吴孙富+严志蓉

摘要：就习题和教学中存在的次氯酸的氧化作用问题，对中学化学教材中的相关内容进行了拓展研究。探究了氯水中的次氯酸分别与溴化钠溶液、碘化钾溶液和氯化亚铁溶液的反应，说明了氯水中氯气与次氯酸比例的不确定性问题。通过实例分析指出了次氯酸在定量测定中与氯水中的Cl2所具有的等物质的量的氧化作用，在定量测定中不应该忽略次氯酸的作用。并由此提出了有关次氯酸的教学策略。

关键词：次氯酸；碘化钾；氯水的氧化反应；教学策略

文章编号：1005–6629（2015）4–0087–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

有一道涉及次氯酸的习题及该题的解题思路如下。

此题明确忽略了“与水反应消耗的氯气”，即忽略了氯水中的次氯酸。此“忽略”常导致学生提出如下两个问题：氯水中的次氯酸不参加氧化还原反应吗？氯水中所含次氯酸的比例是多少？应该忽略吗？

在现行人教版的高中化学教材中，在介绍氯气（或氯水）的漂白性时，介绍了氯水中含有HClO以及HClO具有强氧化性等知识。在介绍氯水与溴化钠溶液、碘化钾溶液、氯化亚铁溶液的反应时，未提及次氯酸及其反应。在这些涉及氯水实验的教学中，也常有学生提出类似上述的两个问题。

为了正确回答这些问题，笔者特在此就氯水中次氯酸的这些反应及氯水中所含次氯酸的比例问题作了如下探讨。

2 氯水中的HClO与碘化钾等盐溶液的反应

氯气溶解于水，有一部分与水反应生成了次氯酸，氯气与次氯酸在水溶液中存在如下化学平衡。

由以上化学反应可见，我们通常很难制得只含次氯酸的溶液来研究次氯酸的性质，我们只能间接地研究和分析次氯酸的性质。例如，我们可以通过漂白实验证明次氯酸的氧化性比氯气的氧化性强，我们可以通过漂白粉溶液与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀的现象证明次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱。根据这些已知的结论，我们可以分析氯水中各成分在有关实验中发生的反应。例如：将氯水点在湿润的蓝色石蕊试纸上，试纸先变红后褪色。试纸变红是由于蓝色石蕊与盐酸电离出的H+发生了反应，试纸褪色是由于次氯酸氧化了红色石蕊，变红和褪色的先后顺序是由两个反应的反应速率所决定的。

在此，笔者先探讨一下氯水与碘化钾溶液的反应。在学习氯水的知识时，我们已经知道HClO的氧化性强于Cl2的氧化性，既然Cl2可以氧化I-，则HClO一定能够氧化I-，且HClO的氧化作用比Cl2的氧化作用具有一定的优先性。当氯水与过量的碘化钾溶液混合时，氯水中的Cl2和HClO可同时氧化I-，两个氧化反应属于同时存在的竞争反应。在碘化钾过量的前提下，Cl2和HClO均完全反应，Cl2与碘化钾溶液发生反应的离子方程式如下：

综合分析以上各反应可见，在同时作氧化剂时，一分子的Cl2和一分子的HClO均得到两个电子变成了Cl-。又由于一个Cl2分子与水反应生成一个HClO分子，所以，在氧化还原反应中，从得电子数目的角度来看，氯水中的HClO所起的氧化作用与等物质的量的Cl2所起的氧化作用相同。

若是其他还原剂与氯水反应的话，则这些还原剂与氯水中次氯酸的反应可参考上述反应分析确定。

3 氯水中所含次氯酸的比例问题

笔者查遍了手头的所有资料，既没有查到氯水中所含氯气与次氯酸的比例，也没有查到氯气与水反应的平衡常数，仅查到了次氯酸的电离平衡常数，但用电离平衡常数无法求算出氯水中所含氯气与次氯酸的比例。在笔者看来，测定氯水中氯气与次氯酸的比例并没有多大的实际意义，这样说的理由有两点。第一，氯水的组成是不稳定的。氯水组成的不稳定既表现在氯气在水中的溶解度会随着温度和气压的变化而变化，又表现在氯水的组成会随着HClO的不断分解而不断变化。在不同浓度的氯水中，溶液所含氯气与次氯酸的比例不同。在氯水的存放过程中，随着HClO的分解，氯水中HCl的相对含量将增大，HCl相对含量的增大会使可逆反应①中各物质平衡浓度的相对含量发生相应的变化。氯水组成的不稳定性使得氯水中氯气与次氯酸的比例时刻在发生着变化。第二，在定量测定中，Cl2与H2O反应生成的HClO所起的氧化作用与等物质的量的Cl2所起的氧化作用相同。在还原剂适当过量的前提下，定量测量的结果不受氯气与次氯酸比例的影响。

尽管氯水中氯气与次氯酸的比例具有不稳定性，但是，由于氯水中的HClO总是会参加氧化还原反应且不会对某些定量测定产生负面影响，所以我们不应该随意忽略氯水中存在的次氯酸。

4 对上述[习题]的反思

若考虑HClO的氧化作用，则上述[习题]中所述的实验除了存在Cl2与I2直接转化的关系式Cl2～I2～2Na2S2O3之外，还存在Cl2与I2间接转化的关系式Cl2～HClO～I2～2Na2S2O3，将这两个转化的关系式合并起来可得总关系式Cl2～ I2 ～ HClO～I2 2Na2S2O3。虽然用关系式Cl2～I2～2Na2S2O3与用“总关系式”求算的结果相同，但是用“总关系式”求算在科学上显得严谨一些，求算结果（或者说实验测定结果）更准确一些。

由此看来，[习题]后的说明“忽略与水反应消耗的氯气”是错误的，因为实验中生成的I2本身就是Cl2和HClO氧化I-的共同产物。由于氯水中的HClO所起的氧化作用与等物质的量的Cl2所起的氧化作用相同，所以氯水中的HClO所起的氧化作用与生成HClO的Cl2所起的氧化作用相当。题后说明虽然要求解题者忽略HClO的氧化作用，但HClO的氧化作用事实上并没有被忽略掉。如果此[习题]中真要忽略点什么的话，忽略的应该是少量已经分解的HClO，因为此题的实验方法无法测定出已经分解的HClO所代表的Cl2的量。

5 有关次氯酸的教学策略

明确了上述问题，在实际教学中该如何对待氯水中的次氯酸？笔者认为，我们在实际教学中要“考虑教材意图、联系学生实际、适时介绍次氯酸”。

教材的编写一般隐含着这样的意图：在有关知识点的编写中留有余地，让一线教师自行发挥。若教材将有关知识点编得过难，就会使基础差的学生难以接受；若教材将有关知识点编得过易，就会使基础好的学生感觉收获不大。依据此教材编写意图，我们在教学中就要根据学生的基础状况确定在讲授氯水的知识时是否适当发掘介绍次氯酸的知识。当然，在实际教学中，就算我们不打算介绍氯水中次氯酸的反应，如果学生提出了氯水中次氯酸的反应问题，我们就要充分肯定学生学习的主观能动性，并给予正确的讲解。

参考文献：

[1]人民教育出版社等单位编.普通高中课程标准实验教科书·化学1 [M].北京：人民教育出版社，2007.

[2]宋志贵.氯水和溴化钾、碘化钾溶液反应现象的探讨[J].化学教育，2009，（3）：61～62.