由辩证唯物主义哲学我们知道,事物的发展变化既有普遍性又有特殊性,这里对中学化学中常见的“反常”现象做如下总结:
⒈ 电解水时生成的氢气和氧气的体积比略大于2∶1
为证明水的组成和质量守恒定律,教材中设计了一个电解水的实验,但实际所得的氢气和氧气的体积比并不是理论上的2∶1,而是略大于2∶1,其原因是:
⑴ 氢气和氧气在水中的溶解度不同,在20℃时1个大气压下氧气的溶解度为0.0182,而氢气的溶解度为0.031。
⑵ 在用硫酸做电解质电解水时,会有少量的H2O2生成,(因为H2O2在酸性条件下比较稳定)导致生成的氧气量会减少,所以实际上生成的氢气和氧气的体积比要大于2∶1。
⑶ 电解产物氧气是一种强氧化剂,新生的强氧化剂可能与一些还原性的杂质及电极材料反应而消耗部分氧气,从而使得氢气与氧气的体积比大于2∶1。
⒉ KI溶液中加氯水最终没有出现颜色加深的现象
在KI溶液滴加氯水振荡,溶液变为褐色,说明:2I- Cl2=I2 2Cl-,证明氯的氧化性大于碘,但若加入过量的浓度较大的氯水,溶液仍为无色,其原因是:
3Cl2 KI 3H2O=KIO3 6HCl。
⒊ 常温下Hg S=HgS(黑色)
通常情况下硫的氧化性较弱,在加热的条件下与铁反应生成FeS;与铜反应生成硫化亚铜,但与活泼性较差的汞反应却生成HgS,其原因是硫粉混合接触面积大且反应又是放热的,所以反应易于进行。实验室不慎把温度计碰破,汞珠洒落,为防止其挥发使人中毒,用硫粉覆盖就是这个道理。
⒋ 饮用含氟1~2ppm的水可以防止儿童龋齿
氟的单质及其所有的化合物均有毒,但含氟牙膏中常加入少量NaF,是因为:Ca5(PO4)3OH F-=Ca5(PO4)3F OH-,使羟基磷酸钙转化为更难溶更坚固的氟磷酸钙,达到了保护牙齿的目的。
⒌ 工业上用KCl Na==NaCl K制备钾
在金属活动顺序表中,K在Na的前边,但是工业上用钠与熔融的KCl来制备K,因为在高温的条件下,K的沸点比Na低,NaCl比KCl稳定且钾变为蒸气挥发出来,使反应能够进行到底。
同样的道理请同学们分析:碳酸的酸性比硅酸强,在玻璃熔炉中SiO2 Na2CO3=Na2SiO3 CO2。
⒍ 钠投入到硫酸溶液中没有紫红色的沉淀生成
在金属活动顺序表中钠在Cu的前边,但钠投入到水中生成蓝色的沉淀,同时有气体生成,这是因为钠在CuSO4溶液中先与水反应,生成的NaOH再与CuSO4反应。
2Na 2H2O=2NaOH H2↑
CuSO4 2NaOH=Cu(OH)2↓ Na2SO4
同样的道理请同学们分析:氟气通入KI溶液不能变褐色的原因。
⒎ 氯化钙不能干燥氨气
氯化钙是常用的中性干燥剂,可以用来干燥一些酸性、碱性、中性气体,几乎可以干燥中学化学中常见的所有气体,但不能用来干燥氨气,是因为:CaCl2 8NH3=CaCl2·8NH3
⒏ 浓硫酸可以干燥氢气、二氧化硫
浓硫酸是一种强氧化剂,一般不能干燥还原性物质,如:H2S、HI、HBr,但可以干燥还原性比HI、HBr强的H2,因为在常温下浓硫酸不能与氢气反应,所以可以干燥氢气;遵循归中而不交叉原则,SO2中S显+4价,浓硫酸中S显+6价,硫酸和二氧化硫中的硫之间没有中间价态,不发生归中反应。不能发生氧化还原反应,所以常温下浓硫酸可以干燥二氧化硫。
⒐ 金刚石的化学稳定性不如石墨
金刚石是最硬的物质,熔点、沸点、密度均比石墨高,但化学稳定性不如石墨,这是因为它们的晶体结构不同,石墨中C—C键长比金刚石中的C—C键长短的缘故。
同时:金刚石==石墨 Q的反应是放热的,也说明石墨比金刚石稳定。
⒑ 磷的化学性质比氮气活泼
氮元素的非金属性比磷元素强,但单质磷的化学活泼性比氮气强。白磷在空气中可以自燃,而氮气通常可以代替惰性气体做保护气,这主要是因为氮分子含有比较很稳定的N≡N。
⒒ 纯酒精的消毒效果不如75%的酒精
通常用于*菌消毒的是75%的酒精,因为酒精能使细菌蛋白质凝固变性而死亡,达到*菌的目的,而纯酒精能迅速使细菌蛋白质表面固化,阻止了酒精与细菌的继续作用,所以75%的酒精消毒效果最好。
⒓ KMnO4与H2O2的反应先慢后快
10%的KMnO4溶液中加入3%的H2O2后,起初紫色溶液褪色较慢,而后来褪色越来越快,其原因:
2MnO4- 5H2O2 6H =2Mn2 8H2O 5O2,
生成的Mn2 对此反应有催化作用。
⒔ 电镀时:Zn2 首先放电
用硫酸锌做电解质溶液在铁表面镀锌时,同学们根据放电规律:阳离子的氧化性愈强在阴极愈容易放电,往往认为:H 应该首先放电。其实离子的放电能力与多种因素有关,在电镀控制的条件下,Zn2 的浓度较大,放电能力比H 大,所以首先是Zn2 2e==Zn。
⒕ 同一种非金属的含氧酸价态愈高氧化性愈弱
对于金属来讲价态愈高氧化性愈强,如:MnO4 >MnO42 ,Fe3 >Fe2 ;然而对于非金属来讲其价态愈高其含氧酸的氧化性愈弱,如:HNO2>HNO3,HClO>HClO2>HClO3>HClO4;因为非金属价态愈高含氧酸愈稳定。
⒖ CuSO4溶液通入H2S溶液的酸性增强
一般地,复分解反应由较强的酸生成较弱的酸,也可以借此证明不同酸的相对强弱,但CuSO4 H2S=CuS H2SO4能够发生。
该反应违背了强酸制取弱酸的规律,但反应遵循由离子浓度大的向着离子浓度小的方向进行的本质规律。这是因为CuS是一种非常难溶的物质,反应生成了不溶于水和稀硫酸的CuS沉淀的缘故,故上述反应得以发生。这个实验不能比较H2S与H2SO4的酸性强弱。
⒗ 钠的密度大于钾
元素周期表中,同一主族自上而下金属的密度逐渐升高,但在碱金属中钾的密度却比钠小。根据“密度=相对原子质量/原子体积”,可知相对原子质量的增大使密度增加,而电子层的增加又使原子体积增大使得密度减小。即单质的密度由相对原子质量和原子体积两个因素决定。理论上,钾的原子量39,而钠是23,相差不大!从体积上看,钾比钠高一个周期,体积应该比钠大。对钾来说,核对最外层引力较小,体积增大的效应大于相对原子质量增加产生的影响,结果钾的密度反而比钠小。
⒘ 卤素的氢化物中HF的熔沸点最高
元素周期表中同一主族,自上而下非金属氢化物的熔沸点逐渐升高,但NH3、H2O、HF却是它们所在主族中熔沸点最高的,这是因为它们分子间容易形成氢键的缘故。