在乙酸乙酯的制备实验中，阿柯发现有个奇怪的现象，乙醇、乙酸、浓硫酸加入顺序人教版教材是先乙醇再浓硫酸再乙酸，但学生实验教材是乙酸、乙醇无所谓，浓硫酸最后加！ 这两个版本搞得学生一头雾水。为此，阿柯总结了三者几种版本的顺序并作分析，希望对学生理解这个问题有帮助。

1、乙醇、乙酸、浓硫酸

2、乙醇、浓硫酸、乙酸

3、乙酸、浓硫酸、乙醇

以上三种加入顺序都有一个共同的特点，浓硫酸都不是第一个加入的。这是因为浓硫酸与乙醇和乙酸混合时会放出大量的热，且浓硫酸的密度比乙醇和乙酸都大，浓硫酸后加入，可以避免在混合时放出大量的热而造成液体的飞溅。相当于浓硫酸稀释时要将浓硫酸缓缓加入到水中，并不断搅拌的原理是一样的。

根据这个原理，以上三种添加顺序都没有问题，但仍存在一定的差异。第一种顺序因为乙醇、乙酸混合时没有浓硫酸的催化，使副产物增多；第二第三种好像没有区别，但因在第二步加入浓硫酸时放热，会使加快乙醇或乙酸的挥发，造成原料的浪费。由于乙醇价格比乙酸便宜，从降低成本的角度，更多人采用第二种添加顺序。

最后阿柯总结，三种方法从制备的角度都没错。说第一种顺序副反应会增多，但第二、第三种顺序一样存在副反应，这是有机反应的通病，只是多少的问题。所以只要浓硫酸最后加，都是没有原则上的错误的。但更多人倾向于第二种方法，是出于降低成本的考虑。如果采用第二种方法，由于乙醇会在浓硫酸加入后加速发挥，所以乙醇要稍过量，以保证乙酸能最大程度的反应，提高乙酸乙酯的产率。

苯的硝化反应是苯和浓硝酸在50至60度下，经浓硫酸的催化，硝基与苯环上的氢原子发生的取代反就。这个反应不难，但在实验过程中，反应物苯与浓硝酸以及作催化作用的浓硫酸的加入顺序学生老是记不住。

正确的加入顺序应该是先加浓硝酸，再加浓硫酸，待温度降至室温时再加苯的。对此，有学生就会问，三者一起加入不可以吗？其实理解原理之后，顺序问题就好解决了。先加浓硝酸和浓硫酸，是为了使两者形成一个亚硝酰的中间体，然后再在加入苯后经过一系列的反应最后形成硝化，生成硝基苯。所以加的顺序应该是先加两种浓酸，再加苯。加两种酸时的顺序就更好解释了，相当于浓硫酸的稀释一样，是把密度大的浓硫酸缓缓加到密度小的硝酸里，并不断搅拌。

最后得出，苯的硝化反应中，是先加浓硝酸，再加浓硫酸，待温度复恢至室温时再加苯。然后水浴加热，温度维持在50至60度。

甲酸HCOOH结构中究竟有多少种官能团？这相信是学习高中化学的很多朋友都会遇到并问及的问题。对于这个问题，教科书没有给出明确的参考答案，而一些资料书上给出的结论都不一致。在此，阿柯在查阅有关资料并结合自己的一些见解，说说自己在这个问题上的理解。

甲酸HCOOH的结构式（一个氢接一羧基组成）如下图:

