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趣味化學故事20則：“懶惰”的氣體

　　1、都是小貓惹的禍：

　　調皮的小貓闖了大禍，打翻了庫爾特瓦的硫酸瓶，攪亂了庫爾特瓦的實驗，對庫爾特瓦來說簡直是災難，但因禍得福，庫爾特瓦意外地發現了一種新元素，哪種元素會如此“幸運”呢?這種元素就是碘，碘的顏色為紫色，極易升華，呈紫灰色結晶，帶有金屬光澤，碘蒸氣以分子形式存在。碘加壓密閉存放，難溶于水，但是，碘溶于碘化鉀水溶液及苯、二硫化碳、酒精等有機溶液。碘缺乏病每年使全球7.4億人受害，造成人的大腦功能障礙，甲狀腺腫大，還能引起精神疾病。

　　2、閃光的小珠子：

　　有一種小珠子，一放到水里，不但不下沉，還??地在水面上亂竄，并發出銀白色的亮光，這種小珠子就是——鉀。對于它，也許我們都不陌生，但關于它的發現，我們是否了解呢?戴維將苛性鉀先在空氣中暴露數分鐘，使它表面略微潮解，成為電導體，然后放置在一個絕緣的白金盤上，讓電池的陰極與白金相連接，作為陽極的導線則插入潮濕的苛性鉀中。奇跡出現了，電流接通后，苛性鉀在電流的作用下先熔化，后分解，接著在陰極上出現了水銀滴般的顆粒。它們像水銀柱一樣帶著白色的光澤，可一滾出來，就“啪”的一聲炸開了，并呈現出美麗的淡紫色火舌，這就是鉀。鉀的熔點低，比鈉更活潑，在空氣中很快氧化。

　　3、蒙屈的管家：

　　馬提尼島上有一個商人，精心收藏了一批古董，有次出門辦事前發現家里一件銀壺上有一層黑影，擦了兩下沒擦干凈，便叮囑管家想辦法擦干凈，可是他十幾天后回來，發現銀壺依然如故，便發火并斥責管家偷懶，管家滿臉委屈地說：“我已經想了許多辦法，仍然無法恢復如初。不僅如此，島上其他銀器也變黑了，像得了什么傳染病似的。”沒過幾天，更奇怪的事又發生了，商人剛帶回來的一批銀器也變得黑糊糊的。商人見了，目瞪口呆，卻不知道這是為什么。

　　直至有一天，馬提尼島火山爆發，空氣中充滿著難聞的硫黃味兒。商人才恍然大悟：這銀器變黑一定與空氣中的硫化物有關!事實果真如此：火山爆發前，空氣中已經有二氧化硫，硫化氫等氣體在彌漫，只是人的嗅覺不那么靈敏，沒有嗅出來而已。硫與銀，這兩種元素就是這么怪，不知不覺地走到一起，搞了一場不大不小的鬧劇。在火山爆發前，地下灼熱的巖漿雖然還沒有沖出地面，可是已經在大量聚集，并逐步向上漂移。由于地下溫度在不斷攀升，一些火山爆發時才噴出的硫化物，像硫化氫、二氧化碳等氣體，便隨著地下熱空氣悄悄地滲透到地面。空氣中的硫化物能與銀發生化學反應，生成黑色的硫化銀。我們平時戴的銀首飾也會變黑。銀飾變黑是正常的自然現象，因空氣和其他自然介質中的硫和氧化物等對銀都有一定的腐蝕作用。在佩戴一段時間后，就會出現一些微小的斑點(硫化銀膜)，久之會擴散成片，甚至變成黑色。所以，目前銀飾都有一些因氧化而變色的現象。

　　下面將介紹一些關于保養和去除銀飾表面氧化物、恢復銀飾亮澤的方法。

　　1)避免銀飾接觸水汽和化學制品，避免戴著游泳，尤其是去海里;

　　2)每天將銀飾用棉布擦干凈，放到首飾盒或袋子里密封保存;

　　3)銀飾已經氧化變黑了，可以用軟毛刷子蘸牙膏刷洗，也可用手搓香皂清潔劑等方式清洗，實在無法處理干凈時才用洗銀水擦洗，洗完后銀飾均要用棉布擦干。

　　4、“懶惰”的氣體：

　　1894年8月13日，英國化學家拉姆賽和物理學家瑞利在一次會議上報告，他們發現了一種性質奇特的新元素。這種元素以氣體狀態存在，對于任何最活潑的物質它都無動于衷，不與之反應，因此，給它取名叫氬，意思就是“懶惰”。接著人們又發現了幾種元素，也有類似的性質，它們也極其“懶惰”，基本上不同其他元素進行化學反應。“懶惰”氣體能夠制造出都市里最真實的夢幻——最絢爛綺麗的霓虹燈，其實就是因為填充了惰性氣體。當燈管通電之后，就能激發惰性氣體放出光芒。

