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趣味化学实验实验关于变色的物理化学生物的都可以
趣味实验——化学课堂的调味剂--《华章》2011年29期
趣味实验——化学课堂的调味剂
【摘要】：化学是以实验为基础的学科,带有&魔术&色彩的趣味实验,对学生更富吸引力。化学趣味实验以其简单的操作、有趣的现象、鲜明的特点对学生有极大的吸引力,它在化学第二课堂中得到了广泛的应用,并取得了成功。然而,我们认为,趣味实验不仅仅可以在课外开展,也可以在课内起到一定的作用。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：G633.8【正文快照】：
276化学是以实验为基础的学科,带有“魔术”色彩的趣味实验,对学生更富吸引力。化学趣味实验以其简单的操作、有趣的现象、鲜明的特点对学生有极大的吸引力,它在化学第二课堂中得到了广泛的应用,并取得了成功。然而,我们认为,趣味实验不仅仅可以在课外开展,也可以在课内起到
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京公网安备74号（2012o百色）化学小组同学对酸的性质很感兴趣，向老师提出研究硝酸的性质，老师高兴答应并带领同学们进行了硝酸性质的实验探究．【实验设计】（1）将石蕊试液滴入稀硝酸中，预计石蕊试液由紫色变红色色．（2）将Zn片投入稀硝酸中，预计将产生H2，其名称为氢气．【实验验证】同学们按上述设计做了实验，却发现石蕊变色后一会儿即褪去，Zn片投入稀HNO3后，溶液中冒出气泡，产生无色气体A，在试管口气体A变成红棕色有刺激性气味的气体B．【提出问题】（1）石蕊试液变色后为何会褪色？（2）上述产生的无色气体是什么？硝酸具有哪些特性？【查阅资料】看到如此异常的现象，在老师的指导下，同学们上网查到了下列资料：（1）硝酸可与Zn、Cu等多种金属反应生成相应的硝酸盐，但不生成H2．（2）氮元素某些气态物质的物理性质NH3N2NONO2顏色无色无色无色红棕色溶解性极易溶于水不溶于水不溶于水可溶于水或硝酸【猜想与分析】（1）小明同学认为石蕊变色后又褪色的原因是由于试管不干净，含有其他杂质造成的，要证明小明的观点，应进行的操作是取少量稀HNO3于干净的试管中，滴入石蕊试液．观察实验现象（或用干净的试管重复上述实验）．（2）大家一致认同了红棕色气体B是NO2，但对于无色气体A及变化的原因有不同的看法：①小丽同学认为A是NH3，但遭到大家的一致反对，原因是NH3极易溶于水，大多数气体会溶解在稀HNO3中．且在常温下NH3不易被氧化成NO．；②小强同学认为A是N2，也遭到大家的一致反对，原因是N2的化学性质比较稳定，常温下，N2在空气中不能氧化成NO；③经讨论，最终大家获得了A是NO的共识．NO遇氧变成NO2的化学方程式为2NO+O2=2NO2．【实验探究】小红同学对硝酸能与Cu反应很感兴趣，便取了一小块铜片投入稀HNO3中，发现Cu溶解，也出现上述Zn与稀HNO3反应的类似现象，确证生成了NO，并在老师的帮助下，测出恰好反应的Cu和HNO3的质量比为8：21，由此获得了Cu与稀HNO3的反应方程式为3Cu+8HNO3=3Cu （NO3）2+2NO↑+4H2O．【交流反思】根据探究结果，请你解释稀HCl跟铜不反应而稀HNO3却能跟铜反应的原因铜不与稀HCl发生置换反应，是因为铜的金属活动性弱于氢．而稀HNO3具有强的氧化性，能与Cu发生氧化还原反应，生成NO等．．
解：【实验设计】（1）石蕊遇酸性溶液会变红，稀硝酸溶液呈酸性所以石蕊会变红；（2）H2是氢气的化学式；【猜想与分析】（1）设计一个干净的试管进行对比试验，从而确定是否是杂质影响了溶液颜色的变化，其操作为：取少量稀HNO3于干净的试管中，滴入石蕊试液．观察实验现象（或用干净的试管重复上述实验）；（2）依据氮元素某些气态物质的物理性质可知：①氨气极易溶于水，且不易被氧化，所以该气体不可能是氨气；②由于氮气化学性质很稳定，所以常温下N2在空气中不能氧化成NO；③依据题干中的信息可知该反应的反应物是一氧化氮和氧气产物是二氧化氮，其方程式为：2NO+O2=2NO2．