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化学界的冷知识!降温记得加衣服!!!

初中生自习室 2022-02-07 21:41:11

初中生自习室
教育 学科自习






生活中有很多很让人意外的知识。化学知识冷起来,简直不要不要的! 

1
 机智的翻译家

苯酚(phenol)是一种有机物。

它具有一定的酸性,所以在英语中有一个别名,叫carbolic acid,意思是“碳的酸”。在翻译这个词儿的时候,人们发现中文“碳酸”已经被真正的碳酸(carbonic acid, H2CO3)用掉了,于是把“碳”字拆开,于是苯酚有了一个中文别名:“石炭酸”。

还有一个类似的,硫酸是硫(sulfur)元素最常见的含氧酸,化学式为H2SO4,英文sulfuric acid。而另外有一类酸叫sulfonic acid,它们也是含硫的,中文采用“硫磺”的“磺”字,翻译为“磺酸”。

2
 朱元璋与化学元素

在中国,很多化学物质的命名要感谢朱元璋。

朱元璋给后代规定了一套独特的命名方式:其中一条就是,最后一个字必须以钅木氵(水)火土之一为偏旁。

开始起名还比较容易。后来字用完了,就只能硬造,于是就有了,朱公锡、朱慎镭、朱同铬、朱同铌、?)........朱孟烷、朱悦烯、朱颙炔、朱厚烃........朱安汞。

这些字后来都进了化学书,巧妙的解决了化学名称汉化的问题。

3
3讽喻


当伟大的物理学家泡利的妻子离他而去,嫁了个化学家的时候,他吃惊得无法置信,对一位朋友说:“要是她嫁了个斗牛士,我倒还能理解,可是,嫁了个化学家。”

我想卢瑟福是能理解这种心情的,他曾经说过:“科学,要么是物理学,要么就是集邮。”结果,卢瑟福获得了诺贝尔化学奖。

4
巧合

在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水的中和热为57.3 kJ·mol-1,而1弧度对应的角度也是这个数。

5
 多么痛的领悟

去别人实验室,你可以不带口罩,不穿实验服,甚至不带手套,但一定记得要把外套拉好扣好。衣服下摆刮倒的东西可能是别人一个月的工作量。

6
 初中、高中和实际

最强的酸

初中:硫酸、盐酸比碳酸强,其余不分。有些学校分强酸(硫酸、盐酸、硝酸)、中强酸(磷酸)、弱酸(碳酸)

高中:课本上是高氯酸(HClO4),竞赛可能会提到氟锑酸(HSbF6)

实际:不同理论下定义不同(常见的有:阿伦尼乌斯酸碱理论——酸碱电离理论、布朗斯特-劳里酸碱理论——酸碱质子理论、路易斯酸碱理论——酸碱电子理论、酸碱溶剂理论、软硬酸碱理论……)。

氢氧化钠与氯化铝反应产物

初中:氢氧化铝(Al(OH)3)和氯化钠。(课外练习题可能会出现生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氯化钠)

高中:偏铝酸钠(NaAlO2)和氯化钠;不过最近的课本也有一部分革新为四羟基合铝酸钠Na[Al(OH)4]

实际:四羟基合铝酸钠Na[Al(OH)4](或称铝酸钠)脱水后就是偏铝酸钠,所以两种写法都可以,但是大学里面较多使用四羟基合铝酸钠(或称铝酸钠),以及氯化钠。

钾钠沉淀

初中:全溶。

高中:课本上全溶;竞赛可能会涉及到高氯酸钾微溶,在浓度高时为沉淀。还有碳酸氢钠在一定条件下也是沉淀,参考侯氏制碱法

实际:醋酸铀酰锌钠、四苯硼酸钾、铋酸钠、铋酸钾、六亚硝酸合钴(Ⅲ)酸钾钠,Na[Sb(OH)6)]六羟基合锑(Ⅴ)酸钠,Na2Ti3O7三钛酸钠,白色沉淀等。

氧的价态

初中:0价、-2价。(H2O2在制取氧气中提到,课外练习题可能会出现计算氧的化合价)

