值得寻根究底的几个化学问题

文章编号：1005-6629(2007)02-0077－02

中图分类号：G633．8

文献标识码：B

执教化学多年，仔细回顾，总有不少问题长期萦绕在耳际和脑中，不吐不快，今将其成文想必会给化学教学同仁有抛砖引玉的启示。

1 把氨(NH3)说成“氨气”，欠妥!

氨(NH3)，表示一种气态物质，表示一个氨分子，表示一个氨分子由一个氮原子和三个氢原子组成。“氨”字本身是一字双关，既表示这种物质的名称是“安”，又表示这种物质的状态是“气体”。所以除口语表达中还有氨与氨气不分的习惯性错误不必去追究之外，在书面的文字表达中把氨说成“氨气”，工业合成“氨气”，这应该是一种错误。同样的道理。稀有气体中的氦、氖、氩也都是一字双关表示的单原子分子。在书面的文字表达中把氦、氖等书成“氦气”、“氖气”，同样是错误的。

2　为什么酒精、氨水的密度越小，浓度越小?

以酒精为例。水的密度是1g／cm3，无水酒精的相对密度是0．7893g／cm3。由于酒精和水可以无限互溶，既有水多醇少的稀溶液，也可以是醇多水少的浓溶液。如果是前者，稀酒精溶液的密度当然趋于1，如果是后者，酒精浓溶液的密度自然小到趋于0．7893。

同理，氨水的密度也相当于水和液氨的混合物。水的密度是1g／em3，0℃时液氨的密度是0．638／cm3，当两液相混合时，稀氨水的密度趋于1(如质量分数为10％的稀氨水的密度，15℃时是0．96／cm3，浓氨水的密度，趋近0．638。只因市售氨水的质量分数一般在25％～27％之间，它的密度也在0．910～0．902之间。

3　如果以观察或制取Cu(OH)2为目的。是应该把NaOH溶液滴入CuSO4溶液?还是应该把CuSO4溶液滴入NaOH溶液?

课程标准实验教科书九年级《化学》上册(2006年6月人教版)6页[实验1-3]，是在CuSO4溶液中滴入NaOH溶液；22页[实验1-10]，又是在NaOH溶液中滴入CuSO4溶液。笔者注意到，如果对这两种反应物的用量没有足够深刻的认识，上面两种方法都得不到Cu(OH)2沉淀。

从实验方法上讲，用滴管添加试剂的量，一般是2～3滴，3～5滴，或者是逐滴加入，总量都是在几滴范围。对于[实验1-3]，很可能是CuSO4过量的情况，反应会生成蓝色沉淀，但不是Cu(OH)2，而是受热不易分解的碱式硫酸铜。

2CuSO4+2NaOH　Cu2(OH)3SO4+Na2SO4

对于[实验1-10]，很可能是NaOH过量的情况，生成的Cu(OH)2会溶解过量的碱中，形成深蓝色[Cu(OH)42-]溶液。

Cu(OH)2+2NaOH--Na2Cu(OH)4

对于观察和制取Cu(OH)2，笔者注意到有这样的经验(关键)；无论是在CuSO4溶液中加入NaOH溶液，抑或是在NaOH溶液中加入CuSO,溶液，反应的最终结果，要确保溶液需略显碱性，务必不能使CuSO4过量(也不可以让NaOH过量太多，碱性太强!)。

4　高中化学第三册(人教版)45页教材有注：“中和热测定时。为了保证0．50mol／L的盐酸完全被中和。要用0．55mol／L的NaOH溶液，使碱稍稍过量”。这是为什么?

这是因为NaOH溶液极易吸收空气中的CO2而不能确保0．50mol／L的盐酸完全被中和。事实上在NaOH溶液配制和中和热测定过程中。NaOH溶液的浓度下降的客观条件(都在空气中进行)是不可避免的。经验证明。采用稍大于0．50morE(0．55mol／L)的NaOH溶液。可以弥补NaOH溶液在配制和使用过程中所造成的损失，从而确保测定的真实性和测定结果的可靠性。

5　Fe很容易跟CI2反应――红热的铁丝能在CI2中燃烧。为什么干燥的液氯不侵蚀铁质。还可以安全地存贮在钢瓶中?

大家知道，从钢铁的生产到生活中用到的各种铁制品的外面都有一层成分复杂厚薄不一的氧化膜(一般称为氧化皮)。下图所示为铁的氧化皮结构0示意图。可以看出它是由好几层不同的氧化铁组成的。盛放在钢瓶中的液氯显然没有直接跟铁质直接接触，而是被这层氧化膜相隔，氧化膜中的Fe2O3又不跟CI2反应，即使部分FeO起反应，生成的最终产物也是FeCl3的固体，附着在容器表面而使反应终止。这大概就是液氯为什么可以存贮在钢瓶中的原因。

6　用试剂硝酸铜配成的硝酸铜浓溶液呈深蓝色。为什么Cu与浓HNO3反应生成的硝酸铜溶液呈黄绿色?

