化學本是源自生活。因此,生活中的很多現象都可以用化學知識解答。
例1、水果解酒之謎
飲酒過量常為醉酒,也稱為酒精中毒。醉酒多有先兆,語言漸多,舌頭不靈,面頰發熱發麻,頭暈站立不穩……都是醉酒的先兆,這時需要解酒。 不少人知道,吃一些帶酸味的水果或飲服1--2兩干凈的食醋可以解酒。什么道理呢?
答案:
這是因為,水果里含有機酸,例如,蘋果里含有蘋果酸,柑橘里含有檸檬酸,葡萄里含有酒石酸等,而酒里的主要成分是乙醇,有機酸能與乙醇相互作用而形成酯類物質從而達到解酒的目的。
同樣道理,食醋也能解酒是因為食醋里含有3%~5%的乙酸,乙酸能跟乙醇發生酯化反應生成乙酸乙酯。盡管帶酸味的水果和食醋都能使過量乙醇的麻醉作用得以緩解,但由于上述酯化反應雜體內進行時受到多種因素的干擾,效果并不十分理想。因此,防醉酒的最佳方法是不貪杯。
例2、難撲滅的火焰
某工廠倉庫中堆放的鎂粉正在燃燒,放出耀眼的白光。隔壁就是化學藥品倉庫,如果不及時撲滅,勢必要發生更大的火災事故。保管員小張用二氧化碳滅火器去滅火,不但沒有把火撲滅,反而著得更旺。后來用水澆,也無濟于事。最后,還是有經驗的消防隊員用很普通的方法就把火撲滅了,避免了一場重大的火災發生。請讀者們想一想,消防隊員是用什么方法把火撲滅的?
答案:
有經驗的消防隊員用大量的黃沙去滅火,使燃燒的鎂粉與空氣隔絕,達到滅火的目的。為什么只能用黃沙呢?因為二氧化碳會和鎂反應。鎂可以在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和單質碳。在高溫下鎂也可以和水反應生成氧化鎂和氫氣
例3、“笑 氣”
每個人的生活中充滿著笑,這種笑是受感情支配的。可有這樣一種氣體,只要你一聞到它,就會情不自禁地大笑起來。你相信嗎?
答案:
在一次化學晚會上,表演者小張走向臺前,對觀眾說:“我今天能使在坐的來賓大笑。”隨后便做了幾個滑稽動作,引起了觀眾的一陣笑聲。
他接著問:”大家都笑了嗎?有誰沒有笑?”
臺下有一位觀眾舉起了手說他沒有笑,小張把那位觀眾請到臺上,問他:”你一定不笑?”
那位觀眾很自信地點了點頭。于是小張便使出嘴皮功犬,說了許多俏皮話,那觀眾仍舊無動于衷,小張似乎沒有辦法了,搖了搖頭。
稍頃,他從口袋中拿出一個玻璃瓶,對那位觀眾說:“你聞一聞這瓶里是什么氣味。”
那觀眾看到瓶里似乎沒有什么東西,便大膽地打開瓶塞,將瓶口對著鼻子吸了幾下。嗬!奇跡出現了,那位觀眾開始情不自禁地哈哈大笑起來,從而引得臺下的觀眾也好奇地跟著他笑了起來。等大家笑畢以后,小張才向大家透露了其中的奧秘。
原來小張事先在瓶里收集了一種無色的氣體,學名叫一氧化二氮,因為這種氣體能使人發笑,因而人們常稱它為“笑氣”。那位觀眾不知有詐,吸了笑氣,當然非笑不可了。那么這種笑氣是誰最早發現的呢?
1800年的一天,英國化學家戴維在實驗室中制得了一種氣體,為了弄清楚這種氣體的一些物理性質,他湊近瓶口聞了聞,突然大笑起來,使得在場的另一位同事覺得莫名其妙。這時戴維也讓他的同事聞一下,那人也大笑起來,于是,戴維便發現了”笑氣”。
1844年某一天,有一位自稱“化學魔木師”的人別出心裁地利用笑氣做了一個廣告:“明日上午九時在市政府大廳進行一場吸入笑氣的公開表演,本人為公眾準備了一些笑氣,可以供20名志愿者使用,同時派8名大漢維持秩序,以防發生意外,望公眾踴躍觀看,在笑聲中獲得新奇感和得到精神上滿足。”
這幅別致的廣告張貼后,果然迎合了無數獵奇者的心理,人們爭先恐后買票來看這場令人捧腹大笑的表演,當場就有20名志愿者上臺。當他們吸人了笑氣后,個個都哈哈大笑,有的還放聲歌唱、手舞足蹈,做出各種希奇古怪的動作,觀眾看了他們的樣子,也個個笑得直不起腰來,大廳內一片混亂。當時有一名青年吸了笑氣后,不僅大笑大叫,而且還身不由己地狂蹦亂跳,不顧8名大漢的阻擋,從高臺上往下跳,結果大腿發生骨折,而那青年卻毫無痛苦的感覺,仍然大笑不止。
這時會場上有一名年輕的牙科醫生,看到這名傷員毫無痛苦的情景,立即想到這種笑氣不但能使人發笑,肯定還有麻醉鎮病的作用,不然這名青年腿骨折了怎么不感到疼痛呢?如果我用這種笑氣來作為拔牙齒的麻醉劑,一定也能取得同樣效果。后來,那位牙科醫生在為牙病患音拔除齲齒時也用笑氣進行麻醉,果然牙病患者也毫無疼痛感覺。不過,使用劑量要掌握適當,否則會使患者狂笑不止,難以進行手術。
從此以后,笑氣的功能在麻醉學史的領域里又創造了新的發展境地。
例4、不用電的電燈泡
某中學的趣味化學表演大會正在熱烈地進行著,其中一個節目格外引人注目,只見一根木桿上掛著一只200瓦左右的電燈泡,這個燈泡發出耀眼的白光,就亮度來說,一般的電燈比起它來是望塵莫及的。然而這個電燈泡并沒有任何電線引入,因為它是一個不用電的電燈泡。請你們想一想,這個不用電的電燈泡的秘密在那里?
