铜离子的氧化还原反应研究论文

在离子方程式中，我们看到了氢离子和氯离子，这就是我们的胃酸中的例子成分，也就是说，食用氧化亚铜后，氯离子会与一价铜离子结合形成具有毒性的而氯化亚铜离子。还有，题中的方程式有误，应该是形成两个而氯化亚铜离子。而氯化亚铜离子本身就是结合在一起的离子。铜离子是浅蓝色的，亚铜离子不太清楚，但是亚铜离子不稳定，容易被空气中的氧气氧化，形成铜离子溶液，也可以用氨水，观察沉淀的颜色，应该是蓝色絮状沉淀。

铜离子是浅蓝色的，亚铜离子不太清楚，但是亚铜离子不稳定，容易被空气中的氧气氧化，形成铜离子溶液，也可以用氨水，观察沉淀的颜色，应该是蓝色絮状沉淀。

氧化铜和氢气的反应是氧化还原反应。氢气中的氢元素化合价由0价变成+1价，化合价升高，所以是氧化反应。氧化铜中的铜元素化合价由+2价变成0价，化合价降低，所以是还原反应。所以是氧化还原反应。简介：氧化还原反应是在反应前后元素的氧化数具有相应的升降变化的化学反应。在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。这种反应可以理解成由两个半反应构成，即氧化反应和还原反应。此类反应都遵守电荷守恒。在氧化还原反应里，氧化与还原必然以等量同时进行。两者可以比喻为阴阳之间相互依靠、转化、消长且互相对立的关系。发生了电子的转移。即在离子化合物中是电子的得失，在共价化合物里是电子的偏移。在反应物之间电子发生转移的反应，又称为氧化还原反应。得氧的反应叫氧化反应/有元素化合价升高的反应。物质失氧的反应叫还原反应/有元素化合价降低的反应。既得氧又失氧的反应叫氧化还原反应。

Cu+Fe₂(SO4)₃＝CuSO4+2FeSO4三硫酸二铁含有三价铁离子，氧化性较强，浓度较大时可以将单质铜氧化成二价铜离子，自身被还原成亚铁离子。因为三价铁离子极易水解，所以此反应应该在强酸性溶液中进行。

氧化还原反应有关的论文

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论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料，因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性，引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9]，这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面，PANI作为典型的导电高分子之一，由于合成容易，环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料，由于纳米效应不但能提高材料固有性能，并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容，其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而，当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能，为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性，人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO，化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能，但也在一定程度上钝化了PANI [13]，另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析，首先使PANI和GO相互分散和组装，借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料，以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

原材料

苯胺(AR，国药集团)，经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS， AR，湖南汇虹试剂);草酸(OX， AR，天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB， AR，天津市光复精细化工研究所).

的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14]，制备过程如下：把250 mL去离子水加入三口烧瓶后，依次加入 g CTAB， g 草酸以及 mL苯胺，在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后，往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液，同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性，随后30 ℃真空干燥24 h. 的制备

采用Hummers法制备GO，具体过程如下：向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目)，加入5 g硝酸钠固体，搅拌下加入220 mL浓硫酸，10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾，在冰水浴下搅拌120 min，再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min，然后向瓶中滴加460 mL去离子水，同时将水浴温度升至95 ℃，保持95 ℃搅拌60 min，再向瓶中快速滴加720 mL去离子水，10 min后加入80 mL双氧水，过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中，加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸，趁热抽滤，随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min，得氧化石墨烯溶液.

复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的 mg/mL 的GO溶液混合，使混合液总体积为30 mL， GO在混合液中的最终浓度为 mg/ mL，磁力搅拌10 min后，将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应，在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤产物直至洗液无色后，于60 ℃真空干燥24 h，待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5，10以及15，相应命名为PAGO5，PAGO10和PAGO15，对应的PANIF质量为75 mg，150 mg和225 mg.

仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后，用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试：将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液，将其均匀地涂在不锈钢集流体上，在10 MPa压力下压片，之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中，使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，铂片(Pt)作为对电极，在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试，电势窗为～.

比电容计算依据充放电曲线，按式(1)[15]计算：

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中：i代表电流，A;Δt代表放电时间，s;ΔV代表电势窗，V;m代表活性物质质量，g.

2结果与讨论

形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后，从低倍的SEM(图1(c))可以看出，PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合，且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知：成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

分析

图2为PANIF，GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1，1 500 cm-1，1 305 cm-1，1 144 cm-1，829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰，它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图，在3 390 cm-1， 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H，C=O键振动，1 550～1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16]，可以看出，GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图，与GO，PANIF谱图比较，可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现，这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO，另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

电化学性能分析

图4为样品的CV曲线，其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图，可以看出，4个样品均出现明显的氧化还原峰，这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变，表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线，由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加，在扫描速率为1 mV/s时，PAGO10电极的比电容为 F/g.

图5为PANI，PAGO5，PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图，由图可知：4种样品均有明显的氧化还原平台，这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线，借助式(1)，计算了4种样品在不同电流密度下的比电容，结果如图5(b)所示，很明显，相同电流密度下PAGO10比电容最大，当电流密度为1 A/g时，其比电容为517 F/g，这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为 A/g时，比电容分别为 261和495 F/g)[18-19]，而PANIF比电容最小，仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右，这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时，紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚，增加了电极/电解质接触面积，从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径，对样品进行了交流阻抗测试，图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知：在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区，电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区，直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制，并且PAGO5所展现的直线斜率最大，说明其电容行为最接近理想电容，即频响特性最好，这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生，导致PANIF具有十分高的赝电容，但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩，导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此，对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示，PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后，电容保持率为77%，而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为，这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外，rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接，降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩，使得链段不容易脱落或者断裂，从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法，经水热反应，制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现，rGO与PANIF紧密连接;而且，当PANIF与GO质量比为10∶1时，复合材料展现了最佳的电化学性能，当电流密度为1和10 A/g时，其比电容分别为517， 356 F/g.从上可知：合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能，从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及，我国水泥工业得到飞速发展，2012年，水泥总产量达亿吨，占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代，镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能，而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1]，并取得了良好的使用效果，但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合，形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫，碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质：R2(Cr，S)O4。水泥窑在正常运转中，其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸，飘落在厂区及周边环境中，造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中，废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时，窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害，据有关专家论证，Cr6+腐蚀皮肤，使人易患上大骨病，进而致癌。因此，镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范，其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍，执行也是最严格的，具体内容如表1所示：

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88，对地面水中Cr6+含量进行明确规定，如表2所示：

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大，特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵，因此，水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

研制思路

目前，用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性，但是抗热震性差，抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性，但是挂窑皮性差[3，4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料，结构韧性好，抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强，具有良好的挂窑皮性能，在烧成带能有效延长使用寿命，是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

试验与研究

铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物，化学分子式为FeAl2O4，其中含和。铁铝尖晶石为立方体结构，二价阳离子占据四面体位置，三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为，莫氏硬度为。要形成铁铝尖晶石，必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内，才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石，而在FeO稳定存在的区域以外的条件下，铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石，而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示：

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石，我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导，经过大量试验，掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术，为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯，在保证“FeO”稳定存在的气氛下，经高温烧成，制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示：

原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验，结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求，我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料，并加入特殊添加剂来强化制品的性能，研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度，采用四级配料，经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3，产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出：随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势，这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果，铁铝尖晶石的加入量在10%时，制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出：以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

产品的性能

结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中，同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒，与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石，这一活化效应使制品在烧成或使用过程中，内部形成大量的微裂纹，重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行，使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中，可以形成大量的微裂纹，这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

强度高。从制品显微结构可以看出：制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶，结构非常均匀致密，晶粒发育良好，颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接，结合良好，明显的提高了砖的密度和高温强度。

具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中，制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物，该矿物具有一定的粘度，可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面，形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块，用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4，压制成Φ30×10mm圆饼，把圆饼放在两个样块中间，放入电炉内加热，温度升到1500℃，保温3小时，冷却后测其抗折强度，二者基本相同。由此可见，新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来，通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用，寿命周期均达到12个月以上，受到用户认可。

