關(guān)于雙氧水的教學(xué)思考

關(guān)于雙氧水的教學(xué)思考

1雙氧水生成淀粉的計算許多額外的數(shù)據(jù)經(jīng)常補充雙氧水的性質(zhì)?！绢}1】向FeCl2溶液里滴加雙氧水，現(xiàn)象是什么？寫出反應(yīng)方程式?！绢}2】向KI溶液里滴加雙氧水，有I2析出嗎？寫出反應(yīng)現(xiàn)象以及反應(yīng)方程式。教輔資料提供的參考答案大體如下：向FeCl2溶液里滴加雙氧水，溶液變?yōu)辄S色，且有紅褐色沉淀生成?；瘜W(xué)方程式為：6FeCl2+3H2O2=4FeCl3+2Fe（OH）3↓；向KI溶液里滴加雙氧水，有沉淀（I2）生成，化學(xué)方程式為2KI+H2O2=2KOH+I2↓。在教學(xué)的過程中，師生們提出以下質(zhì)疑：（1）H2O2、FeCl2兩種溶液均呈弱酸性，反應(yīng)后溶液的酸度真的能降低到直至呈堿性嗎？可是實驗的事實卻是：FeCl2和雙氧水反應(yīng)，溶液卻呈現(xiàn)較強的酸性（pH<2），這樣的酸性環(huán)境下能不能析出Fe（OH）3（沉淀Fe3+的pH≈3.1）?（2）如果雙氧水跟KI反應(yīng)生成I2和KOH，I2能在KOH溶液中大量析出嗎？雙氧水又是否還能進一步氧化生成的I2呢？2硫酸fecl3的制備（1）向FeCl2溶液中滴加雙氧水，有大量氣泡（O2）產(chǎn)生，反應(yīng)后期，溶液中會出現(xiàn)黃色渾濁。用pH計測得溶液的pH在1～2之間（FeCl2溶液濃度不同，pH略有差異），靜置，溶液上層近乎無色。（2）把（1）所得溶液過濾，向濾得的黃色沉淀中加入稀鹽酸，黃色沉淀不溶解。（3）向雙氧水中滴加幾滴FeCl3溶液，會有大量氣泡（O2）產(chǎn)生。（4）用幾滴鹽酸把FeCl2溶液酸化，再加入雙氧水，也有大量氣泡（O2）產(chǎn)生，溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色。（5）向KI溶液里加入少量雙氧水（KI過量），溶液出現(xiàn)黃色，同時有少量氣泡（O2）產(chǎn)生。反應(yīng)完畢，溶液仍呈黃色。（6）向雙氧水里加入少量KI溶液，開始瞬間溶液出現(xiàn)黃色，隨即產(chǎn)生大量無色氣體（O2）。反應(yīng)結(jié)束，溶液無色澄清透明。（7）向（6）所得的無色澄清溶液里加2滴硫酸和幾滴KI，溶液立即出現(xiàn)黃色。（8）向雙氧水中加入少量碘水，可觀察到試管中立即充滿大量氣泡。（如果盛雙氧水的試管中加入2小粒I2，碘粒表面產(chǎn)生大量氣體，碘逐漸溶解、消失。）最后溶液無色、澄清、透明。向所得的無色澄清溶液里加酸酸化，再加入幾滴KI，同樣，溶液立即出現(xiàn)黃色。（9）向雙氧水里加入2～3滴硫酸酸化，再加入KI溶液，可觀察到試管中有大量氣泡產(chǎn)生，同時，試管底部有大量紫黑色沉淀（I2）析出。3碘i的存在依據(jù)（1）從前面的實驗我們可以看出，不管是KI還是FeCl2與雙氧水的反應(yīng)，首先都會有大量的氧氣泡產(chǎn)生。也就是說，不管是I-、還是Fe2+在還原雙氧水的時候，它們首先是作了雙氧水分解的催化劑。從實驗（3）和實驗（7）還可以看到，不僅I-、Fe2+可以作為雙氧水分解的催化劑，F(xiàn)e3+、I2都會使雙氧水分解放出氧氣。事實上，能使雙氧水分解的催化劑遠遠不止高中化學(xué)教材中的MnO2和前面說到的鐵鹽、亞鐵鹽、I2、KI，實際上很多金屬氧化物、鹽甚至堿，以及很多還原性物質(zhì)都可催化雙氧水的分解。