氢气燃烧产物中存在过氧化氢成分质疑及分析研究

１０

化学教学２００７年．第９期

上（转移过程中总有一少部分损失）。我校高一年加热．以便及时控制温度。

级１０个班，一个班一个小组用去ＣＣＬ按２ｍＬ计算，４三种方法的比较

。

一个班级２８组（两人一组】用去５６ｌｌｌＬＣＣｌ４，１０个班硝酸银法由于反应中有沉淀物生成．可用过滤

级共用ＣＣｌ．５６０１１ｌＬ．按此方法可回收ｃｃＬ５０６ｍＬ。法分离固液混合物，由于ＣＣｌ‘的存在．沉淀物比较

回收的ＣＣｌ。仍然可以重复使用。用去的硝酸银的质

粘稠，难以过滤清．最好用针筒抽吸的方法。如图量仅约为１．１２‰这种方法我们暂称为硝酸银法。

所示。

这样，既节约了大量的ＣＣＬ。又防止了碘的四氯化碳萃取废液倒人下水道造成对环境的严重污染，但Ａ州０３的价格较贵．成本偏高。

３．２过氧化氢法

除此法以外。还有一种简便方法：从资料查得圆．碘可与过氧化氢和碳酸氢钠混合液发生反应：

过氧化氢法由于生成的ＮａＩ在水溶液中．生成

１２＋Ｈ２０一２ＮａＨＣｏ，一２ＮａＩ＋ｃ０２Ｔ十０２Ｔ

的气体逸出，便于用分液漏斗进行分离。此法操作

．于是，我们对这反应进行了验证性实验。简单，ＣＣｋ回收率可高达约１００％。很适宜中学化

［实验４］取１０ｆＩｌＬ学生实验后的碘的ＣＣＬ萃取

学实验室对碘的四氯化碳萃取液进行四氯化碳的回液于大试管中，先加入２０滴饱和ＮａＨＣ岛溶液，后

啦。

加入３０％的Ｈ２０：溶液。液体只是分层，没有其他现蒸馏法操作起来比较麻烦。费时。蒸馏出来的象。振荡后紫红色逐渐变浅。并有大量气体产生。ＣＣｋ易挥发污染环境。其优点是不消耗其它药品。

静置后ＣＣＬ层仍有气泡产生。弃去上层清液。继续

加人１０滴饱和ＮａＨＣ０３溶液和１０滴Ｈ：０２溶液振荡。

参考文献：

颜色全部褪去。移人分液漏斗进行分液．得到纯净

ｆ１】浙ｊ工名鬟育斤置研宣．化荦宾壁手哥圈．必惨２・苏基版．

的ＣＣｋ

新讧最育士越壮．２００７．１．

３．３蒸馏法

圆●忠＾．王音，．无机化学丘应方租式手臂口咽．湖南科技

，．

蕞育出版社．１９８２．

从资料查得Ｈ单质碘的沸点为１８４．３５℃．ＣＣＬ的【３】中山太学等枉无机化学实验（母订版）［Ｍ】高等教育出版社．沸点为７６．８℃．温差相差１０７．５５℃。完全可以用蒸