3 结论

你好：（一）生活中的化学化学与人们生活息息相关，从日常生活中可以积累很多的化学知识。这样，就可以加深对所学知识的理解，从而提高对化学的学习兴趣。食盐味咸，常用来调味，或腌制鱼肉、蛋和蔬菜等，是一种用量最多、最广的调味品，素称“百味之王”。人们每天都要吃一定量的盐(一般成年人每天吃6g到15g食盐就足够了)，其原因一是增加口味，二则是人体机能的需要。Na+主要存在于细胞外液，是维持细胞外液渗透压和容量的重要成分。动物血液中盐浓度是恒定的，盐分的过多流失或补充不够就会增大兴奋性，于是发生无力和颤抖，最后导致动物后腿麻痹，直至死亡。美国科学家泰勒亲身体会了吃无盐食物的过程，起初是出汗增加，食欲消失，5天后感到十分疲惫，到第8～9天则感到肌肉疼痛和僵硬，继而发生失眠和肌肉抽搐，后因情况更为严重而被迫终止实验。当然，摄取过多的食盐，就会把水分从细胞中吸收回体液中，使机体因缺水而发烧。把空气中的氮气转化为可被植物吸收的氮的化合物的过程，称为氮的固定。自然界中氮的固定通常有两种：一种是闪电时空气中的氮气和氧气化合物生一氧化氮，一氧化氮进一步与氧气化合生成二氧化氮，二氧化氮被水吸收变成硝酸在下雨时降落到地面。另一种固氮的方式是利用植物的根瘤菌，根瘤菌是一种细菌，能使豆科植物的根部形成根瘤，在自然条件下，它能把空气中的氮气转化为含氮的化合物，供植物利用。“种豆子不上肥，连种几年地更肥”就是讲的这个道理。松花皮蛋是我国人民的传统食品。由于它风味独特、口感极好、保质期长，很受人们喜爱。同学们知道吗？其实，将鲜蛋加工成松花皮蛋的过程是一种比较复杂的化学过程。灰料中的强碱(氢氧化钠、氢氧化钾)从蛋壳外渗透到蛋黄和蛋清中，与其中的蛋白质作用，致使蛋白质分解、凝固并放出少量的硫化氢气体。同时，渗入的碱进一步与蛋白质分解出的氨基酸发生中和反应，生成的盐的晶体以漂亮的外形凝结在蛋清中，像一朵一朵的“松花”。而硫化氢气体则与蛋黄和蛋清中的矿物质作用生成各种硫化物，于是蛋黄、蛋清的颜色发生变化，蛋黄呈墨绿色，蛋清呈特殊的茶绿色。食盐可使皮蛋收缩离壳，增加口感和防腐等。加入的铅丹可催熟皮蛋，促使皮蛋收缩离壳。而茶叶中的单宁和芳香油，可使蛋白质凝固着色和增加皮蛋的风味。附：生活中的化学知识要点一、关于物质燃烧1.点燃两支高度不同的蜡烛，用一个烧杯罩住，高的蜡烛先熄灭，原因是生成的二氧化碳气体温度较高，上升，然后由上至下充满整个瓶内，因此当室内发生火灾时应用湿毛巾堵住口鼻弯腰逃离火灾区，在森林火灾逃生的办法是：用湿毛巾堵往口鼻逆风而逃2.为了保证安全问题，在庆典活动中可以用氦气充灌气球，不能用氢气。3.煤气中毒是由一氧化碳引起的，防止煤气中毒的有效方法是注意通风，为防止煤气泄漏，我们常在煤气中加入具有特殊气味的硫醇（C2H5SH）以便于知道煤气发生泄漏，发现有煤气泄漏时要及时打开门窗，关闭煤气阀门，（不能开灯，打电话，用电风扇等因这些行为会产生火花从而发生煤气爆炸），发现有人煤气中毒后要注意把病人移到通风处，进行人工呼吸，必要时送医院救治。4.蜡烛一吹即灭是因为冷空气使蜡烛温度下降至其着火点以下，用扇扇炉火越来越旺是因为提供了足够的氧气，增加的煤与氧气接触的面积。5.西气东输的气体是天然气，主要成分是甲烷，煤矿“瓦斯”爆炸的主要气体也是甲烷，其原因是矿井中通风不良，使甲烷与空气混合而达到爆炸极限经点燃发生爆炸，所以为防止煤矿爆炸要常常保持通风，严禁烟火。6.灯泡内往往会有少量的红磷，主要是脱去灯内的氧气7.发生火灾时要用湿毛巾堵往口鼻是为了防止吸入有毒气体。如遇到毒气（含氯气、盐酸，硫化氢、氨气）泄漏时，我们也要用湿毛巾堵往口鼻，然后逃往地势较高的地方。二、关于食品1.把新鲜鸡蛋放在石灰水中可以保鲜，是因为鸡蛋呼出的二氧化碳与石灰水反应生成了碳酸钙堵往了鸡蛋表面的微孔，防止氧化而变质。2.为了防止食品受潮和变质或变形，常在食品袋内充的气体的二氧化碳或氮气；或在袋内放干燥剂：生石灰、氯化钙主要是吸水，铁主在是吸收氧气和水；或采取真空包装。3.鱼鳔内的气体主要有二氧化碳和氧气4.做镘头时加些纯碱主要为了中和面粉发酵时产生的酸，生成的二氧化碳能使面包疏松多孔。5.蔬菜中残留的农药可以用碱性物质泡，可降低农药的药性6.皮蛋的涩味可以加点食醋去除7.冰箱的异味可用活性炭除去，利用了活性炭的吸附性。8.铝壶上的水垢（主要成分是碳酸钙和氢氧化镁），可用盐酸或食醋除去三、环境问题1.酸雨是由于氮的氧化物和硫的氧化物（如SO2、NO2）的大量排放引起，酸雨的危害有：腐蚀建筑物，影响作物生长，污染河流，影响人体健康，造成土地酸化。减少酸雨的措施：开成新能源，少用煤作燃料，煤进行脱硫技术。2.汽车尾气中含有CO，NO，SO2等，治理的方法是：改变发动机结构，使燃料充分燃烧；在排气管上装上一个催化转化装置，使CO、NO转化为无毒的N2和二氧化碳。控制城市汽车尾气对空气污染的方法有：（1）开发新能源，（2）使用电动车3.防止水污染的方法：（1）加强对水质的监测（2）工业三废要经过处理后排放（3）合理使用农药和化肥（4）禁止使用含磷洗衣粉（5）加强水土保护，植树造林节约用水的方法：水的二次利用（洗米水去浇花），随手关水龙头，低灌技术，工业水的二次利用。4.温室效应由于煤、石油燃料的使用，空气中的二氧化碳含量不断增加。不利影响是：全球气候变热，土地沙漠化，两极冰川熔化；可采取的措施是：植树造林，禁止乱砍滥伐；减少化石燃料的燃烧，更多地利用太阳能，风能，地能，核能，水能等（我们可以节约用纸，节约能源，多栽树，随手关灯）（二）怎样学好化学中学的化学很基础，物质之间的反应要弄清楚，初中涉及的化学方程式不多，但都很重要，要牢记。还有就是多做练习，要想学好理科方面的课程不练习是很难的，熟话不是说熟能生巧嘛，做得多了，感觉就出来了。其实自信还是很重要的，要相信别人能做好的事情自己也可以的!一明确学习化学的目的目标是行动的动力，有了明确的学习目的，你才有可能排除一切困难勇往直前，最终达到即定的学习目标。因此，要学习好化学这门课程，首要任务就是要明确我们为什么要学习化学这一门课程。化学是一门自然科学，是中学阶段的一门必修课，它编入了一些化学基本概念、基础理论、元素化合物知识、化学反应的基本类型、无机物的分类及相互间的关系等知识；它充满了唯物辩证法原理和内容，它介绍了许多科学家的优秀品质和他们对事业实事求是的科学态度、严谨的学风。学习化学，了解化学变化的原理，可以明白生活和生产中的一些现象，并且控制化学变化，使其向有利于人类的方向发展；学习化学，既可以提炼出自然界原来存在的物质，还可以制作出自然界原来并不存在的物质，丰富和优化我们的生产和生活；学习化学，可以帮助人们研制新的材料、研究新的能源、研究生命现象、合理利用资源、防止污染和保护环境、促进农业增产、促进人体健康，等等；学习化学，也可以帮助人们学习和进一步研究物理学、生物学、地学等自然科学。因此，通过初中化学课的学习，初三学生不仅能学到初中阶段的系统的化学基础知识，受到辩证唯物主义思想、中外化学家的爱国主义思想、行为和对科学的不断进取不断探索、不断创新的科学态度及严谨学风的教育，而且还能提高自己的观察能力、思维能力、实验能力和自学能力，为今后学习高中化学及其他科学技术打下良好的基础。二抓好学习的三个环节化学是初三年级后增设的一门课程，在内容上独立，不受其他学科的影响。对每一个刚刚升入初三的学生来讲，是没有什么差异的，只要能抓好预习、听讲和复习这三个学习的环节，一定能取得优异的学科成绩的。1．课前预习课前预习的好处很多：（1）它能强化听课的针对性，有利于发现问题，抓住重点和难点，提高听课效率；（2）它可以提高记听课笔记的水平，知道该记什么，不该记什么，哪些详记，哪些略记；（3）它可以节省课后复习和做作业的时间。通过预习时的独立思考和听课时留下的深刻印象，从而缩短课后复习和做作业的时间；（4）它可以培养自学能力。预习的过程就是自觉或独立思考的过程，长期坚持下去，一定会使自学能力得到提高。预习的方法是：（1）通读课文。通过阅读课文，了解新课的基本内容与重点，要把自己看不懂的问题记下来或用铅笔在书上作一些记号，用以提醒自己上课时要集中精力和注意力，有意识、有目的地听老师讲自己不懂的问题，详细对比跟自己的想法有什么不同，这样就能取得良好的学习效果；（2）扫清障碍。在读课文后了解了主要内容的基础上，联系已学过的与之有关的基础知识，如果有遗忘的就要及时复习加以弥补，这样才能使新旧知识衔接，以旧带新，温故知新；（3）确定重点、难点和疑点。在通读课文和扫清有关障碍后，在对新知识有所了解的基础上，思考课文后的习题，试着解答，在此过程中找出新课的重点、难点和疑点。如果有潜力，还可以做点预习笔记。2．课堂听讲听课是学习过程的核心环节，是学会和掌握知识的主要途径。课堂上能不能掌握好所学的知识，是决定学习效果的关键。功在课堂，利在课后，如果在课堂上能基本掌握所学的基础知识和技能，课后复习和做作业都不会发生困难；如果上课时不注意听讲，当堂没听懂，在课堂上几分钟就能解决的问题，课后可能要花费几倍的时间才能补上。所以，学生在课堂上集中精力听好每一堂课，是学习好功课的关键。听课时，一定要聚精会神，集中注意力，不但要认真听老师的讲解，还要特别注意老师讲过的思路和反复强调的重点及难点。边听课、边记笔记，遇到没有听明白或没记下来的地方要作些记号，课后及时请教老师或问同学。同时，听课时还要注意听同学对老师提问的回答以及老师对同学回答的评价：哪点答对了，还有哪些不全面、不准确和指出错误的地方，这样也能使自己加深对知识的理解，使自己能判断是非。课堂教学是教与学的双向活动，学生是主体，教师起主导作用，学生要积极、主动地参与课堂教学，听课时，一定要排除一切干扰和杂念，眼睛要盯住老师，要跟着老师的讲述和所做的演示实验，进行积极地思考，仔细地观察，踊跃发言，及时记忆，抓紧课堂上老师所给的时间认真做好课堂练习，努力把所学内容当堂消化，当堂记住。在认真听讲的同时还要认真记好笔记。要学好化学，记笔记也是重要的一环。记笔记除了能集中自己的注意力，提高听课的效率外，对课后复习也有很大的帮助。所以，要学会记笔记，养成记笔记的好习惯。因此，在认真听讲的同时，还应该记好笔记。讲新课时做补充笔记，老师讲的内容是根据学生的实际将课本内容重新组织，突出重点加以讲解，记笔记是边看书，边听讲，边在书本上划记号，标出老师所讲的重点，并把老师边讲边在黑板上写的提纲和重点内容抄下来，还要把关键性的、规律性的、实质性的内容和对自己有启发的地方扼要地记录，把老师讲的但书上没有的例题记下来，课后再复习思考。现行的人教教材，在每页的旁边都留有空白，这就是为学生在学习时做笔记而设计的。同学们可以根据要记录的内容，将笔记写在课文相应内容的旁边，这样在今后的复习中，有利于联系知识，增强理解和记忆。3．课后及时复习复习能加深理解，复习能巩固知识。一堂课的内容，十多分钟就可以复习完，有时也可以像过“电影”一样地过一遍。复习要及时，不能拖。复习中不懂的问题要及时请教老师，这样，在学习上就不会留存障碍，不留疑点，为以后顺利学习打好基础。复习时，要重视教科书，也要读听课笔记，要反复读，边读边回忆老师的讲解，边理解书上的内容。三、认真观察和动手实验化学是一门以实验为基础的自然学科，教科书中安排有演示实验、学生实验和学生选做实验，还安排了家庭小实验。通过这些演示和学生实验，学会观察老师演示实验的操作、现象，独立地做好学生实验，上好实验课，是学好化学的基础。首先，在课堂上要认真观察老师所做的每一个演示实验的操作和实验现象。化学实验是很生动、很直观的，实验中千变万化的现象最能激发学生的兴趣，但学生若只图看热闹，光看现象，不动脑子思考，看完了不知道是怎么回事，无助于学习的提高，所以，观察要有明确的目的。观察实验前，要明确观察的内容是什么？范围是什么？解决什么问题？这就叫做明确观察的目的，目的明确了才能抓住观察的重点进行观察。观察时还要仔细、全面。例如，氢气还原氧化铜的演示实验，实验目的是验证氧化还原反应，氧化铜被氢气还原成铜。观察时先看清反应物是无色的氢气和黑色的氧化铜粉末，反应的条件是加热，生成物是水和亮红色的铜。其次，要上好学生实验课，课前必须进行预习，明确实验目的、实验原理和操作步骤。进行实验时，自己要亲自动手，不做旁观者，认真做好实验内容里所安排的每一个实验，在实验过程中要集中注意力，严格按实验要求操作，对基本操作要反复进行练习，对实验过程中出现的各种现象，要耐心细致地观察，认真思考，准确如实地记录。四、扩大知识面1．读化学课外读物学好化学，要重视阅读课外读物，例如《中学化学教学参考》、《中学生数理化》、《课堂内外》等杂志和科普读物，它们的内容紧扣化学教学大纲和教材，其针对性和适用性很强，配合教学进度，指导解析疑难，注意智力开发，重视能力培养；它们的题材广泛新颖，内容丰富多彩，文章短小精悍，通俗易懂，形式生动活泼，图文并茂。它能帮助学生开阔视野，扩大知识面，激发学习兴趣，掌握学习方法，透彻理解教材，灵活运用知识，培养探索精神，它们是学生的好朋友。2．参加化学课外活动利用课余时间，积极报名参加课外化学兴趣小组活动，做一些有趣的化学实验，看化学教学和科学普及的电影片、录像片，参观工厂，参加化学晚会的筹备、演出，收集整理化学谜语，出化学墙报等等，这些活动都会使学生感到化学知识是那样的丰富多彩，使学生对化学的学习产生浓厚的兴趣和渴求，促使学生努力学好化学。五、利用网络资源现在随着计算机的普及，许多学校和学生家庭都配备了计算机，而网上有许多关于化学学习方面的知识，同学们可以利用网络资源，搜索更多的学习资料。同时现在在网络上有好多网站都有在线学习的课程，这些由具有专业知识和教学经验的一线教师制作的课程，配有多媒体教学课件，学生通过浏览这些课程，对学习中的重点和难点问题就可以迎刃而解。总之，学无定法，每个人可以根据自己的实际情况，制订适合自己的学习方法。

