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化学趣谈.doc

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资源描述

1、三国演义中的化学在云南,目前云南发现哑泉三处:一处在昭通地区的巧家县,一处在保山市瓦窑,一处在临沧。三国时,诸葛亮为了擒拿南王孟获(历史上有名的七擒七纵) ,率军南征至云南西洱河,遇四口毒泉,其中一口为哑泉。时逢天气好生炎热,人马饮用了哑泉水后,一个个说不出话来。后来幸得一智者指教,复饮安乐泉水,“随即吐出恶涎,便能言语“ ,三国演义电视剧里也有这集。为什么饮用哑泉水后会说不出话来呢?其实,哑水是一种含铜盐的泉水,即硫酸铜(胆矾)的水溶液,称为胆水。这种胆水饮用后会使人恶心、呕吐、腹泻,言语不清,直至虚脱、痉挛而死。解毒的简单方法是掺进大量石灰水,使与之起化学反应生成不溶于水的氢氧化铜和硫酸钙

2、沉淀。这里的安乐泉,即为碱性水,能使铜盐生成不溶于水的沉淀物。玻尔巧藏诺贝尔金质奖章玻尔是丹麦著名的物理学家,曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中,玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里,装于玻璃瓶中,然后将它放在柜面上。后来,纳粹分子窜进玻尔的住宅,那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下,他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊!战争结束后,玻尔又从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目,因为,它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。那么,玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解呢?原来他用的溶液叫王水。王水是浓硝酸和浓

3、盐酸按 1:3 的体积比配制成的的混和溶液。由于王水中含有硝酸。氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂,同时还有高浓度的氯离子。因此,王水的氧化能力比硝酸强,不溶于硝酸的金,却可以溶解在王水中。这是因为高浓度的氯离子与金离子形成稳定的络离子AuCl 4 ,从而使金的标准电极电位减少,有利于反应向金溶解的方向进行,而使金溶解。 总统的内幕新闻1929 年,腰缠万贯的胡佛终于登上了美国第三十一届总统的宝座。名声大噪,其发迹的秘密也就成为善点迷津的内幕新闻披露出来。胡佛先前家境贫寒,学生时代仅以打零工才勉强维持学业。尔后,则又职微薪薄,寄人篱下。穷途末路之际则风尘仆仆来到中国,以期转机。腐败、落后的旧中国

4、任忍列强宰割,多少洋人在此大发其财!无疑,胡佛也不失所望,很快的了发财的良机。当时,开采金矿的水平低,滤过矿金后就丢弃了。在胡佛凭借他掌握的化学知识,断定这些“废物”中仍有尚多的黄金,于是便搞起他的“废物利用”来了。他雇人用氰化钠的稀溶液处理矿砂。于是氰化钠与之发生化学反应,使 Au呈络合物而溶解,接着,他又让人用锌粒与滤液作用,置换反应的结果,纯净的 Au 也就被提取出来了。显然,这种炼金方法在当时是较为先进的。因而,成色尚好的黄金便源源不断地流进了胡佛的腰包,不久成了百万巨富。总统发迹内幕昭然若揭。不乏慕之者,赞其超群绝伦,生财有方,更是平步青云有道。然而,更有真诚的人们,深知胡佛是靠用黄

5、金垒起的台阶登上总统宝座的。女儿国之迷西游记中描写了唐僧一行西去取经路过女儿国的故事。笔者不相信真有其事,如果果真如此,那么怎能繁衍生代?种族灭绝,也不存在了。这里借“女儿国”之名,来说明化学土元素对生男育女确有影响。曾在广东有某一山区的村寨里,前数年连续出生的尽是女孩,人们急了,照这样下去,这个地区岂不会变成女儿国了吗?有的人求神佛,也无济于事。 有位风水老者开言到:“地质队在后龙山寻矿,把龙脉破坏了,这是坏了风水的报应啊!”于是,迷信的村民,千方百计地找到了原来在此地探矿的地质队,闹着要他们赔“风水”。地质队又回到了这个山寨,进行了深入的调查,终于找到了原因。原来是在探矿的时候,钻机把地下

6、含铍的泉水引了出来,扩散了铍的污染,使饮用水的铍含量大为提高,长时间饮用这种水,而导致生女而不生男。经过治理,情况得到了好转,在“女儿国”里又出生男孩了。 硝酸合成与第一次世界大战硝酸不仅是工农业生产的重要化工原料,而且也是制造炸药的重要战争物资。归初制造硝酸 的方法是普通硝石法,即是硝石与硫酸反应,来制取硝酸的。但是硝石的贮量有限,因此硝酸的产量刀受到限制。早在 1913 年之前,人们发现德国有屐世界大战的可能,便开始限制德国进口硝石。这样理以为世界会太平无事了。1914 年德国终于发动了第一次世界大战,人们又错误地估计,战争顶多只会打半年,原因是德国的硝酸不足,火药生产受到了限制,由于人们

7、的种种错误分析,使得第一次世界大战蔓延开来,战争打了四个多年头,造成了极大的灾难,夺去了人们无数的生命财产。德国为什么能坚持这么久的战争呢?是什么力量在支持着它呢?这就是化学,德国人早就对合成硝酸进行了研究。 1908 年,德国化学家哈柏首先在实验室用氢和氮气在 600200 大气压下合成了氨,产率虽只有 2,这也是一项重大的突破。后由布什提高了产率,完成了工业化设计、建立了年产 1000 吨氨的生产装置、用氨氧化法可生产 3000 吨,硝酸,利用这些硝酸可制造 3500 吨烈性炸药TNT。这项工作已在大战前的 1913 年便完成了。这就揭开了第一次世界大战中的一个谜。化学元素之最人体里含量最

