例析高中化學(xué)十誤區(qū)

周興偉

誤區(qū)一：氯化氫、氯化鈉溶于水是物理變化的誤區(qū)

分析 化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊的化學(xué)鍵斷裂新的化學(xué)鍵生成。如果按此原理解釋，那么氯化氫、氯化鈉溶于水發(fā)生電離形成對(duì)應(yīng)的離子，只存在舊鍵斷裂而沒(méi)有新的化學(xué)鍵形成，應(yīng)該都屬于物理變化。

那么在教學(xué)中，有些學(xué)生就會(huì)問(wèn)：氯化氫溶于水生成水合氫離子不也是有新鍵形成嗎？

對(duì)此可做如下解釋：

其實(shí)溶解的過(guò)程包括兩個(gè)方面：一個(gè)是擴(kuò)散過(guò)程，另一個(gè)是水合過(guò)程。二者溶于水時(shí)既有擴(kuò)散又會(huì)形成水合離子，所以氯化鈉、氯化氫溶于水既是物理變化又是化學(xué)變化。但從矛盾的主要方面來(lái)看，氯化鈉是以擴(kuò)散過(guò)程為主，溶于水是物理變化，而氯化氫溶于水則是以水合過(guò)程為主，是化學(xué)變化。

誤區(qū)二：具有丁達(dá)爾現(xiàn)象的分散系一定是膠體的誤區(qū)

分析 丁達(dá)爾現(xiàn)象是區(qū)分膠體和溶液的最簡(jiǎn)單方法。那么是否能夠發(fā)生丁達(dá)爾現(xiàn)象的分散系一定是膠體呢？

在光的傳播過(guò)程中，當(dāng)光線照射到粒子時(shí)，如果粒子大于入射光波長(zhǎng)很多倍，則發(fā)生光的反射；如果粒子小于入射光波長(zhǎng)，則發(fā)生光的散射，這時(shí)觀察到的是光波環(huán)繞微粒而向其四周放射的光，稱為散射光或乳光。丁達(dá)爾效應(yīng)就是光的散射現(xiàn)象或稱乳光現(xiàn)象。由于溶液中粒子大小一般不超過(guò)1 nm，而膠體粒子介于溶液中溶質(zhì)粒子和濁液粒子之間，其大小在1 nm～100nm，小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)（400 nm～750 nm），因此，當(dāng)可見(jiàn)光透過(guò)膠體時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的散射作用。而對(duì)于真溶液，雖然分子或離子更小，但因散射光的強(qiáng)度隨散射粒子體積的減小而明顯減弱，因此，真溶液對(duì)光的散射作用很微弱。此外，散射光的強(qiáng)度還隨分散體系中粒子濃度增大而增強(qiáng)。

所以說(shuō)，膠體能有丁達(dá)爾現(xiàn)象，而溶液幾乎沒(méi)有，可以采用丁達(dá)爾現(xiàn)象來(lái)區(qū)分膠體和溶液。

實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)有光線通過(guò)懸濁液時(shí)有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)光路， 但是由于懸濁液中的顆粒對(duì)光線的阻礙過(guò)大，使得產(chǎn)生的光路很短。濁液也有丁達(dá)爾現(xiàn)象，特別是分散質(zhì)的微粒接近100nm的時(shí)候，隨著微粒的直徑加大，濁液的丁達(dá)爾效應(yīng)減弱或消失。應(yīng)該說(shuō)丁達(dá)爾效應(yīng)是區(qū)分膠體與溶液的方法，而不是用來(lái)判斷膠體的。

誤區(qū)三：氫氧化鋁與酸堿反應(yīng)的誤區(qū)

1.氫氧化鋁只能與強(qiáng)酸不與弱酸反應(yīng)的問(wèn)題

分析 比如氫氟酸雖是個(gè)弱酸，但是它可以比同濃度下的鹽酸更迅速地溶解氫氧化鋁，原因在于生成的三氟化鋁進(jìn)一步和氫氟酸配合形成極易溶于水且很穩(wěn)定的六氟合鋁酸（H3AlF6），而鹽酸和氫氧化鋁反應(yīng)通常只生成三氯化鋁，由于三氯化鋁易水解沒(méi)有前者穩(wěn)定，所以氫氟酸這個(gè)弱酸反而比同濃度的鹽酸、硫酸等強(qiáng)酸溶解氫氧化鋁速度要快。注意：只能說(shuō)不易和弱酸反應(yīng)，并不一定是絕對(duì)不反應(yīng)。新制備的氫氧化鋁是可以溶解于酸的，其中也包括中強(qiáng)酸和大部分弱酸，但是比醋酸弱的酸，就不易溶解氫氧化鋁了（如碳酸、硼酸、氫硫酸、氫氰酸等就不和氫氧化鋁反應(yīng)）。然而久置的氫氧化鋁就變得不易溶于酸了（包括強(qiáng)酸）。另外，氫氧化鋁和酸的反應(yīng)也取決于生成的鋁離子是否和酸根形成穩(wěn)定的配合物。（中學(xué)階段的考試可以認(rèn)為不反應(yīng)）