【实验探究】由题干信息可知反应物是铜与硝酸与生成物是硝酸铜一氧化氮和水，设该方程式中铜与硝酸的化学计量数分别为x、y，则有=，可得=，据此的此反应的方程是3Cu+8HNO3=3Cu （NO3）2+2NO↑+4H2O；【交流与反思】依据铜的金属活动性可知铜的活动性在氢后，所以不会与盐酸反应生成氢气，但由于硝酸具有强氧化性，所以能与铜反应生成一氧化氮等物质；故答案为：【实验设计】（1）红（2）氢气．【猜想与分析】（1）取少量稀HNO3于干净的试管中，滴入石蕊试液．观察实验现象（或用干净的试管重复上述实验）（2）①NH3极易溶于水，大多数气体会溶解在稀HNO3中．且在常温下NH3不易被氧化成NO．②N2的化学性质比较稳定，常温下，N2在空气中不能氧化成NO．③2NO+O2=2NO2．【实验探究】3Cu+8HNO3=3Cu&（NO3）2+2NO↑+4H2O．【交流与反思】铜不与稀HCl发生置换反应，是因为铜的金属活动性弱于氢．而稀HNO3具有强的氧化性，能与Cu发生氧化还原反应，生成NO等物质．【实验设计】（1）依据石蕊遇酸性溶液的变色情况进行分析（2）依据该物质的名称判断；【猜想与分析】（1）设计一个干净的试管进行对比试验即可；（2）①依据氨气极易溶于水，且不易被氧化分析判断；②依据氮气化学性质很稳定分析判断；③依据题干中的信息对化学方程式进行书写即可；【实验探究】利用信息确定反应物与生成物，依据Cu和HNO3的质量比确定化学方程式中两者的化学计量数，并书写相关的方程式；【交流与反思】依据铜的金属活动性以及硝酸的强氧化性对问题进行分析探讨；▲&&&高中化学38个趣味实验汇总【新人教版】
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高中化学38个趣味实验汇总
高中化学38个趣味实验汇总可燃的“胶冻”&实验原理&酒精与水可以任意比混溶,醋酸钙只溶于水而不溶于酒精。当饱和醋酸钙溶液注入酒精中时,饱和溶液中的水溶解于酒精中,致使醋酸钙从酒精溶液中析出,呈半固态的凝胶状物质——“胶冻”,酒精充填其中。点燃胶状物时,酒精便燃烧起来。&实验用品&药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、蒸发皿、火柴。&酒精(质量分数95%以上)、醋酸钙、蒸馏水。&实验步骤&1.在烧杯中加入20&mL蒸馏水,再加入适量醋酸钙,制备醋酸钙饱和溶液。&2.在大烧杯中加入80&mL酒精,再慢慢加入15&mL饱和醋酸钙溶液,用玻璃棒不断搅拌,烧杯中的物质开始时出现浑浊,继而变稠并不再流动,最后成为凝胶状。&3.取出胶冻,捏成球状,放在蒸发皿中点燃。胶冻立即着火,并发出蓝色火焰。&
内容很好。。。
linjianquan
挺新鲜，不错
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这个&还没遇到过&这么稀奇古怪&如果要冰块看看图片&呵呵
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1 rpc_queries某化学兴趣小组根据如图1所示转化关系在实验室中模拟炼铁，并对产物成分进行探究．
（1）炼铁的原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（用化学方程式表示）．
（2）经初步分析得知，无色气体A不含有单质，黑色粉末B的成分是一种或两种单质．如图1所示转化关系中，生成一氧化碳的化学方程式是C+O2CO2、CO2+C2CO．
（3）甲、乙两个兴趣小组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究．
【猜想与假设】
甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体A中可能有CO2，也可能有未反应的一氧化碳．
乙组认为黑色粉末的成分中存在以下两种情况：
假设一：只含有铁．假设二：含有铁和碳．
【实验探究】
①为验证甲组的猜想，同学们按如图2所示装置进行实验（箭头表示气体流向）．如图2所示实验装置Ⅱ中浓硫酸的作用是吸收水蒸气，装置Ⅰ的作用是检验CO2，装置Ⅲ的作用是检验CO．当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中黑色固体变成红色后，可以确定无色气体A的成分是CO2和CO．
②为验证乙组中假设二是否成立，请你设计实验用物理和化学两种方法完成以下探究．
取少量黑色粉末B，用磁铁吸引
部分黑色粉末被吸引上来
假设二成立
