Al与NaOH溶液进行反应的化学方程式应如何书写?

编辑同志十年制学校高中课本化学第二册中,把Al与NaOH溶液进行反应的化学方程式写为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(1)我认为这种写法是不妥当的,因为它不能清楚地回答以下几个问题:Al与NaOH反应是以怎样的机理生成H2和NaAlO2的?     

电感耦合等离子体质谱法测定食用植物油中的磷和硅

建立了电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)准确测定食用植物油中的P和Si的方法.以HNO3+H2O2混合酸经密闭微波消解系统处理植物油样品,向碰撞反应池(CRC)中分别通入O2和H2,P与O2反应,利用O2质量转移,通过测定子离子31P16O+测定P,而Si不与H2发生反应,利用H2原位质量反应消除质谱干扰,显著改善了分析结果的准确度.分别考察了不同O2和H2流速对31P16O+和28Si+信号强度和背景等效浓度(BEC)的影响,确定了最佳O2和H2流速.在优化的条件下,测得31P16O+和28Si+的检出限分别为0.043和0.66 μg/L.采用本方法分析美国国家标准与技术研究院提供的标准参考物质润滑油(SRM 1848),结果表明,测定值与验证值无显著性差异.采用本方法分析来自中国不同产地的5种植物油(分别为油菜籽油、葵花籽油、花生油、玉米油和大豆油),结果表明,5种植物油中花生油的P含量最高,大豆油的Si含量最高.     

水解就是水解,水解不是水解

在参加19届IChO 在国内集训的时间里,我们注意了把一个复杂反应剖析为几个简单反应,这样有助于我们了解反应的实质和记忆。按说在普通无机化学中水解反应的产物应是酸、碱、碱式盐……,还往往伴着配位、氧化还原、聚合、缩合……反应,使水解产物复杂了。我们试着把这些反应看成是水解反应和配位、氧化还原……反应的综合。如3SiF4+4H2O=H4SiO4+2H2SiF6这是水解反应吗?     

探究Si与NaOH的反应

通过实验探究分析了Si与NaOH的反应,得出Si与NaOH无论是在干燥的条件下还是在水溶液中反应,其实质都是Si与OH+的反应,在反应中OH+起氧化作用。     

纳米Pd上H2O2的电催化还原反应

利用纳米Pd颗粒修饰的Au旋转圆盘电极, 通过强制对流条件下的线性电势扫描伏安法, 研究了酸性介质中H2O2在纳米Pd催化剂上的电还原反应. 动力学研究结果表明, H2O2在纳米Pd上电还原反应的表观活化能为27.6 kJ·mol-1, 反应为2电子转移过程, 电解质的阴离子类型显著影响纳米Pd对H2O2电化学还原反应的催化性能. 根据动力学电流与H2O2浓度及与H+浓度的关系, 提出了Pd催化H2O2电还原反应可能的速率控制步骤, 并讨论了其可能的反应机理.     

不要放弃学生提出的疑难问题

笔者最近遇到了如下一件老师放弃学生所提疑难问题的事情:有2个班的4名学生同时到办公室里向他们各自的任课老师问同一个问题,该问题是:"电解熔融的NaOH时,得到的产物为什么是Na、H2O和O2?得到的产物为什么不是Na、H2、O2 ?"其中有个学生认为:电解熔融的NaOH时,可以得到H2,因为电解生成的H2O可以进一步和Na反应生成H2.从他们师生的对话中知道,学生已经在教室里问过该问题,而且还有学生上网搜索过该问题,但都没有得到满意的答案.而此时的2位老师仍然没有给出令学生感到满意的答案,笔者只好出面帮助解答了该问题.该问题的答案如下:电解熔融的NaOH是在相对密闭的容器中进行的,NaOH在熔融的状态下电离成了Na+和OHˉ,电解的容器分为阳极区和阴极区,阳极区和阴极区是相对隔离的,阳极区和阴极区电解出的产物是不会彼此接触的.在阳极区,OHˉ失去电子生成H2O和O2,H2O和O2都以气体的形式从阳极区的气体导管里导出,导出后,H2O在常温下冷却为液体(这是电极反应方程式中未给水标符号"↑"的原因)、O2冷却后仍然是气体.在阴极区,Na+得到电子生成液态金属Na,液态会属Na从一个导管里导出后隔绝空气冷却为固态金属Na.     