（2）雙氧水是一個強氧化劑，在酸性介質(zhì)中很容易將亞鐵鹽氧化成三價鐵，把碘化鉀氧化成碘單質(zhì)（如實驗3和實驗8)按眾多教輔資料，在沒有外加酸的情況下則會生成紅褐色的Fe（OH）3沉淀，但是在實驗（1）中我們看到的黃色沉淀卻是難溶于酸（而不是想象的紅褐色Fe（OH）3沉淀），用pH計測得反應(yīng)溶液pH<2。理論指出Fe（OH）3沉淀的環(huán)境是pH>3.1，顯然，F(xiàn)e3+以Fe（OH）3形式存在的可能性比較小，原理這種呈黃色（難溶于酸）物質(zhì)，不應(yīng)該是Fe（OH）3，而應(yīng)該是FeOCl。所以，我們根據(jù)實驗1和實驗2向FeCl2溶液中滴加雙氧水，有黃色沉淀生成且難溶于稀鹽酸的事實可做出這樣的推測：FeCl2與H2O2的反應(yīng)生成的黃色難溶于酸的物質(zhì)應(yīng)該是氯氧合鐵（FeOCl）:（3）在沒有外加酸的情況下，KI溶液與雙氧水的反應(yīng)就更為復(fù)雜。如實驗（5）向過量的KI溶液中加入少量的雙氧水，溶液呈現(xiàn)黃色，這表明有單質(zhì)I2生成，溶液呈現(xiàn)極弱的堿性（pH大約在8左右），也就是說在極弱的堿性條件下單質(zhì)碘（I2）是可以存在的。但是，從實驗（6）我們可以看出，當雙氧水過量時，一方面碘單質(zhì)的存在催化加速了雙氧水的分解（產(chǎn)生大量氣泡），溶液溫度升高；另一方面，過量的雙氧水有可能進一步將生成的碘單質(zhì)氧化成了KIO（或KIO3）。同樣，在雙氧水里加入碘水或兩小粒固體碘，產(chǎn)生大量氣泡，待I2的顏色完全消失，再將溶液酸化，又會有碘生成。因此，當雙氧水不足時，根據(jù)反應(yīng)有單質(zhì)碘生成的現(xiàn)象，我們把反應(yīng)寫成2KI+H2O2=2KOH+I2↓是合理的。當雙氧水過量，根據(jù)反應(yīng)后溶液無色澄清的現(xiàn)象，我們把反應(yīng)寫成2KI+H2O2=2KIO+H2O，甚至寫成2KI+6H2O2=2KIO3+6H2O也是合理的。所以，把過量H2O2與I2反應(yīng)生成的無色溶液，待用硫酸酸化時又會析出I2，我們有理由寫如下的反應(yīng)：4．科學(xué)中的事實化學(xué)反應(yīng)往往不是單一的只發(fā)生一種反應(yīng)，常常伴有多種反應(yīng)的發(fā)生。FeCl2、KI與雙氧水的反應(yīng)，更是非常復(fù)雜的。這里實驗事實和實驗現(xiàn)象是最重要的。中央電視臺2009年7月3日晚播放了記者對氣象學(xué)家葉篤正院士的專訪。他回憶他留學(xué)時他的導(dǎo)師告訴他的使他終生難忘的一句話：“科學(xué)研究中，事實是最重要最重要的東西。”在化學(xué)實驗教學(xué)中我們的應(yīng)該得到這樣的啟示：只要實驗現(xiàn)象（哪怕是一種物質(zhì)的顏色）能夠重復(fù)（排除偶然性），就必然有相應(yīng)的原因，即使是不能用現(xiàn)有的理論、觀點去順利地解釋，也應(yīng)該相信實驗事實。其次，化學(xué)表達式是一種書面語言，它是客觀事實的書面記錄。既然事實復(fù)雜，這種書面記錄也應(yīng)當與這種復(fù)雜性相適應(yīng)。一般說來，一個化學(xué)方程式表達一個事實（一種現(xiàn)象），反過來一個事實因為反應(yīng)的復(fù)雜性，往往不能用一個化學(xué)方程式表達其全部。同一個事實，既有同一條件下發(fā)生