8、多的元素是氧,约占人体总重量的 65。 目前提得最纯的元素是半导体材料硅。其纯度已达到 12 个“9 ”,即:99.9999999999。杂质含量不超过一千万亿分之一。 熔点最高的元素是碳,要使碳熔化,需要 3727 的高温。熔点最低的是氦,在-271.7 时就可熔化。最富延展性的是金,380 克金拉成细丝,可以由北京沿铁路线延伸到上海。用金压成的薄片,5 万张叠加到一起,才有 1 毫米厚。 导电性最好的是银,相当于汞的 59 倍。 最昂贵的金属是锎,1 克锎价值 1000 万美元,为黄金价格的 50 多万倍。纸杯中沸腾的水实验器材:纸杯 蜡烛 支撑架 实验流程:1. 将纸杯放在支架上 2.

9、杯中装入八分满的自来水 3. 置于火焰上,和缓加热。(小心火焰和热水) 4. 持续加热,你可以使水沸腾吗?移走热源,并使杯子和水冷却 结果说明:1. 水将纸的热移走,所以纸杯的温度不会很明显高于水温,纸杯也无法得到足够的热量而燃烧:H2O(l)热量 H2O(g) 2. 水冷却后,检查纸杯,观察到什么?未与水接触的部分,有稍许的烧焦,但没有燃烧 3. 纸杯为什么不会燃烧?水将大部分的热,从纸杯移走,而剩余的热不足够使纸杯燃烧 4. 如果使用玻璃容器加热水时,玻璃会比水热,不过,纸杯不会很热。你可以解释这种情况吗?使用厚玻璃作为加热器皿时,玻璃为不良导体,大量热使玻璃的温度上升,而水的温度则不会明

10、显上升 水火相容初看标题,你也许会说一定是写错了。自古道:“水火不相容”,怎么说“水火相容”呢? 不信,请看。 在一个玻璃杯中盛大半杯水,把十几颗氯酸钾晶体放到水底,再用镊子夹取几小粒黄磷放到氯酸钾晶体中。接着用玻璃移液管吸取浓硫酸少许,移注到氯酸钾和黄磷的混合物中,这时水中就有火光发生。水中有火,岂不是“水火相容”吗? 秘密在哪里呢? 在水中放进氯酸钾,氯酸钾是含氧的化合物;再放进黄磷,黄磷是极易燃烧的东西,在水里因为与空气中的氧隔绝了,所以没有自燃。但是,加进了浓硫酸,浓硫酸与氯酸钾起作用生成氯酸,氯酸不稳定,放出氧来。氧又与黄磷起反应而燃烧,这种反应特别猛烈,因此在水里也能进行,使得水火

11、同处在一个杯中。磷被氧化生成五氧化二磷,五氧化二磷与水起作用,生成磷酸变色字画博物馆的陈列室里挂着很多幅名贵的油画,其中几幅雪景画得特别出色,白茫茫的大雪覆盖着大地,衬托出大自然中的万物更加生气勃勃。但是过了许多年之后,人们发现油画上的白雪慢慢地变成灰色了,大自然也变得死气沉沉了。 用什么办法来挽救这些名贵的油画呢?聪明的化学家拿来一瓶双氧水,他用棉花蘸上双氧水,轻轻地在油画上擦拭,最后获得了起死回生的效果,油画上又出现了茫茫的白雪。 要问这里的奥妙,不妨让我们来做一个化学实验,解释一下刚才发生的现象。把一张吸水性比较好的白纸或滤纸贴在墙上,用毛笔蘸上 0.5mol/L 醋酸铅溶液,在纸上写上

12、“变色字画” 4 个大字。然后用硫化氢气体熏白纸上写过字的地方,纸上就出现了灰黑色的“变色字画”4 个大字。这是因为硫化氢气体与醋酸铅作用,生成了灰黑色的硫化铅。如果把 3 5的双氧水涂在灰黑色的“变色字画”4 个大字上。真奇怪,这 4 个大字立刻从白纸上消失了。原来,这时在白纸上又发生了另外一个化学变化,双氧水把灰黑色的硫化铅氧化了,变成白色的硫酸铅,所以“变色字画”4 个大字又不见了。 现在,你就知道化学家之所以聪明,就在于他有大量的化学知识和实验经验,他知道油画上的白雪,是用铅盐做成的油彩画上去的。日子长了,铅盐和空气中的硫化氢气体化合,就使白色慢慢变成灰黑色了。 聪明的化学家了解到油画

13、变灰的原因,便找到了使硫化铅变白的方法,这个问题也就迎刃而解了。点石成金秦始皇幻想帝位永在,龙体长存,日思长生药,夜作金银梦。于是各路仙家大炼金丹,他们深居简出于山野之中,过着超脱尘世的神仙般生活。炼丹家以丹砂(硫化汞)、雄黄(硫化砷)等为原料 ,开炉熔炼。企图制得仙丹,再点石成金,服用仙丹或以金银为皿,均使人永不老死。西文洋人也仿效于暗室或洞穴,单身寡居致力于炼金术。一两千年过去了,死于仙丹不乏其人,点石成金出终成泡影。 金丹太徒劳无功而销声匿迹。中外古代炼金术士毕生从事化学实验 ,为何中一事无成?乃因其违背科学规律。他们梦想用升华等简单立法改变贱金属的性质,把铅、铜、铁、汞变成 贵重的金银

