教材內容疑難解析三例

文章編號：1005－6629(2007)11－0075－01中圖分類號：G632.479 文獻標識碼：B

1 溶液中剛生成的硫沉淀顏色是黃色還是乳白色

在描述實驗現象的試題中，若碰到有硫沉淀產生的情況，有很多同學不知將預期的現象寫成黃色沉淀好還是乳白色沉淀好。

硫單質是黃色的這已廣為人知，若將兩個分別裝有SO2和H2S氣體的集氣瓶口對口混合，在瓶壁上很快會出現淡黃色的固體：SO2＋2H2S＝3S＋2H2O。但將難溶于水的硫黃研成粉末狀放入水中，振蕩所得濁液的顏色卻是乳白色的。人教版的高中化學(必修加選修)第二冊2003年6月第一版p.223《學生實驗二化學反應速率和化學平衡》中有如下描述：“本實驗利用反應：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O，由于反應生成不溶于水的硫，使溶液出現乳白色渾濁現象。根據出現渾濁現象所需時間的長短，可以判斷化學反應進行的快慢。”

其實，隨著物質顆粒尺寸的變小，在一定條件下會引起物質宏觀物理性質的變化，此之謂小尺寸效應。小尺寸效應會引起一些特殊的光學現象，如當黃金被細分到小于光波波長的尺寸時，即失去了原有的金色光澤而呈黑色。事實上，所有的金屬在超微顆粒狀態下都呈現黑色。尺寸越小，顏色愈黑，銀白色的鉑(白金)變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑。這是由于金屬超微顆粒對光的反射率很低，通常可低于1%，大約幾微米的厚度就能完全消光。金屬如此，非金屬也同理，明白了這一點，也就不難理解，硫固體呈淡黃色，而當它分散到水中呈懸濁液時呈乳白色(尤其是剛生成的硫渾濁呈絮狀，顆粒極細)。

同理，人教版高中化學(必修加選修)第二冊2003年6月第一版p.6“紅磷轉變成白磷”實驗中實驗現象描述為：“(在放紅磷的地方)加熱后，玻璃管內有黃色蒸氣產生，并且在玻璃管內壁冷的地方有黃色固體附著，此固體即為白磷。”但在表1-2白磷和紅磷物理性質的比較中，關于白磷顏色則清楚地注明是白色(磷蒸氣隔絕空氣迅速冷卻)，兩者并行不悖。

2氣焊和氣割時為什么用氧炔焰

氧炔焰是指乙炔氣體在氧氣中燃燒時產生的火焰，由于反應能放出大量的熱，使火焰溫度高于3000℃，因此鋼鐵接觸到氧炔焰就會受熱而熔化，利用這一性質可焊接或切割金屬，通常稱作氣焊或氣割。

但是查閱有關文獻可知： C2H6、C2H4、C2H2的燃燒熱分別為－1562kJ·mol－1、－1411kJ·mol－1、－1300kJ·mol－1，從燃燒熱來看，乙炔比前二者要低，但為什么氣焊和氣割時不用乙烯或乙烷而用乙炔呢？這是因為乙烷或乙烯在純氧中燃燒時產生的火焰溫度都不如乙炔高，理由如下：

可先分別寫出三種烴的燃燒熱化學方程式：

假設三種烴分別與足量的氧氣完全燃燒時產生的火焰溫度高達3000℃，則生成的水要經歷如下過程，每個過程均要吸熱：

不妨設三種可燃氣物質的量均為1mol，則1mol C2H6將產生0.054kg的液態水，1mol C2H4將產生0.036kg的液態水，1mol C2H2將產生0.018kg的液態水。查閱資料可知：

H2O(l)＝H2O(g)， ΔH ＝44kJ·mol-1， 20℃時，水的比熱容為4.186 kJ·kg-1·K-1，水蒸汽比熱容為1.842 kJ·kg-1·K-1。（以下估算過程中，水和水蒸汽的比熱容取20℃時的數據）

當1mol C2H6完全燃燒時：

ΔH1＝0.054 kg×4.186 kJ·kg-1·K-1×75K＝16.96 kJ

ΔH2＝44kJ·mol-1×3 mol＝132kJ

ΔH3＝0.054 kg×1.842 kJ·kg-1·K-1×2900K

＝288.46 kJ

水吸收的總能量為：

16.96 kJ＋132kJ＋288.46 kJ＝437.42 kJ

則1mol C2H6完全燃燒時釋放出的能量為：

1562kJ－437.42 kJ＝1124.58 kJ

同理，當1mol C2H4完全燃燒時：

水吸收的總能量為：

437.42 kJ×0.036kg/0.054kg ＝291.62 kJ

則1mol C2H4完全燃燒時釋放出的能量為：

1411kJ－291.62 kJ＝1119.4 kJ

當1mol C2H2完全燃燒時：

水吸收的總能量為：

437.42 kJ×0.018kg/0.054kg＝145.81 kJ

則1mol C2H2完全燃燒時釋放出的能量為：

1300kJ－145.81 kJ＝1154.20 kJ

以上僅僅是一個粗略的估算過程，因為還有很多因素沒有考慮進去，如水和水蒸汽的比熱容隨溫度的變化；氣體燃燒過程向環境散發的熱量等。上述三種烴類完全燃燒時能產生相同的CO2量。所以，最終釋放給環境的能量以乙炔為最多。故工業上氣焊和氣割時用乙炔，而不用乙烯或乙烷。

3過氧化氫為什么可作火箭燃料？

過氧化氫也叫雙氧水，無色透明液體，比水重。過氧化氫呈微酸性，在有酸存在下較穩定，遇光緩慢分解，遇堿、熱、粗糙活性表面、重金屬離子（Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Cr3＋等）以及其他雜質均會引起分解，放出氧和熱。火箭、魚雷等使用過氧化氫作燃料，依據的是過氧化氫與某些金屬接觸會發生劇烈反應這一原理。當它與銀（火箭、魚雷中經常使用這種元素）接觸時，過氧化氫便迅速分解成水蒸氣和氧，水蒸氣和氧的體積比過氧化氫猛增了5000倍。正是基于這一原因，它們被用來向火箭、魚雷引擎提供動力。與此同時，魚雷設計專家對發射這種魚雷作出了嚴格的要求：只有引擎全面啟動，并在魚雷發射過程中，才能準許這一化學反應發生。英國魚雷設計專家莫里斯·斯特拉德林認為，世界矚目的俄羅斯“庫爾斯克”號潛艇爆炸沉沒的原因是一根向魚雷引擎輸送液態過氧化氫燃料的不銹鋼管在爆炸前發生過破裂，結果向魚雷內部噴射出高熱的水、高純的氧同時混雜著高壓的過氧化氫。這些物質無處可走，發生完全無法控制的化學反應，災難就這樣發生了。

參考文獻：

[1] 人民教育出版社化學室．全日制普通高級中學教科書化學（必修加選修）第二冊[M]．北京：人民教育出版社，2003：6，223.

[2] 朱文祥．中級無機化學．第1版[M].北京：高等教育出版社，2004：521.

[3] 人民教育出版社化學室．全日制普通高級中學教科書化學（必修加選修）第三冊[M]．北京：人民教育出版社，2003：37.

[4] 北京師范大學，華中師范大學，南京師范大學．無機化學．第三版[M]．北京：高等教育出版社，1992.

[5] 人民教育出版社化學室．全日制普通高級中學教科書化學（必修）第一冊[M]．北京：人民教育出版社，2003：124.

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