化学教学中的几个疑难问题浅析.doc

啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊存在着一些副反应啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊存在着一些副反应;锌跟浓硫酸作用产物多样化锌跟浓硫酸作用产物多样化,原因是产物中物质会继续发生氧化还原原因是产物中物质会继续发生氧化还原.食盐会跟铝器皿发生反应食盐会跟铝器皿发生反应.铝是一种相当活泼的金属铝是一种相当活泼的金属,在空气中很容易被氧化成致密的在空气中很容易被氧化成致密的.啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊 啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊化学教学中的几个疑难问题浅析啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊化学教学中的几个疑难问题浅析 83290076 啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊 啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊 化学教学中的几个疑难问题浅析化学教学中的几个疑难问题浅析 王子亮 （宁波教育学院科技学院，浙江，宁波 315010） 摘摘 要要：硝酸的强氧化性从其分子结构中分析，+5 价氮不稳定；氯酸钾热分 解中有 O2、ClO2、Cl2、O3、HCl，存在着一些副反应；锌跟浓硫酸作用产物多样化， 原因是产物中物质会继续发生氧化还原反应；硫酸钡沉淀能适当地溶于浓硫酸， 其主要原因是形成了酸式盐。 关键词关键词：催化机理；杂化轨道；溶度积 中图分类号：中图分类号： G633.8 文献标识码：文献标识码：A 文章编号：文章编号：1009-2560(2006)03-001009-2560(2006)03-00 化学教学中常会出现一些容易被大家忽视的问题，而这些问题又很值得我 们去探讨。例如：在教学中讲到硝酸具有强氧化性，然后举例说明，然而没有 解释其原因是什么；氯酸钾加热分解制备氧气的实验，也是一个经典的实验， 就是这样一个经典的实验中却存在一些不被大家注意的问题，实验中有异味产 生，生成的气体不仅仅是氧气，这是什么原因呢？诸如此类，针对化学教学中 的这些疑难问题，通过实验，分析研究，谈一些自己的见解。 一、硝酸的强氧化性一、硝酸的强氧化性 硝酸无论稀、浓都具有强的氧化性。这不仅是硝酸分子中氮的价态处于最 高价（+5）同时硝酸分子不稳定容易分解放出氧气和二氧化氮。 从硝酸的分子结构的分析中，硝酸可简写为 HONO2，氮原子以 SP2杂化， 其三个杂化轨道与氧原子间形成三个键，资料表明氮和羟基中的氧间的键长 为 1.41，氮与另外两个氧间的键长为 1.22。在 NO2原子团中 ONO 所成的角 A A 等于 130（如图所示） 138 硝酸分子的结构 由于硝酸分子中，三个氧原子围绕着氮原子同在一个平面上成三角形。实 验证明，在无水硝酸中存在着下列的平衡： 3HNO3 H3O+NO3-+N2O5 H3O+2NO3-+NO2+ 当硝酸溶于水时平衡向右移动，发生电离： HNO3+H2O H3O+NO3- 而在浓硝酸中含有少量的 N2O5和硝基正离子（NO2+） 。正因为+5 价的氮不 稳定，N2O5和 NO2+离子的氧化性非常强，因此硝酸具有强的氧化性。 二、氯酸钾热分解反应二、氯酸钾热分解反应 2KClO3 2KCl+3O2 H0= 45KJ/mol 吸热反应，生成的气体有异味。按反应式不能理解产物有异味。将产生的 气体通入湿润的 KI淀粉试纸显蓝色，通入水中显酸性。显而易见氧气不能氧 化 KI，通入水中也不显酸性，这证明气体为混合物，有强氧化性物质及酸性气 体。通过质谱法测定氯酸钾热分解产物中除 O2外，还有 ClO2、Cl2、O3、HCl。此外氯酸钾热分解反应中用 MnO2作催化剂。MnO2是参 加反应的，它与反应物生成的中间产物很不稳定，随即分解，它改变了反应途 径，降低了反应的活化能，MnO2的催化机理： 2KClO3 + 4MnO2 2KCl + 2Mn2O7 2Mn2O7 4MnO2 + 3O2 总式：2KClO3 2KCl +3O2 102 N 116 114 H H N 130O 中间产物为 Mn2O7 在没有 MnO2作催化剂时在较高温度下 （歧化反应）KClKClOKClO C 4 400 3 34 2 500 4 2OKClKClO C 总式：2KClO3 = 2KCl+3O2 三、锌跟浓硫酸作用的产物分析三、锌跟浓硫酸作用的产物分析 浓硫酸为强氧化剂，与铜这样的一般还原剂作用，硫被还原成四价： Cu + 2H2SO4 (浓) CuSO4 + SO2+ 2H20 如果与强还原剂，如锌作用下，硫无素可以还原为更低的价态，甚至还原 为负二价： 4Zn + 5H2SO4(浓) 4ZnSO4 + H2S + 4H2O H2S 也为一种还原剂： S + 2H+ + 2e H2S E= 0.14V H2SO3 + 6H+ +6e H2S + 3H2O E= 0.52V 由此可知产物中的 H2S 会继续与浓硫酸发生氧化还原反应： H2S + H2SO4(浓) S+ SO2+ 2H2O 产物中 S 具有还原性，H2SO3、SO2具有一定的氧化性，因而还可以发生一 系列反应： S + 2H2SO4(浓) 2SO2+ 2H2O 2H2S + SO2 3S+ 2H2O 2H2S + H2SO3 3S+ 3H2O 其结果使锌和浓硫酸的反应产物多样化。 