14、。殊不知用一般化学立法是不能改变元素的性质的。化学元素是具有相同核电荷数的同种原子的总称,而原子是经学变化中的最小微粒。在化学反应里分子可以分成原子,原子却不能再分。随着科学的发展,今天“点石成金 ”已经实现。1919 处英国卢瑟福用 粒子轰击氮元素使氮变成了氧。1941 年科学家用原子加速器把汞变成了黄金人造黄金镄(一百号元素)。1980 处美国科学家又用氖和碳原子高速轰击铋金属靶,得到了针尖大的微量金。金丹术士得知今人之丰功伟绩,在天之灵出会自觉羞愧的。沙里淘金金的化学性质特别稳定,很难同其它元素化合,因此它以游离态存在于自然界。在地壳中,由于金的含量很少且非常分散。所以它的价格 极其昂贵

15、。在我国的一些江河的沙中常混有少量的小金粒。要从沙粒中分离出金粒实质上是从混和物中得到纯净物。根据沙和金的比重不同,人们把含有金屑的沙粒在水中荡洗,使其一圈一圈地旋转沙子比较轻轻随水流去,金子重留在底部,这就是常说的淘金。经过淘洗大量的沙子后,可以得到很少很少的金粒。把这些小金粒熔化加工可制成金块。金条等。由此可知,沙中淘金是那么不容易,必须付出巨大的劳动。后来,人们引用“沙里淘金”来比喻从大量的材选择精华。化学元素名称趣谈在给化学元素命名时,往往都是有一定含义的,或者是为了纪念发现地点,或者是为了纪念某个科学家,或者是表示这一元素的某一特性。例如,铕的原意是“欧洲”。因为它是在欧洲发现的。镅

16、的原意是“美洲”,因为它是在美洲发现的。再如,锗的原意是“德国”、钪的原意是“斯堪的那维亚”、镥的原意是“巴黎”、镓的原意是“家里亚”,“家里亚”即法国的古称。至于“钋”的原意是“波兰”,虽然它并不是在波兰发现的,而是在法国发现,但发现者居里夫人是波兰人,她为了纪念她的祖国而取名“钋”。为了纪念某位科学家的化学元素名称也很多,如“钔”是为了纪念化学元素周期律的发现者门捷列夫,“锔”是为了纪念居里夫妇,“锘”是为了纪念瑞典科学家诺贝尔等。 为了表现元素某一特性而命名的例子则更多、更常见。象铯(天蓝)、铷(暗红)、铊(拉丁文的原意为刚发芽的嫩枝,即绿色)、铟(蓝靛)、氩(不活泼)、氡(射气)等等。

17、此外,如氮(无生命)、碘(紫色)、镭(射线)等,也是根据元素某一特性而命名的。肥皂的历史在我们的生活中,一夭也离不了肥皂。洗脸用香皂:洗澡用药皂;洗衣服用洗衣皂。脸要天天洗。衣服也要勤洗勤换。衣服穿久了,由于尘土、油污和汗水的沾污,会散发出酸臭味。带有油污的衣服是滋生病菌的温床。脏东西还会腐蚀、毁坏织物的纤维,只有经常洗涤才能使衣服延年益寿。古时候,人们在河边青石板上,将衣服折叠好,反复用木棒捶打,靠清水的力量洗去衣服上的污垢。这样洗衣服,既费力,效果又不好。后来有人发现有一种天然碱矿石,溶化在水里滑腻腻的,去油污还挺有效。皂荚树结的皂荚果,泡在水里,也可以用来洗衣服。 同样样,也能洗掉油污。

18、古时候的埃及,就有人发现用草木灰和一些羊脂混合以后得到的一些东东,特能去污这大概是最早的肥皂了。古时候的法国(那时叫高卢)人用草木灰水和山羊油做成一种粗肥皂,有点象我们今天理发馆里的洗发水。稍后一些时候,人们将猪油拌和天然碱,反复揉搓挤压,得到跟今天的肥皂差不多的“猪胰子皂”。我的爷爷、奶奶就用过这种猪胰子皂呢!有些地方把肥皂叫做“胰子”就是这个缘故。我们现在用的肥皂是从工厂的大锅里熬出来的。制皂工厂的大锅里盛着牛油、猪油或者椰子油,然后加进烧碱(氢氧化钠或碳酸钠)用火熬煮。油脂和氢氧化钠发生化学变化,生成肥皂和甘油。因为肥皂在浓的盐水中不溶解,而甘油在盐水中的溶解度很大,所以可以用加入食盐的

19、办法把肥皂和甘油分开。因此,当熬煮一段时间后,倒进去一些食盐细粉,大锅里便浮出厚厚一层粘粘的膏状物。用刮板把它刮到肥皂模型盒里,冷却以后就结成一块块的肥皂了。药皂和一般的肥皂差不多,只是加进了一些消毒剂。 香皂一般是用椰子油和橄榄油制造,并且加进了香料和着色剂,所以有散发出各种香味和五颜六色的香皂。甘油是制皂工业的重要副产品,甘油在国防、医药、食品、纺织等方面,都有很大的用途。 肥皂解放前又称“鬼子膏”,因为有很多是从狗日的日本鬼子那地方来的。鲨鱼也有克星?以老人和海一文而闻名于世的海明威在自己熟悉的海域里做以药防鲨实验,把含有硫酸铜和不含硫酸铜的诱饵互相交错的置于海面上。结果,两天后,他惊奇