　　5、尿液里的意外所得：

　　德國漢堡一位叫布朗特的商人，偶爾聽人說，用強熱來蒸發人尿能制造出黃金，于是他大干起來，有一次，他將尿渣、沙子和木碳放在火中加熱，然后用水冷卻，結果，這次他雖然沒有得到黃金，卻意外地得到一種像白蠟一樣的物質，這種物質在黑暗的小屋里還一閃一閃地發著亮光，其實這種能發出熒光的白色柔軟的物質，就是白磷，又稱黃磷，是呈淡黃色、接近無色半透明的固體，不溶于水，有劇毒，白磷的化學性質活潑，自然界中不能以游離態存在，在空氣中易氧化成三氧化二磷和五氧化二磷，呈白色煙霧，白磷是制造炸藥、燃燒彈、滅鼠劑、肥料等制品的基本成分，是石油化工縮合催化劑、表面活性劑必不可少的原料。

　　6、中毒的小花貓：

　　古時候，一個奸臣想謀權篡位，于是花錢買通了為皇帝做飯的廚子，一天，廚子將下了毒的飯菜端給皇帝，皇帝看見身邊侍女抱著一只小花貓非常可愛，于是將碗中的一條魚給了小花貓吃，誰知小花貓吃了魚后馬上一命嗚呼。貼身太監急了，拿起皇帝的銀湯匙，往別的菜里一插，發現直冒泡，皇帝見了大吃一驚，龍顏大怒，把奸臣和廚子打入死牢，從此以后，不僅皇帝自己，連皇帝的嬪妃也用銀碗銀匙作食具呢!

　　現在，銀制的食具的確是屢見不鮮，在銀碗里盛放牛奶，可以保持幾個月不變質。這主要就是銀具中含有銀離子，具有強烈的殺菌作用，故而食物不易腐敗，使用銀具，不僅能防毒，也能殺菌，有益健康呢!此外，銀能與任何比例的金或銅形成合金，與銅、鋅共熔時極易形成合金，銀在所有金屬中是最好的電和熱的導體。銀的反光性是無比倫比的，在拋光以后幾乎可以100%地反光，使其能用在鏡子上，涂在玻璃、賽璐玢或金屬上。

　　7、觀音菩薩生病了：

　　南宋年間，有位老財主迷信，將一尊觀音像請回了家。可過了一段時間后，雖然每天供品、香火不斷，但觀音像卻變得黯淡無光，好像生病似的。老財主一看，以為照顧還不周，就趕緊一日三餐上供品、點香火。其實，這位財主供奉的觀音像不是銅塑的，更不是金塑的，而是用金屬鈉塑造出來的。

　　在裊裊的香火中，金屬鈉漸漸被氧化了。原來的觀音是銀光閃閃的，被氧化后，生成了一種新的氧化物，看上去就像“生病”一樣，一臉倦容。鈉呈銀白色，有美麗的光澤，常溫時有蠟狀，低溫時可變脆。化學性質很活潑，能與非金屬直接化合，在空氣中氧化迅速，所以鈉一般被保存在煤油中。

　　8、擒獲“死亡元素”：

　　許多化學家試圖從氫氟酸中剔出單質氟來，但都因在實驗中吸入過量氟化氫氣體而死，于是被迫放棄了實驗。難道真的不能征服它嗎?莫瓦桑設計了一整套抑制氟劇烈反應的辦法。他在伯制的曲頸瓶中，制得氟化氫的無水試劑，再在其中加入氟化鉀增強它的導電性能。然后，他以鉑銥的合金為電極，用氯仿作冷卻劑，并設計了一個實驗流程，讓無水氟化氫、氯仿以及螢石塞子作主要部分，把實驗室放在零下23攝氏度的狀況下電解，終于在1886年制得了單質氟，擒獲了“死亡元素”。