取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸
部分黑色粉末溶解，产生气泡
假设二成立
【交流反思】针对甲组实验存在的缺陷，同学们一起进行了改进，解决了污染环境问题．
解：（1）炼铁是将原料（铁矿石、焦炭、石灰石、空气）通入高炉中，在高炉中发生复杂反应，生成铁的单质，例如以赤铁矿为例，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．
（2）一氧化碳产生的过程为：碳和氧气在点燃条件下反应能生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳，反应的化学方程式分别为：
C+O2CO2、CO2+C2CO．
【猜想与假设】
无色气体A中可能有CO2，也可能有未反应的一氧化碳．
假设一：只含有铁．&&假设二：铁和未反应的碳．
【实验与探究】
（1）Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，所以可以检验CO2，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，说明有一氧化碳，Ⅱ中浓硫酸的作用是：干燥气体．
（2）实验操作及实验现象如表中所示．
取少量黑色粉末B，用磁铁吸引
部分黑色粉末被吸引上来
取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸
部分黑色粉末溶解，产生气泡
为了防止一氧化碳污染环境，应该对尾气进行处理．
故答案为：（1）3CO+Fe2O3&2Fe+3CO2；（2）C+O2CO2、CO2+C2CO；
（3）【猜想与假设】CO；假设二：铁和碳
【实验探究】①检验CO2；检验CO；CO2和CO
②注：以下实验方法中，每个操作和现象都正确得（1分）．
取少量黑色粉末B，用磁铁吸引
部分黑色粉末被吸引上来
取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸
部分黑色粉末溶解，产生无色气泡
（1）根据炼铁原理，用一氧化碳还原铁矿石进行解答．
（2）碳和氧气在点燃条件下反应能生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳；
【猜想与假设】
尾气中可能含有一氧化碳，或二氧化碳，或一氧化碳和二氧化碳；
黑色固体中可能含有铁，或铁和碳；
【实验与探究】
磁铁能够吸引铁，稀盐酸能和铁反应生成氯化亚铁和氢气；
【交流与反思】
一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境．注册时间最后登录阅读权限20积分1297主题精华0帖子
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金属的钝化及应用
上蔡师范学校 赵喜梅& & 金属铁、铝在冷的浓硝酸或浓硫酸中会产生钝化现象，即在金属表面形成一层致密的氧化膜，阻止金属继续与浓酸发生反应。在教学过程中，学生在接受“钝化”事实的同时，常会产生这样那样的疑问，例如:金属元素中为什么只有铁和铝能产生钝化现象?符合什么条件才能产生钝化?本文简单介绍有关知识。
& & 1 金属钝化的原理
& & 金属与浓硝酸或浓硫的氧化—还原反应是分两步进行的，第一步:金属转化为氧化物；第二步飞氧化物转化为相应的盐。大多数金属都能进行第一步反应，至于第二步，只有当该金属氧化物的稳定性小于其相应的盐的稳定性时才能发生。
& & 金属表面不仅能在浓酸中形成氧化膜，许多金属还可以在其它氧化剂中，甚至在空气中形成氧化膜。问题的关键是要看这些氧化膜是否起着保护作用。如果在空气中形成的氧化膜具有保护作用，那无疑这种金属在空气中是相当稳定的。要使金属在浓酸中形成氧化膜并且具有保护作用，即在浓酸中产生钝化现象，就要求形成的氧化膜必须是连续的，也就是生成的氧化物的体积大于所消耗的单质的体积，这时，氧化膜才是连续的，能遮盖住金属表面，起保护作用。反之，氧化不是连续的，无法遮盖住金属，因而起不了保护作用，也就不能产生钝化现象。
& & 2 金属钝化现象在工农业生产和日常中的应用
& & 工业上为了防止钢铁制品生锈，常采用发蓝(或发黑)处理。通常是将钢铁工件放在一定温度的碱性氧化
物溶液(主要成份是氢氧化钠和亚硝酸钠)中加热，进行氧化处理，在工件表面生成一层呈现亮蓝色或亮黑色