20、地发现,鲨鱼已把不含硫酸铜吃得精光,相反,含硫酸铜的诱饵动却未动,海明威高光地跳起来,他终于发现,硫酸铜可以防鲨鱼。二战时,战争不仅在陆地上,海面上仍充满战争,空前残酷,被击中的战船上的船员只有弃船而逃,却面临另一挑战-鲨鱼。因此,美国政府号召全国有识之士来研究防鲨药品,由海明威的故事,他们很快地配备起用硫酸铜作“护身符”来防鲨鱼。诺贝尔的遗嘱诺贝尔的遗嘱: 我的整个遗产不动产部分可作如下处理:由指定遗嘱执行人进行安全可靠的投资,并作为一笔基金,其利息每年以奖金形式分发给那些在前一年中对人类作出较大贡献的人。奖金分为五份,其处理是:一部分给在物理学领域内有重要发现或发明的人;一部分给在化学上有

21、重要发现或改进的人;一部分给在生理学及医学上有重要发现或发明的人;一部分给在文学领域内有理想倾向的杰出著作的人;还有一部分给在促进民族友爱、取消或裁减军队、支持和平事业上作出了许多或杰出贡献的人。物理学及化学奖应由斯德哥尔摩瑞典皇家科学院颁发,生理学及医学奖由卡罗琳医学研究院颁发,文学奖由斯德哥尔摩文学院颁发,和平奖由挪威国会选派 5 人组成的委员会颁发。我衷心希望在颁发奖金时,要严格审查谁最应得奖,而不要考虑受奖人的国籍,不要考虑是否属纳维亚血统。巴黎,1895 年 11 月 27 日 艾尔弗雷德伯恩哈德诺贝尔(签名)诺贝尔化学奖拾趣诺贝尔奖是近代史上最负盛誉的国际性奖。这项奖是根据 19

22、世纪末叶瑞典著名化学家艾尔弗雷德诺贝尔生前的遗愿,以其财产作为基金设置的。它创立于 1898 年,迄今已有 80 多年的历史。根据化学史料,现辑录几则数据,以飨读者。获奖人数,自 1901 年至 1986 年共有 19 个国家的 105 位化学家获奖。获奖最多的年龄阶段,在 5059 岁之间获奖的化学家有 41 位,居首位;其次是 4049 岁年龄段,共有 28 人获奖。获奖最多的化学家的国籍,美籍化学家获奖人数最多,有 32 位,其次是德国,24 人获奖。获奖化学家的性别,男性 102 人,女性 3 人。3 位女性化学家是:居里夫人、伊伦一约里奥一居里(居里夫人的长女)及英国的多萝西霍奇金。

23、两次获奖者,截止 1986 年,在 105 位获奖者中,只有一人唯一得过两次化学奖,他是英国的弗雷德里克桑格。1958 年和 1980 年分别获奖。年龄最大和最小者,前联邦德国的格奥尔维蒂希在 82 岁时(1979 年)获奖。这是获奖者中最年长的一位。法国的约里奥一后里(居里夫人的女婿)在 35岁时与妻子伊伦共同荣获 1935 年的化学奖,成为迄今为止,最年轻的化学奖获得者。这也是目前唯一的一对夫妻双双获化学奖者。中断发奖的年份,1940、1941、1942 年因战争未评奖,1916、1917、1919、1924、1933 年也未评奖,原因不详。发奖遇到的麻烦,1939 年,希特勒强迫德国科学

24、家查德库赫恩和阿道夫布泰纳恩德特放弃化学奖,盖尔哈德。多马克放弃医学奖。第一个享用氧气的是老鼠我们知道,没有氧气人类就不能生存。然而,是谁发现了氧气呢?在众多讨论发现氧气的著作中,约瑟夫普利斯特里所著的名为几种气体的实验和观察,最饶有兴味。 约瑟夫普利斯特里在 1733 年 3 月 13 日生于英国黎芝城附近的飞尔特黑德镇。他一生大部分时间实际上是当牧师,化学只是他的业余爱好。他所著的几种气体的实验和观察于 1766 年出版。在这部书里,他向科学界首次详细叙述了氧气的各种性质。他当时把氧气称作“脱燃烧素”。普利斯特里的试验记录十分有趣。其中一段写道: “我把老鼠放在脱燃烧素的空气里,发现它们过

25、得非常舒服,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以试验。我想读者是不会感到惊异的。我自己试验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得到的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好多时候,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时髦的奢侈品呢?不过现在只有我和两只老鼠,才有享受呼吸这种气体的权利啊!”当时,他没有把这种气体命名为“氧气”,而只是称它“脱燃烧素”。在制取出氧气之前,他就制得了氨、二氧化硫、二氧化氮等,和同时代的其他化学家相比,他采用了许多新的实验技术,所以被称之为“气体化学之父”。 1783 年,拉瓦锡的“氧化说”已普遍被人们接受。