2.氫氧化鋁溶于強(qiáng)堿而不易和弱堿反應(yīng)的問(wèn)題

分析 如氨水，如果是稀氨水，則幾乎不與氫氧化鋁反應(yīng)；如果是濃氨水，由于OH-濃度相對(duì)較大，則會(huì)有部分氫氧化鋁溶解，但是生成的偏鋁酸銨部分水解為氫氧化鋁，一部分氫氧化鋁又被濃氨水溶解為偏鋁酸銨，則形成動(dòng)態(tài)的化學(xué)反應(yīng)平衡。

但是可以認(rèn)為氫氧化鋁不和難溶性堿反應(yīng)，原因是溶液中的OH-濃度極小。

誤區(qū)四：濃硫酸溶于水是物理變化的誤區(qū)

分析 當(dāng)硫酸溶解于水時(shí)，一方面是硫酸分子擴(kuò)散在水里，在這個(gè)物理過(guò)程里，要吸收一定的熱量；另一方面又發(fā)生化學(xué)過(guò)程，即硫酸分子跟水分子之間有強(qiáng)的化合能力，生成水合氫離子。

硫酸跟水生成相當(dāng)穩(wěn)定的水合物，如H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·4H2O等（在低溫時(shí)這些水合物可從溶液里以晶體形式析出）。由于形成水合氫離子和各種水合物時(shí)放出大量的熱（1 mol硫酸在20°C時(shí)與過(guò)量的水混合，溶解熱為85.5 kJ），放出的熱量多于吸收的熱量，因此，稀釋濃硫酸時(shí)會(huì)放出大量的熱，其溶于水的過(guò)程是化學(xué)反應(yīng)。

誤區(qū)五：原電池中較活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬為正極的誤區(qū)

分析 這句話在大多數(shù)情況下是對(duì)的。但是如果是Mg、Al連接放入NaOH溶液中，哪一個(gè)是負(fù)極？如果是Cu、Al連接放入濃硝酸中，哪一個(gè)是正極？

原電池中的正負(fù)極是由電極電位所決定的，而電極電位與相關(guān)條件（如介質(zhì)）有關(guān)。以上所說(shuō)兩例中均是較不活潑的金屬為負(fù)極，而原來(lái)的描述對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)也并無(wú)不妥，關(guān)鍵是在理解時(shí)應(yīng)該清楚它不是什么公理公式，只是在大多數(shù)情況下如此判斷。

我們知道，原電池反應(yīng)實(shí)質(zhì)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，所以對(duì)這種問(wèn)題我們不妨換個(gè)角度看：把正極和負(fù)極兩種金屬組成的合金投入溶液，哪種物質(zhì)反應(yīng)或哪種物質(zhì)更容易自發(fā)的與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，它就是負(fù)極。

誤區(qū)六：氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的誤區(qū)

分析 這句話本身并沒(méi)有問(wèn)題，但應(yīng)該注意的是：

1.該規(guī)律成立的前提是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

2.通過(guò)某些反應(yīng)比較判斷出的強(qiáng)弱順序不一定能引申到其他反應(yīng)中。

如果把該規(guī)律引申到非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)中，那就是錯(cuò)誤的。如若從電解水反應(yīng)中得出H2O的氧化性大于O2，那就違背事實(shí)了。

物質(zhì)的氧化性和還原性強(qiáng)弱（實(shí)際是電極電位高低）與物質(zhì)的本性、外界條件（如溫度、濃度、酸堿性等）有關(guān)。物質(zhì)本身的性質(zhì)才是主要影響因素，但當(dāng)本身氧化性（或還原性）強(qiáng)弱比較接近時(shí)，外界條件的改變可以顛倒其順序。如：

而電鍍鋅時(shí)陰極上卻是Zn2+放電而非H+。因此在比較氧化性（或還原性）強(qiáng)弱時(shí)應(yīng)該是有前提的（即反應(yīng)發(fā)生時(shí)的條件），不能隨意引申，否則就會(huì)得出相反的結(jié)論。

誤區(qū)七：完全由非極性鍵構(gòu)成的分子是非極性分子的誤區(qū)

分析 人教版選修三《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》（只含非極性鍵的分子一定是非極性分子）。大多數(shù)情況的確如此，但O3是完全由非極性鍵組成的，如果說(shuō)它是非極性分子，卻是錯(cuò)誤的。

實(shí)際上判斷一種物質(zhì)是極性分子還是非極性分子，應(yīng)該看分子的正電中心和負(fù)電中心是否重合，而正負(fù)電荷中心是否重合，可通過(guò)觀察其空間結(jié)構(gòu)是否關(guān)于中心對(duì)稱來(lái)判斷。O3分子結(jié)構(gòu)是V形，分析其成鍵情況知：中心氧原子與兩邊的氧原子電子云并不相同（有點(diǎn)類似SO2），所以鍵還是有點(diǎn)極性的，因而分子也是有極性的，這點(diǎn)也可以從O3性質(zhì)得到證明（沸點(diǎn)160.6K比O2沸點(diǎn)90K高不少、在水中溶解性比O2大10倍）。