１朔１．

馏的方法来回收ｃｃｋ。不过．蒸馏的时候需要水浴

［４】韩建＾．茼易化学手昔嗍．上海裁育出版社．１９８２９

氢气燃烧产物中存在过氧化氢成分质疑及分析研究

丰明奈－．季梦影ｚ

（１．盐城市田末炳中学．江苏盐域

２２４００２；２．盐域中荦．江苏盐城２２４００３）

文章编号：１００５．６６２９删）ａ７）０９—００１０—０２

中圈分类号：Ｃ６３３．８

文献标识码：ｃ

１研究起因

粉Ⅺ试纸（溶液）变蓝。所有这些事实都表明，Ｈ，

最早涉及到“氢气在空气中燃烧产物可能存在在空气中燃烧有可被检验的Ｈ：仉生成，这是为什

过氧化氢“的是‘化学教育）２００４年第９期的一篇么？”。在２００４年苏州市化学年会上．有人当场用

题为“对中学化学实验教学的实证探索和理性思ＫＭｎＯ。酸性溶液、淀粉Ⅺ试纸检验Ｈ疵空气中燃烧

考”的文章。在文章中有这样一段文字：。Ｈ２在空产物中的。Ｈ２０：”。接着，该反应被作为信息“包

气中燃烧形成的Ｈ：焰：①Ｈ：燃烧生成的水能使淀粉装”出现在２００５年江苏省苏州市调研试卷中和２００６Ⅺ试纸（溶液）变蓝；②在Ｈｚ燃烧的内焰上方搁放年福建省龙岩市调研试卷中。目前市面上流行的各一片湿润的淀粉Ⅺ试纸．并不停地移动（让Ｈ：不完种资料中，Ｈ，燃烧生成Ｈ２０：的提法频频出现。这个全燃烧）．你会发现淀粉纸变蓝了；③把Ｈ：焰对着

反应能否发生引起了我们的兴趣。

一小块球燃烧．当冰块熔化，熔化后的水也能使淀

２质疑

万　

方数据

竺里竺：竺！塑

：

塞竺皇竺堑里竺

发。

！！

氢气燃烧有没有可能生成Ｈ２０２７如果有可能．

计算结果推知：氢气燃烧生成Ｈ烛反应不可能自

ｆ这里认为各热力学常数在２５℃反２５００℃条件

下是一致的，显然不要；但仍不失为一种推测的手

怎样检验？仅凭复气在空气中燃烧生成的水能使Ⅺ

淀粉试纸变蓝．或能使酸性高锰酸钾溶液褪色等这些现象就断定。未免太武断了。氢气燃烧能不能生成Ｈｄ０２，我们不防先从理论上寻求支撑点。

３理论探析

３．１根据元素周期律分析

段——编者）。

上述元素周期律分析和在实验条件下摩尔吉布斯自由能变化量数据推测都清楚地说明：氢气在氧气中燃烧反应只能生成Ｈ２０，而不可能生成Ｈ２０：。

氢元素处于元素周期表中第一主族。在这一主

族中按氢、锂、钠、钾、铷、铯等顺序．元素的金属性逐渐增强。大家知道．钠常温暴露在空气中会被氧化生成氧化钠．燃烧时生成的是过氧化铺。钾

那么．为什么氢气在空气中燃烧生成的水能使淀粉Ⅺ试纸变蓝呢？试想。如果氢气在空气中燃烧能生成过氧化氢的话，那么氢气在氧气中燃烧也一定能生成过氧化氢。能否运用对比实验，解开其中奥秘

