某硫酸厂中一位工人，将盛放过浓硫酸铁桶稍做冲洗，用氧炔焰来切割铁桶，突然铁桶爆炸了，请解释爆炸的原

这是氧化石墨的颜色

氧化石墨，graphite oxide或graphitic oxide，正式中文名称为石墨氧化物或被称为石墨酸，是一种由物质量之比不定的碳、氢、氧元素构成的化合物。氧化石墨可以通过用强氧化剂来处理石墨来制备。所得到的的产物中，氧化程度最高的产物是一种碳、氧数量之比介于2.1到2.9之间黄色固体，并仍然保留石墨的层状结构，但结构变得更复杂。

历史

氧化石墨最早是由牛津大学的化学家本杰明·C·布罗迪在1859年用氯酸钾和浓硝酸混合溶液处理石墨的方法制得。[2]

制备

赫摩尔斯和奥弗曼在1957年提出一种更加安全、快速、有效的方法。他们将浓硫酸、硝酸钠、高锰酸钾混合后处理石墨来制备氧化石墨，这个方法至今仍被广泛使用（至2009年为止）。[3][4]

最近浓硫酸与高锰酸钾的混合溶液被用于切割碳纳米管来产生少量的石墨烯纳米带，并且石墨烯纳米带的边缘具有氧原子（=O)或者羟基(-OH)等基团。[5]

结构

氧化石墨的结构和性质取决于合成它的方法。氧化石墨仍然保留石墨母体的片状结构，但是两层间的间距（约0.7nm）大约是石墨中层间距的两倍。严格

的说，“氧化”一词是不正确的，只是由于历史原因而保留下来了。在氧化石墨中，除了纯粹引入氧原子的过氧键外，实验证实，结构中还存在其他种类官能团，比

如羰基（=CO）、羟基（-OH）和酚羟基。[6] 氧化石墨层的厚度约为1.1 ± 0.2 nm。扫描隧道显微镜表明在氧化石墨中某些区域内，氧原子以0.27 nm × 0.41 nm的晶格常数排列为矩形。在氧化石墨层的最边缘均为羰基或羧基。

应用

高温下的剥离氧化石墨，从视频的截图中可以看出:[7] 剥离的瞬间，反应物体积膨胀了十倍，并形成了一些石墨烯产物。

近来氧化石墨被聚焦了太多的注意力，科学家试图以氧化石墨为原料来大规模工业化生产石墨烯。虽然众所周知，石墨烯具有很好的电学性质，但氧化石墨本身却是绝缘体（或是半导体）。 由于氧化石墨中存在大量亲水基团（如羧基与羟基），氧化石墨很容易在水溶液分散，形成单个小片段，而且绝大部分都只有单个石墨层。之后再通过还原反应就可以还原得悬浮状态的石墨烯片段。

少量的实验室制备石墨烯的方法是用肼处理处于悬浮状态的氧化石墨，并加热至100℃保持24小时。或者也可以将氧化石墨放入氢气氛围中，通过电击得到。或者将氧化石墨暴露在强脉冲光线下，例如氙气灯也能得到石墨烯。

金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。接下来我为你整理了金属的物理化学性质，一起来看看吧。

金属的物理性质

1.金属光泽：

(1)金属都具有一定的金属光泽，一般都呈银白色，而少量金属呈现特殊的颜色，如：金(Au)是黄色、铜(Cu)是红色或紫红色、铅(Pb)是灰蓝色、锌(Zn)是青白色等

(2)有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色，如铁(Fe)和银(Ag)在通常情况下呈银白色，但是粉末状的银粉或铁粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。

(3)典型用途：利用铜的光泽，制作铜镜黄金饰品的光泽也是选择的因素。

2.金属的导电性和导热性：

(1)金属一般都是电和热的良好导体。其中导电性的强弱次序：银(Ag)>铜(Cu)>铝(Al)

(2)主要用途：用作输电线，炊具等

3.金属的延展性：

(1)大多数的金属有延性(抽丝)及展性(压薄片)，其中金(Au)的延展性最好也有少数金属的延展性很差，如锰(Mn)、锌(Zn)等

(2)典型用途：金属可以被扎制成各种不同的形状，金属金打成金箔贴在器物上

4.金属的密度：

(1)大多数金属的密度都比较大，但有些金属密度也比较小，如钠(Na)、钾(K)等能浮在水面上密度最大的金属──锇，密度最小的金属──锂

(2)典型用途：利用金属铝(Al)比较轻，工业上用来制造飞机等航天器

5.金属的硬度：

(1)有些金属比较硬，而有些金属比较质软，如铁(Fe)、铝(Al)、镁(Mg)等都比较质软硬度最高的金属是铬(Cr)

(2)典型用途：利用金属的硬度大，制造刀具，钢盔等。

6.金属的熔点：

(1)有的金属熔点比较高，有的金属熔点比较低，熔点最低的金属是汞(Hg)熔点最高的金属是钨(W)

