化学30个易错点（化学中那些我们只知其一不知其二的知识）

01二氧化硫为什么能使品红褪色？

中学阶段，当我们学习二氧化硫的时候会知道，二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色，这是因为二氧化硫与品红结合生成了无色的物质，而这种无色物质不稳定，因此加热后溶液会恢复红色。那大家到底有没有好奇过，二氧化硫与品红结合生成了什么物质，为什么生成这种物质后品红就褪色了呢？

这就要从品红的结构说起了，中学所说的品红一般指碱性品红，它的结构如图1所示。

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图1：碱性品红的结构

一般来说，有机物具有颜色，往往是因为具有生色基，而品红的生色基正是

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，所以只要破坏了该结构，就可以使品红变为无色。当二氧化硫通入品红溶液后，其先与水反应生成亚硫酸，然后亚硫酸又与品红反应生成了一种无色的物质，从而使品红溶液褪色。这个反应在有机中属于加成反应，在无机中属于化合反应，因此二氧化硫的漂白原理被称为化合漂白。但生成的无色物质并不稳定，加热后会分解为品红和亚硫酸，因此又会恢复红色。

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图2：二氧化硫使品红褪色的原理

另外由于品红的生色基中含有碳碳双键，所以氯气、次氯酸等可以破坏双键的强氧化剂也能使品红溶液褪色，所以被称为氧化漂白。

02酚酞试剂为什么遇碱可以变红？

酸碱指示剂一般是多元弱酸或多种多元弱酸的混合物，多元弱酸在不同的pH条件下会呈现不同的结构，因此可以实现随pH变化而变色的功能。以酚酞为例，其分子式为C₂₀H₁₂O₄，在弱酸性及中性环境下为图3中的第二种内酯式结构，也就是我们常见的无色的酚酞。当遇到碱时，分子内的酯基水解，转变为图3中的第三种醌式结构，可以发现其中含有

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基团，有没有觉得很熟悉呢？没错，它就是酚酞中的生色基，因此酚酞在碱性条件下可以呈粉红色。

事实上，酚酞的可能结构并不止这两种，在更高的pH条件下，氢氧根可以加成到酚酞的双键上，再次破坏了酚酞的生色基，形成图3中的第四种羧酸盐式结构，从而使酚酞再次恢复无色。此外，在强酸性条件下，分子内的酯基也会水解，形成图3中第一种碳正离子结构，该结构中虽然没有典型的生色基，但是由于中心碳原子采取的是sp²杂化，使得三个苯环处于同一平面内，形成了大的共轭体系，从而使得酚酞呈现出橘红色。

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图3：酚酞在不同pH下的结构及颜色

03强酸的电离能力真的完全相同吗？

HCl、HNO₃、HClO₄等是我们中学常见的强酸，在水中是完全电离的，这意味着它们的酸的强度是相同的。但是，如果我们学习过元素周期律之后就会知道，同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，最高价氧化物的水化物的酸性也逐渐增强，那么理论上来说，HClO₄的酸性应当是比H₂SO₄要强的，但为什么它们却都是强酸呢？

以盐酸为例，其电离方程式一般可写成HCl=H Cl^-，但是我们不要忘记，这其实是一种简化的写法，质子在水中是不可能单独存在的，酸在水中电离出氢离子是与水分子相互作用的结果，即水分子夺取了酸中的质子形成水合氢离子，才使得酸呈现出“酸性”。因此我们可以大胆推测，强酸之所以在水中完全电离，是因为水分子夺取质子的能力“过强”，如果我们换一种能力稍弱的溶剂，在水中具有相同强度的“强酸”是否还都能完全电离呢？

实验中，当我们把HCl、HBr、HI分别溶于甲醇之后，由于甲醇夺取质子的比水弱，因而等浓度的上述三种溶液的甲醇化质子（C H₃ OH₂ ）的浓度并不相同,这说明所谓的强酸之间的电离能力也是有差别的。经过在多种非水溶剂中的测定，已经证明，水中一些常见的强酸的强度顺序为：HClO₄>HI>HBr>HCl>HNO₃>H₂SO₄（一级电离）。

溶剂（如水）将酸的强度拉平的效应称为拉平效应，该溶剂也称拉平溶剂；溶剂（如甲醇）使酸的强度得以区分的效应称为区分效应，该溶剂也称区分溶剂。一种溶剂在面对不同的酸时可能呈现出不同的效应，如水是HCl、HBr、HI的拉平溶剂，却是HCl、CH₃COOH、HCN的区分溶剂。

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