关于已烷能不能萃取溴水的问题

今晚在忙时,突然接到前两年跟我实习,现在在阳西二中工作的师妹的电话。我还以为她回到阳江了,要请我喝茶的。谁知道是抛给我一个高一化学问题:已烷能不能萃取溴水?说这题是课本章节后的习题,教师用书上的答案是可以的。但上网搜索,一些人说不可以。

对于这个问题,我首先明确要以教科书为准,也就是已烷能够萃取溴水中的溴。原因是已烷为液态有机溶液,且与水互不相溶,并且溴在已烷中的溶解度大于在水中的溶解度。这完全符合高中阶段萃取的定义。

持反对意见的同行朋友所持的理由应该是大学里的相似相溶原理。结构相似的溶质和溶剂溶解互溶性好。如非极性分子溴单质易溶于非极性分子四氯化碳和苯等,而难溶于极性分子水。虽然已烷是有机溶剂,且与水互不相溶,但已烷却是极性分子,而溴单质是非极性分子。根据相似相溶原理,溴在已烷中的溶解度应该不大,萃取的效果应该很有限,不足已做萃取剂。

两种理解似乎都有据可依,但就高中阶段而然,阿柯更倾向于前者:已烷能够萃取溴水中的溴。因为相似相溶原理是大学的理论,并且萃取中原溶质在萃取剂中的溶解要比在原溶剂中的溶解度大多少才能胜任萃取剂呢,这不要说在高在,即使在大学也好像没有一个明确的定论。只是说在两者的溶解度相差越大,萃取效果越好。所以在高中阶段,应该回避一些没能解释的超纲理论,把这些难解释或者不该解释的知识当作识记性的内容,或者出题中直接回避。

所以我给肥练师妹也是这种建议:以教科书为准确定已烷能够萃取溴水中的溴;成绩中下的直接叫他们记结果,成绩好的学生,可以解释一下原因。

2012韶关二模理综化学31题第(5)小题答案的分析

2012韶关二模理综化学31题第(5):

(5)(NH4)2C2O4溶液因NH4+水解程度稍大于C2O42-而略显酸性,0.1 mol/L(NH4)2C2O4溶液pH值6.4。现有某未知溶液,常温下由水电离出的c(H+)=1.0×10-5mol/L,该溶液pH可能是                 (填字母)。

A.5                     B.6               C.7                   D.9

答案为:ABCD

而在实际考试中,只选择AD的学生,占了绝大多数!出现这种情况一点都不奇怪,因为在这之前,此类题目更多的是:某未知溶液,常温下由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol/L,该溶液pH可能是13或者1,也就是该溶液不是强酸就是强碱。如果结合离子共存问题一起考,则要看题目要求:如果是一定共存,则离子要既能在强酸中共存,又能在强碱中共存;若题目要求是可能共存,则在只需在强酸或强碱中共存即可。

正是上述的常见考法,使得学生直接套用律,致使漏选BC两个答案。那么这题目和我们平时练的(上述的考法)有什么区别呢?其实最根本的区别是“由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol/L”和“由水电离出的c(H+)=1.0×10-5mol/L”这里!

常温下,由水电离出的H+=OH=10-7,那么由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol/L即表明水的电离被抑制!根据同离子效应,能对水电离产生抑制不是酸就是碱了。因为强酸性条件下,酸电离出的H+或者碱电离的OH抑制了水的电离,使水电离平衡向左移动,电离出的H+和OH就会小于10-7,所以此时pH是13或者是1

但如果是由水电离出的c(H+)=1.0×10-5mol/L,大于常温下水电离的c(H+)=1.0×10-7mol/L。则证明水的电离是促进了的!常温下能促进水的电离,则一定是盐电离出的离子发生水解结合了水电离出的H+或者OH促使水的电离平衡正向移动,水电离出的c(H+)>1.0×10-7mol/L。