　　單質氟是一種淡黃色氣體，在常溫下，它幾乎能和所有的元素化合;大多數金屬都會被它腐蝕，甚至連黃金在受熱后，也會在氟氣中燃燒!如果把氟通入水中，它會把水中的氫奪走，放出氧氣。人體缺氟會患上齲齒呢?這是因為：我們每天吃的食物，都屬于多糖類。吃完飯后如果不刷牙，就會有一些食物殘留在牙縫中。在酶的作用下，它們會轉化成酸，這些酸會跟牙齒表面的琺瑯質發生反應，形成可溶性鹽，使牙齒不斷受到腐蝕，從而形成齲齒。為了預防齲齒，人們采取了許多措施，比如說在缺氟的水中補充一些氟，這樣人們在喝水時就不知不覺地會吸收一些氟。另外，人們還研制出了各種含氟牙膏，它們中的氟化物會加固牙齒，使牙齒不受腐蝕。而且，有些氟化物還能阻止口腔中酸的形成，這就從根本上解決了問題，因而效果十分明顯。

　　9、到底誰錯了：

　　布瓦博德朗發現了鎵并將此消息發布，不久就收到了一封來自俄羅斯的信，信中這樣寫道：“尊敬的布瓦博德朗先生，您所說的鎵就是我四年前預言的‘類鋁’，它的比重應為5.9，而不是您所說的4.70，請您再測一下吧……”，信尾署名是門捷列夫。布瓦博德朗將信將疑地在實驗室里重測了鎵的比重，結果果然是自己錯了，他對門捷列夫佩服得五體投地。鎵是一種有白色光澤的金屬，它的熔點很低，只有29.8℃，放在手掌上，人的體溫就可以將它熔化成液體。鎵的熔點很低，可它的沸點卻出奇的高，達1893℃。

　　但當鎵從液體凝成固體時，體積反而膨脹3%，這一性質是其他金屬所不具備的。金屬鎵的一個重要的用途是制造合金。鎵和錫、錮的合金在10.6℃就會熔化，可用來制作電熔絲。鎵和錫、銦和鋅的合金也是一種易熔合金，常常用來制造自動救火水龍頭。當失火時，溫度一升高，合金龍頭立即熔化，水就會自動噴射出來。鎵的許多化合物都是優良的半導體材料，其中尤其是以砷化鎵最為突出。砷化鎵是一種黑灰色的固體，在空氣中很穩定，是繼鍺和硅之后的第三代半導體材料，被廣泛地應用于雷達、導彈、計算機、人造衛星、宇宙飛船等高科技產品。

　　10、偏愛雄黃：

　　每年農歷五月初五的端午節，人們都特別垂青雄黃。那一天，不僅成人愛喝幾杯加入幾粒雄黃的酒，小孩子在中午洗個澡，在水中也要加入一些雄黃。人們偏愛雄黃并不是一種迷信做法，而是有一定的科學道理。其實，端午節來臨時，各種蚊子、蛀蟲等活動漸漸猖獗。把雄黃噴灑在屋里，確有殺蟲防腐作用。雄黃也是中藥原料，具有消腫、強心等功能。雄黃要與其他防腐劑混合在一起，噴在船底，還能避免海蚧的寄生，增加船的航速。

　　11、假冒偽劣的銀子：

　　古時候，在加勒比海上經常有船只載著金銀珠寶來來往往，有一天，一支遠洋的船隊發現了“劣質銀” ——1種銀白色的銀子。奸商們為了獲取更多的利益，悄悄把這些“劣質銀”帶回了本土，廉價出售給珠寶商。一些珠寶商為了賺更多的錢，請工匠們把“劣質銀” 摻進了黃金中，有的干脆仿造成金幣在市場上流通起來，嚴重地影響了當地的經濟秩序。

　　當地官員將此情況稟報國王后，國王大怒，便下令把所有的“劣質銀”倒進大海，私藏者一律問斬。各官員接到指令后，便把收繳的大量“劣質銀”倒進了洶?的大海中。原來這是鉑，鉑的化學性質不活潑，在空氣和潮濕環境中穩定，常溫下不受普通的酸、堿、鹽和有機物的侵蝕;鉑溶于熱的王水和熔融件;高溫下能與硫、磷、鹵素發生作用;鉑、鈀和銠可作電鍍層，常用于電子工業和首飾加工中。

　　12、誰滅絕了恐龍：

　　有種說法說在白堊紀時期曾有一次大規模的海底火山爆發。這次爆發曾使大氣中出現超大面積的臭氧層空洞。這樣，太陽中的紫外線就可以肆無忌憚地穿過大氣層射到地球上。恐龍霸主們被強烈的紫外線照射后，漸漸發生病變，最后導致滅絕。臭氧是氧氣的同素異形體，有三個氧原子組成，有一定臭味，因此被稱為臭氧。臭氧是大氣層中含量非常少的一種氣體要，臭氧層分布在距離地球表面25-30千米的大氣層中。人類使用氟利昂充當冰箱和空調的制冷劑，它揮發到大氣中就會破壞臭氧層。當臭氧層變薄或出現空洞時，過多的紫外線會危害身體健康，引起眼睛和皮膚等的病變。此外，臭氧層能夠吸收太陽光90%的紫外線，使得照射到地球表面的紫外線剛好適合生物生長所需。