从上图可以看出，我们可以从羧酸HCOOH中“找出”（或说成圈出）四种官能团：

-COOH（羧基） -C=O（羰基） -OH（羟基） -CHO（醛基）
所以，有些朋友或者资料书上，说羧酸中有四种官能团也就是因为上述原因——毕竟嘛，从结构里能圈出那些官能团的结构。甚至有些人还会认为有酯基－COO-，那么加起来就有五种官能团了。
对于甲酸HCOOH结构中究竟有多少种官能团，阿柯认为不能单从结构上能圈出多少就说它有多少，而是应该先从官能团的定义上作出判断。
官能团：决定有机物化学特性的原子或者原子团
那么上面所找出的-COOH（羧基）、-C=O（羰基）、-OH（羟基）、-CHO（醛基）、
－COO-（酯基），那些能体现它们对应的化学特性呢？我们逐一看看：
甲酸属于有机酸，有酸性，并且甲酸也能和醇发生酯化，那么-COOH（羧基）这一官能团的性质能够体现；
-C=O（羰基）若和氢气加成，则能得到醇，甲酸中的-C=O（羰基）结果能和氢气加成得到醇吗？不能！
-CHO（醛基）能被氧化成－COOH，并且能和银氨溶液发生银镜反应或者和新制氢氧化铜反应生成砖红色或者说是红色的Cu2O沉淀。而这些性质，甲酸都有。
－COO-（酯基）能发生水解，生成相对应的酸和醇，甲酸能水解吗？不能！
由上分析可知，我们从甲酸HCOOH结构中圈出来的五种官能团-COOH（羧基）、-C=O（羰基）、-OH（羟基）、-CHO（醛基）、－COO-（酯基）能体现各自的化学特性的其实只有两个：-COOH（羧基）和-CHO（醛基）。而其它几个，根据官能团的定义，不能体现其化学特性的结构，不能说是官能团吧？
所以，甲酸HCOOH结构中含有的官能团只有两个-COOH（羧基）和-CHO（醛基）
PS：某些特殊的环境里面，还可以认为甲酸HCOOH结构中有-OH（羟基），这点高中阶段可以忽略。

(NH4)2Fe(SO4)2溶液的水解：

铵根离子水解:NH4+ + H2O = NH3.H2O + H+
铁离子水解:Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+

以上两个可逆反应中，因为铵根离子水解与铁离子水解都生成氢离子，这使得以上两个水解平衡都向左移动，因此相互抑制。

一些双水解就是由于相互促进水解而导致的如：
Al3＋＋3HCO3－＝Al(OH)3↓＋3CO2↑

都知道：Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+
HCO3- + H2O = H2CO3 + OH-
从生成的H+和OH-就可以看出它们势必会相互促进水解平衡向右移动

Si与NaOH溶液反应：
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2
此反应与Al与氢氢化钠相似，属于氧化还原反应。跟化合价升降分析：
单质Si从零份到Na2SiO3中的+4价，作为还原剂；而氢份子的4个氢原子中，有2个来自于水，是降价的，则水应作氧化剂；但另外2个来自于氢氧化钠，是升价的，则氢氧化钠也属于还原剂。

但事实上，上述的分析是错的！

正确的应该是Si作还原剂，水作氧化剂，NaOH既不作氧化剂，也不作还原剂！

为什么呢？这就得从Si与NaOH溶液反应的本质来分析：
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2   这一反应事实上分为两步：
一、先是Si + 3H2O ＝ H2SiO3 + 2H2
这个反应属于氧化还原反应，很明显Si作还原剂，水作氧化剂。

由于单质Si极难溶于水，以上这个反应其实很难发生，但当我们加入NaOH，上面反应中产生的硅酸与加入NaOH发生中和反应：NaOH + HCl ＝ NaCl + H2O 由于消耗了硅酸，使得难以发生的Si + 3H2O ＝ H2SiO3 + 2H2 这一反应向右移，加大了单质Si溶于水的速率。两反应合并后，就得到Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2

所以，根据反应的本质，Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2   中应该是Si作还原剂，水作氧化剂，NaOH既不作氧化剂，也不作还原剂！

在高中化学的教育中，经常会遇到过这样的问题：对一未知溶液检验是否有Cl-存在时，用试管取少量原溶液，然后滴加用硝酸酸化的AgNO3溶液，如果出现白色沉淀能否就断定该未知溶夜里就有Cl-存在？

在上述问题中，如果只加AgNO3溶液，可能产生的白色沉淀就有三种：AgCl、Ag2CO3、Ag2SO4（灰白色）。其中Ag2CO3在加硝酸后会溶解。那么剩下的问题是，到底Ag2SO4溶不溶于硝酸？如果溶，则出现白色沉淀就可断定有Cl-存在，反之不能！

Ag2SO4是灰白色微溶于水的的，遇光分解生成银单质，单质银因为颗粒很小很小，呈现出黑色，而不是银白色。显黑色而不是银的白色，是因为生成的银粉颗粒很小很小，对于光的吸收较强，会阻止光的反射，从而显得发黑。

