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关于酸酐值得澄清和拓展的几个问题

中学教材中未见对酸酐概念的确切阐述,这使许多学生对酸酐概念的认识和理解较为模糊,甚至存在一些误解。本文结合教学中的实际,澄清几个关于酸酐的问题。

1.究竟什么是酸酐?

所谓酸酐是指含氧酸分子按水分子的组成比例脱去羟基上所有氢原子之后的剩余部分。注意,酸酐是酸分子缩去羟基上所有的氢原子,而不是酸分子中所有的氢原子。

2.含氧酸脱水成酸酐的规律是什么?

由于酸酐必须是脱去羟基上所有的氢原子,因而由含氧酸脱水成酸酐有如下规律:

(1)若酸分子含一个羟基,则每两个酸分子缩一分子水而成酸酐。如:2HNO3→N2O5

(2)若酸分子含两个羟基,则每一个酸分子缩一分子水而成酸酐。如:H2CO3→CO2

(3)若酸分子含三个羟基,则每两个酸分子缩三分子水而成酸酐。如:2H3PO4→P2O5

3.酸酐常具有什么共性?

(1)中心元素在酸酐与相应含氧酸中的化合价相同。如N2O5与HNO3中的氮元素均为+5价,SO3与H2SO4中的硫元素均为+6价。

(2)酸酐可与碱反应生成盐和水。如:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

(3)多数酸酐可与水化合成相应的含氧酸。如SO3+H2O=H2SO4

4.非金属氧化物都是酸酐吗?

不一定。如CO、H2O、NO2等都不是酸酐。

5.酸酐都是非金属氧化物吗?

不一定。如金属氧化物CrO3、Mn2O7、V2O5等分别是H2CrO4(或H2Cr2O2)、HMnO4、HVO3的酸酐,以及(CH3CO)2O是CH3COOH的酸酐。

6.酸脱水后的剩余部分一定是酸酐吗?

不一定。如:HCOOH→CO↑+ H2O,而CO不是HCOOH的酸酐。原因是:酸脱水成酸酐时,脱去的水分子中的氢、氧原子必须来源于酸分子中的—OH,而HCOOH脱去的H2O分子中一个氢原子却是C-H键上的氢原子,所以它不是酸酐。

7.能与碱反应成盐的氧化物一定是酸酐吗?

不一定。如:CO与NaOH在加热加压条件下反应可生成甲酸钠,而而CO不是酸酐。

8.酸酐与酸根、酰基有什么区别?

酸根是酸或盐在晶体或水溶液中的阴离子,是一种带负电荷的原子团,在组成上比相应的酸分子少一个或若干个羟基上的氢原子。如硫酸分子(H2SO4)少一个氢原子,就形成硫酸氢根离子,少两个氢原子就形成硫酸根离子。

酰基是指无机或有机含氧酸分子中除掉羟基后的中性原子团,在组成上比相应的酸分子少一个或若千个羟基。如磷酸分子(H3PO4)脱去一个羟基,形成磷酸一酰(一H2PO3);脱去两个羟基,形成磷酸二酰(=HPO2);脱去三个羟基,形成磷酰(=PO)。含氧酸分子中有几个羟基,就能形成几种酰基。

一般情况下,酸酐、酸根、酰基不易混淆,但当三者组成相同时,就容易混淆了。如硝基(-NO2)与亚硝酸根离子;硫酰(=SO2)与亚硫酸酐(SO2)等。虽然它们化学组成上有些相似,但仍有一个重要的区别,即中心元素的价态不同,如硝基(一NO2)中的氮元素呈+5价,而亚硝酸根离子中的氮元素呈+3价;硫酰(=SO2)中的硫元素呈+6价,而SO2中的硫元素呈+4价。

(责任编辑:化学自习室)
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