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新疆哈密市第五中学化学教师王朝远从事碱金属与水、硫等反应的研究已有20年。做化学实验786次，写实验记录10万余字，发表论文18篇（含国际化学大会7篇），对人民教育出版社出版的高一化学教科书、高一化学教师用书（以下统称人教版教材），大学《无机化学》、日本化学教材相关碱金属论述提出质疑。受科技厅社基处委托、哈密地区科技局组织有关专家于2005年9月29日对“碱金属与水、硫等反应研究”项目进行了验收，验收意见如下：

　　一、按自治区课题要求及下达的内容，项目组进行了大量的实验研究，完成了课题计划内容和要求。

　　二、实验重复多次现象明显，数据可靠，效果良好，有科学依据。

　　三、专家组认为“碱金属与水、硫等反应的研究”项目实验有一定的创意，在实践中有推广应用价值。

　　四、经过专家组的认真讨论和评议，同意该项目通过验收。

　　2005年11月4日，中国科学院新疆科技查新咨询中心对“碱金属与水、硫等反应的研究”12项新颖点出示查新结论：在上述检索范围内，未见有与本项目新颖点相一致的研究成果公开报道，由查新结论可知，在我们国家，只有王朝远一人从事碱金属化学研究。

　　王朝远认为，高中化学教材、大学《无机化学》教材、消防教材对碱金属相关论述有9种错误类型、涉及20多处论述：

　　1、凭空设想，随意臆造事实上不存在的化学反应.

　　例如：人教版高一化学教师用书中“当氧化钠暴露在空气中时，就继续氧化为过氧化钠，这个反应有实际意义，已成为过氧化钠的一种工业制法”的论述\，纯属凭空设想，随意臆造事实上不存在的化学反应。实验证明，室温时，氧化钠不跟空气中氧气起反应，而只能跟空气中二氧化碳反应生成碳酸钠。

　　2、没有抓住问题的本质.

　　用氩气做保护气时，钾与水、酸反应放出氢气，并不燃烧。这才是碱金属与水、酸反应的真实本质。人教版高一化学教材中"钠与硫化合甚至发生爆炸,生成硫化钠；较大钠块与水反应会使产生的氢气燃烧；钾与水的反应比钠与水反应更剧烈，反应放出的热可以使生成的氢气燃烧；铷、铯与水的反应比钾与水的反应还要剧烈，它们遇水立即燃烧。",北师大等校合编《无机化学》教材（以下简称北师大版）中“钾与水反应更剧烈，产生氢气能燃烧”；武汉大学、吉林大学等校合编《无机化学》教材中（以下简称武大版）“钾、铷、铯遇水能燃烧”等论述没有抓住问题的本质，主要是忽略了空气中氧气、二氧化碳同时参与作用。

　　3、重大遗漏.

　　（1）碱金属与水或酸反应，从着火角度看，有两种机理：A、碱金属与空气中氧气、水或酸反应放热，使碱金属自燃。B、碱金属火焰点燃氢气燃烧。北师大版“钾与水反应更剧烈，产生氢气能燃烧”；武大版“钾、铷、铯遇水能燃烧”等论述有二处遗漏：A、前者遗漏了钾同时燃烧。B、后者遗漏氢气能燃烧。

　　（2）北师大版“碱金属具有密度小，硬度小，熔点低的特点”，王朝远认为，碱金属的特点实际有五项，应增加燃点低，燃烧时产生白色浓烟。

　　（3）针对北师大版“碱金属易与活泼的非金属单质反应生成离子化合物”武大版“碱金属和碱土金属都有很强的还原性，与许多非金属单质直接反应生成离子化合物，”的论述做以实验验证。

　　实验步骤：

　　将盛有少量钠和硫粉的混合物放到安瓿瓶里加热，钠与硫反应剧烈燃烧，甚至爆炸，冷却，将生成物加水溶解，离心分离，将浓硝酸锌注入滤液，直到没有硫化锌沉淀为止，将硝酸银注入除去硫离子的滤液中，沉淀颜色变化：白色→黄色→棕色→黑色，这说明钠与硫反应生成硫化钠时，还有硫代硫酸钠生成。将氯化钡溶液注入除去硫代硫酸根离子的滤液中，有大量白色沉淀，滴加稀硝酸，白色沉淀不消失，以上实验结果说明，钠与硫反应剧烈燃烧时，除生成硫化钠外，还生成硫代硫酸钠，硫酸钠等含氧酸盐，这就揭开碱金属与硫反应剧烈燃烧的奥秘，是由于空气中氧气同时参与复杂反应的结果：
　
　