的致密的氧化膜，它不仅能防锈，并能达到美观的效果。
& & 工业上还常用NaNO2(2%～20%)和Na2CO3(0.3%～0.5%）的溶液作为防锈水。钢铁工件在70～80 ℃的防锈水中，由于NaNO2的氧化作用，可在表面形成一层钝化薄膜。
& & 铝的表面在空气中自发形成的氧化膜仅有10-5厘米厚。工业上为了使铝制品表面膜更致密，常把铝制品浸在20%的硫酸钠和10%的硝酸溶液中，使这层钝化膜再加厚。
& & 除去铝壶水垢，人们往往使用灼烧铝壶使水垢裂脱，或用稀盐酸、稀硝酸来溶解等方法。前者高温下铝与空气的氧化反应：
4A1+3O22A12O3& & 后者虽然水垢被除去，但铝也要溶解一部分:
2A1+6HC1=2AlC13+3H2↑& & 若用铝在浓硝酸中的“钝化”来处理，不仅能有效地除去水垢，而且还能使铝壶得到保护，效果极佳。其化学方程式如下:
& && && && && && && && && && &2HNO3 + CaCO3 == Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑
& && && && && && && && && && &2HNO3 + MgCO3 == Mg(NO3)2 + H2O + CO2↑
& & 应该注意的是，钝化应在冷的条件下进行，因此除垢过程要在冷水浴中进行。
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二十一世纪的金属—钛
华中科技大学同济医学院附属中学 杨丹敏
& & 钛位于元素周期表的IVB族，原子序数22，是一种难溶的稀有金属。
& & 1 钛的发现简史
& & 钛是英国化学家马克·格雷戈尔在1791年研究钛铁矿和金红石时发现的。几年以后，德国化学家克拉普罗特从匈牙利博伊尼克的一种红色金红石中也发现了这种元素，他引用希腊神话中“Titans&(太阳神族)的名字给这种元素起名叫“Titanium”(中文按照它原文名称的译音定名为钛)。其实当时找到的是粉末状的二氧化钛而不是金属钛。直到1910年才被美国化学家亨特第一次制得纯度达99. 9%的金属钛，但总共还不到1 g。
& & 2 钛的存在
& & 钛的蕴藏丰富，但分布却很分散。在地壳外层16 km的范围内钛约占0.6%，仅次于氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁，居第9位。在结构材料中，仅次于铝、铁、镁。
& & 钛是一种十分活泼的元素，可与周期表中许多元素发生化合反应，特别是对氧的亲和力非常大。因此，自然界中没有游离态的元素钛存在。含钛的矿物种类很多，到目前为止已知有近70种，其中最有工业价值的有:金红石(TiO2,)、钦铁矿(FeTiO3)及组成复杂的钒钛铁矿。我国钛蕴藏量居全球之首，四川攀枝花地区有极丰富的钒钛提矿，蕴藏量约15亿吨。
& & 3 钛的性质和应用
& & 钛具有银白色金属光泽，从外观看略似钢，它熔点高(1 725 ℃)，密度小(4.5g/cm3)，机械强度高，容易加工成形。钛比铁强韧得多，比重却只有铁的一半多一点，而且不会生锈；钛比铝重不到两倍，强度比铝大三倍，而且耐热性能远优于铝。在航空工业中 钛用以制造现代超音速飞机，其飞行速度和高度都超过一般的飞机， 钛也用于制造喷气发动机零件(压缩机上的叶轮、涡轮叶片、转子等)。
& & 在火箭、导弹和宇航工业中， 钛主要用作压力容器、燃料贮箱、火箭发动机壳体、火箭喷嘴套筒、人造卫星外壳、宇宙飞船船舱等。(由于钦的密度小，使火箭、导弹、宇宙飞船等重量减轻，降低了制造费用)。
& & 对钛来说，最重要、最稳定的化合物是四价的；但是， 钛相当容易形成三价和二价的化合物。衍生的一价钛化合物大都是不稳定的。
& & 钛在含氧环境中易形成一层薄而坚固的氧化物薄膜，这种薄膜能耐氧化溶液和氯化物溶液的浸蚀，因而使钛具有优异的耐腐蚀性能，钛抗海水腐蚀的能力比其他所有金属都好，无论是在静止的或高速流动的海水中钛都具有特殊的稳定性。因此，钛是海水淡化装置的理想材料。钛也是造船工业的理想结构材料，用钛制造的轮船，银光闪闪，用不着涂漆，在海水中船行几年也不会生锈。用钛制的军舰、潜水艇没有磁性，不会被磁性水雷发现和跟踪，而且能抗深水压力。
