浓硫酸特性产生原因的探讨

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  基础教育课程改革在我国全面推开,新课程改革是促进教师专业发展的极好机遇.教师在课改实施中寻找问题,并积极寻找解决问题的办法.教师要理解新教材,创造性地使用它,开发补充教材,要善于把问题变为课题,增强课题研究意识和创新意识,以课题研究带动新课程改革质量的提高.在新课改新教材背景下,教师在教学过程中起着组织者,参与者和促进者的作用,所以,教师要有自主决策、反思和研究能力,应该在教学实践中学习、思考和研究,通过“教学即研究,问题即课题,成长即成果”的校本研修方式达成教师专业发展.
  在讲解硫酸一节知识中,笔者对浓硫酸稀释时放出大量的热,并且有强烈的吸水性、脱水性和氧化性有几点疑问:课文中指出,三氧化硫被水吸收生成硫酸,同时放出大量的热.单从化学方程式上来看,吸收三氧化硫的似乎是水,但实际上水吸收的效率很低,并且得不到高浓度的硫酸.因为在气相中水蒸气分子数有很多很多,三氧化硫跟空气中的水蒸气分子迅速结合,并生成了硫酸分子,此时,还来不及溶解在水里,就发生了硫酸蒸气过饱和现象而凝结成了酸雾.而酸雾是悬浮在空气当中的,进一步影响了三氧化硫的吸收.而产生了硫酸的浓度影响了三氧化硫的吸收.笔者则认为这不是一个简单的浓度问题,它应该是浓硫酸中含有发烟硫酸,是其中的三氧化硫所起的作用.为了清楚地说明问题,现对硫酸的制取和部分性质作以下简要回顾.
  根据普通化学中硫酸的制造:“……先用浓硫酸吸收三氧化硫蒸气,生成焦硫酸”,化学方程式如下:
  SO3+H2SO4 → H2S2O7,H2S2O7+ H2O→H2SO4.
  以上两个反应都是极放热反应,笔者认为应是可逆反应,且反应不完全.该书P105页又写道:纯硫酸是一种无色的油状液体,它的凝固点是+10℃,它加热时发烟,由于硫酸分解成水与三氧化硫,硫酸在加热时蒸发损失的三氧化硫比水多,一直到酸的浓度为98%时为止,这种浓度的酸在338 ℃时沸腾而不再改变它的浓度,这种酸就是以浓硫酸出售的产品.上段第一化学方程式中说明蒸发时硫酸含有大量的焦硫酸,H2SO4·XSO3 →H2SO4+ XSO3 否则怎么会出现损失的三氧化硫比水多呢?第二化学方程式说明此反应是可逆反应,出售的浓硫酸仍含有焦硫酸.
  该书P102写道:液态三氧化硫在潮湿空气中发烟,并以高度放热反应而溶于水生成硫酸.在基础化学上册P199写道:三氧化硫是无色易流动的液体,44.8 ℃时沸腾,16.8 ℃时凝固.说明焦硫酸打开瓶盖就冒烟,是三氧化硫所致,实践是检验真理的唯一标准,现用发烟硫酸与浓硫酸做过对比试验,记录分析如表1所示.
  铜与浓硫酸的反应,加热有三氧化硫放出,铜首先与三氧化硫反应生成氧化铜和二氧化硫.然后,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜.从实验可知:①如前所述,浓硫酸和发烟硫酸的制取过程存在着可逆状态,这两种酸在单独存在时是很稳定的共存体系,一旦接触纸、木屑等易吸水物质,立即打破原来稳定的平衡,分解产生出游离的三氧化硫,从而才显出各种特性.②发烟硫酸比浓硫酸潜含三氧化硫要多,加热释放得更快也更多,所以从外观上表现出的特性更为剧烈.稀硫酸中不含三氧化硫,因此只有酸的通性而不具上述特性.总之,在高中化学教学中,教师要善于带领学生从课本知识点上去探索问题、去发现问题、去解决问题.
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  江苏省盐城市伍佑中学 (224041)
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