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化学变化真奇妙

时间:2023-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:反应物和生成物只是相对于同一个化学变化中的物质而言的,可能一种物质在某一个化学反应中是反应物,在另一个反应中就是生成物。例如,很多金属能直接与氧气发生化学反应,这种反应就是化合反应。人们纷纷前来询问原因。通过以上的描述和简单的实验,你有没有觉得化学变化很奇妙呢?在化学的世界里,什么都有可能,这怎能不让人激动呢?

在这个神奇的化学世界里,不仅存在着各种各样的化学物质,而且这些化学物质之间还会发生化学变化,生成新的物质。化学变化是指相互接触的分子间发生原子或者电子的转移或转换,生成新的分子,并且发生能量转换的过程。

初识化学变化

也许化学变化这个概念有点抽象,为了让大家清楚地了解它,我们不妨来做一个小实验。

一开始,石灰水清澈透底。但是,当你开始往里面吹入你呼出的二氧化碳时,神奇的事发生了——水开始变浑浊,并且越来越浑浊,直至最后变得像牛奶一样。

需要准备一杯澄清的石灰水,还有,需要用一下你的嘴。所有的东西都准备好了,现在开始工作吧!往澄清的石灰水中吹入一口气,看看接下来会发生什么。

你会看到澄清的石灰水变得浑浊了。

这就是一个化学变化的过程。我们来看看这中间发生了什么。

从口中吹出的气体含有二氧化碳,澄清的石灰水的主要成分是氢氧化钙。这两种物质相遇后,就会发生化学反应,生成一种新的物质碳酸钙。碳酸钙呈白色,所以看上去水就会变得混浊。

这个过程就是一个化学变化的过程。

顺便告诉你一个有趣的现象,如果你继续往杯子中吹入二氧化碳,你一定会非常震惊,想知道发生了什么吗?

你知道吗

反应物是指在发生化学反应之前的物质。例如上面例子中的澄清的石灰水——氢氧化钙就是反应物。

生成物是指发生反应后生成的物质,例如上面例子中的碳酸钙。

反应物和生成物只是相对于同一个化学变化中的物质而言的,可能一种物质在某一个化学反应中是反应物,在另一个反应中就是生成物。

混浊的水逐渐变得清澈了。这是为什么呢?

原来碳酸钙和二氧化碳、水又发生了化学反应生成了碳酸氢钙,这种物质无色透明,且易溶于水,所以杯子里的水就变清了。

如果你继续把这杯水加热,就会发现水又变得混浊了。

这又是为什么呢?因为碳酸氢钙加热又会分解成碳酸钙、二氧化碳和水。

通过上面的例子,相信你已经了解了什么是化学变化。下面,我们来看看化学变化的种类有哪些。

化学变化分类

从反应物和生成物的种类和数量来划分,化学变化可以分为四种基本类型。

1. 化合反应

化合反应的基本解释是由两种或者两种以上的物质生成一种新物质的反应。例如,很多金属能直接与氧气发生化学反应,这种反应就是化合反应。

为什么有的硬币亮,有的硬币暗呢?因为氧化铝是白色的,旧的表面被氧化成了氧化铝,而新的表面还是铝。

举个简单的例子,铝和空气相遇后,在铝的表面会生成一层致密的氧化膜,防止内部的铝被氧化。这种氧化膜就是生成的新物质——氧化铝。

两种物质——铝和氧气,发生化学反应后生成一种新物质——氧化铝。这就是一个化合反应的过程,尽管它很缓慢,需要数月甚至数年的时间才能完成。

2. 分解反应

分解反应和化合反应是相对的概念。分解反应是指一种物质分解成两种或者两种以上的物质的反应。比如碳酸分解为水和二氧化碳。

3. 置换反应

置换反应是指单质和化合物反应生成另外的单质和化合物的反应。这个过程可以用公式表现出来:A+BC→B+AC

锌将氯化铜中的铜置换出来了!

A和BC分别指代一种单质和化合物,同样B和AC也指代一种单质和化合物。A和BC发生化学反应后,A把B从BC中替换出来了,与C结合在一起变成了另一种化合物,而B变成了孤家寡人——一种单质。这个过程就是置换反应。

4. 复分解反应

复分解反应是指两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应。这样不容易看明白,还是通过化学方程式去了解吧!