Ag2SO4溶不溶于硝酸，一直以来都存在两种意见：溶—–硫酸根离子与氢离子结合成硫酸氢根离子（弱电解质）
不溶—-有人做实验，无论硝酸浓度有多大，都不溶。

由此可知，Ag2SO4在稀硝酸中，由于H+浓度较小，是不能促使反应 Ag2SO4 + H+ = 2Ag+ + HSO4- （可逆）右移的，也就是说，不能使Ag2SO4溶解。但当在浓硝酸中时，由于H+浓度很大，平衡是会右移，促使Ag2SO4溶解。但事实上右移程度不大，也就是只能使Ag2SO4的溶解度增大，Ag2SO4不能完全溶解，现象不是十分明显，还是会对Cl-的检验产生干扰。

高中阶段对不溶于稀硝酸的沉淀只局限于AgCl（卤化银）和BaSO4。高一课本化学必修1里，对Cl-的检验方法中，也只是：滴加用硝酸酸化的AgNO3溶液，检验Cl-。但在2009年，高三教材《第六单元化学实验方案设计》第三节〈物质检验的实验方案设计〉中，有这样一段话，就是对一未知溶液中离子检验时，“用试管取少量原溶液，然后滴加用硝酸酸化的AgNO3溶液，检验是否有Cl-存在。需要注意的是，如果能够确定在原溶液中没有硫酸根离子，可以直接对氯离子进行检验；如果确定在原溶液中有硫酸根离子存在，就必须首先排除干扰，然后再进行检验。”从这个内容上看，硫酸根离子在加了硝酸后还是要排除干扰，就是说，硫酸银在硝酸中没溶解。

由此分析，高中阶段，应该是当Ag2SO4不溶于硝酸！在检验未知溶液中是否存在Cl-存在应该先考虑是否有硫酸根离子。如果能够确定在原溶液中没有硫酸根离子，可以直接对氯离子进行检验；如果确定在原溶液中有硫酸根离子存在，就必须首先排除干扰，然后再进行检验。

溶液中，亚硫酸根在遇酸时，会产生二氧化硫气体，离子方程式为：SO32－ +  2H+ ＝＝＝SO2↑  + H2O   如亚硫酸根在遇到盐酸或稀硫酸时。

亚硫酸根中的硫为正四价，处于硫的中间价态，既有氧化性也有还原性，但主要表现还原性。

当亚硫酸根在遇硝酸时，由于硝酸不管是稀溶液或是浓溶液，都具有强氧化性，会把主要表现还原性的亚硫酸根氧化生成硫酸根，离子方程式：

3(SO3)2- + 2NO3- + 2H+ == 3(SO4)2- + 2NO↑ + H2O
该反应中体现强氧化性的，不是硝酸根也是不氢离子，而是要这两者同时存在才具有强氧化性。类似这样的问题有：

二氧化硫通入次氯酸钙溶液中并没有次氯酸产生：SO2+Ca(ClO)2==CaSO4+CaCl2

在中学阶段，掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的。所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的。书写燃料电池电极反应式一般分为三步：第一步，先写出燃料电池的总反应方程式；第二步，再写出燃料电池的正极反应式；第三步，在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式。下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。

1、燃料电池总反应方程式的书写（这点很重要）

因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O。若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O，即CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。

2、燃料电池正极反应式的书写

因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是O2＋4e-=2O2-。正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。这是非常重要的一步。现将与电解质有关的五种情况归纳如下。

⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）

在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结合H+离子生成H2O。这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O。

⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）

在中性或碱性环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子只能结合H2O生成OH-离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-。

⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）

在熔融的碳酸盐环境中，O2-离子也不能单独存在， O2-离子可结合CO2生成CO32-离子，则其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。

⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇）

该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O2＋4e-=2O2-。

综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O2＋4e-=2O2-，在不同电解质环境中，其正极反应式的书写形式有所不同。因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。

3、燃料电池负极反应式的书写

燃料电池负极反应物种类比较繁多，可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。不同的可燃物有不同的书写方式，要想先写出负极反应式相当困难。一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写，即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。