呢？

４对比实验研究

‘

比钠活泼，燃烧反应更剧烈。氧化产物比过氧化物复杂。在室温时，铷和铯遇到空气就会立即燃烧。

氧化产物更加复杂。而锂不如钠活泼，在空气中燃

烧只能生成氧化锂（Ｌｉ如），不生成过氧化锂。氢已

属于典型的非金属元素了。由此可以推测．氢气与氧气反应只可能生成Ｈ２０，而不可能生成Ｈ扣：。

．

实验一：用一洁净的玻璃片罩在纯氢气在空气中燃烧火焰的上方．聚集的液体用淀粉ＫＩ试纸检

验，变蓝。

实验二：将燃烧着的纯氢气的导管伸人到纯氧气的集气瓶中，燃烧异常剧烈．并炸裂集气瓶，将

３．２根据计算实验条件下摩尔吉布斯自由能经查得耜关热力学数据（２９８．１５Ｋ）如下：

的变化来推断

残留的液体用淀粉Ⅺ试纸检验。不变蓝色。

５结论

物质如ｍＨ丑Ｈ扣２

状态

ｇｇ

Ｅ

△Ｈ，／仕Ｊ・ｍｏｒｌ）

００－２４ｌ，９２。一１３６．３ｉ

△ＩＧ棚ｄ・ｍｄ４）

０

。

剐Ⅱ・Ｋ．１－ｍｎ

１３０５７

上述实验事实清楚地告诉我们：氢气在纯氧气

中燃烧产物是水，氧气在空气中燃烧产物除水外，

Ｏ—２２８．５９－１０５．６０

２咕０３

１８９．７１５２３２五

还含有其它杂质。这些杂质与空气中的某些成分有关。一种解释是：氢气燃烧时放出大量的热．在高

温时．空气中的氮气与氧气发生反应生成氮的氧化物如ＮＯ、Ｎ０２等，这些氮的氧化物溶解在水中使Ｉ。、

ｇ

同时．查得通常氢气在纯氧气印燃烧的温

度可达２５００℃左右。

｛１）判断反应Ｈ２＋ｌ，２０，Ｈ：０能否发生

△ＩＧ。（２９８ｋ）＝一２２８．５９ｋＪ・ｍｏ一△正｛Ｉ（２９８ｋ）＝一２４１，８２ＫＪ・ｍｏｌｄ

、Ｆ一等还原性离子氧化成１２、Ｆｅ“。同时也能将ＭｎＯ．还原为Ｍ矿。考虑到氢气在空气中燃烧不如在纯氧

气中剧烈。温度达不到２５００℃．从△ｒＧｍ数据上分析。生成过氧化氢可能温度必须在１０５０℃以下。能否通过控制温度生成过氧化氢，还有待进一步研

△＆（２９８ｋ）一（１８８．７１５一１３０．５７—２０５．０３国Ｊ・

Ｋ４－ｍ０１．１＝—Ｈ．３７Ｊ・Ｋ・ｍｏｌ“

ｏ

究。

，

在２５００℃时。摩尔吉布斯自由能的变化为：△ｆＧ。＝△田。－Ｔ△．Ｓ。＝一２４１．８２ｋＪ・ｍ０１．１—２７７３Ｋ×

参考文献：

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【２】董晚东氩托番在焊接领域的应甩研宽湖南肄业科鞋册ｉ９９８．２５（２Ｊ，ｓ一矗

【３ｌ昔通高中课租辑准宾壁教科书（化学选沓１－化荦与生活）圈．人氏鞋育出蓝社．２００６：昭．

【４ｌ＾氏蕾育出版杜化学主．击日■普通南衄中学董科书．化学（必謦）弟一昔嘲．靶京：＾民蕞＿｜出版社．２０ｎ卫

（—“．３７Ｊ・Ｋ４・啪ｌ‘’，１０００Ｊ加一１１８．７８Ｉ【Ｊ・ｍｏｌ４＜Ｏ。

由数据计算结果判断得出氢气燃烧生成｝ｂ０的反应

是能发生的。毫无疑问。这也符合事实。

（２）判断反应Ｈ２＋０广，Ｈ２０：能否发生

△Ｊ‰（２９８ｋ）一１０５．６ｌ【Ｊ・ｍｌ一

△正１ｍ（２９８ｋ）＝一１３６－３１ｋＪ・ｍｏｌ＿ｌ

△＆（２９８ｋ）－２３２．６一１３０．５７之０５．０３—１０３Ｊ．

Ｋ４・ｍｏｌ４

阎爿怀乐．甘中学化学赛齄戢学的嘉证掉索和窟性思考．化学

麓育田２００４．９．

１６】土囊．氢＾耳刊机与传统气蚪捌谴‘甘比分析．湖南蛛生斗鞋田．２００１．鸳圆．

当温度在２５００。ｃ时，由公式△，Ｇ庐△且。可△怠

算出生成Ｈ：０，的摩尔吉布斯自由能变化为：

△岛＝△且。．Ｔ△Ｓ。＝一１３６．３１ｌ【Ｊ・Ｈｌｏｌ。１－２７７３Ｋ×

（一１０３Ｊ・Ｋ－１・ｍｏｌ＿１），１０００】ⅨＪ＝１４９．３１ＫＪ・Ｉ∞ｌ－１＞Ｏ。由

【７】傅献彰．洗文ｔ．＊天扬抽夏化学（第四越）叫】．｜匕索：

高等越育出丘社．２００２：们４—４７８．

万方数据　

氢气燃烧产物中存在过氧化氢成分质疑及分析研究

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

季明余， 季梦影

季明余(盐城市田家炳中学,江苏盐城,224002)， 季梦影(盐城中学,江苏盐城,224003)化学教学

EDUCATION IN CHEMISTRY2007(9)

参考文献(7条)

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