26、虽然普利斯特里只相信“燃素学”,但是他所发现的氧气,却是使后来化学蓬勃发展的一个重要因素,各国人民至今都还很怀念他。 1945 年的两枚原子弹1945 年夏季,第二次世界大战已经临近结束,希特勒纳粹统治已被推翻,日本法西斯强盗在中国和亚洲战场的败局已经注定。7 月 16 日美国在新墨西哥州阿拉莫高多沙漠试验场成功地爆炸了世界上第一颗原子弹,并迅速决定将其用于轰炸日本城市。为确保突袭的顺利,美国事前采取了一系列的周密准备工作,尤其在确定突袭日期时,把气象条件放在突出的位置上。在美国总统杜鲁门批准的作战命令中,有这样一段话:“第 509 大队 8 月 5 日以后,只要天气允许,即可使用特殊炸弹(指

27、当时尚未公开的原子弹),以目视轰炸突袭广岛、小仓、长崎等目标之一” 。这里的 “天气允许”,就是指飞行气象条件以及达到目标上空的向下垂直能见度条件。之所以选中广岛、小仓、长崎等城市,就是因为它们是军事设施或军火工业重地,容易取得轰炸后的威慑效果。 广岛有一个装卸军港,军火工业较发达,还驻扎有日本第二军和一个军区司令部。当时广岛已有三周时间没有下雨,天气很干旱,建筑物很容易燃烧,被美军作为首选投弹目标。小仓在日本九州岛北端,有钢铁、军火等工业,也是一个铁路枢纽,被确定为第二个目标。位于九州岛西部的长畸是一个港口和工业城市,由于处于低洼谷地,因此只被选作因气象条件恶劣或其它原因无法投弹后的预备目标

28、。空投原子弹,要避开风雨雷电,还要绝对保证飞行安全,可见气象保障至关重要,是保证投掷成功的首要条件。因此美军要求气象部门随时掌握日本的气象情报,并且至少提前 24 小时作出目标城市的天气预报,以便轰炸前有足够的准备时间。8 月 2 日,509 大队的 BZ9 型轰炸机在美国的提尼安岛载着组装好了的原子弹,等待合适的天气。2 日、3 日和 4 日,天气一直不好,阴云密布,有时还下着雨,使得飞机无法起飞。美军最高司令部为此十分恼火和着急,天天派遣气象侦察飞机起飞观测。8 月 5 日美军气象部门通过对大量的气象资料进行分析,预报 6 日广岛地区阴雨过去,天气放晴。空勤和地勤人员都提前做好了准备。果然

29、,6 日凌晨,气象侦察飞机报告,广岛地区天气晴朗,云量很少,能见度很好。于是,临近凌晨 3 点时,装载原子弹的飞机和其它飞机在夜色中从基地起飞。在晴好少云的气象条件下,美机在广岛投下了第一颗原子弹。使广岛遭到了毁灭性的轰炸,人员伤亡惨重。据美日资料,第一颗原子弹使广岛死亡 71379 人,受伤 68023 人,所有的工业机器都遭破坏。空袭之所以得手,气象的作用非常突出。据美方声称,由于大气能见度较好,重达五吨的原子弹,投掷偏差仅 240 米。第一颗原子弹突袭得手时,由于日本没有立即投降,美国又计划投掷第二颗原子弹,目标是小仓。突袭日期原定于 8 月 11 日,但是根据美军气象部门的天气预报,只

30、有 9 日这天是晴天,随后连续 5 天都将是恶劣天气,无法投掷原子弹。8 月 8 日,前苏联向日本宣战。考虑各方面的因素,美军最高司令部决定把轰炸日期提前到 9 日。9 日,临近凌晨 4 点,两架气象侦察机和两架轰炸机从美军的空军基地起飞,向小仓飞去。到达小仓上空后,天气条件却并不像军事气象部门预报得那样晴好,整个天空阴云翻滚,烟雾浓密,飞行员用肉眼根本看不到目标。据当时指挥轰炸的阿什沃斯将军回忆,当时轰炸机用了45 分钟连续 5 次降低飞行高度,试图投掷,但都因能见度太差而未能寻找到目标,飞机只好按照预备方案飞向长崎。 不利的气象条件,使得小仓躲过一场灾难。当载弹飞机到达长崎上空时,才发现长

31、崎也被厚厚的云层遮盖住了,气象条件比预报的要坏得多,同样无法进行目视投弹。但这时飞机燃料已经不多,加之还有一些没能来得及排除的油箱油泵不畅等故障,飞机不可能携弹返航。飞行员接到的命令是必须投弹,于是就临时决定采用雷达测物辨别和寻找目标的方法投弹。盘旋了 10 分钟左右,投弹手已做好了投弹准备,这时,覆盖长崎上空的云层忽然出现了空隙,透过云缝隙勉强看到了山谷中一条跑道。于是在当地时间 10 点 58 分,第二颗原子弹投到了长崎。由于长崎地处山谷,当时的气象条件也不好,能见度很差,使投弹偏离了目标约 2000 米,加上当天又没有风,故造成的人员伤亡和物质损失比广岛小。据日本方面提供的资料,原子弹使

32、长崎死亡 35000 人,受伤 60000 人,失踪 5000 人,683 的工厂被摧毁。神秘的战船起火案 从前,古罗马帝国的一支庞大船队耀武扬威地出海远征。船队驶近红海,突然,一艘最大的给养船上冒出了滚滚浓烟,遮天蔽日。远征的战船队只好收帆转舵,返航回港。远征军的统帅并不甘心,费尽心机要查出给养船起火的原因。但是,查来查去,从司令官一直查到伙夫、马弃,没有任何人去点火放火。这桩历史奇案还是后代的科学家研究出了一个结果,找到了起火的原因。原来是给养船的底舱里堆积得严严实实的草自发燃烧起来的。这种现象叫自燃。草怎么会自燃呢?给养船底舱的草塞得密不透凤,有的开始缓慢地:氧化,这实际上是一种迟缓的燃

