化学自习室移动版

1.实验室怎样制取二氧化硫？工业上又是怎样制取？

【答】在中是用亚硫酸钠固体与浓硫酸制取二化硫，化学方程式：Na₂SO₃(固)＋H₂SO₄(浓)=Na₂SO₄＋H₂O＋SO₂↑

注意：不能用HNO₃代替H₂SO₄，因为HNO₃会把SO₂氧化；也不能用稀H₂SO₄代替浓H₂SO₄，因为它们含水量太高，不利于SO₂的逸出，—般选用较浓硫酸或稍加热，有利于SO₂的逸出。

2.为什么加水稀释时弱电解质的电离平衡向正反应方向移动？

【答】这是因为往弱电解质稀溶液中加水时，反应物和生成物(阴、阳离子)都被冲稀了，但此电离平衡 的正反应是弱电解质在水分子的作用下电离的过程，逆反应是阴阳离子相互“碰撞”而结合成分子的过程， 溶液越稀，离子间的相互“碰撞”的机会越少，因此加水对逆反应的速率的降低的影响是主要的，由于V(正)> V(逆)，所以电离平衡向正反应方向移动。

3.实验室里制得的乙炔为什么具有难闻的气味？如何除去？

【答】这是因为制乙快的电石中含有少量的硫化钙、砷化钙、磷化钙等杂质，这些杂质与水作用会生成 H₂S、AsH₃、PH₃等有特殊气味的气体，因而使制得的乙快气体具有恶臭的气味。

除去的方法是将翻杂质的乙快气体通过装有CuSO₄溶液或Pb(NO₃)₂溶液或NaOH溶液的洗气瓶，即可除去有恶臭气味的杂质气体。

4.在氢氧化亚铁被氧化的过程中出现的灰绿色物质是什么？

【答】灰绿色的物后是氢氧化亚铁氧化过程中的中间产物，其化学式为Fe₃(OH)₈，组成中有2/3的铁显 ＋3价，1/3的铁显＋2价。

5.浓HNO₃为什么呈黄色？工业盐酸为什么显黄色？

【答】久置的浓HNO₃呈黄色，这是因为光或受热易分解，而且，浓度越大，温度越高(或光照越强)，硝酸的分解越快，由于分解出的NO₂又全部溶解于浓HNO₃，致使HNO₃显黄色。这与工业浓盐酸显黄色是燃不同的。工业盐酸的制取是将H₂和Cl2化合成HCl气体，在溶于水即可。Cl₂与Fe (钢管）反应生成少量FeCl₃，溶于水，水合离子部分水解后呈黄色。

6.为什么铜与浓硫酸在加热条件下反应常产生黒色沉淀？

【答】铜跟浓热条件下发生反应时，常产生黑色沉淀，有时会影响蓝色溶液的现察，这往往是由于铜过量或浓硫酸的浓度不够造成的。除了教材中介绍的反应外，加热过程中还往往发生下列反应： 

5Cu＋4H₂SO₄ (浓)=3CuSO₄＋Cu₂S↓ ＋4H₂O 

Cu₂S ＋ 2H₂SO₄(浓)=CuSO₄＋CuS↓ ＋2H₂O ＋ SO₂ ↑

CuS ＋ 2H₂SO₄(浓)=CuSO₄＋S ↓＋SO₂ ↑＋2H₂O 

由于Cu₂S、CuS都是黑色，因而使液体呈黑色。

7.如何理解浓硫酸的吸水性？

【答】(1)浓较酸的吸水作用指的是浓较酸分子跟水分子强烈结合，生成一系列的水合物 H₂SO₄·H₂O(SO₃·2H₂O)、H₂SO₄·2H₂O(SO₃·3H₂O}和H₂SO₄· 4H₂O(SO₃·5H₂O)。 这些水合物很稳定，所以 浓硫酸的吸水性很强。

应注意的几个问题：

①就浓硫酸而言，吸水性是浓硫酸的性质，而不是稀硫酸的性质。

②浓硫酸在发挥吸水性作用的过程中，吸收水分子，水分子又和H₂SO₄分子化合成了稳定的水合物，并放出大量的热，故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程，吸水性是浓硫酸的化学性质。

③浓硫酸不仅吸收一般游离水(如空气中的水)，而且还能吸收某些结晶水合物(如：CuSO₄·5H₂O、 Na₂CO₃• 10H₂O)中的水。

④浓硫酸的吸水性决定了浓硫酸的另一个重要的用途，作吸水剂或干燥剂，浓硫酸是效率高的，常用的干燥剂。通常可用浓硫酸干燥的气体有 H₂、CO、CO₂、SO₂、CH₄、N₂、Cl₂、HCl等。常见不能用浓硫酸进行干燥的物质是那些具有还原性及碱性气体(因为浓硫酸具有强氧化性和酸性) HBr、HI、H₂S、NH₃、NO₂。用浓硫酸作干燥剂对气体进行干燥，所用装置为洗气瓶装置。