你没给题目~这个是离子反应的~高一学的~离子反应说课离子反应是现行高中新教材必修1第二章化学物质及其变化的第二节教学内容。前一节刚学过物质的分类，可自然过渡：从化学反应的分类来看，本章涉及化学反应的三个分类标准：⑴根据反应物生成物的类别及反应前后物质种类的多少，可分为化合、分解、置换、复分解等四大基本反应类型；⑵根据反应中是否有离子参加或生成，可分为离子反应和非离子反应；⑶根据反应中是否有电子转移可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。后两种分类在初中化学中没有涉及过，因而是高中化学的新知识。离子反应和氧化还原反应在高中化学学习中将大量涉及，因此是重要的基础知识，是本章的重点内容。二根据课程标准制定出以下教学目标：⒈知识与技能目标 ⑴了解电解质的概念，知道酸、碱、盐在溶液中能发生电离 ⑵通过实验事实认识离子反应及其发生的条件 ⑶了解离子方程式的含义，掌握离子方程式的书写方法⒉过程与方法目标：学习运用观察、实验等多种手段获取信息，并运用比较、分类、迁移等方法对信息进行加工升华。⒊情感态度与价值观：发展学习化学的兴趣，乐于探究离子反应的条件实质，感受化学世界的奇妙与和谐。三本节教学重点难点：重点：离子反应及其发生的条件难点：离子方程式的书写在实际教学中，离子反应及离子方程式的书写贯穿于三年的高中化学学习，渗透在各种题型中，诸如离子共存问题、离子检验、离子方程式的正误判断等等，学生的掌握是一个循序渐进的过程。二．说教法拟采用温故引新、实验促学、启发归纳、讲练结合等教与学的方法。美国当代著名的教育心理学家奥苏贝尔曾提出有意义学习理论，，其主要思想就是认为学生的认知结构是影响学习的最重要的因素，因此他提出课堂教学中应遵循的一个总的原则就是要根据学生原有的知识水平及学生已有的知识经验进行教学。由学生初中以及前面一节学过的与本节相关的旧知识过渡引出新知识，可以使知识的学习处于学生的最近发展区，激发学生的好奇心和求知欲，使学生积极主动投入到化学学习