沉淀剂对铜锰复合氧化物变换催化剂构效的影响

以CuSO4.5H2O和MnSO4.H2O为原料,KOH和NaOH为沉淀剂制备了铜锰复合氧化物,考察了其变换反应催化性能,利用XRD、低温氮气吸附法、TG、H2-TPR等对所合成样品进行了表征。以KOH和NaOH为沉淀剂所得沉淀终产物的物相组成和织构明显不同,分别为层状结构碱式硫酸铜Cu4SO4(OH)6.H2O及无定形锰氧化物和Cu2+1O和Mn3O4混合物。两种物相组成和织构完全不同的沉淀终产物焙烧后都生成Cu1.5Mn1.5O4固熔体,在变换反应条件下均转化为Cu和MnO,但其催化性能却有明显差异。以NaOH为沉淀剂,得到以Cu2+1O和Mn3O4复合体为主的沉淀终产物,焙烧及还原后保持了较高的织构稳定性,提高了样品的活性和热稳定性。而以KOH为沉淀剂得到以层状结构碱式硫酸铜Cu4SO4(OH)6.H2O和无定形锰氧化物为主的沉淀终产物,在焙烧过程发生的演变极其复杂,削弱了铜锰组分协同效应,造成其活性和热稳定性极差。研究结果表明,NaOH作沉淀剂所制备样品的织构稳定性、催化活性显著高于以KOH作沉淀剂所制备样品,且热稳定性良好。     

活性炭负载的钴基催化剂催化费托合成反应一步合成C_1-C_(18)混合醇:二氧化硅助剂的作用（英文）

采用费托合成反应以及X射线衍射、H2程序升温还原、CO脉冲化学吸附和N2物理吸附表征手段研究了Si O2助剂对活性炭负载的钴基催化剂上生成C1-C18混合醇的影响.结果表明,Si O2的添加抑制了钴物种的还原,但提高了钴物种的分散度,同时抑制了金属钴颗粒在反应过程中的团聚,从而显著提高了催化剂的活性.适量Si O2的添加促进了碳化钴的生成,从而提高了总醇选择性.重要的是,通过Si O2抑制钴物种的还原,导致大量二价钴物种的生成,从而有助于CO插入到碳链中间体中而使高碳醇容易生成.     

三价铁离子与硫离子反应的实验探究

探究了水溶液中Fe3+与S2-的反应，得出几点结论：生成Fe2S3的沉淀反应是动力学优势反应，生成Fe2+和S的氧化还原反应是热力学优势反应；发现Fe2S3可以与Fe3+反应生成S和Fe2+，Fe2S3在酸性条件下不稳定；在弱碱性条件下，Fe3+也有与HS-发生氧化还原反应的倾向；Fe3+在水溶液中主要以水解产物[Fe（H2O）6-n（OH）n]（3-n）+（n=1，2）存在，[Fe（H2O）6-n（OH）n]（3-n）+的氧化性很弱，难以将H2S或HS-氧化，却易与S2-结合生成Ksp极小的Fe2S3沉淀。     