HCL+NaOH→NaCL+H2O

氯化氢(HCL),氢氧化钠(NaOH),这两种物质反应生成氯化钠(NaCL)和水(H2O)。

其中氯化氢(HCL)和氢氧化钠(NaOH)互相交换了成分,氯化氢的氢分子(H)和氢氧化钠的钠分子(Na)交换了位置,结果两种新的物质——氯化钠(NaCL)和水(H2O)——就这样生成了。这就是置换反应。

寻找有趣的化学变化

下面我们就融入这个化学世界里,寻找一些有趣的化学变化吧!

1.白糖变成“黑雪”

你认为白糖会怎么变成黑雪呢?有人也许说:“这还不简单,往白糖中倒入黑色的墨水,就能实现这个目的。”当然这也不失为一种有效的方法,但是白糖在水中会融化,所以最后得到的可能不是“黑雪”,而是稀释了的黑墨水。那么,白糖是怎么变成“黑雪”的呢?不妨我们一起来操作一下。

你需要准备一些白糖和浓硫酸。

这些都是你要准备的,做实验的时候一定要小心,不能让硫酸碰到你的皮肤!

注意!!!

实验一定要在通风的地方进行,因为实验中有二氧化硫产生,而二氧化硫是一种有毒的气体。

准备好了吗?现在开始操作吧!拿出一个200毫升的烧杯,往杯子里放入大约5克的白糖,再往杯子内滴入几滴加热的浓硫酸。好了,奇迹马上出现了。

看过白糖的遭遇,你一定不会想让浓硫酸碰到你的身体!

你会看到白糖顿时变成了一堆“黑雪”,并伴随着“嗤嗤”的发热冒气的声音,反应还在继续,“黑雪”的体积在逐渐地扩大,甚至溢出了烧杯。

想知道这是怎么回事吗?用四个字来解释:“化学变化”。

你知道吗

白糖和浓硫酸混合在一起就会发生一种叫做“脱水”的化学反应。浓硫酸特别喜欢和水做朋友,它一遇到水,就会立即和水结合,并且它非常强势,不仅充分利用空气中的水分,还强行地夺取其他物质中的水分。

而白糖是一种碳水化合物(C12H22O11),当它遇到强硫酸的时候,白糖中的水就会立刻被夺走,只剩下炭了,因此也就变成了黑色。真可怜!但是即便如此,浓硫酸还是不满足,它会把剩下的一部分炭氧化,生成了二氧化碳和二氧化硫气体,这就能很好地解释为什么发生化学反应后“黑雪”的体积会越来越大(因为气体的密度大)。这个变化的过程还会释放出热量,所以你会听到“嗤嗤”的响声。

2.灯泡不用电

这里有一个非常有趣的故事。

曾经有一群人非常喜欢化学,也喜欢做各种各样的实验,并且酷爱表演。一次,他们去一个小镇上表演,本来计划是白天到那里,结果因为有事耽搁,太阳落山了,他们才赶到那个小镇。他们只好把表演宴排在晚上。不巧的是那天镇上停电了。

于是有人想出了一个办法,在表演的地方装上一个不用电的灯泡。不久之后,这个灯泡就制成了。正因为这个不用电的灯泡,使他们的表演大受欢迎。人们纷纷前来询问原因。这个人就把灯泡工作的原理讲给大家听。听完后,大家都恍然大悟地说:“哦,原来是这么回事啊!”

你知道是怎么回事吗?

原来,他们在“灯泡”中装进了一些金属镁,倒入了一些浓硫酸,浓硫酸具有强氧化性,而金属镁很容易被氧化,二者一相遇,立即会发生激烈的化学反应,释放出大量的热,灯泡内的温度会迅速上升,很快达到金属镁的燃点,在浓硫酸持续供给氧的情况下,镁会燃烧得更旺。值得注意的是,镁燃烧时的火焰比其他许多物质都要亮。

看,不用电的灯泡就是这样制成的。

通过以上的描述和简单的实验,你有没有觉得化学变化很奇妙呢?在化学的世界里,什么都有可能,这怎能不让人激动呢?怎能不让人惊叹它的神奇呢?

现代战争中常常出现的照明弹,其原理与“不用电的灯泡”是一样的。

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