誤區(qū)八：復(fù)分解反應(yīng)條件之一是生成難溶物質(zhì)的誤區(qū)

分析 新、舊人教版教材在闡述復(fù)分解反應(yīng)的條件時(shí)都說(shuō)“復(fù)分解反應(yīng)條件之一是生成難溶物質(zhì)”。其實(shí)這樣說(shuō)會(huì)給學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生誤區(qū)，不少學(xué)生會(huì)認(rèn)為只有生成難溶物質(zhì)才會(huì)有沉淀。實(shí)際上在一定條件下，溶質(zhì)的量只要超過(guò)溶解度所允許值，不論難溶物質(zhì)還是易溶物質(zhì)都能沉淀，（如向飽和碳酸鈉溶液中通CO2就會(huì)析出沉淀），反應(yīng)也就因此而發(fā)生了（誤區(qū)是學(xué)生往往把生成沉淀和析出晶體分開(kāi)來(lái)理解，而從溶解平衡角度來(lái)說(shuō)這實(shí)際是一回事）。建議教材把“復(fù)分解反應(yīng)條件之一是生成難溶物質(zhì)”改成“復(fù)分解反應(yīng)條件之一是生成沉淀”，這樣會(huì)更嚴(yán)謹(jǐn)。

中學(xué)化學(xué)中由微溶物轉(zhuǎn)化成難溶物、難溶物轉(zhuǎn)化成難溶物、易溶物轉(zhuǎn)化成易溶物（沉淀）的例子并不少，可以讓學(xué)生從溶解平衡角度來(lái)理解復(fù)分解反應(yīng)，這樣在知識(shí)上和能力上都會(huì)得到提高。反之，有些學(xué)生總是很難理解為什么侯氏制堿法中NaHCO3會(huì)生成且析出。

誤區(qū)九：弱堿陽(yáng)離子與弱酸根不能大量共存的誤區(qū)

分析 弱堿陽(yáng)離子與弱酸根不能大量共存，這不能一概而論。

在中學(xué)階段不少資料上的離子能否共存習(xí)題中都認(rèn)為：弱堿陽(yáng)離子與弱酸根因發(fā)生雙水解而不能大量共存，這是錯(cuò)誤的。如醋酸銨、碳酸氫銨等就是弱堿陽(yáng)離子與弱酸根可以大量共存的例子（如NH+4和HCO-3、CO2-3、S2-、HS-等雙水解不能進(jìn)行到底而能大量共存）。而有些弱堿陽(yáng)離子與弱酸根互促水解程度大，甚至生成沉淀或氣體脫離反應(yīng)體系而不能大量共存（如Al3+和HCO-3、CO2-3、S2-等），所以在命題和教學(xué)中應(yīng)該注意加以區(qū)分，不能犯科學(xué)性錯(cuò)誤。

誤區(qū)十：Ca2+與HCO-3能大量共存的誤區(qū)

有些離子不能大量共存，但在中學(xué)化學(xué)階段卻誤認(rèn)為能大量共存，如從澄清石灰水中通入CO2先有沉淀后溶解，就認(rèn)為Ca2+與HCO-3能大量共存就是不對(duì)的。

將0.05 mol/L CaCl2與0.50 mol/L NaHCO3兩溶液相混合卻發(fā)現(xiàn)可以生成CaCO3沉淀。理論上分析，當(dāng)NaHCO3溶液的物質(zhì)的量濃度低于0.50 mol/L、CaCl2溶液的濃度低于1×10-5 mol/L時(shí)，或二者的濃度都很小時(shí)，相互滴加就難以觀察到渾濁。而中學(xué)化學(xué)中這一實(shí)驗(yàn)一般是定性實(shí)驗(yàn)，所以配制的溶液濃度都不會(huì)太低，因此，認(rèn)為Ca2+與HCO-3能大量共存，似乎不太妥當(dāng)。

不僅如此，若用0.08 mol/L的BaCl2溶液代替CaCl2溶液，也能產(chǎn)生明顯渾濁現(xiàn)象。而由澄清石灰水制的Ca（HCO3）2濃度是很稀的，故能溶解。

理論和實(shí)驗(yàn)都證明：NaHCO3溶液和CaCl2溶液濃度越低越難產(chǎn)生渾濁。所以筆者認(rèn)為：Ca2+與HCO-3能大量共存是缺乏理論依據(jù)的。

總之，化學(xué)基本觀念的形成既不可能是空中樓閣，也不可能通過(guò)大量記憶化學(xué)知識(shí)自發(fā)形成，它需要學(xué)生在積極主動(dòng)的探究活動(dòng)中，深刻理解有關(guān)化學(xué)知識(shí)和核心概念，并通過(guò)在新情景中的應(yīng)用，不斷提高頭腦中知識(shí)的系統(tǒng)性和概括性水平，逐步形成對(duì)化學(xué)的總括性認(rèn)識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究完善對(duì)知識(shí)的整合，提高學(xué)生的知識(shí)水平和思維能力，在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)就不會(huì)陷入知識(shí)誤區(qū)。

（收稿日期：2015-05-18）