(2)典型用途：利用金属锡(Sn)的熔点比较低，用来焊接金属

金属的化学性质

1.金属与氧气反应

大多数金属在一定条件下，都能与氧气发生反应，生成对应的金属氧化物，也有少数金属很难与氧气发生化合反应。如：“真金不怕火炼”，就是指黄金很难与氧气反应。

(1)金属镁与氧气发生反应

实验现象：在空气中点燃镁带后，镁带剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出白烟，生成一种白色固体。

化学方程式：2Mg+O2点燃===2MgO

注意事项：在做点燃实验之前，应先用砂纸将其打磨。

相关问题：某同学在做镁带燃烧实验过程中，反应前称得固体的质量为m1，完全燃烧后，称得剩余的固体残留物的质量为m2，发现m1>m2，难道这个反应不符合质量守恒定律?请你帮这位同学分析一下可能的原因。

分析：根据质量守恒定律，参加反应的镁带质量与氧气的质量总和等于生成物氧化镁的质量，即反应后的固体剩余物应该大于反应物的质量。由于在这个实验中，会产生白烟，而此白烟就是氧化镁粉末，容易扩散到空气中，这部分的质量就散失了。因此就使反应后固体剩余物的质量就减少了。另外，还有一种可能性，就是在称量中，存在错误操作，如砝码与被称物放反等情况。

(2)金属铁与氧气发生反应

反应现象：金属铁在空气中是不能被点燃的，在纯氧中，被引燃后能够剧烈燃烧，火星四射，铁丝熔成小球，生成一种黑色的固体。

化学方程式：3Fe+2O2点燃===Fe3O4

注意事项：

①反应前在集气瓶中留有少量的水或沙，以防高温生成物溅落瓶底，使瓶底破裂。 ②将铁丝绕成螺旋状，有利于聚热，同时增大与氧气的接触面

③在铁丝的一端绑上一段火柴，目的是为了预热铁丝，有利于铁丝达到着火点

有关问题：某同学在做铁丝在空气中燃烧实验中，没有发现有火星四射的现象。请你帮助他一起来分析一下可能存在的问题。

分析：在实验中没有看到火星四射的现象，就说明没有真正的燃烧起来。因此我们应该从燃烧的三个条件开始考虑：第一，燃烧需要有可燃物。铁丝是可燃物，但是其表面容易形成一层氧化物，这样的话，就有可能导致实验失败，所以，我们认为有可能在实验前，该同学可能没有充分的打磨铁丝去除氧化膜第二，燃烧需要有充足的氧气。我们知道，在做铁丝燃烧实验中，对氧气的浓度要求是比较高的，如果达不到某某浓度，铁丝就不能燃烧起来，因此，可能是氧气的浓度不够高第三，燃烧时需要温度要达到该物质的着火点以上。可能火柴预热的温度不够，没有使之达到铁丝燃烧的着火点。

(3)金属铝与氧气发生反应

反应现象：在空气中，铝条不能被点燃，在酒精灯上加热后，失去金属光泽若改成铝箔在氧气中，则能被点燃。

△2AlO 化学方程式：4Al+3O2===23

注意事项：铝表面容易与空气中的氧气发生化学反应，生成一种结构致密的氧化物，形成保护膜。因此，我们在做铝条性质实验之前，务必要将其保护膜打磨去除。

(4)金属铜与氧气发生反应

反应现象：铜不能在空气中或氧气中点燃，在酒精灯上加热后，在红色的铜表面形成一层黑色的物质。

△2CuO 化学方程式：2Cu +O2===

2.金属与水发生反应

大部分的金属不能与水发生反应，但少量金属能与水发生反应，如Na、K、Mg、Fe等。 ①在冷水中，金属钠、钾等能与水发生化学反应，如：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

②在热水中，金属镁等能与水发生化学反应，如：Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑

③在高温条件下，金属铁等能与水蒸气发生化学反应，如：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2↑

3.金属与酸发生反应

【提问】写出铁跟盐酸反应的化学方程式。

(注意强调铁跟盐酸反应后的生成物为+2价铁的化合物。)

金属活动性顺序表：

钾(K)钙(Ca)钠(Na)镁(Mg)铝(Al)锌(Zn)铁(Fe)锡(Sn)铅(Pb)[氢(H)]铜(Cu)汞(Hg)银(Ag)铂(Pt)金(Au)

(1)在金属活动性顺序表中，排在氢(H)前面的金属，能与某些酸发生置换反应生成氢气而排在氢后面的金属不能与酸发生置换反应生成氢气

(2)排在越前面的金属就越容易与酸反应，即在相同情况下，反应速率越大。

如： Fe+2HCl==FeCl2+H2↑

实验现象：铁丝表面出现气泡，铁丝逐渐溶解，一段时间后，无色溶液变成浅绿色溶液。 其他反应：2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Cu不能与稀硫酸反应

(3)置换反应：一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。

(4)有关问题：

①某同学在做铝条与稀硫酸反应时，发现一个奇怪的现象：当他将一小段铝条放入试管中，

再向其中加入约5mL的稀硫酸，发现反应后并没有现象，一段时间后，铝条表面的气泡开始逐渐增多，可是再过一段时间后，铝条表面的气泡又开始逐渐减少。请你来解释出现以上现象的原因。