氧化还原反应论文格式

以南海盆地的油气成因来写

写好化学论文的必要条件１、深刻的论据论证，严密的科学性：科学研究的任务是揭示事物发展的客观规律，探求客观真理，成为人们改造世界的指南，学术论文的科学性在于：①主论上要求作者不带有个人好恶的偏见，不得主观臆造，必须切实地从客观实际出发，从中引出符合实际的结论。②论据上要求作者下较大力气，经过周密的观察，准确的实验与深入的调查研究，尽可能多地占有资料，以最充分、确实的有力论据作为主论的依据。③沦证上要求作者经过周密思考具有严谨而富有逻辑效果地论证，做到论证充分，令人信服。正确的论点，严密的论据，有说服力的论证使学术论文具有严密的科学性。化学论文切忌弄虚作假，有人写论文说自己已做了２０多项实验，事实上他所描述的实验都是别的参考书上摘引过来的。这本身就缺乏写论文的正确的科学态度。化学论文不得发生科学上的差错，一篇写Ｎｑ以）３与Ｋ仁水解后溶液碱性的差异的文章，却误将山作Ｋｉ代入公式计算，因而写出错误的结论。永嘉上塘中学一位青年教师写的“电解食盐水时为什么用铁作阴极”的文章中，通过实验得出“当铁网的宽度大千石墨时，氢气在Ｆｅ上析出所需的时间就比石墨要少，所以增大铁网的表面积，可以降低过电位，并使气体更易逸出。另外铁网宜于吸附石棉绒成为隔膜层，铁网价格低廉，取材方便，又易于加工。所以选用铁网作电解食盐水的阴极／这篇文章虽短，但富于科学性与钻研精神，不啻为一篇好的论文。２、要有独立见解，富有创新性学术论文要有自己的独立见解，有创新性。科学研究是对新知识的探求。只能继承或人云亦云缺乏创新精神，这样没有给人以新的启迪，文章的价值自然就低了，人类社会的文明与历史就不会有所前进了！创新性是科学研究的生命，它能提出新的问题，解决新的问题，推动科学事业的发展。瑞安市一位化学老师写的“谈物理性质的教学”就是针对部分师生对物质的物理性质不够重视，他在教学中刻苦钻研，要求掌握物性的教学规律，提高物性的教学质量，多方面培养学生的学习物性的兴趣，尽量变机械记忆为意义记忆，提高物性知识的应用能力，提出自己的独立见解，在教学上具有推广的意义。此文获市化学教学论文评比一等奖。化学论文不要东拼西凑，更不应抄袭人家的文章，成为“手抄本”以免使人读了有似曾相识之感，如一篇论文写氧化还原反应的配平方法采用厂“十字交叉法”与“半反应”配平法，就缺乏新意。另一篇写“氨氧化催化的实验的改进”，采用纯氧代替空气加速氨的氧化，这个方法也没有什么新意。写论文时摘引或参考其它作者的文章是允许的，但应如实地在文章未了列出参考书的目录与作者名字，以供备查。３、文章通顺，具有平易性：学术论文要描述相当复杂的科学道理，这就要求写的文章平易近人，容易理解，深入浅出，化繁为简，一目了然，晦涩是文章的最大欠缺，不通顺的文章，大多的错别字，会降低文章的水平，给人以不好的印象。如一篇描述“有关酸式盐”的文章中误将ＨＳＯ【＋Ｈ十的反应写成ＮＨ４ＨＳＯ３＋Ｈ十，将水的Ｋ电离误为Ｋｗ，将Ｍ９２＋２０Ｈ＝Ｍｇ（ＯＨ）２、误写成ＭgCO3，将Ｎａ２Ｃo3的溶解度误为Ｎａ２ＣO３．１OＨ2O的溶解度等较多差错，虽有些属作者笔误，却使文章逊色不少。化学论文不同于一般文艺作品，也不同于科学小品文，它的价值在于忠于事实，推理严密，文笔庄重，效果显著。大多的描写性的句子与过多的譬喻有时却适得其反，不仅会出科学性的错误而且使人看了有些庸俗感。例如有篇文章为了阐明电子云概念用了下述科学性不正确的譬喻：“电子云是电子运动象云雾一样快”“电子轨道如火车运行时的铁轨。”化学论文也不可以写成工作总结或工作汇报。如一篇关于校办工厂生产ＸＸ产品的论文，文章仅仅说明了过去该工厂的工人人数很少，产值不高，产品质量不好，通过他的努力产品质量符合国家标准，工厂发展很快，利润上升，产值增加等内容。作为工厂工作汇报确是一篇好文章，但作者将它作为化学论文却忽略了二点最关键的内容。其了是作为化学教师是怎样努力提高产品质量（这可看出作者的专业水平）。其二是工厂中容纳学生参加劳动，他是如何指导学生，使化学与生产实际相联系的（这可表示作者的教学水平）。因而，成为报流水帐的一般工作小结，不能作为一篇学术论文。化学论文更不能成为资料、数据的“堆积”文章，如一篇关于洞头县水产资源的调查文章，作者用了较多精力调查了洞头县渔业生产，化工生产与地理环境等项目近年来的情况，统计了许多数字，最后用一句话指出洞头县的生态平衡遭破坏后带来的恶果。文章仅停留在感性的认识上，没有上升到理论高度，更没有结合化学教学，所以不能体现作者的专业水平与教学水平。中学化学教学和教育学、心理学、统计学、逻辑学及辩证唯物主义都有密切的关系，描述一种教学方法应从心理学角度，教育学角度加以探讨，从学生的心理特点与生理特点对学习能力与智力进行评估，从提高化学教学质量及如何落实双基内容作为教改的成效衡量，将感性认识升华到理性认识，这样写出的文章才有“论文”味。４、勿失良机，重视可行性：学术论文的价值还受时空的制约，往往一篇好的论文能及时写成发表就有其实用价值，错过了时机，就失去了新鲜感，轮为二三流的作品了！中学化学教学研究课题，过去的“智能培养”是热门，“初中化学学习中的三个分化点”是热点，“非智力因素培养”又方兴未艾。目前新教材自然课本中的化学教学的研讨及化学教学中的素质教育等问题是值得大作文章的。而若抓住良机，写出教学上急需解决问题的文章，一定会深受欢迎。化学论文也不应陷入一定模式，如关于基本概念的教学不能停留在一般教科书上都有论述的四步模式，即：讲清概念的重要性，分析概念的内涵与外延，借助实验树立概念，反复练习强化概念。撰写化学论文也不一定要赴“热门”，如对化学教学模型的探讨，对教材中某一个问题提出自己的新见解，对一个化学反应的异议，对一个概念的辩析，对一项实验的改进，对一种教学方法的新尝试，对一个低能学生的培养，对学习化学学生的心理分析等等都可以深入钻研。认真探讨，分析提高写成有参考价值的论文。５、化学论文构成的基本型一通用性：化学论文作为学术论文有其一定的格式：一一标题、绪论、实验、结果、考察、结论、谢辞、参考文献与附录等。①绪论：说明研究这一课题的内容与意义。提出问题是绪论的核心部分，问题要明确具体，用字要精炼。②本论：展开论题，表达作者个人研究成果的部分，应写得充分，写得有理有据。是论文的主体部分。③结论：收束部分，写明论证所得到的结果或效果。首尾呼应，融成一体。（三）写好化学论文的注意点１、正确选题，笔墨集中：写文章一是写什么，二是怎样写。先确定研究什么问题，再考虑怎样研究，如何表达，所以选题是论文成败的关健。①选择有科学价值的课题，它包括：急待解决的课题，科学上的新发现新创造，空白填补，通说的纠正，前说的补充，②要选择有利于展开的课题：要有浓厚的兴趣，能发挥业务专长，占有资料条件，能得到指导，有实验条件，可在限定时间内完成。③对题目要加以限定，课题大小适中一”篇论文的标题切忌太大，评论的切人口要小，角度选择适当，这样展开议论就容易集中。否则面面俱到，空泛无物，如有些论文的标题是“论中学化学的教学法”，“中学化学教学之我见”“论中学化学实验教学”等。选题过大，头重脚轻，不能用短短几千字来说清问题，只得草草地收场，使论文暗然失色。论文的标题更应文题相符，写得切题，切忌文不对题。２、勤写勤练，经常积累：论文并不神秘，每个致力于化学教学的园丁都可以成为化学论文的作者。这次高级教师的评审中，有些老教师平时懒得动笔，只好临时凑写二篇或将五十年代年青时的文章拿来凑数（五十年代能写出好文章，难道经过长期教学实践反而写不出文章吗？）其尴尬处境，可想而知。凡是临时仓促写成的论文，其质量不会很高，所以我们应在平时教学实践中，不断思索，不断创新，经常动笔，第一次写成，第二次补充，第三次实践，第四次修改，第四次定稿。须知：大才出于勤奋，经验在于积累。３、讲究文采，写出新意：有人总认为论文是一篇严肃的文章，道理说清了就算，结果是有骨无肉，枯燥无味，尽管你的选题很新颖，若没有充分地展开，成为口号标语式的，略略几百字，显得十分单薄也会失去论文的价值。在这方面，毛主席的文章给我们作了很好的示范，他在议论文中讲的道理既深刻又浅显，幽默诙谐，令人读来，意趣盎然。有些文章缺乏新意，如“化学计算题的一题多解”每个小标题下面写几句话，写一道化学计算题，这样就不能成为一篇学术论文。总之，要写好一篇化学论文，决不能掉以轻心，但也并非高不可攀，只要你认真对待，掌握论文要领，在教学与工作的过程中不断发现新矛盾、新问题，及时予以思考、分析，经常进行调查研究，多动笔、多动脑，必然会写出好文章来的！