　
　　由实验结果可知，北师大版介绍“碱金属易与活泼的非金属单质生成离子化合物”的论述，却遗漏了空气中氧气能同时分别与碱金属单质、非金属单质发生复杂的化学反应

　　正确论述应为：碱金属很活泼，易与活泼非金属单质反应生成离子化合物时，空气中氧气能同时分别与碱金属单质、非金属单质发生复杂的化学反应，例如：钠与硫反应剧烈燃烧，甚至发生燃烧爆炸，除生成硫化钠外，还生成硫代硫酸钠、硫酸钠等含氧酸盐。

　　（4）北师大版“碱土金属加热时，才显著发生反应，除有氧化物外，还有氮化物生成，却遗漏了还有碳酸盐生成。

　　（5）北师大版“钠与水反应放出的热使钠熔化成小球”的论述，有两处遗漏：A、遗漏了较大钠块与水反应（钠与少量水反应），能使钠和产生的氢气都在空气中燃烧；B、用煤油做保护层时，遗漏了较小钠块与水反应时，放出的热不能使钠熔化成小球。

　　（6）武大版“锂、钙、钡同水反应比较平缓，其它碱金属与水反应非常剧烈，量大时会发生爆炸”的论述，有三大遗漏：A、遗漏了用氩气做保护气时，较小铷块（铯）与水反应，瞬间发生爆炸。B、遗漏了用煤油做保护层时，较大块钾（钠）与水反应时，并不发生爆炸。如室温18℃时，10克钾与32亳升水、50毫升煤油反应缓慢，反应放出的热不能使钾熔化，而完全消失需94小时；同温下，9克钠与32毫升水、40毫升煤油反应时，在短时间内钠与水反应比钾更剧烈，当生成的氢氧化钠溶液达到一定浓度时，钠与水反应非常缓慢，而完全消失需704小时。

　　4、普通氧化物制法有错误.

　　北师大版“碱金属在空气中燃烧时，只有锂生成普通氧化物氧化锂，钠生成过氧化钠，钾、铷、铯则生成超氧化物。要制备除锂以外其它碱金属的普通氧化物，必须用其它方法，例如：用钠还原过氧化钠，用钾还原硝酸钾，分别制得氧化钠和氧化钾”。实验证明，锂在空气燃烧后的生成物，含有氧化锂、氮化锂、碳酸锂等物质。北师大版“碱金属在空气中燃烧时，只有锂生成普通氧化物氧化锂，”的论述与氧化锂的实际制法脱节。实际的氧化锂制法，不是锂在空气中燃烧，而是将碳酸锂高温分解或将氢氧化锂高温脱水。

　　5、过氧化钠的制法脱离实际

　　针对人教版高一化学教师用书中“如果没有过氧化钠，可将钠放在一块干净的铁片上加热，使它在空气中燃烧，以制取过氧化钠。”的论述，做以下实验验证。

　　实验步骤：

　　（1）室温20℃时，把约0.2克钠放到铁片加热，然后罩一冷而干燥的烧杯，钠燃烧时产生大量白色浓烟（白色浓烟温度25℃左右），把烧杯倒过来，注入少量澄清石灰水，石灰水变浑浊，加少量稀盐酸，有大量气体放出，白色浑浊消失，这说明钠在空气中燃烧时产生的白色浓烟含有大量碳酸钠。

　　（2）室温20℃时，把约0.2克钠放到铁片上加热，当钠开始燃烧时，就停止加热，当钠完全燃烧时，生成的淡黄色小颗粒迅速变成乳白色小颗粒，再加热，乳白色小颗粒又变成淡黄色小颗粒，停止加热，淡黄色小颗粒又变成乳白色小颗粒，这两种生成物能相互转化，说明钠在空气中燃烧的生成物中含大量氧化钠

　　（3）将钠在空气中燃烧后的残留生成物放在疏松脱脂棉上，向生成加水一滴，脱脂棉着火，这说明钠在空气中燃烧后的生成物有过氧化钠。

　　（4）将钠在空气中燃烧后的生成物加少量水溶解，离心分离，将滤液3滴注入澄清石灰水，石灰水变白色浑浊，这说明钠在空气中燃烧后的残留生成物中也含有碳酸钠。

　　由以上实验结果可知，钠在空气中燃烧后的生成物有两部分组成：

　　A、产生白色浓烟中含有大量碳酸钠。B、残留生成物含有氧化钠，过氧化钠、碳酸钠等物质。

　　由实验结果可知，人教版高一化学教师中“如果没有过氧化钠，可将钠放到铁片上加热，使它在空气中燃烧，以制取过氧化钠”以及人教版高中化学教科书、北师大版、日本化学教材均介绍“钠在空气中燃烧，生成的是过氧化钠”的论述缺乏科学依据。