而根据水解规律,如果是强酸弱碱盐,水解应该呈酸性,则PH=5;如果是强碱弱酸盐,水解应该呈碱性,PH=9,即答案AD。但如果这盐是弱碱弱酸盐呢?即题目中的(NH4)2C2O4溶液。则需要看弱碱阳离子和弱酸阴离子的水解能力强弱。如果这“某”溶液就是(NH4)2C2O4溶液,那么根据NH4+水解程度稍大于C2O42-而略显酸性,0.1 mol/L(NH4)2C2O4两种离子浓度是2:1,溶液pH值6.4,结合水解规律越稀越水解原则,如呆这个“某”溶液是几种盐的混合溶液,NH4+与C2O42-的浓度不是2:1,而是NH4+浓度小点C2O42-而浓度大一点,则PH就有可能是6了,即B答案。而当两种离子的浓度关系处于NH4+水解结合OH-和C2O42-结合H+同样多时,溶液即为中性,PH=7,即C答案。即有弱酸弱碱盐水溶液呈中性这说法。所以答案是ABCD全选。

一直以为氯乙烷和一氯乙烷不是同一种物质

今晚在给学生分析试题时,看到道选择题的一个选项:氯乙烷和乙醇都能发生消去反应。阿柯一看这个选项,就给打了叉。因为根据醇与卤代烃的消去条件,要与羟基或卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子才能发生消去,形成不饱和的碳碳双键或碳碳三键。但在阿柯的理解中,氯乙烷是乙烷上的六个氢原子被六个氯原子取代的产物。

但阿柯翻查答案后,才知道这个选项的答案是对的!没有别的解释了,除非氯乙烷是一氯乙烷的简称,否则它不可能发生消去反应!上网一搜索,和阿柯有着相同错误的理解的人竟然有很多!都是把氯乙烷是乙烷上的六个氢原子被六个氯原子取代的产物!

但查了百度百科和一些网友的意见之后,才知道氯乙烷和一氯乙烷是同一种物质!而乙烷上的六个氢原子被六个氯原子取代的产物称为六氯乙烷!唉,一直都理解错了,幸好这题没有学生中讲错,要不就嗖了!哈哈~~~

在了解中,还有网友提问氯代烷与氯乙烷的区别。这个阿柯倒不会混淆,氯代烷是烷烃中的氢原子被氯所取代,这个取代,可以取代一个氢,也可以取代所有的氢。但氯乙烷是乙烷中的一个氢原子被原子所取代。

有关CH3COONa和CH3COOH混合溶液中离子浓度大小的问题

2011年江苏高考14题中的D选项:常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7, c(Na+)=0.1 mol/L] 离子浓度大小为什么是:[Na+] = [CH3COO-]>[CH3COOH]>[H+] =[OH-]?

离子浓度中的前部分和后部分都很容易理解,根据电荷守恒可得:[Na+] + [H+] = [OH-]+ [CH3COO-],结合题目中的PH=7,常温下为中性,即[OH-]=[H+],所以也有[CH3COO-] = [Na+],但c(CH3COO-)>c(CH3COOH)是怎么得出来的呢?

由于水解是有限的,c(CH3COOH)约为c(CH3COO-)的百分之一左右,强碱弱酸盐水解后呈碱性。但这时候PH=7,原因是加入的CH3COOH中和了CH3COONa水解后的碱性。由于水解是微弱的,使CH3COONa溶液呈中性时加入的CH3COOH只需少量,所以c(CH3COO-)>c(CH3COOH)。

但上面的解释很难让学生接受,所以我们可以从定量的计算中去解释。

由上所得 [CH3COO-] = [Na+] =0.1 mol/L

醋酸的电离常数Ka = 1.8×10^-5

CH3COOH   =   CH3COO-       +      H+

x                            0.1 mol/L               10^-7 mol/L

[ H+]*[CH3COO- ] / x = Ka   即 10^-7 × 0.1 /x=1.8×10^-5

得到[CH3COOH] =x = 5.6×10^-4 mol/L

所以溶液中, [H+] = 10^-7 mol/L

[CH3COOH] = 5.6×10^-4 mol/L

[CH3COO-] = [Na+] =0.1 mol/L

很显然 [Na+] = [CH3COO-]>[CH3COOH]>[H+] =[OH-]