CO2在Cu表面还原成碳氢化合物的DFT计算研究

应用密度泛函理论（DFT）反应能计算及最小能量路径分析研究了CO2在气相和电化学环境中于Cu(111)单晶表面的还原过程。气相中,CO2还原为碳氢化合物的反应路径可能为：CO2(g) + H* → COOH* → (CO +OH)* → CHO*;CHO + H* → CH2O* → (CH2 + O)*;CH2* + 2H* → CH4或2CH2* → C2H4。整个反应由CO2(g) + H* → COOH* → (CO +OH)*,(CO + H)* → CHO*和CH2O* → (CH2 + O)*等几个步骤联合控制。在-0.50V (vs RHE) 以正的电势下,CO2在Cu(111)表面电化学还原主要形成HCOO-和CO吸附物;随着电势逐渐负移,CO2加氢解离形成CO的反应越来越容易,CO成为主要产物;随电势进一步变负,形成碳氢化合物的趋势逐渐变强。与CO2的气相化学还原不同的是,电化学环境下CO质子化形成的CHO中间体倾向于解离形成CH,而在气相中CHO中间体则倾向于进一步质子化形成CH2O中间体。     

NO2和HSO反应的机理及动力学研究

本文采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//B3LYP/aug-cc-pVTZ方法构建了NO2 + HSO反应的单、三重态势能面,并对主通道速率常数进行了计算。研究结果表明,该反应在单[R1(HN(O)O + 1SO)、R2(cis-HONO + 1SO)和R3 (trans-HONO + 1SO)]、三重态[R6(HN(O)O + 3SO)、R7(cis-HONO + 3SO)和R8(trans-HONO + 3SO)]均存在3条抽氢反应通道,在单[R4(NO + HS(O)O)和R5(H + SO2 + NO)]、三重态[R9(HS(O)O + NO)和R10(H + SO2 + NO)]均存在两条抽氧通道,其中单重态抽氢通道R2 (cis-HONO + 1SO)是NO2 + HSO反应主通道。利用传统过渡态理论(TST)并结合Wigner校正,计算了上述10条通道在200 ~ 1000 K温度范围内的速率常数。计算结果表明,NO2 + HSO反应主通道在298 K时的速率常数(7.78×10-13cm3?molecule-1?s-1)与实验值(9.6×10-12 cm3?molecule-1?s-1)相吻合。此外,水分子影响主通道R2(cis-HONO + 1SO)经历了NO2 + H2O…HSO和 NO2 + H2O…HSO(HSO + NO2…H2O)两条反应通道,且两条通道的能垒分别比R2升高了49.97和20.43 kcal?mol-1,说明在实际大气环境中水分子对NO2 + HSO反应几乎没有影响。     

ZrO2在Rh/γ-Al2O3催化剂中对NO催化还原反应的作用

测定了含ZrO2的Rh/γ-Al2O3催化剂上NO+C2H4和NO+C2H4+O2的反应活性,并应用TPR、XRD、BET比表面等表征了ZrO2的加入方式和晶型对Rh/γ-Al2O3催化剂活性和结构的影响。结果表明,ZrO2的加入一定程度地抑制了Rh3+与γ-Al2O3之间的相互作用和γ-Al2O3的相变,提高了催化剂的热稳定性,明显提高了850℃老化样品的NO+C2H4反应活性。对于NO+C2H4+O2反应,含ZrO2样品的选择还原活性却较低,表明反应机理不同,而且ZrO2对C2H4的深度氧化有促进作用,但老化后活性下降幅度比不含ZrO2的样品小。     

Ni_xCu_(1-x)Fe_2O_4的H_2/CO_2氧化还原反应性能

完全还原的NixCu1-xFe2O4(x=0.25,0.5,0.75)可用来分解CO2。采用共沉淀法制备了NixCu1-xFe2O4(x=0.25,0.5,0.75)系列铁酸盐的纳米微粒,利用H2-TG数据分析NixCu1-xFe2O4(x=0.25,0.5,0.75)中Cu2+的还原反应动力学数据,得出表观活化能Ea并不是单纯随着Ni2+或Cu2+含量的变化而变化,当x=0.25时反应活化能具有最大值。通过CO2-TG比较不同样品经H2完全还原后分解CO2的活性,得出Ni0.5Cu0.5Fe2O4具有最低的起始反应温度和最大的分解活性,并采用XRDRietveld拟合方法对Ni0.5Cu0.5Fe2O4的完全还原产物和分解CO2产物进行物相分析。     

