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化 学 知 识 集 锦阿伏加德罗和分子学说 1776年8月9日阿伏加德罗生于意大利都灵市。从1800年起，他从事数学和物理学研究。1811年阿伏加德罗发表了他的分子学说，即：同体积的气体，在温度相同、压力相同时，含有同数目的分子。阿伏加德罗的这一学说使分子理论获得了很大发展，但那都是五十多年之后的事。在当时，由于化学权威疏忽或轻视这一学说，阿伏加德罗的贡献没有受到重视。直到五十多年以后，1864年德文的近代化学理论一书出版，许多科学家从这本书里懂得并且接受了阿伏加德罗理论，但此时阿伏加德罗已经病故。 现在阿伏加德罗理论已被视为定律，为全世界科学家所正式承认。阿伏加德罗常数已被人们用许多方法所测定，6.021023是科学上一个十分重要的数据，它将永远与阿伏加德罗及其对科学的贡献联系在一起。苯的发现和苯分子结构学说 苯是在1825年由英国科学家法拉第(Michael Faraday，1791 1867)首先发现的。19世纪初，英国和其他欧洲国家一样，城市的照明已普遍使用煤气。从生产煤气的原料中制备出煤气之后，剩下一种油状的液体却长期无人问津。法拉第是第一位对这种油状液体感兴趣的科学家。他用蒸馏的方法将这种油状液体进行分离，得到另一种液体，实际上就是苯。当时法拉第将这种液体称为“氢的重碳化合物”。 1834年，德国科学家米希尔里希(EEMitscherlich，1794 1863)通过蒸馏苯甲酸和石灰的混合物，得到了与法拉第所制液体相同的一种液体，并命名为苯。待有机化学中的正确的分子概念和原子价概念建立之后，法国化学家日拉尔(CFGerhardt，1815 1856)等人又确定了苯的相对分子质量为78，分子式为C6H6。苯分子中碳的相对含量如此之高，使化学家们感到惊讶。如何确定它的结构式呢？化学家们为难了：苯的碳、氢比值如此之大，表明苯是高度不饱和的化合物。但它又不具有典型的不饱和化合物应具有的易发生加成反应的性质。 德国化学家凯库勒是一位极富想象力的学者，他曾提出了碳四价和碳原子之间可以连接成链这一重要学说。对苯的结构，他在分析了大量的实验事实之后认为：这是一个很稳定的“核”，6个碳原子之间的结合非常牢固，而且排列十分紧凑，它可以与其他碳原子相连形成芳香族化合物。于是，凯库勒集中精力研究这6个碳原子的“核”。在提出了多种开链式结构但又因其与实验结果不符而一一否定之后，1865年他终于悟出闭合链的形式是解决苯分子结构的关键，他先以()式(如图1)表示苯结构。1866年他又提出了()式，后简化为()式，也就是我们现在所说的凯库勒式。图1 凯库勒提出的苯分子的几种结构式 有人曾用6只小猴子形象地表示苯分子的结构，如图2。德国化学家凯库勒 图2 6只小猴组成的苯分子示意图 关于凯库勒悟出苯分子的环状结构的经过，一直是化学史上的一个趣闻。据他自己说这来自于一个梦。那是他在比利时的根特大学任教时，一天夜晚，他在书房中打起了瞌睡，眼前又出现了旋转的碳原子。碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲，忽见一蛇抓住了自己的尾巴，并旋转不停。他像触电般地猛醒过来，整理苯环结构的假说，又忙了一夜。对此，凯库勒说：“我们应该会做梦！那么我们就可以发现真理，但不要在清醒的理智检验之前，就宣布我们的梦。” 应该指出的是，凯库勒能够从梦中得到启发，成功地提出重要的结构学说，并不是偶然的。这是由于他善于独立思考，平时总是冥思苦想有关的原子、分子、结构等问题，才会梦其所思；更重要的是，他懂得化合价的真正意义，善于捕捉直觉形象；加之以事实为依据，以严肃的科学态度进行多方面的分析和探讨，这一切都为他取得成功奠定了基础。