& & 钛与各种浓度的硝酸、稀硫酸，各种弱减的作用非常缓慢，在化学工业中，可用以制造各种化工设备如热交换器、泵、反应器、加热器等。例如在化肥工业中，目前国外已使用钛材来制造尿素生产中的合成塔、反应器、搅拌器、换热器、分离器和压缩机等设备。
& & 钛与氧和氮的化学亲合力非常强，所以在炼钢过程中可用钛作脱氧剂和脱氮剂(钛与溶解在钢中的氮相互作用生成不溶解的氮化物)，从钢中彻底清除氧、氮杂质，使钢的结构致密化并提高钢的机械性能。
& & 另外，钛在含有金属离子的酸性溶液中具有很好的稳定性，因此，钛在湿法冶金工业中，如铜、镍、钴、锰等有色金属的电解生产中，有着十分广泛的应用。
& & 钛在医学上有着奇妙的用处，在骨骼损坏了的地方，用钛片和钛螺丝钉钉好，过几个月骨头就会重新长在钛片的小孔和钛螺丝钉的螺纹里，新的肌肉纤维便包在钛的薄片上，这种钛“骨头”犹如真的骨头一样。因此，钛被称为“亲生物金属”。
& & 随着工业的发展和科学技术的进步，钛开始应用于日用品方面，如高尔夫球杆、滑雪板、眼镜架、照相机外壳等。
& & 4 钛合金的功能特性
& & 钛合金有记忆、超导和吸氢等三种特殊功能。钛合金的这三种特殊的功能在开发新能源中有特殊作用。
& & 4.1 记忆功能&&指的是钛镍合金在一定温度下有恢复原有形状的本领。
& & 4.2 超导功能&&指的是钛妮合金做成的导线，当温度接近-273 ℃时，电阻为零。钛妮合金可做超导材料。
& & 4.3 钛铁合金 有吸收氢气的功能。它可以把氢气大量、安全地贮存起来用以代替笨重的钢制高压气瓶。在一定条件下，又可以把贮存的氢气放出来，我们把这类合金称为贮氢材料。
& & 5 钛的展望
& & 金属钛工业是靠制造飞机发展起来的，如美国在二十世纪五十年代初生产的全部钛金属都用在制造飞机上。目前钛的应用主要受到产量的限制，但是随着科技的发展，冶炼技术的不断改进，钛的年产量逐渐提高，金属钛的许多优良性能将会得到越来越广泛的应用，钛大有可能成为继铜、铁、铝之后的第四代金属，成为未来的钢铁。因此，有人把钛誉为二十一世纪的金属。
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金属铝史话
安徽淮南市21中 詹可义
& & 铝在历史上曾非常稀有，因而也极其贵重。100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯──铝杯，赠送给门捷列夫。法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的尊贵，用铝作了一顶头盔，成为轰动一时的新闻。每逢盛大国宴，别人都用银制餐具，而他独自使用一套铝制餐具。这都说明在100多年前，铝是一种极其昂贵的“稀有金属”。
& & 其实，地壳中铝并非稀有，恰恰相反，铝是地壳中含量最多的金属元素，占地壳总量的7.45%，比第二位的铁元素差不多多一倍。随便抓一把泥土，里面就可能有许多的铝(三氧化二铝)。长石、云母、高岭土、铝土矿等含铝的化合物广泛存在于沙滩、泥土和岩石中。但由于铝的化学性质活泼，不易还原，因而铝的冶炼比较困难，故铝的利用比金、银、铜、铁等晚得多。
& & 一般认为地球上没有天然铝。但是，1953年，江苏宜兴发掘的晋代名将周处的墓穴中，发现他的遗骨腰部有一金属腰带，经鉴定为由含铝85%的铝合金制成，这使全世界大吃一惊，并形成对立的两派意见:一派认为中国人当时就知道炼铝的方法，比西方早1000多年，不过后来失传了；一派认为根据当时科技发展的状况，人类绝不可能炼出铝来，怀疑其中“有诈”。1978年，苏联科学家在西伯利亚发现了天然铝，含量高达98%，但这一发现未得到公认。1983年4月，我国广西某花岗岩层中又发现了天然铝，因其与石英共生，排除了外界带入的可能，它含铝96.47%，铜1.538%，还有其它微量的硅、镁、铁元素。这个结果得到了国际新矿物委员会的认可，因此可以说，周处的腰带来自天然铝。不过这一问题直到目前科学界还未最后统一认识。然而有一点可以肯定:自然界即使存在天然铝也是罕见的，人类要大规模地使用铝，还是得从铝的矿物中进行提炼。
& & 1924年，丹麦人奥斯特制得氯化铝后，把它与钾汞一起加热，首次制得不纯的金属铝。1827年，德国化学家维勒改进了奥斯特制氯化铝的方法，并将金属钾与氯化铝共热后的生成物倒入水中，得到了银灰色的铝粉。经长期继续实验，他终于在1845年制得了一块致密的铝块。1854年法国化学家德维尔将他制得的化合物NaAlC14(氯化铝钠)与过量的金属钠共热，首次小规模地生产出了金属铝的工业产品，质地较纯，价格还是比黄金贵。但他把金属铝的发现归功于维勒。同年，德维尔和德国化学家本生，各自将熔融的NaA1C14电解制得了金属铝。