氧化还原反应论文有文献的

一、化学的来由化学的英文词为Chemistry，法文Chimie，德文Chemie，它们都是从一个古字、即拉丁字chemia，希腊字Xηwa(Chamia)，希伯莱字Chaman或Haman，阿拉伯字Chema或Kema，埃及字Chemi演化而来的．它的最早来源难以查考．从现存资料看，最早是在埃及第四世纪的记载里出现的．所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的，不过这个名字的意义很晦涩，有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义，大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方，也是古代化学极为发达的地方，尤其是在实用化学方面。例如，埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃，可见至少在公元前2500年以前，埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看，可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义，可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000－11000年前，我们已会制作陶器，3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器，造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时，中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。二、化学的几个发展阶段远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺，主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的，化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年，炼丹术士和炼金术士们，在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中，为求得长生不老的仙丹，为求得荣华富贵的黄金，开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍，在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化，为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来，炼丹术、炼金术几经盛衰，使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期，出版了一些有关化学的书籍，第一次有了“化学”这个名词。。燃素化学时期。从1650年到1775年，随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素，燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程，可燃物放出燃素后成为灰烬。定量化学时期，既近代化学时期。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律，提出了原子学说，发现了元素周期律，发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。科学相互渗透时期，既现代化学时期。二十世纪初，量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言，解决了化学上许多悬而未决的问题；另一方面，化学又向生物学和地质学等学科渗透，使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期，是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉，领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。三、化学学科在探索中成长化学的发展可以说是日新月异，尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科，譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等，令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等，更是令人眼花缭乱。而古往今来，有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗？化学名人风采将带您走近他们。燃素说的影响。可燃物如炭和硫磺，燃烧以后只剩下很少的一点灰烬；致密的金属煅烧后得到的锻灰较多，但很疏松。这一切给人的印象是，随着火焰的升腾，什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后，人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。 1723年，德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释，形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中，在燃烧过程中释放出来，同时发光发热。燃烧是分解过程：可燃物==灰烬+燃素金属==锻灰+燃素如果将金属锻灰和木炭混合加热，锻灰就吸收木炭中的燃素，重新变为金属，同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质，燃烧起来非常猛烈，而且燃烧后只剩下很少的灰烬；石头、草木灰、黄金不能燃烧，是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物，酒精燃烧时失去燃素，便只剩下了水。空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合，充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素，动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。富含燃素的硫磺和白磷燃烧时，燃素逸去，变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮，磷酸（当时指P2O5）与木炭密闭加热，便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时，金属失去燃素生成氢气，氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾（CuSO4·5H2O）溶液置换出铜，是燃素转移到铜中的结果。燃素说尽管错误，但它把大量的化学事实统一在一个概念之下，解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间，化学家为了解释各种现象，做了大量的实验，积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程，化学反应中物质守恒，这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应，是物质间相互交换成分的过程；氧化还原反应是电子得失的过程；而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。舍勒和普里斯特里发现氧气的制法：令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist，他长期在小镇彻平的药房工作，生活贫困。白天，他在药房为病人配制各种药剂。一有时间，他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次，后院传来一声爆鸣，店主和顾客还在惊诧之中，舍勒满脸是灰地跑来，兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物，忘记了一切。对这样的店员，店主是又爱又气，但从来不想辞退他，因为舍勒是这个城市最好的药剂师。到了晚上，舍勒可以自由支配时间，他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验，他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验，使他合成了许多新化合物，例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞（氯化汞）、钼酸、乳酸、乙醚等等，他研究了不少物质的性质和成分，发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿（Scheele’s green）,就是舍勒发明的亚砷酸氢铜（CuHAsO3）。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的，但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候，他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版，共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程，起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇，使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。在舍勒与大学教师甘恩的通信中，人们发现，由于舍勒发现了骨灰里有磷，启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前，人们只知道尿里有磷。 1775年2月4日，33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世，舍勒继承了药店，在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作，加上寒冷和有害气体的侵蚀，舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候，还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日，为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世，终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg（NO3）2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气： 2KNO3==2KNO2+O2↑ 2Mg（NO3）2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑ 2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑ 2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑ 2HgO==2Hg+O2↑ 第二种方法是将软锰矿（MnO2）与浓硫酸共热产生氧气： 2MnO2+2H2SO4（浓）== 2MnSO4+2H2O+O2↑ 舍勒研究了氧气的性质，他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈，燃烧后这种气体便消失了，因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者，他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程，火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后，很快就发表了论文。普里斯特里始终坚信燃素说，甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验，推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到：我把老鼠放在‘脱燃素气’里，发现它们过得非常舒服后，我自己受了好奇心的驱使，又亲自加以实验，我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时，是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉，和平时吸入普通空气一样；但自从吸过这种气体以后，经过好长时间，身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢？不过现在只有两只老鼠和我，才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师，业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林，他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。 1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎，他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命，曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国，在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆，以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。拉瓦锡和他的天平：燃素说的推翻者，法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年，他20岁的时候就取得了法律学士学位，并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师，家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师，而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来，拉瓦锡在他的老师，地质学家葛太德的建议下，师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此，他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想，把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式：葡萄糖 == 碳酸（CO2）+ 酒精这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程，表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义，又具体地写到：“我可以设想，把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数，然后分别通过实验，逐个算出它们的值。这样以来，就可以用计算来检验我们的实验，再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果，使我能通过正确的途径重新进行实验，直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时，多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律，他当时称之为“物质不灭定律”，其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据，特别是当时俄罗斯的科学还很落后，西欧对沙俄的科学成果不重视，“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。 1772年秋天，拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧，冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量，发现质量增加了！他又燃烧硫磺，同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验：将白磷放在水银面上，扣上一个钟罩，钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧，之后水银面上升。拉瓦锡描述道：“这表明部分空气被消耗，剩下的空气不能使白磷燃烧，并可使燃烧着的蜡烛熄灭；1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末（P2O5，应该是盎司）。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程，燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月，他在实验记录本上写到：“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。 1774年，拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中，密封后再称量金属和瓶的质量，然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量，发现没有变化。打开瓶口，有空气进入，这一次质量增加了，显然增加量是进入的空气的质量（设为A）。他再次打开瓶口取出金属锻灰（在容积小的瓶中还有剩余的金属）称量，发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同（即也为A）。这表明锻灰是金属与空气的化合物。拉瓦锡进一步想，如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来，就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰（即铁锈），但实验没有成功。拉瓦锡制得氧气之后：到了这年的10月，普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀（HgO）和铅丹（Pb3O4）可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说，这条信息是很直接的启发。11月，拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下，拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置，其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子，以便跟着太阳随时转动。1775年，拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气，其实是吸收了氧气，与氧气化合，即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时，拉瓦锡还用动物实验，研究了呼吸作用，认为“是氧气在动物体内与碳化合，生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文），就应该含有其余的气体，拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后，拉瓦锡总结道：“大气中不是全部空气都是可以呼吸的；金属焙烧时，与金属化合的那部分空气是合乎卫生的，最适宜呼吸的；剩下的部分是一种‘碳气’，不能维持动物的呼吸，也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来，也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年，拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说：“化学家从燃素说只能得出模糊的要素，它十分不确定，因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的，有时又没有重量；有时它是自由之火，有时又说它与土素相化合成火；有时说它能通过容器壁的微孔，有时又说它不能透过；它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫，每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日，拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》，系统地阐述了燃烧的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系，揭掉了神秘和臆测的面纱，代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学（即近代化学）时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气，但由于他们思维不够广阔，更多地只是关心具体物质的性质，没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说，辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念：“如果元素表示构成物质的最简单组分，那么目前我们可能难以判断什么是元素；如果相反，我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来，那么，我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质，对我们来说，就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里，拉瓦锡列出了第一张元素一览表，元素被分为四大类：简单物质，普遍存在于动物、植物、矿物界，可以看作是物质元素：光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质，其氧化物为酸：硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质，被氧化后生成可以中和酸的盐基：锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质，能成盐的土质：石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中，在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中，作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价，指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到，拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法，但他通过制取氧气分析了空气的组成，建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体，被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋，每天六点起床，从六点到八点进行实验研究，八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作，七点到晚上十点，又专心从事他的科学研究。星期天不休息，专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时，他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子，但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验，经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里，有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发，三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月，国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论，心存嫉恨，便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，于1794年5月8日把他送上了断头台。对此，当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时，拉瓦锡正当壮年，是51岁。四、化学学科的发展前沿中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering)，是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上，用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质，在体外切割、拼接和重新组成，然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞，使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状，并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术，其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因，并把它纯化，再把它大量扩增，用于研究。 20多年来，基因工程技术得到了迅速地发展，特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用，不仅把分子生物学提高到了基因水平，而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路，并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......