高中:0价、-1价、-2价。其中-1价的对应H2O2、Na2O2等。

实际:存在多种为正价的氧化物.比如OF2中为+2价,O3F2中为+2/3价,O2F2中为+1价,O2PtF6为+1/2价。

合金是不是纯净物

初中:合金是混合物。

高中:同初中。

实际:合金分为金属化合物,金属固溶体,金属间隙化合物,其中金属化合物中金属和金属之间用共价键(金属键)结合,为纯净物。

氧化铝与酸碱的反应

初中:氧化铝和酸发生复分解反应(非中和反应),和碱不反应。(课外练习题可能会提到是两性氧化物)

高中:氧化铝是两性氧化物,能溶于酸碱。

实际:氧化铝能否溶于酸碱视乎氧化铝晶型而定,α-Al2O3(也就是刚玉)不溶于水与酸碱,γ-Al2O3同样不溶于水,但γ-Al2O3能溶于酸碱。

金属价态

初中:正价和零价。

高中:正价和零价。

实际:存在负价(Na4Pb9、CsAu、HMn(CO)5、Mg2Pb等)和零价(Cr(CO)6、Mn2(CO)10、Fe(CO)5、Co2(CO)8、Ni(CO)4等)。

氧化镍与一氧化碳的反应

初中:不学。

高中:加热生成镍单质和二氧化碳。

实际:生成镍单质后会进一步与一氧化碳发生配位反应生成四羰基合镍Ni(CO)4,剧毒!

一氧化碳与碱的反应

初中:不讲

高中:一氧化碳是不成盐氧化物,不能与碱反应

实际:一定条件下(高温高压)CO可与粉末状NaOH反应生成甲酸钠。(因此可以将CO看作是甲酸的酸酐。)

铜与酸的反应

初中:活泼性在氢后面的铜不与盐酸和稀硫酸反应放出氢气,与浓硫酸反应(加热)生成硫酸铜、水和二氧化硫。

高中:铜只与氧化性酸反应例如热浓硫酸、硝酸等。

实际:铜与浓热盐酸、氢硫酸、氢溴酸反应也放出氢气,在硫脲存在下与众多非氧化性酸反应放出氢气。

纯硫酸是否导电

初中:不讲。

高中:纯酸不电离,不导电。

实际:纯酸存在自偶电离( 2H2SO4 = 可逆= HSO4-+H3SO4+),但电阻太高,和纯水一样视作不导电。

分子量最小的有机物

初中:甲烷(CH4)。

高中:大部分教科书中依旧写甲烷。奥赛课本中出现过亚甲基卡宾(:CH2),分为单线态和三线态。

实际:卡拜(CH),极不稳定。

镁与硫酸铜溶液的反应

初中:镁和硫酸铜反应生成硫酸镁和铜。

高中:生成铜,硫酸镁,氢气。

实际:可能生成铜,硫酸镁,氢气,氢氧化铜,氢氧化镁等(反应产物很复杂)