Ni/SiO2-Al2O3催化剂在水相加氢体系中的活性及稳定性研究

采用浸渍法制备了不同Si含量的Ni/SiO2-Al2O3催化剂,通过吡啶-原位傅里叶变换红外(Py-FTIR)、X射线衍射(XRD)、低温N2物理吸附(N2Physisorption)、H2-程序升温还原(H2-TPR)等技术对催化剂进行了表征,并考察了催化剂在水相1,4-丁炔二醇加氢反应中的活性和稳定性.结果表明:SiO2的引入覆盖了部分γ-Al2O3表面,使暴露的Al3+减少,载体表现出部分SiO2的表面性质.随Si含量的增加,Ni/SiO2-Al2O3催化剂初始活性下降,产生这一现象的原因是引入SiO2使活性组分Ni与载体之间相互作用减弱,导致活性组分Ni迁移聚集,且催化剂的孔容和孔径减小.同时,SiO2显著抑制了γ-Al2O3的水合,催化剂的使用稳定性随Si含量的增加而提高.当Si含量为3%时,催化剂的初始活性下降幅度较小,且催化剂的水热稳定性显著提高,表现出最佳的反应性能.     

铁-谷氨酸-硅钨酸三元配合物作为高活性非均相类Fenton催化剂降解4-氯酚（英文）

Fenton氧化法通过Fe2+离子催化分解H2O2产生羟基自由基,能够氧化降解绝大多数有机污染物.但是传统的均相Fenton氧化法使用高浓度二价铁盐作为催化剂,催化剂不便于回收利用,而且还会引发新的环境问题.另外,均相Fenton氧化法通常需要在p H约为3的酸性条件下进行,在较高pH条件下,有机物氧化降解速率降低,同时铁盐水解产生铁泥.文献报道了一些含铁固体材料作为非均相类Fenton催化剂,能够解决催化剂回收和重复利用问题,但是许多固体催化剂仍然只在酸性条件下表现出较高催化活性.多金属氧簇是除过渡金属氧化物之外的一类光催化剂.近年来,多金属氧簇在Fenton氧化过程中的应用开始受到关注.可以预计,含铁的多金属氧簇固体化合物有可能同时具有类Fenton催化活性和光催化活性.本文以三价铁盐(FeIII)、谷氨酸(Glu)和硅钨酸(SiW)为原料在水溶液中合成了一种不溶性的三元固体配合物FeШGlu SiW,并用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对FeШGlu Si W进行了表征.根据ICP-AES,TG和FT-IR结果推断,FeШGluS iW可能的化学组成为[Fe(C5H8NO4)(H2O)]2Si W12O40·13H2O,其中含有铁、谷氨酸根单元和Keggin结构的Si W4-12O40阴离子.FE-SEM和XRD测试结果表明,FeШGlu Si W是由结晶度较低、尺寸为100–200 nm的无规则颗粒组成,并含有无定形相.通过考察在自然初始p H 6.5条件下100 mg/L 4-氯酚(4-CP)在FeШGlu Si W(1.0 g/L)/H2O2(20 mmol/L)体系中的氧化降解反应,我们发现在暗态和光照条件下,4-CP完全降解所需时间分别为40和15 min,延长反应时间至2 h,总有机碳(TOC)去除率分别达到27%和72%.结果表明,FeШGlu Si W具有很高的催化活性,而且在光照条件下活性更高.进一步研究发现,FeШGlu Si W在p H 3–6.5范围内均表现出高的催化活性,而且在酸性条件下活性更高.用ICP-AES测定Fe元素在溶液中的析出量,证实4-CP氧化降解主要发生在固体催化剂表面.在反应体系中加入正丁醇能显著抑制4-CP降解,说明4-CP降解反应涉及羟基自由基的氧化作用.在光照反应条件下,催化剂颜色明显变深,表明光照条件下的反应机理涉及催化剂中Si W12O4-40阴离子的还原.考虑到催化剂中含有谷氨酸根和SiW 12O4-40杂多阴离子,推测H2O2有可能通过氢键吸附于催化剂表面,这可能是FeШGlu Si W表现出高催化活性的重要原因.结合文献报道的含铁固体材料类Fenton催化机理和多金属氧簇光催化机理,可以很好地解释4-CP降解反应实验结果.在暗态条件下,FeШGluS iW的催化机理归因于催化剂表面FeIII的氧化还原循环FeIII?FeII,即H2O2分子在催化剂表面分解产生羟基自由基,从而导致4-CP氧化;而在光照条件下,除了催化剂中FeIII的类Fenton催化作用之外,催化剂中Si W12O4-40杂多阴离子的光催化作用同时发生,导致4-CP降解速率加快.在光催化过程中,4-CP可以被激发态Si W12O4-40直接氧化,也可以被激发态Si W12O4-40与H2O相互作用产生的羟基自由基氧化.被还原的杂多阴离子可以被O2氧化,也可以被H2O2氧化,因而H2O2的存在也促进了FeШGlu Si W的光催化作用.     