玻尔保护诺贝尔金质奖章 玻尔是丹麦物理学家、诺贝尔奖章获得者。第二次世界大战期间,由于德军即将占领丹麦,玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国,决定把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军手中,他把奖章溶解在一种溶液中,并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后,纳粹分子闯进玻尔家中,连奖章的影子也没发现。战后,玻尔从溶液中提取出金,又重新铸成了奖章。 玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解的呢？这种溶液就是王水。王水的氧化性比硝酸强,可以使金溶解。这位伟大的科学家不仅用他的知识和智慧保住了奖章,还用他那蔑视敌人、热爱祖国的精神,鼓舞着后人。催熟水果家里如果有青香蕉、绿桔子等尚未完全成熟的水果，要想把它们尽快催熟而又没有乙烯，可以把青香蕉等生水果和熟苹果等成熟的水果放在同一个塑料袋里，这样，不几天青香蕉就可以变黄、成熟。这是因为，水果在成熟的过程中，自身能放出乙烯气体，利用成熟水果放出的乙烯可以催熟生水果。碘化合物与人体健康 碘化钾、碘化钠、碘酸盐等含碘化合物，在实验室中是重要试剂；在食品和医疗上，它们又是重要的养分和药剂，对于维护人体健康起着重要的作用。 碘是人体内的一种必需微量元素，是甲状腺激素的重要组成成分。正常人体内共含碘15 mg20 mg，其中70%80%浓集在甲状腺内。人体内的碘以化合物的形式存在，其主要生理作用通过形成甲状腺激素而发生。因此，甲状腺素所具有的生理作用和重要机能，均与碘有直接关系。 人体含碘量与环境(土壤、水)及食物含碘有关，直接受每日碘摄入量的影响。摄入量过少， 会使体内含碘量减少。食物和水中的碘大多是无机碘化合物，极易被胃肠道吸收。人体一般每日摄入0.1 mg0.2 mg就可满足需要。正常情况下，通过食物、饮水及呼吸空气即可摄入所需的微量碘。但一些地区由于种种原因水质、地质中缺碘，食物含碘也少，造成人体摄碘量不足。 人体缺乏碘可导致一系列生化紊乱及生理功能异常，如引起地方性甲状腺肿，导致婴、幼儿生长发育停滞、智力低下等。 碘缺乏病是世界上分布最广、发病人数最多的地方病。我国是世界上严重缺碘的地区，全国约有四亿人缺碘。长期以来，人们对甲状腺肿等碘缺乏病的发生与预防进行了大量研究，世界卫生组织对此给予了相当的重视，各国政府也采取了一些措施，如:提供含碘(碘的化合物)食盐和其他食品(如高碘蛋)，井水加碘，食用含碘丰富的海产品等，其中以含碘食盐最为方便有效。1990年世界儿童首脑会议制定了“2000年全球消灭碘缺乏病”的目标，1991年3月我国政府向国际社会做出庄严承诺：2000年在中国大陆消除碘缺乏病。 值得注意的是，人体摄入过多的碘也是有害的，是否需要在正常膳食之外特意“补碘”，要经过正规体检，听取医生的建议，切不可盲目“补碘”。碘缺乏对不同生命阶段的影响年龄组胎儿婴儿儿童及青少年成人碘缺乏障碍流产、死胎、先天畸型、出生死亡率和新生儿死亡率上升、呆小病、智力缺陷及胎儿甲状腺功能低下婴儿甲状腺功能低下、婴儿甲状腺肿青少年甲状腺低下、甲状腺肿、精神功能受损、发育迟缓、呆小病甲状腺肿及其迸发症、甲状腺功能低下、精神功能受损番茄电池实验原理：番茄汁显酸性,当在番茄里平行地插入铜片和锌片时,形成原电池。实验用品：导线、灵敏电流计。番茄、铜片、锌片。实验步骤 1. 取2个半熟的番茄,相隔一定距离,分别插入铜片和锌片。 2. 按下图所示，用导线将铜片与锌片及电流计相连,观察现象。 