答案:
原來,這個電燈泡中裝有鎂條和濃硫酸,它們在燈泡內發生激烈的化學反應,引起了放熱發光。大家知道,濃硫酸具有強烈的氧化性,尤其是和一些金屬相遇時更能顯示出它的氧化本領。金屬鎂又是特別容易被氧化的物質,所以它倆是天生的“門當戶對”了,只要一相遇,便立刻發生脫的化學反應:
Mg+2H2SO4(濃)=MgSO4+ SO2+2H20
在反應過程中放出大量的熱量,使電燈泡內的溫度急劇上升,很快地使鎂條達到燃點,在濃硫酸充分供給氧的情況下,鎂條燃燒得更旺,好象照明彈一樣。
例5、雞蛋的沉浮
在一個大燒杯中裝入稀鹽酸溶液,然后往燒杯中放一個新鮮雞蛋,它會馬上 沉底。不一會兒,雞蛋又上升到液面,接著又沉入杯底,過一會兒雞蛋又重新浮到液面,這樣可反復多次。請大家分析一下,這是什么道理?
答案:
由于雞蛋外殼的主要成分是碳酸鈣,遇到稀鹽酸時會發生化學反應而生成氯化鈣和二氧化碳氣體。
CaC03十2HCl=CaCl2十C02(氣)十H20
二氧化碳氣體所形成的氣泡緊緊地附在蛋殼上,產生的浮力使雞蛋上升,當雞蛋升到液面時氣泡所受的壓力小,一部分氣泡破裂,二氧化碳氣體向空氣中擴散,從而使浮力減小,雞蛋又開始下沉。當沉入杯底時,稀酸繼續不斷地和蛋殼發生化學反應,又不斷地產生二氧化碳氣泡,從而再次使雞蛋上浮。這樣循環往復上下運動,最后當雞蛋外殼被鹽酸作用光了之后,反應停止,雞蛋的上下運動也就停止了。但是此時由于杯中的液體里含有大量的氯化鈣和剩余的鹽酸,所以最后液體的比重大于雞蛋的比重,因而,雞蛋最終浮在液體上部。
例6、消字靈的制作
日常的寫作中,如教師寫教案、作家寫文章、學生記筆記等,寫字時常出現一些寫錯或需要修改的地方,涂涂改改會顯得文章很零亂。特別是有些寫錯的段落不想把痕跡留在原稿上,用橡皮擦也擦不掉。怎么辦呢?用“消字靈”將原來的字跡消除是最理想的方法。那么,讓我們自己動手制作“消字靈”吧!