8.如何理解浓H₂SO₄的脱水性？

【答】浓硫酸可将许多有机化合物(尤其是糖类如纤维素、蔗糖等)脱水。反应时，按水分子中氢、氧原 子的个数比(2: 1)夺取这些有机物分子里的氧原子和氧原子，然后结合成水分子。例如浓硫酸和蔗糖混合时，主要起脱水作用，同时浓硫酸使游离出来的碳氧化而生成二氧化碳，它自身还原而生成二氧化硫，反应放出的热使水蒸发，这些作用使有机物脱水后生成的碳体积膨胀，并呈疏松孔状。但是浓硫酸使有机物脱水时，并不一定都使碳游离出来。例如：用甲酸制取一氧化碳或用酒精泡取乙烯时，虽然浓硫酸作脱水剂，但没有碳游离出来。

C₁₂H₂₂O₁₁ 12C ＋ 11H₂O

HCOOH CO↑＋H₂O

C₂H₅OH C₂H₄↑＋H₂O

9.铜在金属活动顺序表中排在氢的后面，Cu^2＋的氧化性强于H^＋，当二者在水溶液中与Na接触 时，理应是Cu^2＋与Na发生罝换反应，但为什么却是H₂O与Na发生反应而析出H₂呢？

【答】产生这现象的原因主要有两方面：一是钠是非常活泼的金属，研究表明钠在任何水中均能易于水反应而置换出氢；另一原因，在水中Cu^2＋是以水合离子[Cu(H₂O)₄]^2＋形式存在，四个水分子分布Cu^2＋的四周， 从而阻断钠与Cu^2＋接触，使钠与Cu^2＋的反应不能进行。

10.过氧化钠与水的反应，从放出的气体使带火星的木条复燃，可知发出的是氧气，向试管滴加酚酞，溶液变红又褪色，为什么？

【答】因为Na₂O₂与水反应生成NaOH溶浼使无色酚酞变为红色。红色褪去的原因又多种说法，总的来说可归纳为两方面共同作用结果，一是的NaOH浓度较高；二是从反应的机理看，即Na₂O₂与H₂O反应先生成H₂O₂，H₂O₂有分解为H₂O和O₂，在两个氧原子结合生成O₂，我们称其为初生态氧(或原子氧〉，初生态氧有极强氧化性，能使变红的酚酞褪为无色。

11.Na₂O₂和H₂O的反应实质是什么？

【答】很多人认为，由于： 

所以Na₂O₂的还原产物是NaOH。其实不然，Na₂O₂与H₂O反应的机理实际上是分两部分进行的，即 Na₂O₂＋2H₂O=2NaOH＋H₂O₂这一部分是非氧化还原反应。H₂O₂在碱性溶液中极不稳定，会立即分解：

将①、②合并：①× 2＋②即得总反应式：2Na₂O₂＋2H₂O=4NaOH＋O₂ ↑③

假如要分析电子转移情况，反应③中的两边应加上合并时被约去的两个分子的H₂O，然后再进行分析，即:

12.原子的最外层电子数为什么不超过8个？

【答】由于能级的原因，E_nd＞E_(n＋1)S。当ns和np充满时（共4个轨道，最多容纳8个电子)，多余电子不是填入nd，而是首先形成新电子层，填入(n＋1)s轨道中，因此，最外层电子数不可能超过8个。

13.为什么盛放强碱的溶液可以是玻璃瓶，但瓶口不能用玻璃塞？

【答】玻璃的主要成分之一是二氧化硅，二氧化硅能与强碱生成具有粘连性，可作粘合剂的硅酸盐，例如：SiO₂＋2NaOH=Na₂SiO₃＋H₂O，通常玻璃制品(如玻璃瓶)表面光滑致密，在常温下不与强碱反应，玻璃瓶口用玻璃塞时，为了吻合严密、密封性好，对瓶口的内壁和瓶口塞的外壁都要做磨砂处理，磨砂后表面不在光滑致密，能与强碱缓缓发生反应。反应不仅使玻璃被腐蚀，而且生成的硅酸盐将瓶口和瓶塞粘结在很难打幵。实验室中盛放强碱，硅酸钠的容器，如用玻璃瓶，不能配置玻璃塞，而要配置橡胶塞或塑料塞。

14.稀释浓硫酸时为什么会放出大量热？

【答】当浓硫酸溶解于水时，包括两个过程，浓硫酸向水中扩散是物理过程，这个过程要吸收一定的热量，另一过程是化学过程，即硫酸分子跟水分子化合，生成水合氢离子，这个过程放出一定的热量，整个过程表示如下：