三、燃料电池电极反应式的书写应用举例

1、电解质为酸性电解质溶液

例1、科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。

试回答下列问题：

⑴这种电池放电时发生的化学反应方程式是 。

⑵此电池的正极发生的电极反应是 ；负极发生的电极反应是 。

⑶电解液中的H+离子向 极移动；向外电路释放电子的电极是 。

⑷比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高，其次是 。

解析：因燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，又且其电解质溶液为稀硫酸，所以该电池反应方程式是2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。按上述燃料电池正极反应式的书写方法1知，在稀硫酸中，其正极反应式为：3O2＋12H++12e-=6H2O，然后在电子守恒的基础上利用总反应式减去正极反应式即得负极反应式为：2CH3OH+2H2O－12e-=2CO2↑+12H+。由原电池原理知负极失电子后经导线转移到正极，所以正极上富集电子，根据电性关系知阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。故H+离子向正极移动，向外电路释放电子的电极是负极。

答案：⑴2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O

⑵正极3O2＋12H++12e-=6H2O；负极2CH3OH+2H2O－12e-=2CO2↑+12H+

⑶正；负 ⑷对空气的污染较小

2、电解质为碱性电解质溶液

例2、甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是 （ ）

A、负极反应式为CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O

B、正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-

C、随着不断放电，电解质溶液碱性不变

D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大

解析：因甲烷燃料电池的电解质为KOH溶液，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，故该电池发生的反应方程式是CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。从总反应式可以看出，要消耗OH-，故电解质溶液的碱性减小，C错。按上述燃料电池正极反应式的书写方法2知，在KOH溶液中，其正极反应式为：O2＋2H2O +4e-=4OH-。通入甲烷的一极为负极，其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式为CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O。选项A、B均正确。根据能量转化规律，燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大的多，D项正确。故符合题意的是C。

3、电解质为熔融碳酸盐

例3、某燃料电池以熔融的K2CO3（其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。试回答下列问题：

⑴写出该燃料电池的化学反应方程式。

⑵写出该燃料电池的电极反应式。

⑶为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是什么，它从哪里来？

解析：由于电解质为熔融的K2CO3，且不含O2-和HCO3-，生成的CO2不会与CO32-反应生成HCO3-的，故该燃料电池的总反应式为： 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。按上述燃料电池正极反应式的书写方法3知，在熔融碳酸盐环境中，其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。通入丁烷的一极为负极，其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式求得，应为2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O。从上述电极反应式可看出，要使该电池的电解质组成保持稳定，在通入的空气中应加入CO2，它从负极反应产物中来。

答案：⑴2C4H10+13O2=8CO2+10H2O

⑵正极：O2＋2CO2 +4e-=2CO32-，负极：2C4H10+26CO32-－52e-=34CO2+10H2O

⑶CO2 从负极反应产物中来

4、电解质为固体氧化物

例4、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是 ( )

A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极

B. 电池的总反应是：2C4H10＋13O2 ® 8CO2＋10H2O

C. 通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e-＝2O2-

D. 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e-＋13O2-＝4CO2＋5H2O

解析：本题以丁烷燃料电池为载体综合考查了原电池原理涉及的有关“电子流向、电极反应式、总反应式”等内容，因正极上富集电子，根据电性关系，O2-不可能移向正极，A错。由丁烷的燃烧反应及电解质的特性知该电池的总反应式为2C4H10＋13O2 ® 8CO2＋10H2O，B正确。按上述燃料电池正极反应式的书写方法5知，在熔融状态下允许O2-在其间通过，故其正极反应式为O2＋4e-=2O2-，C正确。通入丁烷的一极应为负极，D错。故符合题意的是B、C。

元素周期表中，主族元素的最高正价等于它的族序数，但氧和氟除外。这是因为两者氧化性太强，其中氟因为是氧化性最强的非金属元素，没有其他元素能夺取氟的电子，所以氟只有单质的零价和负价，没有正价；而氧的氧化性也很强，一般也显负价，但由于氟的氧化性更强，所以在氧与氟形成化合物时，氟可以将氧氧化成+2价。如OF2（二氟化氧）、O2PtF6（六氟铂酸氧）等。所以氧可以有正价！

但氧却没有最高正价，这是为什么？因为主族元素的最高正价是它的族序数！氧是第六主族，最外层有六个电子，但是由于氧的非金属性很强，所以它不像其它氧族元素，最高化合价可以达到＋6价。氧的最高价只能达到＋2价， 但还不能氧化到最高正价+6价。所以说氧没有最高正价（因为不能达到最高正六价）

PS：没有最高正价不等于没有最高价