金属与硝酸的反应

初中:不学,初中一般都回避这个问题(学习酸的通性时不包括浓硫酸与硝酸),但应知道不生成氢气。

高中:浓硝酸与大部分金属反应生成NO2,稀硝酸与大部分金属生成NO。当然在方程式配平中可出现N2O、NH4NO3这两种产物。

实际:不管什么浓度的硝酸与金属反应,硝酸的还原产物都不止一种,其中包括NO2、NO、N2O、N2和NH4NO3,极稀的硝酸与金属反应甚至会生成H2。

钠在空气中燃烧

初中:不学,但应知道能燃烧。

高中:生成浅黄色过氧化钠(Na2O2)。

实际:生成物有一部分超氧化钠(NaO2)(10%左右),这才是黄色的真正来源,而纯净的过氧化钠应是白色的;若氧气不足也会生成氧化钠(Na2O)。

可以与二氧化硅反应的酸

初中:不学。

高中:(HF)。

实际:焦磷酸,以及许多含氟酸都可与二氧化硅反应。

HF雕刻玻璃

初中:不学。但有些题目会提到。

高中:这是正确的。

实际:只能雕刻二氧化硅玻璃,其他的不行。

氯苯的水解

初中:不学。

高中:多数材料上写不能反应。

实际:在高温高压,10%NaOH,Cu催化的条件下生成苯酚钠。

溶液颜色

初中:含Cu2+的盐显蓝色,含Fe3+的盐显黄色,含Fe2+的盐显浅绿色。

高中:含Cu2+的盐显蓝色,含Fe3+的盐浓时显棕黄色稀时显黄色。

实际:浓的CuCl2蓝显绿色,无水高氯酸溶液中Fe3+显紫色(在一些铁盐的晶体中存在未水解的水合铁离子,为紫色),生物配合物颜色复杂。

苯酚遇溴生成白色沉淀

初中:不学。

高中:生成的白色沉淀是2,4,6-三溴苯酚。

实际:溴水过量会生成2,4,4,6-四溴-2,5-环己二烯酮,加NaHSO3或苯酚过量时生成2,4,6-三溴苯酚。

氯化铝的分子式

初中:AlCl3

高中:AlCl3,其水合物为AlCl3·6H2O

实际:气态氯化铝主要呈二聚体Al2Cl6存在,固体氯化铝以聚合巨分子存在,化学式仍写为AlCl3。

硫酸铜与氯化钠溶液

初中:不反应。

高中:不学,但题目中可能提到Cu2++ 4Cl-=== [CuCl4]2-这个离子方程式。

实际:氯离子和铜离子络合,形成四氯合铜离子[CuCl4]2-

(棕黄色),又因为水中存在六水合铜离子(蓝色)的缘故,从而显绿色[黄+蓝=绿],如果氯离子过量,甚至可以显现明亮的黄色。

同样的,氯化铜显绿色,而硫酸铜显蓝色也是如此,氯化铜溶液中存在四氯合铜离子而显绿色。

较纯净的四氯合铜离子二氧化硫的结构式

初中:O=S=O

高中:O=S:→O,符合八隅体结构。

实际:含有π34大π键,具有共振式。

磷的同素异形体和化学式

初中:磷有红磷和白磷两种同素异形体,其化学式均为P。

高中:磷有红磷和白磷两种同素异形体,红磷的化学式为P,白磷的化学式为P4。

实际:磷存在红磷、白磷、黑磷、紫磷等同素异形体,而每类有若干变体,如红磷有红磷-Ⅰ到红磷-Ⅵ和褐磷等七中,黑磷有斜方黑磷、菱形黑磷、立方黑磷、无定形黑磷等4种。白磷的晶胞很大,每个晶胞含有56个P4分子;而红磷也并非原子构成,而是分子构成的单质,如红磷-V的晶胞中有84个磷原子,结构复杂。

氢氧化铁

初中:氢氧化铁的化学式为Fe(OH)3

高中:氢氧化铁的化学式为Fe(OH)3

实际:整配比的Fe(OH)3是不存在的,其存在形式为氧化铁的水合物或羟基氧化铁。

放射性元素

初中:学习核能时讲到铀、氚。

高中:氚,是最常见的H的一种放射性同位素。镭,由居里夫人发现的一种放射性元素。

实际:每一种元素其实都有放射性同位素,在日常生活中较容易接触到镅241(烟雾警报器),氚(作为夜光手表以及β灯),钍(使用硝酸钍,用于生产汽灯纱罩)。

7
那些年,我尝过的溶液

HCl

稀:比较酸,感觉嘴里滑溜溜的,典型的呕吐物感,微辣。

浓:极度的酸,吐掉以后回味苦,然后整个嘴里发凉,10分钟后好转。

H2SO4

稀:淡淡的酸味,回味感觉油腻,微热,甜,无任何不适感。

较浓的(40%左右的):超烫,感觉喝烫稀饭了,然后微甜感和痛感并存,持续2天才退(98%的纯正浓硫酸不敢喝)。

HNO3

稀:先是苦,然后整条舌头麻了,然后痛,起了白斑,持续疼痛,3-4天后消退,同时嘴里感觉大吸了一口汽车尾气。

浓:不敢喝 (猜测是浓硫酸的加强版)。

NaOH

稀:基本上同浓的Na2CO3(我尝过,咸的),多一些辣感(对蛋白质腐蚀性强的都会有辣感 )。

浓:含在嘴里十分的辣(可能是已经反应起来了) 然后舌头烧坏,呈黄色,肉腐烂,1个月不能说话,口里有赤痛感而且舌头麻木 有辛辣感半年后出院,说话变得不准,味觉几乎消失,嘴部留下疤痕(这东西对蛋白质的反应不是闹着玩的……)。