一般，浓硫酸的浓度越大，且过量时，产物 SO2为主，因为过量的浓硫酸 把 H2S、S 再氧化。而当浓硫酸浓度不大，且锌过量时，产物 H2S 为主，因为， Zn + 2e Zn2+ E= -0.763V 故能发生以下反应： 6H+ + 3Zn +H2SO3 3Zn2+ + H2S+3H2O 4H+ + 2Zn + H2SO3 2Zn2+ + S+ 3H2O C500 2H+ + Zn + S Zn2+ + H2S 四、四、BaSO4沉淀溶于浓沉淀溶于浓 H2SO4的实验的实验 BaSO4沉淀不溶于稀 H2SO4和 HNO3 籍此来检验 Ba2+、 SO42-然而 BaSO4 却能溶于浓 H2SO4。实验结果表明，1 升浓 H2SO4能溶解 18 克 BaSO4。取 BaSO4粉末少许于小烧杯中，加适量浓硫酸，振荡后取上层清液，加入稀 H2SO4使清液中浓 H2SO4浓度变稀，结果出现牛奶似的混浊状，这说明 BaSO4 能溶于浓硫酸，当然这不是浓 H2SO4的氧化性所致，同时这也说明很浓的溶液 不能用常说的电离平衡常数来解释。根据溶度积原理，可判断 BaSO4沉淀在一 定条件下能否溶解或析出。当Ba2+SO42-Ksp BaSO4时将有沉淀析出。在 BaSO4沉淀中加浓硫酸时，溶液中的 SO42-离子与 H+离子结合成 HSO4-离子，从而降低了 SO42-离子的浓度，致使 Ba2+SO42-Ksp BaSO4，因而 BaSO4沉淀又重新析出。同样 PbSO4溶于浓 H2SO4情况也大致相同，主要都是因为形成了酸式盐（BaCHSO4）2，Pb(HSO4) 2的缘故。 五、食盐对铝制品的腐蚀作用五、食盐对铝制品的腐蚀作用 这是一个化学与日常生活的问题，铝制品容器不宜长时间盛放咸的食物， 食盐会跟铝器皿发生反应。铝是一种相当活泼的金属，在空气中很容易被氧化 成致密的 Al2O3复盖在铝制品表面，使铝不再继续被氧化。这层膜相当稳定， 但当 Cl- (或 Br - 、I-)离子存在时，氧化膜很易被破坏，其机理为：首先，Cl-易 破吸附在氧化膜表面，形成吸附化合物，膜中的氧离子被 Cl-所交换，这样在吸 附 Cl-离子的部位就有 AlCl3产生，而 AlCl3是易溶解的，使这些部位的氧化膜 出现了空隙。其次，铝制品不是纯铝原料，其中含有少量的铜、铁、硅等杂质， 这样在氧化膜上已存在孔隙，若和电解质溶液接触，形成无数个微型原电池， 铝作为阳极，因而被电化锈蚀。同时又由于食盐中常含有少量的 MgCl2，水解 产生 H+显然对氧化膜有破坏作用。另外浓的食盐溶液促使铝与水的作用： 2Al + 6NaCl + 6H2O 2AlCl3 + 6NaOH +3H2 反应中 NaOH 继续与 AlCl3作用 2AlCl3 + 6NaOH 6NaCl + 2Al(OH)3 其中食盐本身并未被消耗。所以铝制品不应长期与盐水接触，也不可长期 存放腌菜等咸的食物。 Analysis of the Difficult Problems in Chemistry Teaching WANG Zi-liang (Technology Department, Ningbo Education Institute, Ningbo 315010,China) Abstract: From the analysis of the molecule structure of the nitric acid, it is evident that +5 azote is not stable. There are O2, ClO2, Cl2, O3, HCl in the heating decomposition of the potassium chlorate, with some side effects; The mixture of zinc and oil of vitriol will have varieties of products, for the products continue the redox reaction; while the deposit of barium sulfate can dissolve in the oil of vitriol because acidic salt is produced. Key Words: catalyses mechanism; cross orbit; dissolution product （责任编辑：陈咸存） 啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