蕃茄电池氟化合物与人体健康 氟是人体中的一种必需微量元素。在人体必需元素中，人体对氟含量最为敏感，从满足人体对氟的需要到由于氟过多而导致中毒的量之间相差不多，因此氟对人体的安全范围比其他微量元素窄得多。所以要更加注意自然界、饮水及食物中氟含量对人体健康的影响。 氟在人体中主要分布在骨胳、牙齿、指甲和毛发中，尤以牙釉质中含量多，氟的摄入量或多或少也最先表现在牙齿上。当人体缺氟时，会患龋齿，氟多了又会患斑釉齿，如果再多，会患氟骨症等系列病症。 人体中氟的主要来源是饮水，有研究认为，饮水含氟量为1.0 mg/L1.5 mg/L较为适宜，最高不得超过2.0 mg/L。 市场上出售的加氟牙膏含有氟化钠、氟化锶等氟化合物，有防龋作用，适用于缺氟地区。是否需要选用这种牙膏，最好听取卫生部门或牙医的建议。甘油的妙用 冬天气候寒冷、干燥，手和脸部的皮肤容易皱裂，如果涂擦一些甘油可保持皮肤滋润。但是不能使用纯甘油，因为它具有吸湿性，能吸收表皮的水分，从而使皮肤更易干裂。如果以4/5体积甘油与1/5体积水混合后再涂擦皮肤，就可以起到护肤作用。高锰酸钾的杀菌消毒作用 高锰酸钾俗称灰锰氧，是一种有结晶光泽的紫黑色固体。高锰酸钾易溶于水，溶液呈鲜艳的紫红色。高锰酸钾水溶液能使细菌微生物组织因氧化而破坏，因而它具有杀菌消毒作用。0.1的高锰酸钾溶液可用来洗涤伤口；也可用来消毒碗筷、茶杯等餐具、茶具和水果。使用高锰酸钾消毒水果、餐具等物品时，先将欲消毒物品放入高锰酸钾溶液中浸泡数分钟，然后用清水冲洗干净即可。使用高锰酸钾溶液消毒时注意，溶液要现用现配，放置时间长了，消毒效果会降低，当溶液变为棕黄色时，就完全失效了。关于加碘食用盐的一些问题课程教材研究所 梁英豪碘缺乏病(IDD)每年使全球7.4亿人受害，造成人的大脑功能障碍，甲状腺肿大或流产，又能引起精神疾病。世界卫生组织在1999年决定在下一个10年内，通过加强食盐加碘项目和扩大食用覆盖率来实现消灭碘缺乏病的目标。世界卫生组织总干事在52届世界卫生大会上说：“碘缺乏障碍将继续是胎儿和婴儿大脑功能损害的最主要原因，同时又是青少年智力发育延迟的主要原因，而它又是可以预防的。”碘缺乏病在世界130个国家是一个严重的公共卫生问题。通过全球食盐加碘的努力，减少碘缺乏病取得了明显的进展，但估计仍有约5000万人不同程度地受到碘缺乏病的影响，表现出不同程度的大脑损害症状。从1990年1998年，食盐加碘的国家由46个增加到93个。生活在受IDD影响国家的住户，2/3已能吃上碘盐。有20个国家的90%的住户吃上了碘盐。我国在1993年以后，在全国逐步推广和实施了全民食盐加碘。全民食盐加碘的基本含义为：所有食用盐及食品加工用盐都必须是碘盐；牲畜用盐也应是碘盐。联合国世界卫生组织、儿童基金会和国际控制碘缺乏病理事会一致认为：人群碘营养正常的标准为：学龄儿童甲肿率小于5%，尿碘水平大于100微克/升，新生儿促进甲状腺激素（TSH）值大于5微国际单位/升的比例小于3%。从这个标准出发，我国绝大多数地区，包括城市和相当一部分沿海地区，都存在不同程度的碘缺乏。近年来，专业工作者对全国10大城市学龄儿童进行的碘营养调查发现，大城市的尿碘水平也多在100微克/升以下，儿童甲肿率大于5%，因此传统上被认为不缺碘的大城市，实际上也遭受碘缺乏的危害。补碘最关键的时期是在胚胎期和婴幼儿期。人体最需要补碘的时期是脑神经的生长发育期。从怀孕前三个月到出生前，脑神经的形态和功能已基本形成，这段时期如果缺少碘，胎儿得不到适量的甲状腺激素，脑神经组织的增殖、发育、分化就要出现障碍，轻者出现智力减退，重者是傻、矮、聋、哑、瘫的克汀病人，而且一旦造成损害，一生不治。人类的脑发育存在两个突发期，也是对碘缺乏的两个重要易伤期。