CuSO4

一开始没味道,吐出后回味淡淡的苦涩(我的确尝过)。

BaCl2

极苦咸,大约相当于MgCl2的加强版

CCl4

这个最恐怖了,整个嘴里感到烧塑料的味道,极浓郁,吐掉以后出现说不出的怪异甜味,直感觉全身松软 (的确,闻起来还可以,尝起来就郁闷了)。

Na2O2

一般的咸 (Na盐基本都这个味道)。

无水酒精

嘴里完全没味道,之后花露水的味道在鼻子里挥之不去。

FeCl3

凉,然后酸,与硬币放嘴里感觉差不多(Fe盐都这味道)。

AgNO3

没味道。。。

稀Br2水溶液

极其浓重味道,感觉像汽车尾气与松节油混合的味(只能如此形容)

Hg(NO3)2

很淡的味道,有点像味精和醋混合了 。

H2O2

特辣,赶紧吐了,之后就没什么事情了 。

8
名实相副


苦味酸,没错,就是那个威力是TNT102%的那款炸药

知道为什么叫苦味酸么?

因为它巨巨巨巨巨巨巨巨巨苦。

我被巨苦的哭出来过。

9
烷烯炔=完稀缺?!

羟、羧、羰、烃的字形和读音都是官能团中元素的一半组合而成(羧有些不同,右边是酸而不是元素,读音也略有不同)。烷、烯、炔则是表示氢原子数的完、稀、缺。

异域三则

1839年美国的发明家好年先生(Charles Goodyear)偶然间发现天然橡胶和硫磺可以发生神奇的反应,得到一种加热也不会融化的材料,也就是硫化交联的橡胶。 后来为了纪念他,美国有一家有名的橡胶轮胎公司就叫做"固特异"。

汽车如果高速行驶,作用在轮胎上的作用力的频率将会很高。由于高分子的构象调整跟不上外力作用的速率,聚合物的玻璃化转变温度将升高至接近或高于室温。换句话说就是本来应该在室温下保持弹性的橡胶轮胎将会变得刚硬,失去弹性变得像塑料一样,那可不就容易爆胎了嘛。

1846年,巴塞尔大学的舍恩拜因,据说是 在厨房 做实验时打翻了东西,拿妻子的围裙随手一擦,又随手把洗净的围裙往火边一扔打算烤干...然后围裙就自燃了。于是他最后发现了硝酸纤维素,也就是火棉,可用于炸药。

后来一位业余化学爱好者,美国的海厄特(Hyatt)为了找到一种象牙的替代品材料,往硝酸纤维素里加入了樟脑。樟脑的增塑作用使得得到的材料韧性好,还可以热塑加工。这是我们历史上第一种塑料,大名鼎鼎的赛璐珞。

,她就是计划把一堆电影胶片点燃。没错,那时的胶片就是赛璐珞的材料制成,硝酸纤维素毕竟也是炸药...电影胶片放映时摩擦起火时有发生。

据说在日本有一个留学生,因为语言障碍等等的原因,没有听清导师的要求而加了太多催化剂出来了一种莫名其妙的高分子化合物,那坨化合物一直被当作垃圾和失败的例子堆在墙角。一个来访的教授看到这种即像塑料又有金属光泽的东西,十分感兴趣就拿去研究。受此启发,发现了往聚乙炔中加入微量碘之后其导电性一下子up up!后来的后来那位日本教授白川英树和两位美国的教授艾伦(Alan J.Heeger )(Alan G.MacDiarmid)共享了诺贝尔奖,原因就是因为创造性的发现了导电聚合物以及对其作出了一定原理解释。




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