高中化學各種液體（中學化學中形形色色的各種）

2023-09-15 04:56:06

中學化學中常常會遇到許多的「水」，它們各有各的成分，各有各的性質，各有各的用途，給化學增添了豐富的知識，構成了化學中的一道美麗的風景。掌握化學中的這些「水」，對於學好化學有非常重要的作用，因此，本文特將中學化學中的各種「水」歸納如下：

⒈ 水

純淨的水是一種無色、無臭、無味、透明的液體。不易導電。在常壓下，水的凝固點（冰點）是0℃，沸點是100℃，水是一種極性很強的物質，對很多物質的溶解能力強，是一種良好的溶劑。

水分子在通常狀況下是很穩定的，但在高溫(2000 ℃以上）或電流的作用下，能分解生成氫氣和氧氣。水的主要性質如下：

⑴ 潮解作用

如CaCl2、NaOH 等物質，當與空氣接觸時，可從空氣中吸收一些水分，在其表面形成該物質的濃溶液，因此這些藥品常用作乾燥劑。

⑵ 水化或水合反應

CuSO4 5H2O=CuS04·5H2O

CaO H2O=Ca(OH)2

⑶ 做氧化劑 2Na 2H20=2NaOH H2↑

⑷ 做還原劑 2F2 2H20=4HF 02

⑸ 既做氧化劑又做還原劑

2H2O =通電=2H2↑ 02↑

⑹ 既不做氧化劑又不做還原劑（參與氧化還原反應只做介質）

Cl2 H20=HCl HClO

⑺ 做鑑別試劑

如用H20可鑑別三種無色液體苯、CCl4、酒精。

⒉ 氯水

氯氣的水溶液，新制的氯水呈黃綠色，有刺激性氣味，含有Cl2、HClO、H20三種分子和Cl-、ClO-、H 、0H-四種離子。

久置的氯水因為發生反應

Cl2 H2O=可逆=HCl HClO、

2HClO=可逆=2HCl O2，

所以，久置的氯水應該是稀鹽酸。通常如果沒有特殊說明一般指新制的氯水。

由於氯水中成分較複雜，因此氯水具有下列多重性質。

⑴ 氯水中有Cl2,所以呈黃綠色，具有Cl2的強氧化性，如氯水能使潤溼的Kl澱粉試紙變藍（用於對Cl2收集的驗滿），能與S02、亞硫酸及其鹽、FeBr2等發生氧化還原反應。

⑵ 新制的氯水中有HClO，HClO具有強氧化性、故氯水具有漂白性。

⑶ 因氯水中有HCl，所以氯水能與鎂粉反應放出氫氣，能與Na2CO3、CaCO3等反應產生CO2,能與硝酸銀反應生成白色沉澱。

⑷ 具有次氯酸的弱酸性。

⑸ 氯水性質的多重性同時表現。如：

① HCl的酸性與HClO的漂白性同時表現，所以新制氯水可使石蕊試液先變紅後褪色。

② 向氯水中加入NaOH溶液時，HCl和HClO分別同時與NaOH反應，生成NaCl、NaClO，反應為：

Cl2 2NaOH=NaCl NaClO H20

⑹ 氯水中有大量H20，加入無水CuSO4將會出現藍色。

⒊ 溴水

溴的水溶液呈橙色，溴水的顏色是由於溴分子的存在引起的，隨濃度的增大而顏色變深。

在溴水中存在下列可逆反應，

Br2 H20=可逆=H Br- HBr0，

具有氧化性、腐蝕性(Br2的存在所致），主要性質如下：

⑴ Br2的氧化性：加入鎂粉、還原性的NaSO3、SO2及可溶性的碘化物等與溴反應而褪色：

Mg Br2=MgBr2

SO2 Br2 2H20=2HBr H2SO4

Na2SO3 Br2 H2O=2NaBr H2SO4

Br2 2NaI=2NaBr I2

⑵ 加入NaOH、AgNO3消耗H 或Br-而使Br2不斷反應而褪色。

Br2 2NaOH=NaBr NaBr0 H20

Ag Br-=AgBr↓

⑶ 與有機物的反應：與不飽和烴的加成、與苯酚的取代反應以及和醛的氧化反應。

CH2＝CH2 Br2→CH2Br-CH2Br

C6H5-OH 3Br2=C6H2Br3-OH

⒋ 碘水

碘的水溶液，黃棕色，碘水的顏色是由於碘分子的存在形成的，隨濃度的增大而顏色變深。

在碘水中存在下列可逆反應：I2 H20=可逆=H I- HIO，反應進行的程度較氯水和溴水弱，具有弱氧化性和酸性。

主要性質有：可以和Al、Fe粉反應，遇澱粉溶液變藍色是其特徵反應，常用於碘和澱粉的相互鑑別。

⒌ 雙氧水

H202的水溶液，俗稱雙氧水，其性質主要有不穩定性、氧化性、還原性、弱酸性。主要作用有用作消毒劑，廣泛應用於化學、造紙、紡織、食品、醫療衛生、電子、輕工等行業的合成、脫墨、漂白、顯色、消毒。還應用於三廢治理，特別是廢水處理。主要性質如下：