第一个易伤期是在妊娠的第12周 18周之间，第二个易伤期是在从妊娠中期开始到出生前后直到出生后六个月之内。孕妇随着妊娠时间的增长和胎儿的长大对碘的需求量逐渐增加，她们的碘摄入量要同时满足胎儿和孕妇本身的双重需要。另外，妇女妊娠后，肾脏能排出较多的碘而发生碘丢失，容易发生孕期营养不良。因此，国际组织建议孕妇每日碘摄入量不应低于200微克。哺乳期间，母亲如果自身碘摄入量不足，乳汁中碘含量会下降，最终造成婴幼儿碘缺乏。碘营养正常地区的人群吃了碘盐是否有害呢？国际控制碘缺乏病理事会曾指出，人的摄碘安全范围相对很大，从医学角度看，一个碘营养正常的人，每天摄入1000微克以下的碘都是安全的。从我国现状来看，在碘营养正常的地区，人群每天摄碘量一般在200微克 300微克，他们的尿碘水平多在200微克/升左右。按我国目前碘盐的碘含量计，日食10克碘盐，从盐中大约摄入碘量为200微克，食碘盐者的尿碘达到300微克/升 500微克/升左右，属于安全范围。我国高碘地区群众的日摄碘量为850微克 1000微克以上，尿碘水平多在800微克/升以上。流行病学调查和动物实验表明，长期持续摄入高碘可造成高碘性甲状腺肿。我国有1600万余人生活在8个省内的91个县的高碘地区，这些地区不应供应碘盐。1999年第一季度国家质量技术监督局对全国105家企业生产销售的加碘食用盐进行了监督调查，抽样合格率为91.0%。加碘食用盐可分为精制盐、粉碎精制盐、日晒细盐和普通盐4种。从此次抽查情况看，加碘精制盐占样品总量的78.4%。在生产、销售上已占主导地位。但是有的地区、有的时期无碘盐充斥。如健康报99年5月17日报道，据黑龙江省盐务管理局盐政稽查处的一项调查，哈尔滨市的盐业市场被私盐、无碘盐、劣质盐充斥，盐政部门查处的盐贩子利用铁路贩运私盐的数量惊人。检查人员检查了市内食盐销售比较集中的16个农贸市场的77个食盐零售处，发现43家是无证经营。同一报纸99年10月18日报道，该年8月一名消除碘缺乏病专家在甘肃省临夏县的一个名漠泥沟多的地方摄影，镜头里全是身高不满4尺，半聋半哑，一脸憨笑，什么活儿也干不了的残疾人（克汀病人）。原因是村民省吃俭用买来的“碘盐”竟都是原盐粉碎后装入“碘盐袋”的非碘盐。1998年，临夏地区入户碘盐合格率为53.1%，非碘盐26.6%。为了防止误购假碘盐，我们应当学会辨别真假碘盐的方法。据市场报1999年11月4日报道，辨别的方法如下：精制碘盐颗粒均匀，用手抓捏显松散状，无臭味，入口咸味纯正。假冒碘盐用手抓为团状，不易松散，有刺鼻气味，口尝时咸中带苦涩味。精制碘盐色泽洁白，假冒碘盐常常为淡黄色或暗黑色，且易受潮。精制碘盐的包装字迹清晰，袋较厚，封口整齐严密。假冒碘盐一般包装粗糙，字迹模糊，手搓易掉。食用碘盐应注意如下几个方面：一、少买及时吃。少量购买，吃完再买，目的是防止碘的挥发。因碘酸钾在热、光、风、湿条件下会分解挥发。二、忌高温。在炒菜做汤时忌高温时放碘盐。炒菜爆锅时放碘盐，碘的食用率仅为10%，中间放碘盐食用率为60%；出锅时放碘盐食用率为90%；拌凉菜时放碘盐食用率为100%。三、忌在容器内敞口长期存放。碘盐如长时间与阳光、空气接触，碘容易挥发。最好放在有色的玻璃瓶内，用完后将盖盖严，密封保存。四、忌加醋。碘跟酸性物质结合后会被破坏。据测试，炒菜时如同时加醋，碘的食用率即下降40% 60%。另外，碘盐遇酸性菜（如酸菜），食用率也会下降。光化学烟雾氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物光化学烟雾，在这种复杂的光化学反应过程中，主要生成光化学氧化剂(主要是O3)及其他多种复杂的化合物，统称光化学烟雾。经过研究表明，在60( N(北纬)60( S(南纬)之间的一些大城市，都可能发生光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。