关于双氧水的教学思考

关于双氧水的教学思考

1双氧水生成淀粉的计算许多额外的数据经常补充双氧水的性质。【题1】向FeCl2溶液里滴加双氧水，现象是什么？写出反应方程式。【题2】向KI溶液里滴加双氧水，有I2析出吗？写出反应现象以及反应方程式。教辅资料提供的参考答案大体如下：向FeCl2溶液里滴加双氧水，溶液变为黄色，且有红褐色沉淀生成。化学方程式为：6FeCl2+3H2O2=4FeCl3+2Fe（OH）3↓；向KI溶液里滴加双氧水，有沉淀（I2）生成，化学方程式为2KI+H2O2=2KOH+I2↓。在教学的过程中，师生们提出以下质疑：（1）H2O2、FeCl2两种溶液均呈弱酸性，反应后溶液的酸度真的能降低到直至呈碱性吗？可是实验的事实却是：FeCl2和双氧水反应，溶液却呈现较强的酸性（pH<2），这样的酸性环境下能不能析出Fe（OH）3（沉淀Fe3+的pH≈3.1）?（2）如果双氧水跟KI反应生成I2和KOH，I2能在KOH溶液中大量析出吗？双氧水又是否还能进一步氧化生成的I2呢？2硫酸fecl3的制备（1）向FeCl2溶液中滴加双氧水，有大量气泡（O2）产生，反应后期，溶液中会出现黄色浑浊。用pH计测得溶液的pH在1～2之间（FeCl2溶液浓度不同，pH略有差异），静置，溶液上层近乎无色。（2）把（1）所得溶液过滤，向滤得的黄色沉淀中加入稀盐酸，黄色沉淀不溶解。（3）向双氧水中滴加几滴FeCl3溶液，会有大量气泡（O2）产生。（4）用几滴盐酸把FeCl2溶液酸化，再加入双氧水，也有大量气泡（O2）产生，溶液由浅绿色变为棕黄色。（5）向KI溶液里加入少量双氧水（KI过量），溶液出现黄色，同时有少量气泡（O2）产生。反应完毕，溶液仍呈黄色。（6）向双氧水里加入少量KI溶液，开始瞬间溶液出现黄色，随即产生大量无色气体（O2）。反应结束，溶液无色澄清透明。（7）向（6）所得的无色澄清溶液里加2滴硫酸和几滴KI，溶液立即出现黄色。（8）向双氧水中加入少量碘水，可观察到试管中立即充满大量气泡。（如果盛双氧水的试管中加入2小粒I2，碘粒表面产生大量气体，碘逐渐溶解、消失。）最后溶液无色、澄清、透明。向所得的无色澄清溶液里加酸酸化，再加入几滴KI，同样，溶液立即出现黄色。（9）向双氧水里加入2～3滴硫酸酸化，再加入KI溶液，可观察到试管中有大量气泡产生，同时，试管底部有大量紫黑色沉淀（I2）析出。3碘i的存在依据（1）从前面的实验我们可以看出，不管是KI还是FeCl2与双氧水的反应，首先都会有大量的氧气泡产生。也就是说，不管是I-、还是Fe2+在还原双氧水的时候，它们首先是作了双氧水分解的催化剂。从实验（3）和实验（7）还可以看到，不仅I-、Fe2+可以作为双氧水分解的催化剂，Fe3+、I2都会使双氧水分解放出氧气。事实上，能使双氧水分解的催化剂远远不止高中化学教材中的MnO2和前面说到的铁盐、亚铁盐、I2、KI，实际上很多金属氧化物、盐甚至碱，以及很多还原性物质都可催化双氧水的分解。（2）双氧水是一个强氧化剂，在酸性介质中很容易将亚铁盐氧化成三价铁，把碘化钾氧化成碘单质（如实验3和实验8)按众多教辅资料，在没有外加酸的情况下则会生成红褐色的Fe（OH）3沉淀，但是在实验（1）中我们看到的黄色沉淀却是难溶于酸（而不是想象的红褐色Fe（OH）3沉淀），用pH计测得反应溶液pH<2。理论指出Fe（OH）3沉淀的环境是pH>3.1，显然，Fe3+以Fe（OH）3形式存在的可能性比较小，原理这种呈黄色（难溶于酸）物质，不应该是Fe（OH）3，而应该是FeOCl。所以，我们根据实验1和实验2向FeCl2溶液中滴加双氧水，有黄色沉淀生成且难溶于稀盐酸的事实可做出这样的推测：FeCl2与H2O2的反应生成的黄色难溶于酸的物质应该是氯氧合铁（FeOCl）:（3）在没有外加酸的情况下，KI溶液与双氧水的反应就更为复杂。如实验（5）向过量的KI溶液中加入少量的双氧水，溶液呈现黄色，这表明有单质I2生成，溶液呈现极弱的碱性（pH大约在8左右），也就是说在极弱的碱性条件下单质碘（I2）是可以存在的。但是，从实验（6）我们可以看出，当双氧水过量时，一方面碘单质的存在催化加速了双氧水的分解（产生大量气泡），溶液温度升高；另一方面，过量的双氧水有可能进一步将生成的碘单质氧化成了KIO（或KIO3）。同样，在双氧水里加入碘水或两小粒固体碘，产生大量气泡，待I2的颜色完全消失，再将溶液酸化，又会有碘生成。因此，当双氧水不足时，根据反应有单质碘生成的现象，我们把反应写成2KI+H2O2=2KOH+I2↓是合理的。当双氧水过量，根据反应后溶液无色澄清的现象，我们把反应写成2KI+H2O2=2KIO+H2O，甚至写成2KI+6H2O2=2KIO3+6H2O也是合理的。所以，把过量H2O2与I2反应生成的无色溶液，待用硫酸酸化时又会析出I2，我们有理由写如下的反应：4．科学中的事实化学反应往往不是单一的只发生一种反应，常常伴有多种反应的发生。FeCl2、KI与双氧水的反应，更是非常复杂的。这里实验事实和实验现象是最重要的。中央电视台2009年7月3日晚播放了记者对气象学家叶笃正院士的专访。他回忆他留学时他的导师告诉他的使他终生难忘的一句话：“科学研究中，事实是最重要最重要的东西。”在化学实验教学中我们的应该得到这样的启示：只要实验现象（哪怕是一种物质的颜色）能够重复（排除偶然性），就必然有相应的原因，即使是不能用现有的理论、观点去顺利地解释，也应该相信实验事实。其次，化学表达式是一种书面语言，它是客观事实的书面记录。既然事实复杂，这种书面记录也应当与这种复杂性相适应。一般说来，一个化学方程式表达一个事实（一种现象），反过来一个事实因为反应的复杂性，往往不能用一个化学方程式表达其全部。同一个事实，既有同一条件下发生