（一）地下水中主要的氧化还原元素

地下水中的许多反应涉及气相、液相及区相间的电子转换，其结果是使反应物和生成物氧化态发生变化，“氧化态”有时也称为氧化数。地下水中有许多具有一种以上氧化态的元素，这些元素对氧化还原反应很敏感，因此有些学者〔4〕把它们称为氧化还原元素，这些元素随地下水中氧化还原环境的变化，其反应也发生变化。

水文地球化学基础

上述括弧中的罗马数字是元素的氧化数，即常说的价态，除以上所述外，地下水还有一些多氧化态的元素，如U、Se、Hg等。

（二）控制地下水系统氧化还原状态的因素

地下水系统氧化还原状态主要取决于通过循环进入该系统的氧量，以及通过细菌分解有机物所消耗的氧量，或氧化低价金属硫化物、含铁的硅酸盐和碳酸盐所消耗的氧量。如进入该系统的氧量大于或等于所消耗的氧量，则系统内处于氧化状态，或称为好氧状态；反之，则处于还原状态，或称为厌气状态。

一般来说，水中实测的Eh值，是定量判别地下水氧化还原状态的参数。当pH=7的天然水与大气接触时，所测得的Eh值，在—间，这种水显然是处于强氧化状态；当水的Eh值为负值时，一般称这种水处于还原状态，水中的Eh值负值越大，其还原性越强，称为强还原环境。但是，至目前为止，还没有一位学者明确提出氧化状态和还原状态的临界值（Eh值）。只有德国的一位学者梅思斯（）〔5〕提出，当地下水温为8℃时，氧化状态和还原状态间的水中溶解氧的临界浓度为—。各种元素氧化还原反应的Eh也不尽相同，例如，当水中Eh＞时，开始产生硝化作用，转变为即N（－I）氧化为N（V）；当水中Eh＜时，开始产生反硝化作用，转化为N2或N2O，即N（V）还原为N2O（0）或N（I）。

地下水中的Eh测量十分困难，其原因是多方面的。第一，测量Eh多用铂金电极，而铂金电极仅对很少数的氧化还原电对有满意的反应，而对O2/H2O、 H2S、CO2/CH4、没反应。对于含有多种氧化还原电对的地下水而言，只有用含有少量铁氰化物/亚铁氰化物氧化还原电对的平衡盒（Equilbration cell）与水平衡一定时间后，再用铂金电极测量，才能获得比较满意的Eh值。但这种装置很难应用于现场的实际测量〔4〕。第二，地下水的Eh一般都低于与大气接触的地表水的Eh值，因此在测量地下水的Eh值时，要十分仔细避免与大气接触，特别是在测量处于比较强还原状态的地下水的Eh值时，更应如此。但实际的现场测量很难做到。所以，实测的Eh值往有偏差。第三，从理论上讲，大多数地下水都没有达到氧化还原反应平衡状态，要测量这种水的Eh值，很难得到满意的结果。鉴于上述原因，绝大多数的水分析结果都缺少Eh值。

在水文地球化学研究中，往往要判别地下水的氧化还原状态，为此，不得不借助于某些影响因素的分析。其影响因素如下：

1.包气带的性质及其透气性。在基岩山区，如裂隙发育，则水通过包气带补给时，含氧量高，又没有更多的有机物分解消耗水中溶解氧，所以地下水面以上的包气带均处于氧化状态，其氧化带的深度较大，但随气候条件、地形条件以及包气带消耗氧的物质的多少而变化。据文献〔5〕记载，在蒙大拿的一个铜矿区，硫化物的氧化深度为130m；在阿利桑那一铜矿区，在47Om深处仍发现被氧化的铜矿；而费尔布里奇（Fairbridge）〔5〕认为，氧化深度可能超过5000m，甚至8000m。在金属硫化物矿床区，包气带中下渗水的一个特征是含有高浓度的，有时可超过1000mg/L。与前述情况相反，在松散沉积物地区，特别是颗粒细的沉积物地区，水渗过包气带时，水中的溶解氧很快就被地层中的有机物所消耗，所以其Eh值较低。

2.含水层中有机物及其它还原剂的含量。含水层中有机物含量及有机物的活性变化很大。在沉积岩里，虽然存在着许多有机物，但多数可能是难降解的非活性有机物，它们很难为细菌所利用，因为在漫长的地质历史中易于代谢的有机物已被细菌代谢所消耗，而且在温度和压力升高过程中，许多有机物转变为非活性的有机物。例如，在煤层地下水中，硫还原菌很难利用其中的有机物，脱硫酸作用过程十分缓慢，所以其地下水中的较高，地下水的Eh值不很低，处于相对比较氧化的环境。而在油气田地下水中则不同，该系统中的有机物多属活性有机物，可被细菌所利用，有机物的分解消耗大量的氧，使地下水处于强还原环境，水中几乎没有在松散沉积物含水层中，颗粒越粗，其有机物含量也低，地下水通常处于比较氧化的条件：而颗粒越细，其有机物含量也较高，地下水通常处于相对比较还原的条件。例如，长江中下游第四纪河流沉积物地下水Fe2+浓度高即与此有关。除了有机物这类还原剂外，还有无机还原剂，比如含二价铁的硅酸盐及硫化物等。无机还原剂的存在也影响地下水系统的氧化还原条件。例如，罗伯逊（Robertson,.）〔8〕的研究证明，在阿利桑那州一河谷下部细粒含水层地下水中，Cr6＋含量较高，达，其Eh一般都大于250mV，属碱性弱氧化条件。他认为地下水保持这种特征的原因是含水层中既缺乏有机物，也决乏二价铁的硅酸盐矿物（辉石类、角闪石类）和含二价铁的其它矿物。

3.地下水循环途径。由于引起Eh降低所涉及细菌的氧化还原反应是缓慢的，所以地下水的Eh值在很大程度上取决于地下水在含水层的滞留时间。一般来说，滞留时间取决地下水流速，以及从补给到排泄的径流长度。滞留时间越长，水中的Eh值越低。例如，文献〔8〕中曾记录了一灰岩含水层地下水化学成分沿流程的变化：在潜水露头处，水中含溶解氧、和 Eh较高，约400mV；地下水进入承压含水层后，溶解氧及变为零，井口可闻到H2S味；径流至约28km处，Eh降至－10OmV。作者认为，含水层含有2%有机物，呈分散形式分布，Eh下降是有机物不断分解耗氧所致。就水化学特征而论，地下水还原环境的标志是水中Fe2+、Mn2＋、HS-和浓度高，浓度也较高。文献〔8〕资料表明，在还原状态的地下水中，某些成分的最高浓度为：Fe2+,700mg/L;Mn2＋,155mg/ 1460mg/L; 2046mg/L。

（三）消耗氧的氧化还原反应

表消耗氧的氧化还原反应

氧是强氧化剂，它可以使许多物质氧化。无论是大气降水或地表水，都含有来自大气中的氧，在水中以溶解氧的形式存在，25℃时，其浓度为9mg/L。地下水系统中，消耗氧的氧化还原反应，多半发生在地下水面以上的包气带里。这种反应的结果是，使某些成分增加，如 H+等；产生某些沉淀，如Fe（OH）3、MnO2等，使有关成分的浓度降低。表所列举的氧化还原反应，就是消耗氧的氧化还原反应。在这些反应中，氧被还原，其他元素被氧化。反应的结果，多半产生H+。如若存在水与其他矿物的反应消耗H+，则水的pH值不会明显升高；如以这种方式反应的矿物不存在，则产生酸性水。例如，煤矿或金属硫化矿床的矿坑排水呈酸性；如这种水排出后遇到灰岩，CaCO3的溶解可使pH升高。其具体反应如下（以FeS2与水反应为例）：

水文地球化学基础

从上述反应看出，反应的第一步（式）是FeS：被氧化并溶解于水中，产生含Fe2+和的酸性水；反应的第二步（式），水中的Fe2+被氧化，形成Fe（OH）沉淀，变成浓度高的酸性水，这类矿山排水沟中，常常看到铁褐色薄膜就是Fe（OH）3沉淀的结果。反应的第三步（式），水遇到灰岩，产生CaCO3溶解，pH降低，水中Ca2+增加。