关于Si3N4 NaCl SiI4 三者熔点高低的比较

阿柯刚见到这一题时也一时没有了头绪,因为这题考查的是化学键一节中几种晶体类型的熔点高低。Si3N4、NaCl、SiI4三者中,NaCl属于离子晶体,SiI4属于分子晶体(与CCl4相似),而其中Si3N4属于原子晶体,现在基本没有提及原子晶体这个概念。要了解Si3N4晶体中的成键特点,可以和SiO2对比学习。SiO2中是一个Si与4个O原子相连,而一个O又与两个Si相连接,整个晶体结构中找不到单个的SiO2。SiO2分子式是根据晶体中Si与O的原子个数比个1比2而使用SiO2表示分子而已。Si3N4晶体中的成键特点与上面一样,是以Si和N原子相连成键的,1个Si与4N相连,而1个N又与3个Si相连。

晶体的为熔点高低为:原子晶体>离子晶体>分子晶体

所以三者熔点:Si3N4> NaCl>SiI4

现在广东的高考为文综理综,人教版的化学大纲里,基本没有提及原子晶体这个概念了。所以阿柯认为,如果是广东考生,认识性了解原子晶体就得了,不必深究。但如果当地高考是使用全国卷的话,那这个还是必须懂的。

2011•全国卷II Cr2O72-用[FeSO4•(NH4)2SO4•6H2O]处理

题目:某含铬(Cr2O72-)废水用硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到nmolFeO·FeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是

A.消耗硫酸亚铁的物质的量为n(2-x) B.处理废水中的Cr2O72-的物质的量为nx/2 C.反应中发生转移的电子数为3nxmol D.在FeO·FeyCrxO3中,3x=y

分析:这题目难度本身不大,但FeO·FeyCrxO3中Cr化合价的不明确,使这题目变得困难。FeyCrxO3中,O共6个负价,根据化合物中化合价之后为零,则FeyCrx一共应有6个正价。硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]中的Fe为正2价,则FeyCrx中的Fe应为正3价,根据一共只能有6个正价,Cr要是也为正3价,则y与x的值都只能为1,即y=x。而这种分析是错误的。

n mol FeO·FeyCrxO3中Cr的物质的量为nx mol,根据铬原子守恒Cr2O72-离子的物质的量为nx/2,得B选项正确。

FeO·FeyCrxO3中Cr化合价为正3价(题目没说正3价,怎么就能确定是正3价?不解)则1 mol Cr2O72-在反应中得(6-3 )x 2=6mol 电子, nx/2 mol Cr2O72-反应中转移的电子数为6×mol nx/2= 3nx mol,C选项正确。

沉淀中FeO的化合价没有变化,Fe2+氧化成Fe3+失1个电子,n molFeO·FeyCrxO3中三价Fe的物质的量为ny,结合C选项,由得失电子守恒得3nx=ny, 3x=y D选项正确。

由铁元素守恒得消耗硫酸亚铁铵的物质量为n×(1+y)mol 结合D选项 3x=y 知消耗硫酸亚铁铵的物质量为n×(3x+1)mol,因此选项A是错误的。

PS:这题目没有告诉我们Cr被还原后的价态,而使难度增大。根据 3x=y和FeyCrxO3中Fe、Cr的化合价匀为+3价,而得到Fe3/2Cr1/2O3。 而x、y的值通常都是整数,如果Fe3/2Cr1/2O3化成Fe3CrO6,那思考就变得容易了。

0.96gMg与含6.3gHNO3的稀溶液恰好完全反应

题目:0.96gMg与含6.3gHNO3的稀溶液恰好完全反应,则HNO3还原产物的分子量可能为: A.28    B.30    C.44     D.80

答案为:CD

C答案的分析:

0.96gMg的物质的量为0.04mol,若完全反应,要生成0.04mol Mg(NO3)2。0.04molMg(NO3)2中含0.08molNO3-是没有发生化合价改变的,即有0.08molHNO3没有被还原。而6.3gHNO3物质的量为0.1mol,所以被还原的HNO3=0.1-0.08=0.02mol

0.04mol的Mg被氧化成Mg2+时,失0.08mol电子,根据电子得失守恒,被还原的0.02molHNO3应得到0.08mol电子,所以HNO3中的+5N要得到4个电子,变得+1价的N,所以HNO3还原产物为N2O,分子量为:44

上面生发的氧化还原反应为:4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O

D答案的分析:由上面的分板可以,HNO3还原产物中的N的化合价为+1份,这个+1价还可以是还原产物中N的平均化合价。拟定还原产物为NH4NO3,两个N一个-3价一个+5份,平均数刚好是+1,则其分子量就是80了。

发生的氧化还原反应为:4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

上面反应中,4Mg——4Mg2+ 失8e-    HNO3中+5N——NH4中-3N  得8e-

也满足电子得失守恒,则0.1HNO3只有0.01mol被还原

分子内酯反应是属于取代反应还是属于消去反应

这次的广州一模30题中的邻羟基苯丙烯酸分子内羟基和羧基进行分子内脱从,发生酯化反应:

这个反应类型除了可以是酯化反应,可不可以是取代反应呢?大家都知道,乙酸和乙醇的酯化反就属于取代反应,因为它符合取代反应的定义:有机物分子中的原子或原子团被其它原子或者原子团所代替的反应叫取代反应。那么邻羟基苯丙烯酸分子内的酯化反应是谁取代谁呢??这一疑问证明,分子内的酯化在高中阶段不能直接按取代反应的定义去理解。

从大学理的内容去分析,分子内的酯化反应属于Sn2亲核取代反应。反应实际分两步进行。第一步是酰基碳上发生亲核加成,形成一个带负电的中间体。第二步,中间体消除一个离去基团。所以不是单纯的取代反应。因为从形式上看好像是发生了取代反应,高中阶段有些人是按亲核取代反应,给这类型的反就定义成分子内取代。但这显然不够严谨。

分子内的酯化反应既然难定义为取代反应,那它属不属于消去反应呢?? 这相信是很多同行或者学生所会提出的。因为分子内的酯化反应脱掉了小分子水,类似于消去反应:消去反应也脱掉水和卤化氢等小分子。所以,很多人说分子内的酯化反应不属于取代,但属于消去。

高中阶段,消去反应是说分子内脱掉水和卤化氢等小分子而形成不饱和化合物。分子内的酯化反应脱掉了水分子,虽然没有形成不饱和键,但分子内酯化后成了环,从链状成了环状,根据不饱和度的计算[(2N+2)—M]/2 N为碳原子个数M为氢原子个数,成环后不饱和度增加。由此看来,分子内的酯化,定义为消去反应更为适合。

这就像乙酸乙酯的水解反应或者卤代烃的水解反应都属于取代反应,但如果是γ-环内酯水解生成γ-羟基丁酸,那么这个水解反应还是取代反应了吗?当然不是,它是加成反应,因为这个反应减小了反应物的不饱和度。所以,阿柯认为分子内的酯化反应定义为消去反应更为适合。

不过高中阶段的考试当中,应该回避这类教参教科书没有界定的、存在争议的问题(当然,或许没有争议,但高中阶段不好解释),因为取代反应与消去反应两者本来就存在定义上的重叠。类似的问题,还有卤代烃分子内去掉HX,而成环状,属于亲核取代,还是定义为消去?哈哈……所以这类问题高中阶段还是回避。