⑴ H202是二元弱酸，具有酸性;

H202＝可逆=H HO2-,

HO2-=可逆=H O22-

⑵ 氧化性

在酸性條件下H202的還原產物為H20,在中性或鹼性條件下其還原產物為氫氧化物。

H202 2KI 2HCl=2KCl I2 2H20

2Fe2 ＋H202 2H =2Fe3 2H20

H202 H2S=S↓ 2H20

H202 SO2=H2S04

(3) 還原性

H202的氧化產物為O2。

2KMn04 5H202 3H2SO4=2MnSO4 K2S04 5O2↑ 8H20

H2O2 Cl2=2HCl 02

⑷ 不穩定性

2H2O2=△MnO2=H20 02↑

（實驗室快速製取少量O2的方法）

⒍ 氨水

氨的水溶液，氨溶於水時，大部分NH3與H20通過氫鍵結合形成一水合氨(NH3.H20)，故氨極易溶於水形成氨水。

在通常狀況下，1體積水能溶解約700體積氨。氨水的密度小於純水，且濃度越大，密度越小。

氨水是弱電解質溶液，但電解質是NH3·H20，不是NH3。計算氨水的質量分數或物質的量濃度時，溶質是NH3而不是NH3·H20。

氨水對許多金屬有腐蝕作用，所以不能用金屬容器盛裝。一般情況下，氨水盛裝在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷容器裡。實驗室中氨水應密封保存在棕色試劑瓶中並置於冷暗處。

NH3.H20是一種弱鹼，能發生微弱電離生成NH4 和OH-，所以氨水中存在如下平衡：

NH3 H20=可逆=NH3·H20=可逆=NH4 OH-

可見氨水中含有六種粒子：三種分子(H2O、NH3.H20、NH3)和三種離子(OH-、NH4 、極少量H )，其濃度大小關係為：

c((H2O)＞c(NH3.H20)＞c(NH3)＞c(OH-)＞c(NH4 )＞c(H )。

由於其成分的複雜性．氨水具有多重性質,主要性質如下：

⑴ 易揮發性：氨水中存在著游離的氨分子，氨分子易揮發。

⑵ 不穩定性：NH3·H20不穩定，受熱或見光易分解為NH3和H2O。

NH3·H2O=△=NH3 H20

⑶ 弱鹼性：由於氨水中NH3·H20能部分電離出OH-，所以氨水顯弱鹼性。

① 能使無色酚酞試液變紅色，紫色石蕊試液變藍色；能使溼潤的紅色石蕊試紙變藍。實驗室中常用此性質檢驗NH3的存在。

② 能與酸反應生成銨鹽。如：

NH3 HCl=NH4Cl

2NH3 H2S04=(NH4)2SO4

濃氨水與揮發性酸（如濃鹽酸和濃硝酸）相遇會產生白煙，而遇不揮發性酸（如硫酸、酸磷、碳酸）無此現象。實驗室中可用此法檢驗NH3或氨水的存在。

(4) 還原性：氨水中氮元素處於最低價態－3價，因此氨水錶現出弱的還原性，可被強氧化劑（如Cl2、H2O2、KMnO4等）氧化。如：

3Cl2 8NH3=6NH4Cl N2

(5) 沉澱性：氨水是很好的沉澱劑，可使多種金屬離子（Mg2 、Fe3 、Al3 、Ag 、Zn2 、 Cu2 等）生成沉澱。如：

Mg2 2NH3·H20=Mg(OH)2↓ 2NH4

Al3 3NH3·H20=Al(OH)3↓ 3NH4

生成的白色沉澱不溶於過量氨水。

(6} 絡合性：氨水和Ag ，Cu2 、Zn2 等離子能發生絡合反應，當氨水少量時，產生沉澱；當氨水過量時，沉澱轉化成絡離子而溶解。

Ag ＋NH3·H20=AgOH↓ NH4

AgOH 2NH3·H20=[Ag(NH3)2］ OH- 2H20

Zn2 NH3·H20=Zn(OH)2↓ 2NH4 ；

Zn(OH)2 4NH3·H20=

[Zn(NH3)4］2 20H- 4H20

Cu2 2NH3·H20=Cu(OH)2↓ 2NH4 ,

Cu(OH)2 4NH3·H20=[Cu(NH3)4]2 20H- 4H20

⒎ 王水

王水是由1體積的濃硝酸和3體積的濃鹽酸混合而成的（嚴格地說是在其混酸中HNO3和HCl的物質的量之比為1:3)。王水的氧化能力極強，稱之為酸中之王。一些不溶於硝酸的金屬，如金、鉑等都可以被王水溶解。