33、烧,放出热来,热散不出去,热量越聚越多,温度升高,终于达到草的着火点,于是就自发地着火了。在我们的生活中,自燃现象也不少见。农村的柴草垛,工厂的煤堆,有时会莫名其妙地冒热气,甚至生烟起火。有些废弃的煤矿,往往连续不断地发生自燃。弄清了发生自燃的科学道理,我们就可以设法预防了。在堆放煤和柴草的时候,垛不能太大、太高,防止热量聚集。在煤堆中央,埋进几个铁篓子,从篓子里伸出铁管,通到煤堆顶上,这样可以使内部积存的热量迅速发散出来。保持良好的通风,可以把缓慢氧化产生的热带走,降低温度。消除了燃烧的温度条件,自燃也就杜绝了。有经验的仓库工经常翻仓倒垛,也是为了防止可燃物质白燃。当然不是说你想防止就能防止

34、。请大家多关注一下“火焰山”正在燃烧的新疆地下煤矿!发现氟的悲壮历程在化学元素史上,参加人数最多、危险最大、工作最难的研究课题,莫过于氟元素的发现。自 1768 年德国化学家马格拉夫(Marggraf,A.S.1709-1782)发现氢氟酸以后,到 1886 年法国化学家莫瓦桑(Moissan,H.18521907)制得单质的氟,历时 118 年之久。在这当中不少化学家损害了健康,甚至献出了生命,可以说是一段极其悲壮的化学元素史。 1768 年马格拉夫研究萤石,发现它与石膏和重晶石不同,判断它不是一种硫酸盐。1771 年化学家舍勒用曲颈甑加热萤石和硫酸的混合物,发现玻璃瓶内壁腐剂。1810 年

35、法国物理学、化学家安培,根据氢氟酸的性质的研究指出,其中可能含有一种与氯相似的元素。化学家戴维的研究,也得出同样的看法。1813 年戴维用电解氟化物的方法制取单质氟,用金和铂做容器,都被腐蚀了。后来改用萤石做容器,腐蚀问题虽解决了,但也得不到氟,而他则因患病而停止了实验。接着乔治诺克斯(Knox,G.)和托马斯诺克斯(Knox,R.T.)两弟兄先用干燥的氯气处理干燥的氟化汞,然后把一片金箔放在玻璃接受瓶顶部。实验证明金变成了氟化金,可见反应产生了氟而未得到氟。在实验中,弟兄二人都严重中毒。继诺克斯弟兄之后,鲁耶特(Louyet,P.)对氟作了长期的研究,最后因中毒太深而献出了生命。法国化学家尼

36、克雷(Nickles,J.)也遭到了同样的命运。法国的弗雷米(Fremy,E.18141894)是一位研究氟的化学家,曾电解无水的氟化钙、氟化钾和氟化银,虽然阴极能析出金属,阳级上也产生了少量的气体,但始终未能收集到。 同时英国化学家哥尔(Gore,D.G.1826-1908)也用电解法分解氟化氢,但在实验的时候发生爆炸,显然产生的少量氟与氢发生了反应。他以碳、金、钯、铂作电极,在电解时碳被粉碎,金、钯、铂被腐蚀。这么多化学家的努力,虽然都没有制得单质氟,但他们的经验和教训都是极为宝贵的,为后来制取氟创造了有利条件。 莫瓦桑出生于巴黎的一个铁路职员家庭。因家境贫穷,中学未毕业就当了药剂师的助手

37、。他怀着强烈的求知欲,常去旁听一些著名科学家的讲演。1872年他在法国自然博物馆馆长和工艺学院教授弗雷米的实验室学习化学,1874 年到巴黎药学院的实验室工作,1877 年获得理学士学位。1879 年通过药剂师考试,任高等药学院实验室主任。1886 年成为药物学院的毒物学教授。1891 年当选为法国科学院院士。1907 年 2 月 20 日在巴黎逝世。他在化学上的创造发明很多,现在主要介绍他在氟方面的研究。 1872 年莫瓦桑当上弗雷米教授的学生,开始在真正的化学实验室工作了。 弗雷米教授是当时研究氟化物的化学家,莫瓦桑在他的门下不仅学到了化学物质一般的变化规律,而且还学到了有关氟的化学知识和

38、研究过程。他知道早在年代安培和戴维就已证明,盐酸和氢酸是两种不同的化合物。后一种化合物中含有氟,由于这种元素反应能力特别强,甚至和玻璃也能发生反应,以致人们无法分离出游离的氟。弗雷米反复做了多种实验,都没有找到一种与氟不起作用的东西。虽然他知道制单质氟这个课题难着了许多化学家,可是莫瓦桑对氟的研究却非常感兴趣,不但没有被困难所吓倒,反而下定决心要攻克这个难关。由于工作的变化,这项研究没有及时进行,所以在 10 年以后,才集中精力开展研究。 莫瓦桑先花了好几个星期的时间查阅科学文献,研究了几乎全部有关氟及其化合物的著作。他认为已知的方法都不能把氟单独分离出来只有戴维设想的方法还没有试验过。戴维认