Cu2+与硅酸、硅胶表面硅羟基的反应及其平衡常数

本文用铜电极法研究 Cu2 和硅酸、硅胶表面硅羟基的反应及其平衡常数 ,结果是 :Cu2 H3 Si O4-Cu H3 Si O 4 　　　　 K1 =5.0× 1 0 3Cu2 2 H3 Si O4-Cu(H3 Si O4) 2 　　 β2 =6.1× 1 0 8Cu2 Sis- OH Sis- OCu H 　 Ks1 =2 .0× 1 0 -6Cu2 2 Sis- OH ((Sis- O) 2 Cu 2 H 　βs2 =2 .5× 1 0 -1 2     

硒催化CO/H2O还原芳烃硝化物制苯胺及其衍生物的反应

由芳烃硝化物还原制芳胺及其衍生物是重要的有机合成过程。本文介绍了Se/CO/H2O反应体系,对近年来硒催化CO/H2O还原芳烃硝化物制苯胺及其衍生物的进展进行了总结和评述,并介绍了反应机理;重点介绍了硒催化CO/H2O还原反应从高压反应发展到常压反应的过程,指出在常压条件下使用硒催化CO/H2O还原体系还原芳烃硝化物制苯胺及其衍生物是一个很有应用前景的方法。     

MgO负载Cu2O催化剂的制备及其催化环己醇脱氢

 以MgO为载体,水合肼为还原剂,采用浸渍还原法制备了Cu2O/MgO催化剂,考察了不同制备条件对其催化环己醇脱氢性能的影响,并采用N2物理吸附、 X射线衍射、透射电镜、 X射线光电子能谱、俄歇电子能谱和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征. 实验结果表明,当Cu2+∶N2H4·H2O∶NaOH摩尔比为1∶1∶2时催化剂的活性最高. 与传统的Cu/MgO催化剂相比, Cu2O/MgO催化剂对环己醇脱氢反应具有很高的催化活性.     

镁与铵盐溶液反应的教学分析

根据酸碱质子理论,NH4+是一种可提供质子的酸。铵盐溶液在与Mg反应中,根据具体的实验事实可以证明氧化剂不是H2O,而应是NH4+氧化了Mg,NH4+自身被还原为H2和NH3。     

关于有多套配平系数的氧化还原方程式

对于一般反应方程式的配平,国内早有综述性文章介绍,显然,一种氧化还原反应式,只能有一套配平系数,例如：13H2SO4+10KSCN+12 KMnO4 =12MnSO4+11K2S04+10HCN +8H2O在此反应中,仅有唯一的一套配平系数。然而,在普通及无机化学中,还会出现有多套配平系数的氧化还原反应,例如KC103与HCI的反应,可举出下列三种配平系数：