随着光化学反应的不断进行，反应生成物不断蓄积，光化学烟雾的浓度不断升高，约3 h4 h后达到最大值。这种光化学烟雾可随气流飘移数百公里，使远离城市的农村庄稼也受到损害。1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件，此后，在北美、日 本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究，直到1958年才发现，这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的，这些汽车每天消耗约1600 t汽油，向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物，这些气体受阳光作用，酿成了危害人类的光化学烟雾事件。1970年，美国加利福尼亚洲发生光化学烟雾事件，农作物损失达2500多万美元。1971年，日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件，使一些学生中毒昏倒。同一天，日本的其他城市也有类似的事件发生。此后，日本一些大城市连续不断出现光化学烟雾。日本环保部门经对东京几个主要污染源排放的主要污染物进行调查后发现，汽车排放的CO、NOx、HC三种污染物约占总排放量的80%。目前，由于我国内地汽车油耗量高，污染控制水平低，已造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道的NOx和CO严重超过国家标准，汽车污染已成为主要的空气污染物;一些城市臭氧浓度严重超标，已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。据国家环境保护局一九九六年环境质量通报，我国大城市氮氧化物污染逐渐加重。1996年度污染较严重的城市分别为:广州、北京、上海、鞍山、武汉、郑州、沈阳、兰州、大连、杭州。从总体上看，氮氧化物污染突出表现在人口100万以上的大城市或特大城市。(摘编自中国环境报，1997年8月10日)国际单位制（SI）的7个基本单位物理量单位名称单位符号长度质量时间电流热力学温度物质的量发光强度米千克（公斤）秒安培开尔文摩尔坎德拉mkgsAKmolcd黑火药黑火药是我国古代四大发明之一，它是用硝酸钾、木炭粉和硫黄粉混合而制成的。黑火药着火时，发生如下反应：2KNO3 + S + 3C = K2S + N2 + 3CO2 硝酸钾分解放出的氧气，使木炭和硫黄剧烈燃烧，瞬间产生大量的热和氮气、二氧化碳等气体。由于体积急剧膨胀，压力猛烈增大，于是发生了爆炸。据测，大约每4 g 黑火药着火燃烧时，可以产生280 L 气体，体积可膨胀近万倍。由于爆炸时有K2S固体产生，往往有很多浓烟冒出，因此得名黑火药。 侯氏联合制碱法 在工业上纯碱用途极为广泛。而在古代，人们虽曾先后学会了从草木灰提取碳酸钾和从盐碱地及盐湖等天然资源获得碳酸钠，但这远远不能满足工业生产的需要。 1791年和1862年，分别由法国医生路布兰和比利时人索尔维先后开创了以食盐为原料制取碳酸钠的“路布兰制碱法”和以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”(又称氨碱法)。“索尔维法”以其能连续生产、食盐利用率高(70%左右)、产品质量纯净且成本低廉等优点，逐渐取代了“路布兰法”，致使纯碱价格大大下降。英、法、德、美等国相继建立大规模生产纯碱的工厂，并发起组织索尔维公会，对会员国以外的国家实行技术封锁。 