39、为:磷和氢的亲合力极强,如果能制氟化磷,再使氟化磷和氧作用,则可能生成氧化磷和氟,由于当时还没有方法制得氟化磷,因而设想的实验没有实现。于是莫瓦桑用氟化铅与磷化铜反应,得到了气体的三氟化磷,然后把三氟化磷和氧的混合物通过电火花,虽然也发出了爆炸的反应,但并没有获得单质的氟,而是氟氧化磷。 莫瓦桑又进行了一连串的实验,都没有达到目的。经过长时间的探索,他终于得出了这样的结论:他的实验都是在高温下进行的,这正是实验失败症结所在。因为氟是非常活泼的,随着温度的升高,它的活泼性也就大大地增加了。即使在反应过程中它能够以游离的状态分离出来,它也会立刻和任何一种物质相化合。显然,反应应该在室温下进行,当然

40、,能在冷却的条件下进行那就更好一些。看来电解是唯一可行的方法了。他想如果用某种液体的氟化物,例如用氟化砷来进行电解,那么怎样呢?这种想法显然是大有希望的。莫瓦桑开始制备剧毒的氟化砷了,随即遇到了新的困难,原来氟化砷是不导电的。在这种情况下,他只好往氟化砷里加入少量的氟化钾。这种混合物的导电性能好,可是在反应开始几分钟后,阴极表面覆盖了一层电解析出的砷,于是电流中断了。莫瓦桑疲倦极了,十分艰难地支撑着。他关掉了联通电解装置的电源,随即倒在沙发椅上,心脏病剧烈发作,呼吸感到困难,面色发黄,眼睛周围出现了黑圈。莫瓦桑想到,这是砷在起作用,恐怕只好放弃这个方案了。出现这样的现象不是一次,曾因中毒而中断

41、了四次实验。莫瓦桑的爱妻莱昂妮看到他漫无节制地给自己增加工作,而且又经常冒着中毒危险,对他的健康状况极为担心。 可是莫瓦桑仍然继续进行实验,设计在低温下电解氟化氢。由于干燥的氟化氢不导电,于是往里面加入少量的氟化钾。他把这个混合物放在一支形的铂管中,然后通电流。在阴极上很快就出现了氢气泡,但阳极上却没有分解出气体。电解持续近一小时,分解出来的都是氢气,连一点氟的影子也没有。莫瓦桑一边拆卸仪器,一边苦恼地思索着,也许氟根本就不能以游离状态存在。当他拨掉形管阳极一端的塞子时,惊奇地发现塞子上覆盖着一层白色粉末状的物质。可不是么,原子塞子被腐蚀了!氟到底还是分解出来了,不过和玻璃发生了反应。这一发现

42、使莫瓦桑受到了极大的鼓舞。他想,如果把装置上的玻璃零件都换成不能与氟发生反应的材料,那就可以制得单体的氟了。荧石不与氟起作用,用它来试试吧,于是把荧石制成试验用的器皿。莫瓦桑把盛有液体氢和氟化钾的混合物的形铂管浸入制冷剂中,以铂铱合金作电极,用荧石制的螺旋帽盖紧管口,管外用氯化甲烷作冷冻剂,使温度控制在-23,进行电解。终于在 1886 年第一次制得单质氟。莫瓦桑的成就经过著名化学家的审查,认为是无可争论的。为了表彰他在制氟方面所作的突出贡献,法国科学院发给他一万法郎的拉卡泽奖金。20 年以后,又因他研究氟的制备和氟的化合物上的显著成就,而获得了 1906 年的诺贝尔化学奖。 波尔多葡萄的怪事

43、法国的波尔多盛产葡萄,所以“波尔多葡萄酒”驰名天下。 但,1878年,名为“霉叶病”的植物病毒狂扫波尔多城,所以葡萄园很快变得枝法调零,面临一片危机。园主们心急如焚,却无计可施。 一个细心的法国人米拉德却发现怪事:公路旁的葡萄树却郁郁郁葱葱,丝毫未受到霉叶病的伤害。经观感察发现这些葡萄树从叶到茎都洒了一些蓝、白相间的东西,经打听,才知园主为防馋嘴的过路人而洒的“毒药”,由石灰与蓝矾混合配制成而。经试验,的确是对付霉叶病的好农药。从此,波尔多地区又变成了“葡萄园世界”,同时,这种农药药以“波尔多液”命名,广泛流传于全世界。 该农药的化学原理是石灰与硫酸铜起化学反应,生成碱式硫酸铜,生成物具有很强

44、的杀菌能力。Ca(OH)2+2CuSO4 = CaSO4+Cu(OH)2SO4 蜘蛛的启示 三百多年前,英国有一位年轻的科学家对“八卦飞将军”蜘蛛发生了浓厚的兴趣。他经常从早到晚,目不转睛地观察蜘蛛。他看见蜘蛛忙忙碌碌,吐丝织网。刚从蛛囊里拉出的细丝是粘液,迎风一吹,一瞬间变成又韧又结实的蛛丝。(嘿嘿 偶的想象)这位青年科学家想,要能发明一个机器蜘蛛,“吃”进化学药品,抽出晶莹的丝来纺线织布,那该多好啊!他一头扎进化学实验室,摆弄起瓶瓶罐罐,用各种化学药品做开了试验。他用硝酸处理棉花得到了硝酸纤维素,把它溶解在酒精里,制成粘稠的液体,通过玻璃细管,在空气中让酒精挥发干以后,便成了细丝。这是世界