答案:
在此之前,我們先準備好草酸、蒸餾水、高錳酸鉀、濃鹽酸、漂白粉。 先配甲液(草酸溶液),用角匙取少量草酸晶體、放入燒杯或錐形瓶中、加蒸餾水使之溶解。然后將此溶液倒入一只滴瓶中,標簽注明甲液。
再配制乙液(氯水或漂白粉溶液)。
①氯水的配制方法:將一角匙高錳酸鉀晶體加入燒瓶中,然后再向燒瓶中加入濃鹽酸,將燒瓶塞和導管連接好,固定在鐵架臺的石棉網上,用酒精燈加熱。導管導入裝有蒸餾水的錐形瓶中,片刻后將錐瓶中新制成的氯水裝入乙滴瓶中。
②漂白粉溶液的配制:如果沒有條件準備一套制氯水的裝置,就可以用漂白粉溶液代替氯水。配制漂白粉溶液的方法比較簡單。用角匙將漂白粉加入到燒杯中,然后加蒸餾水溶解。漂白粉的溶解度較小,因此配制的溶液有些渾濁。將此液倒入乙滴瓶中即可。
這樣,消字靈就制成了。去字跡時,先用甲液滴在字跡上,然后再將乙液滴上一滴,字跡會立即消失。注意晾干后再將修改的字跡寫上去。
例7、“寶刀”的秘密
我國古代很講究使用鋼刀,優質鋒利的鋼刀稱為“寶刀”。戰國時期,相傳越國就有人制造“干將”、“莫邪”等寶刀寶劍,那真是鋒利無比,“削鐵如泥”,頭發放在刃上,吹口氣就會斷成兩截。當然,傳說難免有點夸張,但是“寶刀” 銳利卻是事實。過去只有少數工匠掌握生產這類“寶刀”的技術。現在我們通過科學研究知道,制造這類“寶刀”的主要秘密就是其中含有鎢、鉬一類的元素。
答案:
事實上,往鋼里加進鎢和鉬,那怕只要很少的一點點,比如百分之幾甚至千分之幾,就會對鋼的性質產生重大的影響。這個事實直到十九世紀中葉才被人們所認識,接著大大地促進了鎢、鉬工業的發展。有計劃地往普通鋼里加進一種或幾種象鎢、鉬一類的元素---合金元素,就能制造出各種性能優異的特殊鋼材--- 合金鋼。
例8、胃的化學作用
胃有很強的消化功能,靠的是胃內的鹽酸、胃蛋白酶和粘液。鹽酸是一種腐蝕性很強的酸,食物進入胃里,鹽酸就會把食物中的細菌殺死。胃里的鹽酸濃度較高,足足可以把金屬鋅溶化掉。胃蛋白酶能分解食物中的蛋白質。粘液能把食物包裹起來,既起到潤滑作用,又能保護胃粘膜,使它不受食物引起的機械損傷。胃里的鹽酸、胃蛋白酶和粘液聯合起來,幾乎可以消化一切食物。
既然胃的消化能力這么強,為什么不能消化掉自己?這個問題在100多年前就提出了,一直沒有得出完滿的答案。
答案:
有的科學家認為:胃所以不能消化自己,是因為胃粘膜或胃液內存一種特別物質,能抵抗鹽酸和胃蛋白酶的作用。科學家研究認為:首先,胃壁在分泌鹽酸以后,鹽酸由于受到粘膜表面上皮細胞的阻擋,它不會倒流,也就不會腐蝕胃壁。萬一上皮細胞遭到破壞,粘膜會分泌粘液,對鹽酸有一定的緩沖作用,也能防止粘附在胃粘膜表面的鹽酸進入內部。胃粘膜還有“丟卒保車”的本領,它讓上皮細胞不停地進行代謝更新,阻止胃蛋白酶吸附在粘膜上,達到保護胃壁的目的。另外,粘液中的糖蛋白質,有的含糖量很多,分子量很大,它們能抑制胃蛋白酶的活性。
其次,人的胃粘膜細胞,每分鐘大約要脫落50萬個,三天之內可以全部更新,這樣強的再生能力,使消化液對胃壁造成的暫時損傷得以彌補。
例9、燒不壞的手帕
下個節目輪到小紅同學表演了,她拿了一塊既新又漂亮的花手帕,在一個盛著水的玻璃杯中浸了浸,取出之后擠了擠水,然后用鐵鉗夾住手帕一角,放到酒精上點燃。霎時間,全場燈光都熄滅了。只有點燃的火,在臺上燃燒著。不一會兒火漸漸地滅了,臺下的觀眾都在為這個漂亮的花手帕白白地被燒掉而感到可惜。它一定化為灰燼了。突然,場燈大亮,這個花手帕竟然完整無損。這是什么原因呢?觀眾們也許能猜著吧!
答案:
問題很簡單。原來,玻璃杯中盛的是兩份酒精和一份水,酒精的燃點很低,它很快地燃燒了,而且酒精的沸點只有78℃,水的沸點是100℃,所以,酒精很容易從手帕中揮發出來燒掉,一部分水仍然留在手帕上,保護著手帕。另外,在酒精燃燒的過程中,有一部分水變成蒸氣揮發了,這些揮發的水汽帶走了手帕上的一部分熱量,從而降低了手帕的溫度,使其達不到燃點。以上的兩個因素保護了手帕的安全。
看上去很簡單,但要燒壞了幾條手帕,才能達到此效果。
例10、墻上出汗
春天到了,小狗子同學家的屋墻用白灰剛剛粉刷一新,可是兩天以后,小狗子好奇地指著墻問爸爸:“墻怎么汗了?”爸爸笑了笑把問題回答了。who能猜到小狗子爸爸是怎么回答的?
答案:
小狗子的爸爸回答說:刷墻用的白灰是氫氧化鈣,刷到墻上之后,又和空氣中的二氧化碳發生化學反應而生成堅硬的碳酸鈣和水,所以墻上所出的“汗”,就是經過化學反應生成水的結果。
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