例题

一供水井，井深，含水层为含黄铁矿的绢云母片岩。连续抽水13个月，水位下降，在这期间，水中浓度在13mg/L左右，变化不大。停抽4个月，再次抽水时，第一天的水样中， =1330mg/L,Fe2+=365mg/L,pH=；此后，水中的和Fe不断降低，pH升高。试解释这种现象出现的原因。

据题意所述，由于水位下降很大，所以形成了一个漏斗区；在漏斗区内，原来的含水层变为包气带，因此绢云母片岩中的黄铁矿被氧化，其反应如下：

2FeS2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4

停抽期间，水位逐渐恢复，使第一次抽水所形成的降落漏斗区又充满了水，黄铁矿氧化所产生的和H+进入水中，并溶解FeSO4。结果，在漏斗区内形成一个 Fe2+及H+浓度高的局部污染晕。再次抽水时，这部分水首先被抽出，从而出现第一天水样中 Fe2+浓度高，pH低的现象；随着抽水继续，原漏斗区外的水流入与漏斗区的水混合。因此产生 Fe2+和H+逐渐降低的现象。这种现象是地下水系统中典型的氧化还原过程。

（四）消耗有机物的氧化还原反应

含氧水在入渗补给过程中，在含水层流动过程中，水中的溶解氧不断被有机物的氧化分解所消耗，其反应如下：

水文地球化学基础

上述谈到，25℃时，水中溶解氧为9mg/L。据（）式计算，仅用8mg/L的有机物（CH2O）就会把9mg/L的溶解氧消耗尽。所以，只要包气带及含水层里有少量的有机物，水中的溶解氧就会很快被耗尽，水变成嫌氧状态，地下水环境变得更加还原。然而，在这样的情况下，氧化还原反应在一定的条件下仍然继续进行。其反应条件是：（1）水中有含氧阴离子，如或者包气带及含水层中有高价的铁锰化合物，如Fe（OH）3、MnO2，它们代替氧作为氧化剂；（2）水中或包气带和含水层中有足够的有机物；（3）有足够的营养物作为细菌的能源，这类细菌对氧化还原反应起催化作用；（4）温度变化不致于破坏生物化学过程。这类氧化还原反应使系统内的有机物不断应消耗。具体反应列于表。根据热力学方面自由能变化的数据，反应顺序按表的序号从1至5；如果上述四个条件完全满足，则有机物会完全分解。

这类反应主要发生在处于还原状态的饱水带里，反应的结果，水中Fe2+、Mn2＋、HS-及增加。

表消耗有机物的氧化还原反应

（五）微生物催化作用

几乎地下水系统中的氧化还原过程都需要微生物催化，它虽然不影响反应的方向，但明显地影响反应速率。例如，金属硫化物、自然硫、含硫蛋白质等氧化过程，可以在没有任何微生物存在的情况下发生，但其氧化速率很慢，是属于纯化学氧化过程；如果有起催化作用的微生物参加，其氧化速率会明显加快，是属于生物氧化过程。这种情况已被许多试验及现场测量结果所证明。因此，要清楚地了解地下水系统中的氧化还原反应，就不能忽视微生物的影响，而且应了解系统中微生物的生存条件及能源的供应等情况。

起催化作用的微生物主要是细菌。按其需氧情况，细菌可分为：好氧菌，也称好气菌，它在有溶解氧的情况下才繁殖，其需氧下限为；厌氧菌，也称厌气菌，它的生存环境不需溶解氧；兼性菌，它在厌氧和好氧情况下都能生存。按细菌繁殖所需的能源（营养物）种类而言，可分为：自养型菌，以无机碳（CO2，）作为其繁殖所必需的碳源，如硝化杆菌；异养型菌，以有机质中的有机碳作为其碳源。地下水系统中，大多数细菌属异养型菌，如反硝化菌、硫还原菌等。因此，氧化还原反应速率与该系统中可被细菌利用的活性有机物密切相关。

地下水中细菌数取决于营养物的供给，以及有害代谢产物的清除速度。因此，在其他条件相同的情况下，营养供应较充足流速较快的地下水中，由于有害代谢产物清除较快，新的微生物群落密度较大；相反，流速慢的或几乎静滞的地下水，生物群落密度小。

一般来说，在营养丰富的上部腐殖土壤层中，地下环境的微生物群落密度最大。在地下深处，随营养供应的减少，其密度也减小。这样一来，可能导致这样一个片面的错误结论：地下深处微生物不能生存。事实上并非如此。在有能源存在，特别是可供微生物生存的有机物丰富时，腐殖土壤层下也产生微生物代谢。据文献〔5〕报导，在含石膏的灰岩地层里，约470m深处，发现硫酸盐还原菌；在含油地层1000m深处、在海相地层2700m深处（压力为3×107Pa）、在无烟煤层500m深处，也都发现硫酸盐还原菌。

细菌很小，其直径一般为1μm，长为2—5μm，所以能随水渗透到各种地层里，可生存在各种地层环境里，其适应范围是：pH=1—10，几百巴的压力，0—75℃，在盐度大于海水的卤水中，细菌同样能生长。例如〔5〕，在苏联一油田卤水中，其硫酸盐还原菌数竟达1000—×106/ml。微生物生长除了最重要的碳源以外，还需要其他营养，例如铵（氨）、含氮和磷酸盐的有机物；厌气带中的含氧化合物，如硝酸盐、硫酸盐。在地层深处，往往缺乏一种或多种细菌生长必需的营养物，因此，需细菌催化的氧化还原反应速率很小，有机物的氧化速率也很低。所以，即使在千百年的地下水环境中，氧化还原反应仍在继续着，而系统内的氧化还原状况变化不大。

虽然细菌在地下水环境里的氧化还原反应扮演了重要的角色，但土壤带以下的细菌研究水平还很低，许多未知的领域仍有待探索。

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生态城市的概念及其特点 1 生态城市的概念生态城市是一个崭新的概念，是一个经济发展、社会进步、生态保护三者保持高度和谐、技术和自然达到充分融合、城乡环境清洁、优美、舒适，从而能最大限度地发挥人类的创造力、生产力，并促使城镇文明程度不断提高的稳定、协调与永续发展的自然和人工环境复合系统。 2 生态城市的特点目前，生态城市理论研究已从最初的在城市中运用生态原理，发展到包括城市自然生态观、城市经济生态观、城市社会生态观和复合生态观等的综合城市生态理论，生态城市的特点也在研究和实践中日益深化。就目前的总体认识水平，概况起来说，生态城市与传统城市相比，主要有以下几大特点：（1）高效益的转换系统在自然物质——经济物质——废气物的转换过程中，必须是自然物质投入少，经济物质产出多，废弃物排泄少。该系统的有效运行在产业结构方面的表现为第三产业大于第二产业大于第一产业的倒金字塔结构。（2）高效率的流转系统以现代化的城市基础设施为支撑骨架，为物流，能源流，信息流，价值流和人流的运动创造必要的条件，从而在加速各种流动的有序运动中，减少经济损耗和对城市生态的污染。（3）整体性和前瞻性生态城市不是单单追求环境优美，或自身的繁荣，而是在整体协调的新秩序下寻求发展。规划，建设，管理城市时，不仅兼顾社会，经济，环境三者的整体利益，协调发展，而且还要满足不同地区，社会，后代的发展需求。不仅重视经济发展与生态环境协调，更注重人类生活质量的提高，也不会因眼前利益而用“掠夺”其他地区的方式换取自身暂时的“繁荣”，或牺牲后代的利益来保持目前的发展。（4）高质量的社会人文环境发达的教育体系和较高的人口素质是可持续发展生态城市的基础和智力条件之一，还应该具有良好的医疗条件和相合的社区环境。（5）环境质量指标国际化生活环境优美，管理水平先进，城市的大气污染，水污染，噪音污染等环境质量指标达到国际水平。城市的绿化覆盖率，人均绿地面积等指标也达到国际要求。同时对城市人口控制，资源的利用，社会的服务，劳动就业，城市建设等实施高效率的管理，以保证资源的合理开发和利用。（6）人与自然和人与人的和谐性生态城市的和谐性，不仅反映在人与自然的关系上，自然、人共生，人回归自然、贴近自然，自然融于城市，更重要的是在人与人关系上。现在人类活动促进了经济增长，却没能实现人类自身的同步发展，生态城市是营造满足人类自身进化需求的环境，充满人情味，文化气息浓郁，拥有强有力的互帮互助的群体，富有生机与活力，生态城市不是一个用自然绿色点缀而僵死的人居环境，而是关心人、陶冶人的“爱的器官”，文化是生态城市最重要的功能，文化个性和文化魅力是生态城市的灵魂。这种和谐性是生态城市的核心内容。（7）区域统一性生态城市作为城乡统一体，其本身即为一区域概念，是建立区域平衡基础之上的，而且城市之间是相互联系、相互制约的，只有平衡协调的区域才有平衡协调的生态城市。生态城市是以人—自然和谐为价值取向的，就广义而言，要实现这一目标，全球必须加强合作，共享技术与资源，形成互惠共生的网络系统，建立全球生态平衡。广义的区域观念就是全球观念

