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用實(shí)驗(yàn)指證幾個(gè)錯(cuò)誤的“想當(dāng)然”
羅華榮
(孝感高級(jí)中學(xué) 湖北孝感 432000)
摘要:通過(guò)實(shí)驗(yàn)指出了高中化學(xué)中易出現(xiàn)的幾處對(duì)化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行臆測(cè)或是想當(dāng)然的錯(cuò)誤例子。
關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn) 臆測(cè)
想當(dāng)然
“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”,對(duì)于化學(xué)問(wèn)題中可能的現(xiàn)象以及對(duì)現(xiàn)象的解釋我們都應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或是結(jié)合其他資料來(lái)尋求合理的答案,而不可憑空臆測(cè)或是想當(dāng)然。下面給出幾個(gè)例證:
1、在試管中注入某紅色溶液,加熱試管,溶液顏色逐漸變淺直至無(wú)色,冷卻后恢復(fù)紅色,則原溶液可能是稀氨水和酚酞溶液;試分析加熱時(shí)溶液由紅色逐漸變成的原因。
想當(dāng)然:加熱時(shí),稀氨水中的逸出,所以溶液的顏色變淺直至無(wú)色。
實(shí)證:小試管盛稀氨水和酚酞溶液,不套氣球,直接加熱試管,直至沸騰,一段時(shí)間后可以看到紅色變淺直至無(wú)色,此時(shí)停止加熱,冷卻至室溫,發(fā)現(xiàn)溶液又恢復(fù)紅色,若用冷水洗沖試管外壁,可發(fā)現(xiàn)溶液迅速恢復(fù)紅色,如此反復(fù)操作,現(xiàn)象均能重現(xiàn)??梢?jiàn)產(chǎn)生原題中現(xiàn)象的原因并不能歸結(jié)為稀氨水中逸出。
解釋?zhuān)?/strong>是極易溶于水的氣體,受熱時(shí)氨水中的不可能都逸出。加熱褪色,冷卻又恢復(fù)的主要原因是由于酚酞指示劑在溶液中存在一個(gè)無(wú)色與紅色醌式的平衡,溫度升高時(shí)平衡向左移動(dòng),最終導(dǎo)致溶液褪色,當(dāng)溫度降低時(shí),平衡向右移動(dòng),溶液又恢復(fù)紅色。
2、濃受熱或見(jiàn)光很容易分解,實(shí)驗(yàn)室用濃(質(zhì)量分?jǐn)?shù)69%)呈黃色,就是由于硝酸分解產(chǎn)生的溶于硝酸的緣故。
想當(dāng)然:裝濃的試管加熱時(shí)可以看到有紅棕色的氣體逸出。
實(shí)證:取3—5ml濃于小試管,在酒精燈上加熱,直至沸騰,僅看到白色蒸汽產(chǎn)生,同沸騰的蒸餾水沒(méi)有什么差別。
解釋?zhuān)?/strong>硝酸的分解受溫度的影響,硝酸越濃,就越易分解,69%的濃受熱并不那么容易分解。因溶質(zhì)蒸發(fā)得太快,還沒(méi)來(lái)得及分解就已沸騰大量逸出,故看不到紅棕色的氣體,溶液也仍為無(wú)色。
3、揮發(fā)性溶液濃鹽酸,濃硝酸在空氣中有白霧現(xiàn)象。
想當(dāng)然:打開(kāi)濃,酒精等試劑的瓶塞亦能有白霧現(xiàn)象。
實(shí)證:打開(kāi)濃試劑瓶塞或無(wú)水乙醇的試劑瓶塞,除可以聞到氣味外,均無(wú)白霧現(xiàn)象。