第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞，我国所需纯碱由于均从英国进口，一时间纯碱非常短缺，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办永利碱业公司，决心打破洋人的垄断，生产出中国造的纯碱。并于1920年聘请当时正在美国留学的侯德榜出任总工程师。 为了发展我国的民族工业，侯德榜先生于1921年毅然回国就任。他全身心地扑在制碱工艺和设备的改进上，最后终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月，塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的红三角牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。 最为难能可贵的是，在范旭东先生赞同下，侯德榜先生毅然将他摸索出的制碱方法写成专著，公诸于世。该书1933年由美国化学会出版，轰动了科学界，被誉为首创的制碱名著，为祖国争得了荣誉。 接着侯德榜先生为进一步提高食盐的利用率、改进索尔维制碱法在生产中生成大量CaCl2废弃物这一不足，继续进行工艺探索。1940年完成了新的工艺路线，其要点是在索尔维制碱法的滤液中加入食盐固体，并在30 40 下往滤液中通入氨气和二氧化碳气，使它达到饱和，然后冷却到10 以下，结晶出氯化铵(一种化肥)，其母液又可重新作为索尔维制碱法的制碱原料。新的工艺不仅提高了食盐的利用率(达98%)，由于把制碱和制氨的生产联合起来，省去了石灰石煅烧产生CO2和蒸氨的设备，从而节约了成本，大大提高了经济效益。1943年，这种新的制碱法被正式命名为“侯氏联合制碱法”。侯德榜先生 侯德榜先生1890年8月9日生于福建省闽侯县坡尾村。曾就读于福州英华书院和沪皖两省路矿学堂，1910年考入清华留美预备学堂，1913年公费赴美留学，先后获得化学工程学学士、硕士和哲学博士等学位。1921年应邀回国任职。建国后历任第一、二、三届全国人大代表、政协委员、中央经委委员、化工部副部长等职。火龙写字实验原理：当纸上的KNO3与带火星的木条接触时, KNO3受热分解放出O2，纸被烧焦。实验用品：木条、火柴、毛笔、白纸、红铅笔。饱和KNO3溶液。实验步骤1用毛笔蘸饱和KNO3溶液,在一张白纸上写字(注意笔画要连续不断),要重复写2遍3遍。然后在字的起笔处用红铅笔做个记号。 2把纸晾干,放在水泥地(砖地或土地)上。 3用带火星的木条轻轻地接触纸上有记号的地方,立即有火花出现,并缓慢地沿着字的笔迹蔓延,好像用火写字一般。最后, 在纸上呈现出用毛笔所写的字。 火龙写字检验含碘食盐成分中的碘实验原理含碘食盐中含有碘酸钾(KIO3)，除此之外，一般不含有其他氧化性物质。在酸性条件下IO3能将I氧化成I2，I2遇淀粉试液变蓝；而不加碘的食盐则不能发生类似的反应。实验用品试管、胶头滴管。含碘食盐溶液、不加碘食盐溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉试液。实验步骤1在2支试管中分别加入少量含碘食盐溶液和不加碘食盐溶液，然后各滴入几滴稀硫酸，再滴入几滴淀粉试液。观察现象。2在另一试管中加入适量KI溶液和几滴稀硫酸，然后再滴入几滴淀粉试液。观察现象。3将第3支试管中的液体分别倒入前2支试管里，混合均匀，观察现象。检验钠与水反应所生成气体的实验在一个空塑料瓶里加入约3/4体积的水，用手挤压瓶子，使水面上升至近瓶口，排走瓶中的大部分空气。在胶塞上固定一根大头针，用针扎起一块黄豆粒大小的金属钠，迅速用胶塞塞住挤瘪的瓶口，倒置（见下图）。待反应完全后，反应产生的气体使挤瘪的瓶子复原，取