高一化学备课组编写 （第四期） 糖精的发明 俄国的法利德别尔格是.doc

高一化学备课组编写（第四期）糖精的发明俄国的法利德别尔格，是美国巴尔的摩大学的研究员，也是一位化学家，他整天在实验室里忙碌。这天，一个实验有了结果，他愉快地拿出插在口袋里的铅笔，在实验记录上写下了实验结果。当他往口袋里插铅笔的时候，一看墙上的钟表，已经是晚上8 点了。他突然想起，今天是他的生日，家里来了许多客人，而妻子早晨还特别嘱咐他晚上早些回家。于是，他穿上外衣，匆忙地赶回家去。一进门，亲友们都向他祝贺。一阵寒暄之后，宾主依次落座，法利德别尔格的妻子忙着往桌上端菜。席间，一位朋友问法利德别尔格：“听说您最近在研究人造香料？”“不，我在做芳香族磺酸化合物的实验，还谈不上研究。”“什么叫芳香.”“这是化学上的术语。”法利德别尔格觉得说不清楚，便顺手从口袋中取出从实验室里带回的那支铅笔，在报纸的一角写下“芳香族磺酸化合物”几个字。此时，法利德别尔格的妻子正端上热气腾腾的香酥鸡和牛排。法利德别尔格接过菜盘，请大家品尝。于是，他们的谈话中止了。“好甜的香酥鸡呀！”一位朋友突然说。“炸牛排也是甜的”又有人说。法利德别尔格的妻子疑惑地给客人们更换了新餐具.晚餐结束了，客人们告别了，法利德别尔格夫妇坐在沙发上，谈论着那个奇怪的甜味是怎么来的。“我没有加过糖！”妻子解释说。法利德别尔格走进厨房，把客人换下来的餐具用舌头舔一下，又端起装牛排和香酥鸡的盘子，在盘子四周舔了一下。回到沙发后，竟举起双手，先用舌头舔了左手，后舔右手，接着又从口袋里拿出那支铅笔，用舌头舔了舔，兴奋地大声叫起来：“毛病出在铅笔上，就出在这支铅笔上！”原来，当法利德别尔格尝了朋友用过的餐具后，发现盘子边上有一块带甜味的地方。这是他端盘子的手指处。而他的手曾经拿过实验室里用过的铅笔。这说明，铅笔的甜味，是在实验里沾上的。次日，天刚亮，法利德别尔格就到了他的实验室，他仔细地检查实验时用过的器皿，充满欢乐的法利德别尔格一边工作，一边记录。自言自语地说：“这真是一件了不起的发明啊！”从此，法利德别尔格集中全部精力，专心致志地研究这个课题，终于从煤焦油中提出一种带甜味的物质糖精。难于分离的稀土元素陶瓷，是我国古代劳动人民的重大发明之一，它的产生、发展和广泛应用的历史，形成了中国灿烂的文化。在国外，不仅是陶瓷名称成了“中国”的代名词“China”，精制的陶瓷制品，也往往从古到今都是珍品收藏家们朝思暮想的宝贝。几千年的陶瓷文化发展到现在，各式各样的陶瓷工艺品异彩纷呈，惹人心动；品种繁多的陶瓷家用器具也以其质优价廉、美观大方招睐着八方顾客，也往往成为我国陶瓷生产厂家出口创汇的“拳头”产品，中国陶瓷马桶便是其中的极为平凡的一个例子。然而，八十年代中期，中国陶瓷马桶的出口交易中一件极为平凡的小事，却震动了一代极具历史责任感的中国化学专家。事情是这样的：西方某小国原本是我国陶瓷产品的小消费国，一般每年只从我国进口一定数量的各种陶器瓷器。然而它突然决定大量进口中国陶瓷马桶，并愿以稍高的价格作为代价。一些有识之士在这件并不十分起眼的事情中，敏锐的目光竟看出了几点不同寻常之处：该国感兴趣的不是“陶都”、“瓷都”或其他著名厂家的名牌产品，而对我国一家不显眼的内地陶瓷厂的产品情有独钟，真有些“求贤若渴”的味道了；再有就是进口量显然大于该国市场的最大需求量，那这些中国陶瓷马桶到底去了什么秘密的地方呢？难道有什么特殊的地方以致于该国不惜高价大量“抢购”？耐人寻味的中国陶瓷马桶！谜底很快被这些有着深邃观察力的专家们揭开了，很简单，但更耐人寻味：这个地方生产陶瓷马桶的原料中含有微量稀土金属，那是我国现在工艺水平难以提取因而“忽略不计”的极低含量；然而，进口国却把这批本应如厕的马桶“请”进了工厂，提取了稀土，转而销售稀土材料成品，包括高价出口给我国！这是始料不及的，专家们在感叹外国人骨子里的精明的同时，却也不禁痛心疾首：作为稀土蕴藏量最大的国家，我们为何还不得不进口本属于我们自己的稀土金属材料？一般的金属矿石，经过冶炼之后，往往都可以得到纯净的金属，即“单胞胎”。然而稀“土”家族的众多兄弟，却由于性相近、息相通，往往结伴生长于同一种矿石中，一胞多胎，其数目之众，令人咋舌。“稀土”元素之家的17 位兄弟，在约110 种元素的大家庭中位置独特，但其实力不可谓不雄厚。而且，稀土并不是稀少之土，也不是罕为人知的土。