解釋?zhuān)?/strong>能否形成霧,取決于揮發(fā)性溶液的濃度以及揮發(fā)性溶液的溶質(zhì)分子與水結(jié)合的狀況。濃鹽酸等揮發(fā)出的氣體極易溶于水,溶于水后與水分子作用成為帶正電的水合氫離子、帶負(fù)電的水合氯離子,由于水分子是極性分子,形成的水合離子能有利地水分子大量凝結(jié),在水分子凝結(jié)的同時(shí),又溶解氣體,再結(jié)合成水合離子,再凝結(jié),這樣能迅速使液體粒子的線性大小在~m之間,故而形成霧。而乙醇、氨水等揮發(fā)性溶液,在打開(kāi)試劑瓶口時(shí),揮發(fā)性的溶質(zhì)分子與水蒸氣結(jié)合后,并沒(méi)有與水分子相互作用形成水合陰、陽(yáng)離子,只是以單分子形成擴(kuò)散在空氣中,這樣就沒(méi)有小粒子的形成,從而不能形成霧。
4、苯的密度比水小,溴苯的密度比水大。
想當(dāng)然:苯和溴苯的混合物,向其中加水,則分三層,溴苯在下層,水在中間層,苯在上層,從而可以使用分液漏斗實(shí)現(xiàn)混合物的分離。
實(shí)證:用試管取苯和溴苯的混和物約3ml,再加其中加約3ml水,用力振蕩再靜置,溶液僅分兩層。若向試管中加少量溴苯,再加少量水,可看見(jiàn)試管中的液體分為兩層,再向其中緩緩加入少量苯,則可見(jiàn)液體分為三層,但若充分振蕩再靜置,液體又只為兩層。且有機(jī)層的上下取決于苯和溴苯的混和比例,即較多的苯與少量的溴苯混合使有機(jī)層的密度比水小時(shí)它們?cè)谏蠈?,反之則在下層。
解釋?zhuān)?/strong>苯與溴苯均為有機(jī)物,易互溶為一體,加水振蕩并不能使苯與溴苯的有機(jī)層分開(kāi)。
5、溶液中加,溶液變紅,實(shí)質(zhì)為生成血紅色的反應(yīng)可表示為:
,離子方程式的實(shí)質(zhì)為
(一般認(rèn)為n為1-6),較普遍的寫(xiě)成:
,可以看出和都沒(méi)有參加反應(yīng)。
想當(dāng)然:加入不會(huì)引起平衡的移動(dòng),故溶液顏色不會(huì)發(fā)生變化。
實(shí)證:向以上平衡體系中加入、、、或等這些與平衡無(wú)關(guān)的強(qiáng)電解質(zhì)晶體,都會(huì)使溶液的血紅色顏色變淺。
解釋?zhuān)?/strong>以上顏色的變化不是由于平衡的移動(dòng),而是由于“鹽效應(yīng)”引起的,當(dāng)向以上平衡體系中加入強(qiáng)電解質(zhì)后,大大增加了溶液中離子的濃度,增大了離子間的相互作用。陽(yáng)離子周?chē)纬申庪x子氛,陰離子周?chē)纬申?yáng)離子氛。由于離子的不斷運(yùn)動(dòng),這些離子氛時(shí)而拆散時(shí)而形成,使溶液里離子之間牽制作用增強(qiáng),使與結(jié)合成的機(jī)會(huì)減少,也就是說(shuō),電離度增大,故溶液顏色變淺。
6、對(duì)于乙酸、乙醛、乙醇三種無(wú)色水溶液的化學(xué)鑒別,多選用新制試劑
乙酸可溶解使之澄清,乙醛與試劑混合無(wú)明顯現(xiàn)象,但加熱至沸騰,可見(jiàn)磚紅色沉淀,乙醇與試劑混合無(wú)明顯現(xiàn)象,加熱至沸無(wú)明顯現(xiàn)象。
想當(dāng)然:乙醇與試劑混合加熱無(wú)明顯現(xiàn)象。
實(shí)證:加熱新制與乙醇混合物時(shí),試管中出現(xiàn)黑色沉淀。
解釋?zhuān)?/strong>試劑在加熱至沸騰時(shí)若沒(méi)有還原劑與之反應(yīng)便會(huì)自身分解為CuO和H2O: 。
原載《化學(xué)教育》2008年第4期(中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管、中國(guó)化學(xué)會(huì)主辦)