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严宣申:酸碱性与化学反应——和反应过程有关的几个实验
作者:严宣申    文章来源:《化学实验的启示与科学思维的训练》    点击数:    更新时间:2007-1-27

前面从化学平衡角度出发讨论了酸度和化学反应间的关系。本节讨论和反应过程有关的几个实例。

(1)K2Cr2O7在强酸性溶液中被C2H5OH还原为Cr3+在有H+存在时这个反应才能进行,反应式为

Cr2O72-+14H++6e-2Cr3++7H2O

从方程式看,只要是强酸,那么HClHNO3H2SO4HClO4都能提供足量的H+。事实又如何呢?

实验1

分别混合C2H5OHHCl(2mol/L)C2H5OHH2SO4(1mol/L),而后各加入少量K2Cr2O7溶液,搅拌均匀。发现在加H2SO4的溶液中,C2H5OH很快地把Cr2O72-还原为Cr3+;而在加HCl的溶液中,Cr2O72-较慢地被还原为Cr3+。表明Cl-SO42-确实参与了反应。目前认为在HClH2SO4K2Cr2O7溶液中都生成了中间物,它们是CrO3Cl-CrO3OSO3-,前者远较后者稳定,所以在HCl中反应速度较慢。实际反应过程往往是很复杂的,如用HClO4(阴离子ClO4-不发生明显的作用)其反应过程是

HCrO4- + H+H2CrO4

H2CrO4 + CH3CH2OHCH3CH2OCrO3H+H2O

CH3CH2OCrO3HCH3CHO+Cr()

最后一步是得失2电子反应,反应速度相对较慢,是决定整个反应过程的关键步骤(化学术语叫速控步)。接着Cr()发生两步快速反应

Cr()+Cr()2Cr()

Cr()+C2H5OHCr()+CH3CHO+H+

大量事实表明多数化学反应的过程往往是很复杂的,上面所举的几例,只是能用肉眼观察到而已。

(2)溴酸盐、碘酸盐、溴化物和碘化物间的反应

在酸性条件下BrO3-Br-生成Br2IO3-I-生成I2,反应式为

XO3- + 5X- + 6H+3X2 + 3H2O (X=Br,I)

其平衡常数K(Br)1036K(I)1056

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