氧化鈉。
酸在水中離解出的 H⁺(aq)，是酸各項性質的來源。
鹼在水中離解出的 OH⁻(aq)，是鹼各項性質的來源。
在不同酸鹼性的溶液中呈現不同顏色的染料，如石蕊、酚酞和甲基橙。
常用指示劑：在酸中變紅，在鹼中變藍。
由 0 至 14 表示溶液酸鹼度的標度：小於 7 為酸，大於 7 為鹼，7 為中性。
在水中完全離解的酸，如氫氯酸；與只部分離解的弱酸相對。
梳打粉的化學名稱，屬鹽基，與酸反應放出二氧化碳，用於烘焙和中和。
3逐步講解 Steps
- 第一步：酸的共同身份——氫離子氫氯酸、硫酸、硝酸和乙酸都屬於酸，因為它們溶於水時都離解出氫離子。舉個例子：乾燥的氫氯酸氣體遇乾燥的石蕊試紙毫不變色，一旦溶於水，試紙立即轉紅，可見酸的性質須有水才能顯現——氫離子以水合形式存在，寫作 H⁺(aq)。初中學過的酸味、腐蝕性、令石蕊變紅，其實全是氫離子的功勞，這個結論是本課一切反應的出發點。
- 第二步：酸加活潑金屬——鹽和氫氣排在活動序氫之前的金屬，能把酸中的氫離子趕下水變成氫氣。以鋅與稀氫氯酸為例：Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂，鋅粒表面咕咕冒泡，泡沫便是氫氣。鎂與稀硫酸反應更猛烈：Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂。留意銅、銀排在氫之後，與稀酸毫無反應，所以實驗室不能用銅製氫。寫這類反應式時，鹽的名稱由金屬加酸根組成，例如鋅加氫氯酸得氯化鋅。
- 第三步：酸加碳酸鹽——鹽、水和二氧化碳碳酸鹽與酸反應必產生二氧化碳。以大理石（主要成分碳酸鈣）與稀氫氯酸為例：CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂，固體逐漸溶解並冒出氣泡。檢驗氣體的標準做法是把氣體通入石灰水，石灰水變乳濁即是二氧化碳。舉個例子：廚房裡把醋倒在梳打粉（碳酸氫鈉）上，滋滋冒泡的正是二氧化碳，兩種日常物料相遇便完成一次標準的酸加碳酸鹽反應，焗蛋糕的鬆發也靠它。
- 第四步：酸加金屬氧化物或氫氧化物——鹽和水金屬氧化物和金屬氫氧化物都是鹽基，與酸反應生成鹽和水，不會放出氣體。以稀硫酸除去鐵鏽為例：氧化鐵與硫酸反應生成硫酸鐵(III)和水，鏽跡消失、溶液轉黃；再如氫氧化銅(II)與稀硫酸反應：Cu(OH)₂ + H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O，藍色固體溶解成藍色溶液。這類反應正是下一課中和作用的一部分，工業上用酸除鏽、除水垢，都循這條路線。
- 第五步：鹽基與鹼的分別鹽基是能與酸反應的物質的統稱，鹼則是其中可溶於水並離解出氫氧離子的一員。舉個例子：氫氧化鈉溶於水完全離解出 Na⁺ 和 OH⁻，是典型的鹼，通渠劑的主要成分；氨水溶於水產生氫氧離子，也是鹼，用於玻璃清潔劑；反觀氧化銅(II)不溶於水，只能與酸反應，是鹽基卻不是鹼。鹼的性質——滑膩、苦澀、令紅石蕊變藍、令酚酞變粉紅——同樣源於氫氧離子，答題時點明 OH⁻(aq) 便可與酸的 H⁺(aq) 呼應。
- 第六步：指示劑與 pH 標度指示劑是分辨酸鹼的顏色密碼：石蕊酸紅鹼藍；酚酞酸中無色、鹼中粉紅，最適合滴定；甲基橙酸紅鹼黃。要讀出酸鹼程度，用 pH 標度：pH 小於 7 為酸，等於 7 為中性，大於 7 為鹼。舉個例子：檸檬汁 pH 約 2.3，純水 pH 約 7，梳打粉溶液 pH 約 8.5，通渠劑可達 14。量度可用 pH 計或通用指示劑對色卡，pH 計讀數精確至小數，實驗題中常要求寫出讀數與顏色變化兩項。
- 第七步：強弱與濃稀是兩把尺強弱描述離解程度，濃稀描述濃度高低，兩者互不相干。氫氯酸是強酸，溶於水完全離解；乙酸是弱酸，同樣溶於水卻只有小部分離解。舉個例子：0.1 M 氫氯酸的氫離子濃度遠高於 2 M 乙酸，可見稀的強酸可能比濃的弱酸更「酸」。同理氫氧化鈉是強鹼，氨水是弱鹼。這條界線在 DSE 常考：比較同 pH 的強酸與弱酸、或解釋弱酸反應較慢，都要用離解程度作答，切勿把濃淡與強弱混為一談。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
探究情境：同學從廚房取得檸檬汁和梳打粉（碳酸氫鈉），回實驗室用 pH 計量得檸檬汁 pH 約 2.3、梳打粉溶液 pH 約 8.5。試解答：一、判斷兩者的酸鹼性並指出所含的物質類別；二、寫出稀氫氯酸與鋅反應的化學反應式；三、寫出稀氫氯酸與碳酸鈣反應的化學反應式，並說明如何檢驗生成的氣體。
- 判斷酸鹼性：檸檬汁 pH 2.3 小於 7，屬酸性，含檸檬酸（酸）；梳打粉溶液 pH 8.5 大於 7，屬鹼性，碳酸氫鈉屬鹽基
- 酸加金屬：鋅與稀氫氯酸反應，寫出 Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂，檢查鋅、氫、氯的原子數都平衝
- 酸加碳酸鹽：碳酸鈣與稀氫氯酸反應，寫出 CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂
- 檢驗氣體：把生成的氣體通入石灰水，石灰水變乳濁，證明是二氧化碳
- 答案：檸檬汁 pH 約 2.3，小於 7，屬酸性，所含的檸檬酸是酸；梳打粉溶液 pH 約 8.5，大於 7，屬鹼性，碳酸氫鈉是鹽基。稀氫氯酸與鋅反應：Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂，生成氯化鋅和氫氣。稀氫氯酸與碳酸鈣反應：CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂，生成氯化鈣、水和二氧化碳；把氣體通入石灰水，石灰水變乳濁，即證明生成的氣體是二氧化碳。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1各種酸的水溶液共同含有哪種離子？
Q2寫出稀硫酸與鋅反應的化學反應式。
Q3大理石與稀氫氯酸反應生成哪三種產物？
Q4怎樣檢驗一瓶氣體是否二氧化碳？
Q5梳打粉溶液的 pH 約 8.5，屬酸性還是鹼性？其主要成分屬於哪類物質？
8重點回顧 Recap
- 酸溶於水離解出氫離子 H⁺(aq)；鹼離解出氫氧離子 OH⁻(aq)；鹽基泛指與酸反應的物質，可溶者為鹼
- 酸加氫前金屬→鹽+氫氣；酸加碳酸鹽→鹽+水+CO₂；酸加金屬氧化物/氫氧化物→鹽+水
- 二氧化碳的檢驗：通入石灰水變乳濁
- 指示劑：石蕊酸紅鹼藍、酚酞酸無色鹼粉紅、甲基橙酸紅鹼黃；pH 小於 7 酸、大於 7 鹼
- 強弱看離解程度（氫氯酸強、乙酸弱），濃稀看濃度，兩把尺互不相干