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摘要：人类的生活离不开衣、食、住、行，衣、食、住、行离不开物质，任何物质与化学都有着千丝万缕的联系，因此化学与人类生活的关系十分密切，化学在人类的生活中发挥着不可估量的作用。认识和探究化学与人类生活的关系，明确人类对化学在农业、食品、能源、材料和医药等方面的有效利用，是更好地驾驭生活，提高生活质量，实现人类社会可持续发展的重要科学文化基础。关键词：化学与人类生活、密切关系、认识和探究中国科学院院长、著名化学家白春礼院士指出：“化学是研究物质的结构、性能和转化过程的科学，是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。对人类物质生活质量的不断改善发挥了不可替代的作用。”作为一门历史悠久而又富有活力的学科，化学与人类的生活有着直接而密切的关系，影响到我们生活的方方面面。充分认识这些关系，对于人类利用化学改造客观世界，创造美好生活，促进社会物质文化生活的可持续发展意义非凡。本文仅从一下几个方面认识和探究化学与人类生活的密切关系。一、化学与农业的关系人类对化学的认识和利用始于农业。两千多年前，人类就能够通过腐殖或燃烧植物获得肥料，通过用石灰对酸性土壤的改良，争取粮食的丰产丰收。20世纪初，人类发明了合成肥料，而后又创造了各种农药、高效饲料、肥料添加剂。特别是20世纪中叶，以土壤为基础，以植物营养为中心，以肥料为手段综合研究三者之间关系的农业化学的出现，将盆栽试验、田间试验、农业化学分析、作物营养诊断、同位素技术、仪器分析技术等化学技术应用于农业，开辟了农业生产的新天地。无论在任何时候，农业都离不开化学的支持。比如：要使农作物优质高产，就必须防治病虫害，防治病虫害在目前的条件下首选就是使用农药，而研制高效低残毒的农药必须应用化学知识。为了使农作物的果实色泽、大小、品质、风味及抗逆能力符合人们的要求，就必须对作物的生长发育过程实施人工调控，而植物生长调控剂的研究也需要化学。随着人们对生活品质的要求越来越高，对农产品的深加工，提高其附加值，便于人们对其营养成分的吸收，更是化学的功劳。二、化学与食品的关系食品中的三大主要营养素是糖、脂肪和蛋白质。在人体内，糖被氧气氧化后，产生足够的热量，供人们进行各种活动的需要；脂肪供给人体热量以维持体温；蛋白质是人类细胞原生质的组成部分，能够促进人体组织的生长和修补。除此之外，食品还含有多种维生素、纤维素、矿物质和微量元素，使人体得到均衡发展，增强抵抗力，抵御各种传染病。为了增强食品的营养成分，改善食品的品质，延长食品的保存期，人们往往要通过化学的手段，达到既定的目的。比如：生柿子含有鞣质，不仅涩口，还对胃肠有刺激。我们就可以把生柿子密闭在一个室内，增加室内二氧化碳的浓度，降低氧气的浓度。使生柿子在缺氧呼吸的条件下，内部产生乙醛、丙酮等有机物。而这些有机物能将溶解于水的鞣质变成难以溶解于水的物质，于是柿子吃起来没有涩味，又香又甜。在我们的生活中，制作糕点、馒头等的面团一般都要添加酵母或发醇粉进行发酵，使制成的糕点、面包疏松可口。这实质是在食品制做中应用了化学反应。酵母中的酶促进面粉中原含有的微量蔗糖以及新产生的麦芽糖发生水解；发酵粉受热时就产生出二氧化碳气体，使面制品成为疏松、多孔的海绵状。可以说没有化学就没有现代食品的色香味俱全。三、化学与能源的关系能源问题关系到一个国家、一个民族的长远发展。随着社会经济规模的不断扩大，以煤、石油、天然气为主的化石能源需求持续增加，给人类带来了巨大的能源压力，化学则提供了一些解决能源问题的途径。一是通过化学手段提高能源的利用率。包括：①提高石油的利用率。西德汉堡大学卡密斯库教授发现的一种新型石油化工催化剂——由钴化物和铝氧烷络合而成的固相钴催化剂，具有活性高、能迅速形成大聚合物链、可将丙烯或高级α—烯烃生成高分子量的无规聚合物、与淀粉或纤维素以及其他填料生成均匀聚烯烃复合材料、寿命长、易长期保存等优点，提高了石油化工装置的经济效益。②带动了新型煤化工。煤的直接液化是煤化工领域的高新技术。该技术是将煤在450 ℃高温和10～30MPa高压下催化加氢，获得液化油，并进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。也可以对煤间接液化。将煤气化并制得合成气(CO、H2) ，然后通过F - T 合成，得到发动机燃料油和其它化工产品。二是通过化学手段发掘新能源。包括：①燃料电池。将储存于燃料(H2、甲醇等) 中的化学能转化为电能。②开发金属氢化物中以原子形式存储的氢。③研制单晶硅、多晶硅和非晶硅系列太阳能电池。四、化学与材料的关系材料与粮食一样，是人类赖以生存和发展的物质基础。化学是新材料的“源泉”，每一种新材料的出现，都是人类文明的一件大事，也是化学学科的一件大事。早在2500年前，文明的祖先就开始了金属合金的研究，1965年在湖北望山一号楚墓出土的越王勾践的宝剑和青铜编钟，表明当时的铜合金技术已经达到非常成熟的境界。盛行于唐宋时期的唐三彩体现了化学工艺在陶瓷烧结中的高超造诣。现代工业中的钢铁冶炼技术，应用了化学中的氧化还原反应原理；金属防腐技术，运用了化学中的置换反应原理。20世纪中期科学家在电子信息材料的基础上实现了电子元件的大型集成化，为电子产品的微型化、智能化、低耗能、高品质创造了条件。21世纪，人类进入了纳米材料时代，比如由的光肽纤维、的竹纤维、37%的纳米硒纤维、的纯棉纤维科学配置成的纳米服饰就是化学在服装领域应用的新成果。这种纳米服饰抗菌、阻挡紫外线，还含有人体必需的、体内不能生成的以纳米硒为主体的多种微量元素，具有保肝护肝、预防多种疾病的功能。化学还广泛应用于现代建筑材料的研究，08年北京奥运会的“水立方”外层覆盖的蓝膜就是材质为“ETFE”（即“乙烯-四氟乙烯共聚物”）的环保节能透明膜。这种材料耐腐蚀性、保温性俱佳，自清洁能力强，抗压能力强，且能起到遮光、降温的作用。五、化学与医药的关系化学是医药健康的基础。在中国，2000多年前人们就知道了在发生汞、铂、铬等重金属中毒时，利用牛奶、生鸡蛋白、豆浆等食物中丰富的蛋白质与重金属离子作用，减轻人体器官和血液的蛋白质发生沉淀，缓解中毒的毒性（《神农本草》）。现代医药（无论是中药还是西药）的研究几乎都离不开化学，化学遍及与医药相关的所有领域。许多医疗器材的工作原理与化学密切相关，供氧器就是利用过氧化钠与二氧化碳反应来制氧；大多数医疗习惯与化学有关，最常见的就是用酒精杀毒、灭菌。化学在医药领域最具影响力的莫过于青霉素的发明。当常规消炎药物对葡萄球菌感染束手无策时，英国细菌学家弗莱明培养这种霉菌进行了多次试验，发明了葡萄球菌的克星—青霉素。生物化学家钱恩、弗罗里、瓦尔特深化了青霉菌的培养和青霉素的分离、提纯和强化，使其抗菌力提高了几千倍同，并大规模生产出实用的青霉素。青霉素的开发成功，挽救了数以亿计人的生命。因此，弗莱明、钱恩、弗罗里、瓦尔特四人一起获得1945年的诺贝尔医学奖。目前，无数的化学家正在为人类和动物的健康从事药物化学研究，以化学为武器向癌症、艾滋病等不治之症发起冲锋。当然，我们必须认识到，与如何事物一样，化学在人类生活中也表现出其双刃剑的属性。化学发展带来的最突出问题是对环境的污染和破坏，主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等。这些污染造成的恶果，关系到人类的延续和发展。我们应当认真研究化学这门科学，以环境保护和对人体安全无害为标准，选用无公害原料，采用无污染工艺，使化学更好地为我们的生产和生活服务。参考文献： [1]王承静把化学和生活联系在一起《中国教育发展研究杂志》2009年第12期 [2]汪家全浅谈化学知识与生活《成才之路·教育教学版》2011年第03期 [3]白春礼化学创造美好生活——写在化学年百年纪念《知识就是力量》2011年