H₂SO₄＋2H₂O= 2H₃O^＋＋ SO₄^2－

硫酸与水能生成相当稳定的水合物，如H₂SO₄• H₂O， H₂SO₄ •2H₂O， H₂SO₄• 4H₂O等(在低温时，这些水合物可以从溶液以晶体形式析出)。由于形成水合氢离子和各种水合物时放出大量的热(1molH₂SO₄在20℃与过量的水渴合，溶解热为85.5kJ/mol)，放出的热量多于吸收的热量，因此，吸收H₂SO₄时会放出的大量的热。

15.为什么晶体硅能导电，是半导体材料？

【答】这是因为晶体娃中的Si－Si键的键能相对不大(177kJ/mol) 。 Si－Si键的两个硅原子核对共用电子对吸引力较小。在通电时，晶体硅中的共用电子对有可能摆脱两核吸引而成为自由电子，故能导电。共用电子对离开共价键结构，留下的空位成为带正电荷的空穴，自由电子和空穴的出现总是成对的，称为电子-空穴对。由于自由电子的运动，使电子-空穴对不断更换，使晶体硅导电具有一定的方向性，因此晶体硅为半导体材料。

16.为什么用分馏法得不到无水乙醇？怎样制备无水乙醇？

【答】乙醇与水组成的溶液，当浓度为95.57%时，在1.01×10⁵Pa下，78.13℃沸腾，沸点是恒定的。对 这样的溶液进行蒸馏，无论怎样蒸馏，得到蒸气中乙醇的含量与溶液中完全一致，这样的溶液称为恒沸溶液。因此用用分馏法只能将乙醇浓度提高到95.57%，得不到无水乙醇。

要制得无水乙醇（浓度在99%以上），通常用跟新制的生石灰混合，使水与氧化钙反应生成氢氧化钙，然后蒸馏制得。

17.氯、溴、碘的正价为什么都是奇数价？

【答】卤素原子只有一成对电子，当其与电负性更强的原子结合时，失去一个未成对的电子而呈＋1 价。当p轨道上的1对成对电子激发到空的d轨道后即进行sp³d杂化，这样就有三个未成对电子，成键时显＋3价，以此类推，分别进行sp³d²和sp³d³杂化，成激楠素的化合价为＋5、＋7，所以，卤素的正价为奇数，非偶数价。

18.水溶液中为什么不可能存在O^2-离子？

【答】O^2-离子只存在于离子晶体中，它在水溶液中要与H₂O反应，生成OH^－

这是因为，首先O原子的第一电离能为正值，也就是说O (g)原子结合一个电子变成O^－ (g)离子是放出能量的。

ΔrHm = -142 kJ/mol

但O^－ (g)离子结合一个电子生成O^2-离子则是吸热的。

 ΔrHm=844kJ/mol

且I₂的绝对值远大于I₁，这就是说O^2-的能量远比O^-和O要高，O^2-从能量观点来看，远不如O稳定。

当O^2-离子进入水溶液时，O^2-就有自发地从H₂O夺取H^＋而变为OH^－的强烈候向。只有在离子晶体中，巨大 的晶格能才能满足形成O^2-离子时能量的需要，这就是O^2-离子只存在于晶体中的原因。

其次，从水的电离来说，H₂OH^＋＋OH^－

常温时水的离子积为1.0×10^－14，水的电离常数K₁=1.8×10^-16，这是一个很小数值，说明水的第一级电离是很微弱的。据计算，H₂O的第二级电离：OH^－H^＋＋ O^2-的电离平衡常数为10^-40 ，这说明OH^－电离产生O^2-的可能性几乎等于零。如果水溶液中存在O^2-，它也要和H^＋反应生成OH^－，即电离平衡强烈地 趋向于向左移动。从酸碱质子理论来说，O^2-是很强的碱，它很容易吸收一个H^＋而生成OH^－。这些都能说明在水溶液中是不存在O^2-离子的。

19.实验室制取乙炔为什么不能使用启普发生器？

【答】①反应强烈，难以控制；②生成物Ca(OH)₂微溶于水，易形成糊状泡沫堵塞导气管和球形漏斗的下口； ③反应放出大量的热，启普发生器是厚器，容易因胀结不均而破裂；④关闭导气管后，水蒸气仍与电石作用，不能达到 “关之即停”的目的。

20.实验室制备乙炔，电石与水反应很剧烈，为了得到平稳的乙炔气流，为什么常用饱和食盐 水，而不用纯水？

【答】用饱和食盐水可以降低了水的浓度；由于反应消耗了水，饱和食盐水溶液有晶体祈出，覆盖电石的表面，减缓反应的发生。