关于2012年广州一模理综化学试题的几点疑问

2012年的广州一模考试已经结果,今天试理综试卷已批改完毕。关于这次的广州一模,说实在地,有点出乎于阿柯的意料。由于2010年高考是文综理综的第一年,命题都很谨慎,难度较容易,所导致一些教育优势的地区有不满情绪,说他们学生的良好素质,在试题过于容易面前体现不出优势。这种不满情绪过多的情况就是导致2011年高考的理综化学难度较大,出现理综三科总份普通下降的现像。

今年的广州一模,应该是顺应大多数的推测,今年的难度应该下降,绝不会像2011年那般难。另外一种考虑应该是第一次模拟,容易一些也可以使学生攒下最后冲刺的信心。所以,试题容易,可以理解。但试题中的一些难易梯度的设置,阿柯还是有些疑问。为因最后一道16份的实验探究性的实验题素质好一点的学生几乎可以在2分钟内完成答题,并且拿到16分满分或接近满分!!相信师生都清楚,这题根本不用怎么动笔,仅默算几下就可以得出答案。并且在最后的实验探究填空中,对考察学生实验设计和步骤描述的关键填空中,答案可以直接从题干中照抄下就得了!对此阿非常费解。

另外,按照这两年的高考要求,化学计算题不再单独出题考。也就是涉及的化学计算不需要详细的步骤,只需得出结果就得了。但31题中的求平衡常数K时,就要求写出详细的步骤,并且按步骤给分。难道今年高考化学计算又要求详细过程了??

最后,一个疑问仍然是31题的催化剂对化学反应影响的能量变化图。这个图教科收选修4上有的。但不同的是,这次的参考答案给出来的图有催化剂使活化能降低的曲线竟不是平滑的,而是中间有降低再升高的波浪曲线(看过参考答案的都明白,在此就不上图了),这与教科书上的图上的平滑曲线是不相符的。不解!

当然,排除上面阿柯的几点疑问之外,这次广州一模理综化学知识点囊括还是比较齐全的,重点、热点等知识点都能在选项和选题中体现。试卷是批改完了,总成绩还没加好,估计明天会出成绩。好像明天上午得就把成绩上传到广州上面,学校也要派老师上广州分一模分析会。期待明天有个好成绩吧,这样对于学生来说,可以增加一下信心!嘿嘿

加入惰性气体增大压强对化学平衡移动的影响

外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响,是高考常见的题目。此类题型要求同学们理解化学反应速率和化学平衡的内涵,掌握两者之间的内在联系和外界条件对两者的影响。其中充入惰性气体对化学反应速率和化学平衡的影响是同学们普遍感到棘手的问题。阿柯现就相关知识点分析整理如下:

先弄清楚化学平衡移动的原因:

(1)平衡移动的根本原因是V正≠V逆

V正>V逆:平衡向正反应方向移动

V正<V逆:平衡向负反应方向移动

(2)平衡移动方向可以据勒沙(夏)特列原理判断

如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),就向能够削弱这种改变的方向移动。

对于可逆反应aA(g)+bB(g) = cC(g)+dD(g)在一定条件下达到平衡,充入惰性气体,其影响一般分为两种情况。
一、恒温恒容
充入惰性气体,虽然容器中气体的总压强增大,但因容器体积不变,可逆反应中各气体的分压不变,其浓度也没有改变,不论可逆反应中气体反应前后的总体积是否发生变化,其化学反应速率都不受影响,化学平衡不发生移动。
二、恒温恒压
充入惰性气体,为了保持恒压,则容器的体积必须变大,活塞外移,导致可逆反应中各气体的浓度都同时变小,相当于减小各气体压强,正逆反应速率都同时变小,对于反应前后气体体积没有变化的可逆反应(即a+b=c+d),正逆反应速率同等程度地减小,平衡不移动;对于反应前后气体体积发生改变的可逆反应(即a+b≠c+d),平衡向气体总体积增大的方向移动

提示 对于有气体参加的可逆反应,当充入其他不参与反应的气体时,对化学反应速率和化学平衡的影响与惰性气体的影响相似,但要注意是恒温恒容,还是恒温恒压。