　　6、超氧化物制法理论脱离实际，基础与应用脱节

　　针对北师大版“碱金属在空气中燃烧时，钾、铷、铯则生成超氧化物”的论述，做以下讨论：钾、铷、铯属挥发金属，具有燃点低、沸点低的特征。400℃（有些资料是490℃），过氧化钾分解为氧化钾、氧气。钾在空气中燃烧温度大于过氧化钾的分解温度。钾在空气中燃烧，有一部分过氧化钾瞬间分解为氧化钾和氧气。当钾在空气中燃烧温度超过氧化钾的沸点1477℃时，钾仍继续剧烈燃烧时，氧化钾也变成蒸气，扩散到燃烧层里，并凝聚成微粒，形成白色浓烟。经检验白色浓烟的主要成份是碳酸钾。钾在空气中燃烧生成过氧化钾、超氧化钾。过氧化钾、超氧化钾，均是碱性氧化物。过氧化钾、超氧化钾与空气中二氧化碳反应生成碳酸钾。超氧化铯分解为氧化铯和氧气的温度为360℃。铯在空气中燃烧温度大于过氧化铯的分解温度。铯在空气中燃烧，生成氧化铯、过氧化铯、超氧化铯与空气中二氧化碳反应生成碳酸铯，形成白色浓烟。

　　钾、铷、铯在空气燃烧后的实际生成物有两部分组成：A、产生白色浓烟含有大量碳酸盐。B、残留生成物是由氧化物、过氧化物、超氧化物、碳酸盐等多种物质组成。

　　结论：北师大版“碱金属在空气中燃烧时，钾、铷、铯在空气中燃烧时，则生成超氧化物”的论述，理论脱离实际，基础和应用脱节。

　　受高教育部高教司理工处委托，2003年12月，天津大学张凤宝寄来南京师范大学周志华教授、南京大学姚天扬教授给王朝远写的审阅意见：“在碱金属和水、氧气和硫的反应中，若在敞开体系中确实问题比较复杂，但在教材中，特别是中学化学教材中不可能全面的阐明这些复杂的问题，而只能抓住问题的本质和主要矛盾，这种阐述在教材中经常使用，不仅在北师大教材中，而且在北大《普通无机化学》、武大《无机化学》（下）等高校无机教材中，也把反应简单化。为什么要简单化？如上所述原因是多方面的”。

　　针对以上两位教授解释，王朝远在《化学教育》杂志2004年第八期发表文章指出，化学教材中“钾与反应更剧烈，产生氢气能燃烧”“钠与硫化合甚至爆炸，生成硫化钠”的论述，没有抓住问题的本质或主要矛盾，就是教材编写者不知道碱金属与水、硫反应时，空气中氧气、二氧化碳能同时参与复杂的化学反应。王朝远将发表的文章分别寄给高教司理工处、张凤宝、周志华、姚天扬和天津大学校长、南京师范大学校长、南京大学校长，至今无一人来反驳。同理，碱金属在空气燃烧，也是一个极其复杂的化学反应，生成的物质是复杂的混合物，而且生成物有大量白烟扩散到空气中去，造成环境污染。从合理利用资源，保护环境的角度考虑，王朝远对北师大版“碱金属在空气中燃烧时，钾、铷、铯在空气中燃烧时，则生成超氧化物”的论述内容，用理论脱离实际，基础和应用脱节概括并不过分。

　　7、张冠李戴.

　　公安部消防局编写的《防火手册》中“钾与潮湿空气、水或酸类发生化学反应，产生氢气，放出大量热使氢气自燃”属于张冠李戴，王朝远认为：实际的反应是：钾先自燃（钾的着火点是69℃），是钾的火焰点燃氢气在空气中燃烧（氢气的着火点是570℃）。

　　8、美国、英国、日本等国家化学教材也忽略了反应条件的重要性

　　当乙醇与浓硫酸共热到140℃时，生成的是乙醚；当乙醇与浓硫酸共热到170℃时，生成的是乙烯。当碳在空气中充分燃烧时，生成的是二氧化碳；不充分燃烧时，生成的是一氧化碳。同一反应物，因反应条件有所改变，生成物也不相同，说明控制反应条件是非常重要的。实验证明，碱金属与水、酸、硫、二氧化碳反应条件的不同、反应实验现象和生成物成分有本质不同。如武大版“碱金属与水反应非常剧烈，量大时会发生爆炸”（邵学俊、魏益海等编《无机化学》，该书是武汉大学出版社出版。）的论述，有以下不妥：如室温18℃时，10克钾与40亳升水、50毫升煤油反应时，钾与水反应缓慢，反应放出的热不能使钾熔化，也不发生爆炸，也不发生燃烧，而完全消失需94小时;同温下，在敞开容器里，10克钾与40毫升水反应时，瞬间使钾和产生的氢气都发生燃烧爆炸。在敞开体系时，小块铷或铯与水反应时，并使铷、铯和产生的氢气都发生爆炸。在封闭体系时，小块铷或铯与水反应时，都发生爆炸。中国、美国、英国、日本等国家化学教材对以上论述出现诸多错误或不严谨之处，主要是没有注明是在敞开体系时，还是在封闭体系时，这些极为重要的反应条件，已是不争的事实。