& & 1886年，同为23岁的美国青年霍尔(C.M. Hall)和法国青年埃罗(P. L. Heroalt)各自独立地发明了改进电解制铝的相同的方法；将氧化铝(A12O3)溶解在熔融的冰晶石(Na3AlF6)中进行电解(电解液温度接近1 000 ℃)。此法投产后，金属铝的产量迅速增长，价格则大幅度下降。从此，金属铝告别了首饰店，走进了人们的日常生活中，而更重要的是应用到许多重要的工业之中。
& & 为纪念美国青年化学家霍尔发明了电解制铝法，在霍尔的母校俄柏林大学的校园里，至今矗立着他的铝铸像，全校师生引以为荣；而在美国制铝公司的展柜里至今还陈列着他制得的第一批铝粒。
& & 今天，铝的产量仅次于钢铁。铝及其合金已成为现代文明不可缺少的金属材料。铝之所以不可缺少，是因为它有独特的性能。铝的特点是密度小，其合金的强度足以代替钢铁，因此广泛用于航空工业。我国第一颗人造卫星“东方红”Ⅰ号的外壳全部用铝及其合金制成。美国的“阿波罗”11号宇宙飞船所用金属材料中，铝及其合金占75%左右。可以说人类送上天空的金属中，铝是最多的。铝可以压成薄的铝箔，用作包装材料。纯铝的导电性很好，可以部分替代铜作导线。铝的表面在空气中被氧化后，生成一层薄薄的氧化膜，它非常致密，能防止里面的铝继续被氧化。铝没有磁性，不怕浓硝酸和冷浓硫酸，因为它可以被二者钝化。
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细菌“吃”出来的金属
湖南省岳阳市云溪区一中 徐金明& & 金属的冶炼方法很多，教材中介绍了工业上冶炼金属的一般方法:热分解法(如Hg,Ag的冶炼等)、热还原法(如Fe, W,Cr等的冶炼)、电解法(如A1,Na等金属的冶炼)，另外在“资料”中介绍了湿法金(也称水法冶金)，此外，还有其他方法吗?请做下面一道题:
& & 微生物对人类有着各种各样的用途，现在生物工程学家已能利用微生物从矿石中提取金属，在铜矿石中提取铜便是一例。铜矿石中，铜往往与其他元素(特别是硫)结合在一起。有些铜矿中铜的含量很低，以致于冶炼过程十分困难，冶炼成本很高。在此，细菌能帮助我们，某些细菌能利用空气中的氧来氧化硫化亚铜矿石，将不溶性的硫化亚铜转化为可溶性的硫酸铜，同时，这些细菌还利用氧化反应所释放的化学能将CO2等无机物合成C2H12O6。因这些细菌能侵蚀铜矿石，所以被称为“吃岩石的细菌’。在矿石堆里已经有细菌存在，喷洒稀硫酸后，通过细菌的作用使硫化亚铜矿石被氧化成为硫酸铜，从低浓度的硫酸铜溶液中提取金属铜。水则可以循环利用，再回到矿石堆中:
& & 请根据上述材料回答问题:
& &(1)这种“吃岩石细菌”的新陈代谢类型是什么，它们与绿色植物相比较，同化过程中所需能量的最初来源有何不同?
& & ( 2)从生态学的观点看，该种细菌能否称为“分解者”?
& & (3)举出由硫酸铜制得金属铜的两种方法(用文字叙述)
& & (4)在细菌作用下硫化亚铜被氧化的离子方程式:
& & (5)普通生产铜的方法其中一步是在空气中锻烧硫化亚铜，写出该反应的化学方程式
& & (6)为了防止污染环境并得副产品亚硫酸钠，常用氢氧化钠溶液吸收锻烧硫化亚铜时产生的气体。请计算锻烧1吨含硫化亚铜8%的矿石时，用l m30.8 mol·L-1的氢氧化钠溶液来吸收反应产生的气体，能得到亚硫酸钠多少吨?(列式计算)
& & 解析1)根据题示信息:“在此，细菌能帮助我们，某些细菌利用空气中的氧气……这些细菌能利用氧化还原反应所释放的化学能将CO2等无机物合成C6H12O6”，可知“吃岩石细菌”的新陈代谢类型为自养需氧型。同化过程中，前者所需能量来自体外物质氧化所释放的化学能，后者来自光能。
& & (2)从生态学的观点看，该种细菌不能称之为“分解者”，因为该细菌能将无机物直接合成有机物，而分解者是异养型的。
& & (3)从硫酸铜制得金属铜的方法很多:如初中学的“湿法炼铜”即用Fe和CuSO4溶液发生反应，高中学了电化学知识后可用电解溶液的办法制得等。
& & (4)由于细菌作用时借助了“喷洒酸水”因此其离子方程式可写成:
2Cu2S + 5O2 + 4H+
4Cu2+ + 2H2O + 2SO42-& && & (5)普通生产铜的方法是1)2Cu2S +3O2 = 2Cu2O + 2SO2