45、上第一根人造纤维。但是这种纤维容易燃烧、质量差、成本高,没法用来纺纱织布。后来,科学家模仿吐丝的蚕儿,将便宜、易得的木材里的木质纤维素溶解在烧碱和二硫化碳里,做成粘液,再在水面下喷丝,拉出千丝万缕。这就是大名鼎鼎的“人造丝”(粘胶纤维)。它的长纤维可以织成人造丝印花绸、人造丝袜。短纤维造出“人造棉”布、“人造毛”呢。它们穿着舒适,和棉麻织物差不多:透气良好,容易吸水,可以染上漂亮的颜色,而且价格低廉,颇受欢迎。这样,人造纤维在问世仅三十年后,就代替了十分之一的棉、麻、丝、毛。可是,人们并不满意。人造丝、人造棉潮湿的时候很不结实,洗涤后容易变形,缩水严重。再说,人造纤维虽然扩大了原料的来源,把不

46、能直接纺纱织布的木材、短的棉花纤维、草类利用了起来,可是,资源毕竟有限。于是,人们眼光从天然纤维跳到了矿物上头,石头、煤、石油能不能变纤维呢?五十年前,德国出现了用煤、盐、水和空气做原料制成的聚氯乙烯纤维(氯纶)。它的化学成分和最普通的塑料一个样。这是最早的合成纤维。用氯纶织成的棉毛衫裤、毛线衣裤,既保暖又容易摩擦后带静电,穿着它,对治疗关节炎还有好处呢。比氯纶晚几年出世的尼龙(锦纶),比蛛丝还细,但非常结实,晶莹透明,一下子以它巨大的魅力使人们着了魔。用尼龙丝织成的袜子结实耐磨,一双顶四五双普通的棉线袜穿用。曾经很流行的“的确良”(涤纶),挺括不皱,免烫快于,是产量最大的一种合成纤维。晴纶,

47、俗称“合成羊毛”,蓬松耐晒,用它做的毛线,毛毯,针织衣裤,我们都很熟悉。价廉耐用的维尼龙(维纶),织成维棉布,做床单或内衣,吸水、透气性跟棉织品差不多。维纶棉絮酷似棉花,人称“合成棉花”。除了涤纶、锦纶、睛纶、维纶四大合成纤维外,由丙烯聚合而成的丙纶一跃而起,成为合成纤维的新秀。丙纶是比重最轻的合成纤维,人水不沉。飞机上的毛毯、宇航员的衣服用它制作,可以减轻升空的负担。如今,化学纤维的年产量已经和天然纤维平起平坐了,而它在国民经济和国防事业上的作用却远远超过了天然纤维。不过,今天规模巨大的“机器蚕”在日夜运转,还多亏了蚕儿吐丝、蜘蛛织网给人们的启示呢!石灰的趣事冷水为什么遇冷的石灰会发热甚至沸

48、腾乍看来,的确有些奇怪,热从何来?原来生石灰(氧化钙)一遇水后,立刻发生化学反应,生成所谓熟石灰(氢氧化钙),这个化学作用是一个放热作用,就好像煤遇空气点燃后发生的化学反应,也是放出热量一样。生石灰和水反应放用的热量相当大,如一千克生石灰和水反应所放出的热量,假如无损失的话,可以将 3.5 千克的水煮沸,厉害吧?石灰涂到墙上后,为什么很难干?我们知道泥土涂在墙上,很快就会干,但石灰涂到墙上后,往往几天都干不了,为什么呢?原来,生石灰和水反应后生成的熟石灰(氢氧化钙)遇到空气中的二氧化碳发生反应,变成了碳酸钙和水,空气中的二氧化碳含量很少,因为这个化学作用进展得很慢,因此,较长时间内,因反应有水

49、生成,所以墙壁就不容易干了。石灰墙为什么越来越硬,颜色越来越白?我们已知道了熟石灰(氢氧化钙)和二氧化碳反应生成碳酸钙和水,而碳酸钙呢,是一种很坚硬,并且很洁白,因为氢氧化钙较松软,反应慢慢变成碳酸钙,所以,石灰墙越来越硬,越来越白。14 斤肉“换” 1 克镭这是一间没有人用的旧棚屋,玻璃顶棚残缺漏风,里面没有地板,只有一层沥青盖着泥土地。连个象样的凳子都没有,只有几张腐朽的橱桌,一块黑板和一个破旧的铁火炉,炉上安着锈迹斑斑的管子。 1889 年,居里夫人和她的丈夫就是在这间陋室内开始了提炼镭的工作。每天居里夫人穿着沾满灰尘和污渍的工作服,翻倒矿石,搅拌冶锅,倾倒溶液,干个不停。矮小的实验室内,铁屑飞扬,蒸汽熏人,而居里夫人那时又正害着结核病,但她丝毫不顾这些,依然顽强地工作。经常连饭都带到实验室来吃,更不说稍微休息一会儿了。有时候整天用一根粗重的铁条,搅拌一堆沸腾的东西。到了晚上,已是精疲力尽,不能动弹。 就这样,经过 45 个月的艰苦努力,居里夫妇终于从 400 吨铀沥青矿渣,1000 吨化学药品和 800 吨水中,提炼出微乎其微的 1 克纯镭。而居里夫人的体重却因此而减轻了 14 斤! 卤族元素发现小史氟、氯、溴、碘是活泼的非金属元素,它们的发现过程几

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