实际上，稀土不稀，地球上稀土含量比熟悉的铅、锌还多，远远超过金、铂等，其储量可供人类开采500 年以上，远较铁（100 年），锌（30 年）、铜（40 年）长。稀土发现的历史也不可谓不长，200 年了，倾注了人类几多心血！然而，它现在还被视为“新兴”材料，为什么？从稀土元素的发现过程中，我们不难发现，这些难以辨认的孪生兄弟们在为人类所鉴别时，最大的困难就是如何把它们分离开来。现在到了稀土材料的应用阶段，尤其是特种稀土材料的应用，为了充分发挥每个稀土元素的特色性能，稀土矿的分离提纯仍然是尚待解决的难题。每一种纯度更大的稀土元素的纯净物，总是千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面。稀土元素的分离方法，历史上曾有过分级结晶法，即把粗制产品再溶解、浓缩、结晶、溶解、浓缩.一次次重复操作，直到达到一定的纯度。这种方法工作量大，且不连续，产品在操作过程中损失也较多。后来又有过离子交换法。更值得重点关注的是溶剂萃取法，因为它不仅已代替了前两个方法成为当今主流，分离纯度达到了99.99 以上，分离效率高，可以连续操作而适于工业化生产的需要；更重要的，我国北京大学化学与分子工程学院徐光宪院士等专家在几十年的辛勤耕耘中创立了串级萃取理论，不仅使我国稀土元素实现了工业化生产，取得了极佳的经济效益和社会效益，还成为国际上领先潮流的稀土金属分离方法，值得我们为之骄傲！萃取体系是由水相和与水不相溶的有机相组成，有待于分离纯化的稀土金属一般以可溶盐的形式存在，按一定的比例分别处在水相与有机相中。为了达到分离某一（几）种目标元素的目的，往往采用特定结构的萃取剂，它既几乎完全分布于有机相中，又对目标元素离于有很强的亲和力，从而把大量原本属于水相的目标元素离子“拉拢”进有机相，再通过分离水相与有机相，目标元素离子便大量地“富集”到有机相中，而水相中目标元素溶度大大降低了，为了达到必要的纯度，把几个萃取体系串联起来。有机相中的目标元素离子便一次比一次纯净，从而得到了预期的分离目的。液态的水相有机相可在生产器具中流动，从而工厂里便可以连续操作了。从中也可看出，新颖高效的萃取剂的选取，是提高萃取分离效果的关键。当然，稀土的分离工艺实际上是极为复杂的，每一个环节都蕴含着深刻的道理，而现在世界上对这些基础理论的研究并不是那么深入和完善。我国和国外的提纯工艺上尚存在一定差距，那些低稀土含量的中国马桶被外国人充分利用，这件事将永远激励着我国稀土专家们发奋努力，时刻不忘赶超国际先进水平。典例剖析例1（2003年上海，4）下列电子式中错误的是【解析】 书写阳离子、阴离子、共价分子的电子式时应注意：（1）阳离子的电子式：单核阳离子的电子式与阳离子符号一致，如Na+、Mg2+、Ca2+等，因为它们是原子失去全部最外层电子后形成的。多原子组成的阳离子的电子式不仅要画出阳离子内各原子最外层电子数，而且要用括号“ ”把整个阳离子括起来，并在括号的右上方标出阳离子所带的正电荷数。如：铵根离子（2）阴离子的电子式：单核阴离子的电子式不仅要在元素符号周围标出最外层电子数，而且要用括号“ ”括起来，并要在括号右上方标出该离子所带的负电荷数。如氯离子等。多原子组成的阴离子的电子式与多原子组成的阳离子的电子式的写法大致相同，只不过应在括号的右上方标明阴离子所带的负电荷数。如氢氧根离子、过氧根离子、（3）共价分子的电子式：各原子最外层的电子即使未参与成键也要全数标出；要正确标出共用电子对的对数；较复杂的分子要标对原子间的连接方式，原子间的连接方式不一定是分子式的书写顺序。【答案】 C【点评】 电子式的书写是高考命题的热点，必须熟练掌握。对电子式书写中的常见错误，要善于归类总结。例2（2000年全国，15）1999年曾报道合成和分离出了含高能量的正离子N的化合物N5AsF6，下列叙述中错误的是A.N共有34个核外电子B.N中氮氮原子间以共用电子对结合C.化合物N5AsF6中As化合价为1D.化合物N5AsF6中F化合价为1【解析】 N的制备是1999年报道的化学界的重大事件之一。本题据此设置了新情景，但考查的核外电子、共价键、化合价等都是基本概念。N的质子总数为75=35，核外电子比质子数少1个，为34个，故A正确。N中氮原子之间必定以共价键结合（共价键的本质是共用电子对）。N5AsF6中，F化合价为1，As化合价为+5，C不