& & (6)SO2 + 2NaOH = Na2SO4 + Na2SO3 + H2O
& && &SO2 +Na2SO3 +H2O = 2NaHSO3
& & n(SO2)=n(Cu2S)=106 g·8%/160 g·mol-1=500 mol
& & n(NaOH) = 1 m3·103 L·m-3 ·0.8mol·L4=800 mol
& & 方法一:设生成Na2SO3 x mol NaHSO3 y mol 由“S”守恒有x+y = 500；由“Na”守恒有:2x+ y=800& & 解之得:x=300
& & m(Na2SO3)=300 mol×126 g·mol-1 = 37 800 g=0.378 t
& & 方法二:利用化学方程求解。
& & 方法三:利用溶液中电荷守恒求解，设Na2SO3为x mol，由电荷守恒有:n(Na+)=2(SO32-)+n(HSO4-)
& & 即800×1=2x +(500-x）×1,x=300，其他同方法一
& & 另外:还可以利用平均化学式求解，利用特定系数法求解，等。
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21世纪的金属
江苏省连云港海宁中学 刘岩
& & 纯净的钛是银白色的金属。钛的矿物在自然界中分布很广，约占地壳重的0.6%，仅次于铝、铁、钙、钠、钾和镁，而比铜、锡、锰、锌等在地中的含量要多几倍甚至几十倍。钛的熔点为1 725 ℃，它的主要特点是密度小而强度大。和钢相比，它的密度只相当于钢的57%，而强度和硬度与钢相近。和铝相比，铝的密度虽较钛小，但机械强度却很差。因此，钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点。纯净的钛有良好的可塑性，它的韧性超过纯铁的2倍，耐热和抗腐蚀性能也很好。
& & 由于钛有这些优点，所以20世纪50年代以来，一跃成为突出的稀有金属。钛及其合金，首先用在制造飞机、火箭、导弹、舰艇等方面，目前开始推广用于化工和石油部门。例如，在超音速飞机制造方面，由于这类飞机在高速飞行时，表面温度较高，用铝合金或不锈钢，在这种温度下已失去原有性能，而钛合金在550 ℃以上仍保持良好的机械性能，因此可用于制造超过音速3倍的高速飞机。这种飞机的用钛量要占其结构总重量的95%，故有“钛飞机”之称，目前，全世界约有一半以上的钛，用来制造飞机机体和喷气发动机的重要零件。钛在原子能工业中，用于制造核反应堆的主要零件。在化学工业中，钛主要用于制造各种容器、反应器、热交换器、管道、泵和阀等。若把钛加到不锈钢中，只加百分之一左右，就大大提高抗锈本领。
& & 钛还能形成许多化合物，它们也有各种各样特殊的性能和用途，如二氧化钛，是雪白的粉末，它是最好的白色颜料，俗称“钛白”1 g二氧化钛就可以把450多平方厘米的面积涂得雪白。世界上用做白色颜料的二氧化钛，一年多到几十万吨。如把二氧化钛加在纸里，可使纸变白并且不透明，因此制造钞票和美术品用的纸，有时就要添加二氧化钛，此外，为使塑料的颜色变浅，使人造丝光泽柔和，有时也要添加二氧化钛。二氧化钛被誉为世界上最白的东西。
& & 自然界中的钛大部分处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿FeTiO3和金红石TiO2及钒钛铁矿等。我国四川攀枝花地区有极丰富的钒钛铁矿，储量约15亿吨。
& & 另外钛在医学上有着独特的用途，可用它代替损坏的骨头，而被称为“亲生物金属”。
& & 那么，钛是怎样被发现的呢?1791年，英国科学家格里戈尔在密那汉郊区找到一种矿石──黑色磁性砂，通过对这种矿石的研究，他认为矿石中有一种新的化学元素。并用发现矿石的地点“密那汉”命名这个新元素。
& & 过了四年，德国化学家克拉普洛特从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中，发现了这种新元素，他用希腊神话中“太旦”族的名字来命名(中文按它原文名称的译音，定名为钛)。克拉普洛特还特地指出，格里戈尔所发现的新元素“密那汉”就是钛，但在当时找到的，实际上都是粉末状的二氧化钛而不是金属钛。直到1910年，美国化学家罕德尔才第一次制得纯度达99.9%的金属钛，但总共不到1 g。从发现钛到制得金属钛，前后经历了120年，到1947年，人们才开始在工厂里炼钛，当时的年产量只有2吨。到了1955年，产量激增到2万吨。到1972年，年产量达到20万吨。