　　13、沙灘上的足球：

　　一個炎熱的夏季，一群孩子在沙灘上踢足球，他們沒想到這個被踢來踢去的沙灘上的“足球”，竟然是一塊稀世珍寶——金剛石。印度是世界上第一個發現多金剛石的國家，后來跟隨佛教徒，古印度金剛石傳入中國。金剛石的用途很廣，可以用來做鉆頭、切割工具、研磨材料以及高溫半導體或尖端工業的原材料。在X射線照射下，金剛石還會發出藍綠色熒光，它的這一特性被用于礦砂中選礦。金剛石經琢磨后稱為鉆石，而鉆石歷來就被譽為寶石之王，在它身上凝聚了很多人的夢想和渴望。

　　14、冷面殺手：

　　在古羅馬時代，由于鉛很軟，易加工，所以鉛制品作為一種高貴和富有的標志，深受人們喜愛。古羅馬貴族們普通使用鉛制器皿、餐具和含鉛化妝品，還特別喜歡喝含鉛的葡萄汁。當時，他們在制作琥珀般的葡萄汁時，總把葡萄放在鉛鍋或內壁鑲有鉛的鍋中熬煮，熬煮的時間還特別長，直到汁水只剩原來的三分之一時才停火。這種葡萄汁特別香甜且不易腐敗，但含鉛量嚴重超標。這些含鉛物品的大量使用，使許多人因鉛中毒而死亡。同時，古羅馬帝國所擁有的以鉛制水管為基礎而建成的給排水系統，則使平民也未能逃脫鉛中毒的厄運。

　　然而這一切，古羅馬的人們卻一無所知，這就是古羅馬從鼎盛走向滅亡的原因。鉛是一種嚴重危害人類健康的重金屬元素，它可以影響神經、造血、消化、免疫、骨骼等各類器官。更為嚴重的是，它影響嬰幼兒的生長和智力發育、神經行為和學習記憶等腦功能，嚴重的可造成癡呆。發生鉛中毒時會出現便秘、腹絞痛、鉛線、貧血等癥狀。

　　15、陰差陽錯的發現：

　　斯特羅邁厄有一次在視察藥品時，發現有些藥商用碳酸鋅代替氧化鋅配藥，教授的助手將該樣品溶解，然后通入硫化氫氣體，結果析出了神秘的鮮黃色沉淀，他懷疑藥廠的碳酸鋅產品中含有劇毒物質硫化砷，這樣一來，藥廠老板因產品全被沒收充公而向教授求救，于是教授用鹽酸來處理這種黃色沉淀，結果發現沉淀溶解了，而硫化砷是不應該溶于鹽酸的，于是教授隨即對沉淀進行處理，他將沉淀焙燒成氧化物，得到了一種褐色粉末，教授又將這種氧化物與煙炱混合，并放在曲頸瓶中加熱，最后得到了一種從未見過的藍灰色粉末。

　　經過周密的實驗，教授確認這是一種新元素，便將這種新元素命名為鎘。鎘的毒性較大，鎘中毒可使肌肉萎縮，關節變形，骨骼疼痛難忍，不能入睡，發生病理性骨折，以致死亡。鎘中毒早期表現為咽痛、咳嗽、胸悶、氣短、頭暈、惡心、全身酸痛、無力、發熱等，嚴重時可出現中毒性肺水腫或化學性肺炎，中毒者高度呼吸困難，咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而危及生命。用鍍鎘的器皿調制或存放酸性食物或飲料，食物和飲料中可含鎘，誤食后可引起中毒。食品中鎘的主要來源是工廠排放的含鎘廢水進入河床，灌溉稻田，被植株吸收并在稻米中積累。若長期食用含鎘的大米，或飲用含鎘的污水，容易造成“骨疼病”。