分析：铝在空气中就容易与氧气发生反应，生成一层结构致密的氧化物，这样的话，反应前未进行打磨，铝就很难与酸反应产生氢气随着该氧化物与酸的反应，Al2O3+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2O，氧化膜也逐渐变薄，消失，使铝逐渐裸露出来，就能与酸发生反应产生气泡在反应过程中，硫酸在不断消耗，稀硫酸的浓度也在不断变小，反应速率就会减少，气泡即逐渐减少。

②金属铁与浓硫酸接触后，能与其发生反应并在铁表面生成一层结构致密的氧化物，阻止反应的进一步进行，该现象称为金属的钝化。正因为具有这样的性质，我们可以利用铁桶来盛放浓硫酸。某硫酸厂中的一位工人，将一盛放过浓硫酸铁桶稍做冲洗，一段时间后，用氧炔焰来切割铁桶，突然铁桶就发生了猛烈的爆炸，请你来解释爆炸的原因。

分析：铁与浓硫酸能发生钝化，但是在冲洗的过程，对其中的浓硫酸起了一个稀释的作用，稀硫酸就能很轻易的与该氧化物及其裸露出来的金属铁发生反应，并放出氢气。铁桶是一个相对密封的容器，当用氧炔焰进行切割时，就可能发生爆炸了。

4.金属与某些盐溶液发生反应

【提问】写出铁跟硫酸铜溶液反应的化学方程式。

(注意强调铁硫酸铜溶液反应后的生成物为+2价铁的化合物。)

排在金属活动性顺序表前面的金属能与盐溶液反应，置换出排在顺序表后面的金属，如：

Fe+ CuSO4==FeSO4+Cu

实验现象：在铁丝表面出现红色物质，一段时间后，溶液由蓝色转变为浅绿色。 主要用途：古代湿法炼铜的原理“曾青得铁则化为铜”，现代湿法镀铜

又如：Cu+Hg(NO3)2==Cu(NO3)2+Hg

B、用墨汁作画过程中没有新物质生成，属于物理变化．

C、用浓硫酸在纸上画画过程中有新物质碳生成，属于化学变化．

D、切割玻璃过程中只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化．

故选C．

一、 硅片的预处理：

（1）硅片切割：根据所需大小，用玻璃刀进行硅片的切割。操作时需要在洁净的环境中，并带一次性手套，以避免污染硅片。先在桌面平铺一张干净的称量纸，用镊子小心夹持硅片的边缘，将其正面朝上（光亮面）放于称量纸上；再取一张干净的称量纸覆盖于硅片表面，留出硅片上需要切割的部分；将切割专用的直尺放于覆盖硅片的纸上，用手轻轻压住直尺；直尺应不超过待切割侧的纸面，以防止直尺污染硅片；切割时玻璃刀沿直尺稍用力平行滑动，使用的力量以能在硅片表面形成一清晰的划痕，但不至于将硅片划开为度；如对大块硅片进行横纵向多次切割，即可在硅片表面形成网格；将硅片包裹于称量纸内，（避免手套和硅片表面直接接触）用手沿网格线轻轻掰动即可形成大小合适的小型硅片；将切割好的硅片用镊子小心夹持，放于干净的塑料平皿内，正面朝上，并用封口膜将平皿封好，放于干净处保存待用。

注意：整块硅片取出后严禁放回硅片盒，应另行保存。

二、 硅基片表面的羟基化处理

（2） 在通风橱内，将切割好的小型硅片置于干净的羟化烧杯（专用）中，将其正面朝上，用去离子水清洗3次，清洗时稍用力，使硅片能够在烧杯中旋转起来，以减少硅片之间的摩擦碰撞；将水倒净，立即用移液管（过氧化氢专用）往烧杯中加入5ml过氧化氢（H2O2），然后用移液管（浓硫酸专用）加入15ml浓硫酸（H2SO4），在摇床上缓慢振荡或静置30分钟使之充分反应，此反应可使表面羟基化。倒掉上步反应的液体，用去离子水清洗3次。清洗时稍用力，使硅片能够在烧杯中旋转起来，以减少硅片之间的摩擦碰撞；然后将烧杯口向下倾斜，缓慢转动烧杯，使烧杯壁上的浓硫酸能被洗去。清洗结束后，用大量水保存硅片，并需要使硅片的正面保持朝上。

二、硅基片表面的氨基化处理

（3） 取出氨化烧杯（专用），先用无水乙醇清洗2次，然后倒入20ml无水乙醇，将步骤（2）反应后的获得的羟基化硅片转移到氨化烧杯中，用无水乙醇清洗3次。清洗时同步骤（2），使硅片处于乙醇环境中；清洗完成后倒掉乙醇，迅速加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）和无水乙醇的混合液（体积比为1：15），或者先加15ml无水乙醇，然后用移液管加1ml APTES，摇床上振摇反应2 h。该反应结束后可以使硅片表面氨基化。