WXRedian | 化学大师 | 【初中化学】初中那些极简单的化学方程式，真实反应复杂到令人咋舌！

初中阶段所接触的反应大多是简单的无机反应，但由于学生认识水平尚处于初级阶段、教学时间紧张等因素的局限，在日常教学中我们没有必要也不可能给学生呈现出化学反应复杂的本真面目。故而，反应的复杂性也并不为广大同行研究和熟知。

下文将以人民教育出版社发行的现行初中教材（下简称“教材”）为例，按教材的编排顺序，例举一些常见反应背后那些不被大家关注、常被人们忽略的复杂的反应过程或独特物质性质。

例1：NaOH溶液与CuSO4溶液反应

此反应最早出现在上册教材第物质的变化。该反应的复杂性与反应物的浓度及反应物量的相对多少密切相关。当NaOH溶液足量时发生的反应为：2NaOH+（标为反应①），若NaOH的浓度过大（≥4mol/L），生成的Cu（OH）2会继续溶解，反应的方程式为：Cu（OH）2+2NaOH=Na2［Cu（OH）4］，而得到深蓝色的溶液。当CuSO4溶液足量时发生的反应为：2NaOH+2CuSO4=CuSO4·Cu（OH）2↓+Na2SO4（标为反应②）。Cu（OH）2在常温时也容易发生分解，而CuSO4·Cu（OH）2在300℃以下是稳定的，使其在水溶液中加热到沸腾时也不会分解。

在上册教材第21页有如下实验：用10mL量筒量取2mL NaOH溶液，倒入试管中，然后用滴管向该试管中滴加CuSO4溶液……用试管夹夹住试管，加热，观察现象。观察到先出现蓝色絮状沉淀，加热后出现黑色沉淀。该实验中主要发生反应①，为后继的加热并观察实验现象埋下伏笔；若按上述添加剂量，交换药品添加顺序，则主要发生反应②，加热后无法达成预期实验目的。

例2：红磷与O2反应

此反应出现在上册教材——测定空气里O2的含量的实验中。O2充足时，发生的反应为：4P+当O2不足时会生成P2O3（实为P4O6）。C与O2的反应，P与Cl2反应……也呈现出类似情形。

例3：Fe的燃烧

此反应出现在上册教材氧气的性质。铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4。若用H2等还原剂还原Fe2O3生成活性很高的铁粉，称为还原铁粉（或引火铁）。这种铁粉在空气中即可点燃，却发生如下反应：2Fe2O3，而纳米级铁粉在空气中就能自燃。

这个反应中还伴随着Fe+O2=FeO 6FeO+O2= 2Fe3O4

许多人纠结铁在空气中到底能否燃烧，给大家一个资料备用。在低于150℃时，块状的铁在干燥空气中并不发生反应；加热至500℃时，则反应形成Fe3O4；若温度再高，还可以形成Fe2O3；但在更高的温度(约1400℃以上)加热时，Fe2O3又能转变为Fe3O4。

例4：MnO2的热稳定性

在曾经的人教版教材中，有加热MnO2而检测不到生成O2的实验，给人们留下MnO2十分稳定、难于分解的错觉。相关资料显示，在530°C时，MnO2即会发生如下反应故用外焰温度可达到650°C以上的酒精灯持续加热MnO2时，分解反应便可发生；在更高的950°C时，Mn2O3继续发生反应此外，常用作催化剂的MnO2，并不完全像教材所讲：“好像永远用不完”。有关文献显示：催化剂的活性依次分为成熟期、活性不变期、衰老期，像大多数催化剂一样，MnO2的多种晶型在其催化过程中不断转化，而使其催化性能也随之减弱，按其强弱排序为：α-MnO2＞γ-MnO2＞δ-MnO2＞β-MnO2，反复多次使用的MnO2便会转化为β-MnO2。

例5：KMnO4的热分解反应

该反应出现在上册教材氧气的制取。KMnO4在200°C左右时，即开始发生反应O2↑，而当温度达到600°C以上时，生成的K2MnO4可以部分发生分解，总反应为：7MnO2+6O2↑+2K2O。还有作者曾撰文指出，KMnO4分解反应写成及更为科学。可见，在KMnO4分解过程中伴随众多副反应。

例6：KClO3的热分解反应

此反应曾出现在多个版本教材中。实验室之所以通常用KClO3与MnO2混合加热的方式制取O2，是因为纯净的KClO3需在加热熔融并沸腾时才发生：的反应。就上述反应说明两点：第一，KClO4难溶于水的特性使它在钾盐中独树一帜，这也让清洗粘有KClO4的试管等容器变得比较困难，较好的处理方式是趁KClO4处于高温的熔融状态时即将其倒掉，等容器冷却后再用较多的水冲洗。