这是因为Cu与浓HN03反应生成的红棕色NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中，可以认为它是被NO2饱和了的Cu(NO3)2溶液，这相当于在蓝色溶液中添加红棕色，自然就成了黄绿色。

这种解释的合理性可用以下的实验方法来证明：把Cu与浓HNO3反应后的混合液(黄绿色)加热煮沸1分钟，在逐渐逸出红棕色NO2的同时，溶液即呈现深蓝色。

7　实验室何以可以用食盐、CuCI2与Cu反应制CuCI?

大家知道。Cu与Fe相似。比如，Fe能被FeCl3氧化成FeCl2，Cu也能被CuCl2氧化成CuCl：

Cu+CuCl2＝2CuCl

只因反应速度很慢，没有多大制备CuCl的实际意义。但是，如果在反应混合物中加一些固体食盐，反应速度就会变得很快，即使在不加热的条件下(反

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应本身放热)，也可以用于实验室制取CuCl，这是为什么?

原来CuCl是一种不溶于水的白色固体。正因为它不溶，所以Cu与CuCl2反应生成的CuCl就附着在Cu的表面使反应难以持续下去。欲反应持续下去，必须想办法使附着在Cu表面的CuCl溶解。事实上要溶解CuCl并不难，而难在溶解之后可以很容易地使CuCl再现。根据平衡原理，化学上巧妙地在反应中加入廉价的食盐就可以达到这种目的。

这个溶解和再现过程实际是一种结合反应的运用：

CuCl的溶解：CuCI+3NaCI＝Na3CuCl4这样，Cu就可以不断地跟CuCl2接触而发生反应。等到反应完了，将所得的溶液倒人大量的水中，溶液被稀释。CI-的浓度降低，反应即自右向左移动，即Na3CuCl4分解了。但因CuCl不溶于水而沉淀析出。将沉淀水洗，倾析获得固体CuCl。

读者注意。实验室常用浓盐酸酸化了的CuCl2浓溶液与足量的Cu反应，效果会更好。

8　高中化学历来都有电解CuCl2溶液的演示实验。不知读者是否注意到。电解时只能用稀的CuCl2溶液，不能用浓的，更不能用饱和的CuCl2溶液，这是为什么?

电解CuCl2的稀溶液(蓝色)电极反应基本上按下式进行：

阳极：2C1--2e-=Cl2(氧化反应)

阴极：Cu2++2e-＝Cu(还原反应)

随着反应的进行，溶液的色泽(蓝色)逐渐变浅，直到褪成无色。

当电解CuCl2浓溶液(深绿色)，特别是电解CuCl2的饱和溶液的电极反应是有明显的不同：

阳极：2C1--2e-Cl2(氧化反应)

阴极：主反应Cu2++e-=Cu+(还原反应)

副反应Cu2++2e-=Cu(还原反应)

从电解一开始即可以发现，电解液因电解生成CuCl，CuCl与溶液中的Cl-生成CuCl2一、CuCl-32-、CuCl443等配离子溶解在CuCl2溶液中，生成深棕黑色的溶液。随着电解的进行，阳极(电解液)仍保持深绿色，阴极电解液则越来越呈深深的棕黑色，阴极上仅留下很少的红色的金属Cu。基于此，演示电解CuCl2溶液的浓度，还是以宜稀(＜1mol・L-1)不宜浓为好。

9　一些实验者长期困惑怎样制得无色的NO

因为用一般方法收集到的NO中总含有或多或少的红棕色NO2，导致制得和收集到的NO略显黄色。其实用Cu与稀HNO3(甚至是较浓的HN03)反应生成的气体时，只要当你用排水取气法收集时，NO2被水洗涤，集得的气体(NO)自然就是无色了。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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