& & 钛的用途越来越广，日益受到人们的重视，人们称它为未来的钢铁、21世纪的金属。
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铝制器皿为什么不能用碱水洗刷？
答：金属铝密度小，导热导电能力很强，延展性也很好。用金属铝制的器皿轻便光亮又不生锈，深受人们的欢迎。
铝是一种活泼金属，极容易和空气中的氧气起化学反应生成氧化铝（Al2O3）。氧化铝在铝制器皿表面结成一层灰色致密的极薄的（约十万分之一厘米）薄膜，这层薄膜十分坚固，它能使里边的金属和外界完全隔开。从而保护内部的铝不再受空气中氧气的侵蚀。
铝和氧化铝薄膜都能和许多酸性或碱性物质起化学反应，一但氧化铝薄膜被碱性溶液或酸性溶液溶解掉，则内部铝就要和碱性或酸性溶液起反应而渐渐被侵蚀掉。所以铝制器皿不能用碱性溶液或酸性溶液洗刷，也不能用铝制器皿盛放纯碱、洗衣粉或食醋等物质。
使用铝制器皿时尽量避免划破，更不能将氧化膜刮掉。当铝制器皿上有了油污时，不可用砂子、煤灰、砂纸等擦刷，可使用中性洗衣粉将其洗净。如果被烟熏黑，要用抹布涂些去污粉或用棉团蘸一点醋擦过以后，即刻用水冲洗干净就行了。
有人在使用煤炉时，为了充分利用热量，晚上封火后往在炉口上放上一把盛水的铝壶。这样做的结果能加快铝壶的腐蚀。为什么能加快铝壶的腐蚀呢？我们都知道，煤中除了含有碳元素外还含有少量的硫元素，煤燃烧时，硫也燃烧生成二氧化硫，二氧化硫是一种酸性氧化物，二氧化硫就溶解在壶底由湿煤中受热逸出的水蒸气凝成的水珠内，生成酸性溶液。这种酸溶液，不但溶解氧化膜并进一步使铝腐蚀。所以晚上封火后不要把铝壶放在炉口上。
使用铝制器皿时，还有一点要注意，不能在铝制器皿中盛放食盐或食盐水。因为这样做能提供氯离子，有氯离子存在时能加快氧化膜的破坏而失去保护作用。
选自《答疑解难，初三化学》常文启主编，开明出版社
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当电流通过金属时，金属会发热。用熔点高的金属丝制成的电热原件，当有电流通过时，电能将转换为热能，从而获得高温。Ni-Cr、Ni-Cr-Fe、Ni-Cr-Al等合金以及W、Mo、Pt等金属就是常用的电热元件材料。
电流通过金属（或合金）而使金属发热是由于金属内部存在着电阻，电阻具有阻碍电流通过的性质。人们早已知道，金属的电阻随温度的升高而增大，电阻的增大反过来又促进金属的发热，如此恶性循环，用金属导线送电时，传输的电流因而受到限制，如铜导线在自然冷却的条件下，允许通过的最大电流密度为2～6A／mm2；电流再大，会因发热过多而有烧坏导线的危险。金属的这一弱点，促使人们去研究低温时金属电阻的变化。
金属材料的电阻通常随温度的降低而减小。20世纪初，科学家发现汞冷却到低于4.2 K时，电阻突然消失，导电性几乎是无限大的，当外加磁场接近固态汞随后又撤去后，电磁感应产生的电流会在金属汞内部长久地流动而不会衰减，这种现象称为超导现象。具有超导性质的物体称为超导体。超导体电阻突然消失的温度称为临界温度（Tc)。在临界温度以下时，超导体的电阻为零，也就是电流在超导体中通过时没有任何损失。
超导体的最突出的性质是它们处于超导状态时，材料内部的电阻为零，电流通过时不发热，每平方毫米允许通过的电流可达到数万安培。超导体的另一性质就是将超导体放入磁场中，超导体内部产生的磁感应强度为零，具有完全的抗磁性。
目前，已发现近30种元素的单质，8 000多种化合物和合金具有超导性能。超导材料大致可分为纯金属，合金和化合物三类。具有最高临界温度（Tc）的纯金属是镧，Tc=12.5 K；合金型目前主要有银钛合金，Tc=9.5 K；化合物型主要有银三锡，Tc=18.3 K；钒三镓，Tc=16.5 K。
1986年以来，高温超导体的研究取得了重大突破。1987年发现，在氧化物超导材料中有的在240K出现超导迹象。由镧、锶、铜和氧组成的陶瓷材料在287K的室温下存在超导现象，这为超导材料的应用开辟了广阔的前景。
超导材料可制成大功率发电机、磁流发电机、超导储能器、超导电缆、超导磁悬浮列车等。用超导材料制成的装置，具有体积小，使用性能高，成本低的优点。
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