另外，用氯酸钾与二氧化锰制氧气时，还经常会嗅到刺激性气味，一般认为发生了如下反应：

①2KClO3+2MnO₂→2KMnO4+Cl₂↑+O2↑

②2KMnO4═K₂MnO4+MnO₂+O₂↑

③K₂MnO4+Cl₂→2KCl+MnO₂+O₂↑

例7：双氧水的分解反应

该反应出现在上册教材中。双氧水给人们的印象是不稳定，即便在常温下也可以分解。事实是，虽然纯净的H2O2在153°C以上时会爆炸式分解，但在暗处或低温下却是很稳定的物质。极度纯净的H2O2理论上其分解的半衰期为1000万年。不过，当其中混入痕量的杂质（过渡元素的离子、卤素离子、空气中的尘埃，甚至盛装双氧水的容器内壁等）都会极大地加速其分解。

例8：H2与O2的燃烧反应

该反应出现在上册教材探究水的组成。有文献称：H2燃烧除生成水外，还有少量H2O2生成，即验证的方法是：收集H2燃烧生成的水（或者是用氢气火焰将冰块慢慢熔化成水），立即用滴管取其少许滴在KI淀粉试纸上，可观察到KI淀粉试纸变蓝。

例9：Fe与CuSO4溶液反应

该反应最早出现在上册教材第五单元。由于CuSO4溶液的酸性，导致Fe与CuSO4溶液反应必定有一定量的H2生成。曾经的人教版教材用敞口的烧怀作为两者的反应容器，用于验证质量守恒定律，该实验的科学性是值得质疑的。而现行教材增加橡皮塞塞住锥形瓶，是否是基于有不可忽视的氢气生成的副反应存在？

例10：H2还原CuO

该反曾出现在许多版本教材中。与此相伴的反应：使反应变得更为复杂。而C还原CuO、CO还原CuO的产物中都曾检验出Cu2O。

例11：Zn与H2SO4反应

该反应出现在上册教材第七单元。实践证明，锌与浓度为35%左右的H2SO4反应速率最快。随着所用稀硫酸的浓度进一步增大，反应速率反而减慢。因为同离子效应使生成的ZnSO4在H2SO4中的溶解度变小，成为结晶，覆盖在锌的表面，若浓度再增大则会有H2O生成。类似的例子还有：Ca的活动性强于Na，而Ca与H2O的反应速率比Na慢，也是因为生成的Ca（OH）2在水中的溶解度较小，覆盖在Ca表面，阻止了反应的进行。

例12：Al与CuSO4溶液反应

该反应出现在下册教材中。Al与CuSO4溶液几乎不能反应的事实，并不为大多数同行所熟知。Al表面极易生成致密的氧化膜，使反应变得难以进行。有人提出：可以在实验前用砂纸打磨去掉Al表面的氧化膜，但暴露在空气中或伸入溶液里的铝表面，几乎一瞬间又生成了致密的氧化膜，从而使反应难于进行。即使把铝条（片）伸入沸腾的CuSO4溶液也观察不到明显的现象。

例13：Fe2O3与强酸反应

该反应出现在下册教材酸的性质中。不能由强酸通常用于除铁锈的事实，推及到强酸就能与Fe2O3反应。强酸能否与Fe2O3发生反应与Fe2O3的晶型有直接关系，比如工业中，在600°C以上制得的稳定α-Fe2O3则不易溶于强酸。类似的Fe3O4与盐酸的反应：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，在师生脑海中打下了深深的烙印。事实如何呢？我们取Fe3O4，用不同浓度的盐酸与之反应，并先在盐酸中加入无色的KSCN溶液两滴，放置3天，每天观察8次，记录的现象如下表所示：

表1 Fe3O4与各种浓度的盐酸反应的结果

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说明Fe3O4能与盐酸反应，但反应速率极小，并不能发生通常意义上的化学反应。工业上溶解Fe3O4常采用酸性熔融法，即以K2S2O7（或KHSO4）作为溶剂，熔融时分解放出SO3，即生成的SO3能与不溶性的Fe3O4化合生成可溶性硫酸盐。

例14：Fe（OH）3与盐酸反应

强酸几乎能与所有碱发生反应。但像Fe（OH）3在强酸中的溶解能力与制备后放置的时间长短有关，新制的易溶于强酸，放置时间越长，则越难溶解，以至几乎不反应。不同组成的Al（OH）3与酸的反应能力也存在显著差异。水合Al2O3易溶于强酸，而Al（OH）3则不能。一般所谓的Al（OH）3实际上是Al2O3的水合物。如向铝盐溶液中加入NH3·H2O或弱碱而得到的白色胶状沉淀，其含水量不定，组成也不均匀，统称为水合氧化铝。只有在铝酸盐溶液中［含Al（OH）-4］通CO2才能得到真正的Al（OH）3。

例15：H2SO4与BaSO4反应

乍看标题，或许会让一些读者感到意外。BaSO4不溶于水和酸，不是盖棺定论的事实？

当浓硫酸放入干燥器中作为干燥剂时，判断浓硫酸是否失效的方法是：将18g BaSO4溶解在1000mL浓硫酸中，当此干燥剂吸收水分后，如有细小的BaSO4结晶析出，表示H2SO4含量降到84%以下，此时就应更换浓硫酸。其原理是：BaSO4+H2SO4（浓）=Ba（HSO4）2，Ba（HSO4）2只能存在于浓硫酸中，而由于稀硫酸中含有更多水分发生解离得到的与Ba2+结合生成BaSO4沉淀而结晶析出。