　　16、短斤少兩的秘密：

　　阿弗事聰在一次分析礦石時發現，這塊礦石是由氧化硅和氧化鋁組成的。但同時發現：這幾種元素的含量為97%，和整塊礦石的總重量相差3%。也就是說，礦石的組成成分總重量為97%，缺少3%。他高興地大喊“這是新元素”，這種新元素叫做“鋰”，鋰是一種銀白色金屬，在金屬中是最輕的，金屬鋰很軟，用普通的小刀就能輕易地把它切成小塊。鋰的化學性質非常活潑，可以同氧氣化合，變成白色的氧化鋰。鋰還能同空氣中的氮和氧發生強烈的化學反應，因此鋰一般被密封在凡士林或石蠟油中。鋰和水作用時放出大量的熱量，使釋放出的一部分氫氣在空氣中燃燒，發生爆炸。鋰和它的某些化合物是優質高能燃料，這些燃料的單位質量小，燃燒溫度高，火焰寬，排出氣體速度快，已經用于宇宙火箭、人造衛星和超音速飛機等系統方面。

　　17、冷脹熱縮的金屬：

　　金屬的通性是熱脹冷縮，可是有一種金屬卻與眾不同，它不僅不熱脹冷縮，反而冷脹熱縮，這又是什么金屬呢?它們是銻和鉍。銻很脆，很容易粉碎，是一種銀色的金屬，它在常溫下性質穩定，不與氧發生反應，在高溫下，銻能與多種物質作用形成化合物。銻的化合物有著許多用途，比如銻化鋁、銻化銦是很好的半導體材料，三硫化銻、五硫化銻是制造火柴盒摩擦面的材料，三硫化二銻能給玻璃著色和做黃色信號燈。

　　銻最重要的用途是制造合金，生活中常用的鉛，就是銻與鉛的合金。印刷書報用的鉛字，如果用鈍鉛澆鑄，由于純鉛會熱脹冷縮，因此鑄出的字很不清晰。而如果在鉛液中加入一些銻，當熔化了的合金灌進鋼模中冷卻凝固時，由于金屬銻具有熱縮冷脹的特性，因此就能使字的筆畫十分清晰，經久耐用。

　　18、瀝青渣里的“金子”：

　　居里夫人在檢查瀝青鈾礦時，偶爾發現這種礦物具有很強的放射性，但不知道是什么物質，于是好奇的居里夫人開始了艱辛的“找金”歷程，最后終于從瀝青渣里找到了。那么你知道居里夫人找的是什么金子嗎?是金屬鐳。

　　19、杜爾漢礦泉水中的寶貝：

　　在我們的印象里，金屬一般都是“硬骨頭”，但有一種金屬卻是出了名的軟骨頭，用小刀就可毫不費力地切開，你知道這種金屬是什么嗎?它就是銫。有一天，本生在觀察剛采到的一瓶杜爾漢礦泉水，把它燒開、蒸發后，再濃縮，放到分光鏡里一照，他看到了鈉、鉀、鋰、鍶等許多熟悉的光譜，同時，還意外地發現了兩條從未見過的天藍色的光譜線。銫被發現了，銫就是天藍色的意思。幾年前，巴西發生了一起放射性銫的泄露事故，14人受到過度照射，4人4周內死亡，約有 112000人要接受監測，249人受到污染。數百間房屋不得不受到監測，85間發現被污染，數百人被迫疏散，整個去污過程產生5000立方米放射性廢物。

　　20、比金子還貴的帽子：

　　法國拿破侖三世是一位愛慕虛榮的皇帝，為了顯示自己的闊綽富有，于是他命令一位大臣去做一頂比黃金還貴重的帽子。這位大臣左思右想，就是不明白究竟世界上還有什么能比黃金還貴重的。后來，實在沒辦法，這位大臣就去問拿破侖三世的心腹，原來在拿破侖三世眼中，鋁比金子更值錢。我們也許覺得這很可笑，但當時，鋁真的比黃金還貴重，生產技術不過關，為了制取鋁這種金屬，必須要用鈉做還原劑，制造鋁的成本比黃金要高出好幾倍。鋁粉具有銀白色光澤，常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆，以保護鐵制品不被腐蝕。鋁的延展性較好，可制成鋁箔，還可制成各種鋁合金，廣泛應用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業。

　　鋁是熱的良導體，工業上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。它的導電性僅次于銀、銅，在電器制造工業、電線電纜工業和無線電工業中有廣泛的用途。鋁熱劑常用來熔煉金屬和焊接鋼軌等。鋁還用作煉鋼過程中的脫氧劑，鋁粉和石墨、二氧化鈦按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經高溫熾燒而制成耐高溫的金屬陶瓷，在火箭及導彈技術上有重要應用。鋁板對光的反射性能較好，反射紫外線比銀強，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來制造高質量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現代化大型建筑室內的天花板等也采用鋁。此外鋁還可用來制造爆炸混合物，如銨鋁炸藥等。