儘管在配製王水時取用了兩種濃酸，然而在其混合酸中，硝酸的濃度顯然僅為原濃度的1/4（即已成為稀硝酸）。但為什麼王水的氧化能力卻比濃的硝酸要強得多呢？這是因為在王水中存在如下反應：

HNO3 3HCl=2H20 Cl2 NOCl

因而在王水中含有們硝酸、氯分子和氯化亞硝醯等一系列強氧化劑，同時還有高濃度的氯離子和氫離子。王水的氧化能力比硝酸強，金和鉑等惰性金屬不溶於單獨的濃硝酸，而能溶解於王水，其原因主要是在王水中的氯化亞硝醯(NOC1)等具有比濃硝酸更強的氧化能力可使金和鉑等惰性金屬失去電子而被氧化：

Au Cl2 NOCl=AuCl3 NO

3Pt 4Cl2 4NOCl=3PtCl4 4NO

同時高濃度的氯離子與其金屬離子可形成穩定的絡離子，如[AuCl4]-或[PtCl6]2-

AuCl3 HCl=H[AuCl4]

PtCl4 2HCl=H2[PtCl6]

從而使金或鉑的標準電極電位減小，有利於反應向金屬溶解的方向進行。

總反應的化學方程式可表示為：

Au HNO3 4HCl=H[AuCl4] NO↑

2H20

3Pt 4HNO3 l8HCl=3H2(PtCl6]

4NO↑ 8H20

由於金和鉑能溶解於王水中，人們的金鉑首飾（黃金或白金）在被首飾加工商加工清洗時，常會在不知不覺中被加工商用這種方法偷取，損害消費者的利益。

⒏ 硬水和軟水

水的硬度（也叫礦化度）是指溶解在水中的鈣鹽與鎂鹽含量的多少。含量多的硬度大，反之則小。lL水中含有10mgCaO（或者相當於1OmgCaO)稱為1度。

軟水就是硬度小於8的水，如雨水，雪水，純淨水等；

硬度大於8的水為硬水，如礦泉水、自來水以及自然界中的地表水和地下水等。

⒐ 重水

重水又叫氧化氚或氚水，化學式為D2O。它是重氫D和氧的化合物。

重水是無色、無臭、無味的液體，但它的一些物理性質跟普通水稍有差異。例如，重水的密度是1.1044g/cm3 (25℃),而普通水是0.99701g/cm3(25℃)。這正是重水得名的由來。重水的熔點是3.81℃，沸點是101.42℃。

重水在尖端科技中有十分重要的用途。原子能發電站的心臟是原子反應堆，為了控制原子反應堆中核裂變反應的正常進行，需要用重水作中子的減速劑。電解重水可以得到重氫，重氫是製造氫彈的原料；更重要的是重氫進行核聚變時，可以放出巨大的能量，而且不會汙染環境。

重水雖然在尖端技術上是寶貴的資源，但對人卻是有害的，人是不能飲用重水的，微生物、魚類在純重水或含重水較多的水中，只要數個小時就會死亡。相反，含重水特別少的水，如雪水，卻能刺激生物生長。

⒑ 滷水

滷水的學名為鹽滷，又稱作滷鹼，是氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈉和一些金屬離子溶於水得到的混合物，是製作食鹽過程中滲濾出來的液體，含有70％以上的二價鎂。

由於滷水中含有較多的電解質，可以使蛋白質凝固，所以在日常生活中常用於製作豆腐的凝聚劑，故有「滷水點豆腐，一物相一物」的說法。

鹽滷在醫學上也被用作藥用，可治療大骨節病、克山病、甲狀腺腫三大地方病。但大量口服或誤服，也可以導致嚴重中毒。鎂離子吸收後，對心血管及神經系統均有抑制作用。 　　

鹽滷對皮膚及口腔、食管、目的黏膜腐蝕作用很強烈，口服後即出現胃部燒灼感、噁心嘔吐、口乾、痙攣性腹痛、腹脹、腹瀉，可伴有頭暈、頭痛、皮膚出疹、煩躁、消化道出血、全身乏力、瞳孔散大、呼吸困難、血壓下降、尿少、尿閉等症狀，嚴重者可致昏迷，甚至呼吸麻痺和休克，以致循環衰竭而死亡。 　　

急救處理：　　⑴ 餵入大量豆漿，使胃中的鹽滷與豆漿發生作用，生成豆腐，解除鹽滷的毒性。 　　⑵ 無豆漿時，先灌入米湯，再灌入溫開水，用手指刺激咽後壁，催吐洗胃，反覆數次。 　　⑶ 洗胃後內服雞蛋清、牛奶、稠米湯或麵糊，保護胃黏膜。 　　⑷ 有條件的話，就近請醫生靜脈緩慢注射10％的氯化鈣10毫升或10％的葡萄糖酸鈣10毫升，以減輕毒性作用。 　　病情嚴重的應立即送醫院搶救。