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光谱分析的发现 往一盏寻常的酒精灯的灯芯上撒上盐,它就迸发出黄色的火焰。从这火焰中,他看出有可能对最遥远的星星进行化学分析。——F.W.奥斯瓦尔德 到19世纪中叶,化学家和矿物学家经过共同努力,终于把自然界中丰度较大、可形成独立矿物的绝大部分元素都——找到并提取出来了。但直到这时,科学家侦探新元素的基本手段还是仅靠化学分析。有些元素在地壳中的含量甚微,甚至极其分散,受分析试剂灵敏度的限制,很难发现这些元素的蛛丝马迹;有些元素单质的化学性质极其相似,又有些元素属于惰性物质,这都限制了化学分析的能力。若不寻求新的实验手段和分析方法,要寻找这些元素几乎是不可能的。分光镜的发明和使用,为搜索新元素的科学家们提供了超级望远镜,化学家通过光谱分析看到了前所未见的新天地。通过一盏小小的煤气灯的火焰,再借助于分光镜就可以确认任何一种元素的存在。即使含量极少或化学惰性很大的元素,也无法逃脱分光镜的眼睛。元素的性质无论多么相似,用这种方法也可将它们准确无误地区分开来。于是,十几种未知元素又展现在科学家的视野之中。其实人们很早就注意到,有些化合物能使火焰呈现不同的颜色。如我国南北朝时期著名的炼丹家和医药大师陶弘景在他的《本草经集注》中就写道:“以火烧之,紫青烟起,云是真硝石(硝酸钾)也。”这说明我国人民很早就知道用焰色反应鉴别硝酸钾。1758年,德国化学家马格拉夫也已经知道钠盐能使火焰呈黄色,钾盐使火焰呈紫色,并用以鉴别矿物碱(Na2CO3)和植物碱(K2CO3)。后来不少科学家注意到,有很多金属的盐类、氧化物在火焰中呈现不同的颜色:锂盐呈红色,铜盐呈绿色……但却不明白其中的道理。而锂盐和锶盐都使火焰呈红色,这又影响了焰色检验法的可靠性。19世纪中叶,德国著名实验化学家本生设计制造了一种煤气灯,它使煤气燃烧时产生几乎无色的火焰,温度高达两千多度。这种直到现在仍是实验室常用的煤气灯被人们称为“本生灯”。本生利用这种灯研究各种金属盐类在火焰中呈现不同颜色的现象,试图根据火焰中的彩色信号来检测各种元素。他同时点燃三盏煤气灯,并分别往每个灯焰中滴加食盐溶液。其中一滴是纯食盐,另一滴混有锂盐,第三滴中混有钾盐。结果三个火焰全呈黄色,看不出任何差别。显然钠焰的黄色把其他颜色掩盖了。本生又通过蓝色玻璃或靛蓝溶液观察火焰,发现滴加纯食盐溶液的火焰变成无色,混有锂盐的食盐火焰显示出深红色,混有钾盐的火焰呈现紫色。于是他收集很多不同颜色的玻璃并配成多种颜色的溶液,试图区别锂盐和锶盐在火焰中呈现的深红色,但没有成功。显然凭肉眼观察焰色反应来鉴别元素受到了很大限制。如何克服这一困难?本生带着这些疑难去请教年轻的物理学家基尔霍夫(G.R.Kirchhoff,1824~1887)。基尔霍夫知道,当太阳光通过三棱镜后能够分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的彩色光带,形成连续光谱。如果把光焰透过棱镜分开,也许能够区别它们。于是两位科学家通力合作,终于在1860年前后研制出了第一台分光镜。当火焰发出的光通过狭缝、平行光管和棱镜后,就分解成各种彩色线条,不同元素的火焰形成不同的线状光谱。例如钾蒸气光谱有两条红线、一条紫线;钠蒸气光谱有两条靠得很近的黄线,分别叫做D1和D2线;铜蒸气光谱主要由三条绿线、两条黄线和两条橙线组成;锂光谱主要由一条亮的红线和一条暗的橙线组成……本生和基尔霍夫通过对不同元素光谱的详细研究,总结出光谱分析的基本原则:(1)每一种元素当充分激发成气体状态时,都产生自己特有的光谱;(2)一种元素可以根据蒸气产生的光谱线而推知其存在。分光镜的发明和光谱分析法的建立,为微量元素的发现提供了最可靠和最灵敏的手段。各种元素特有的光谱线,好像它们自制的名片。化学家只要根据这些名片,就可以轻而易举而且准确无误地寻访任一元素,判定某元素的存在,甚至可以根据谱线强度确定其含量多少。如果从分光镜中看到一种从未见过的光谱线,就可以有把握地宣布新元素的存在,尽管你还未分离出该元素的单质。一些稀有元素很容易逃离分析化学家之手,但只要通过光谱分析的关卡,就只有束手就擒了。即使太阳的组成,也无法逃脱分光镜的眼睛。光谱分析可谓一鸣惊人,它魔术般的功用立即轰动了整个科学界,各国科学家们竞相利用这种神奇的分析技术,纷纷去寻找元素家族中的新成员。
死亡元素--------氟  在所有的元素中,要算氟最活泼了。  氟是一种淡黄色的气体,在常温下,它几乎能和所有的元素化合:大多数金属都会被它腐蚀,甚至连黄金在受热后,也会在氟气中燃烧!如果把氟通入水中,它会把水中的氢夺走,放出氧气。  氟是1886年被人们发现的,在这以前,它被人们认为是一种“死亡元素”,是碰不得的。  这是为什么呢?  说来话长,人们在1768年就发现了氢氟酸,认为它里面有一种新元素,很多化学家都在实验室里进行实验,试图从氢氟酸中制出单质氟来。  有些小朋友或许知道,氢氟酸是氟化氢气体的水溶液,它具有很强的腐蚀性,玻璃、铜、铁等常见的东西都会被它“吃”掉,即使很不活泼的银做容器,也不能安全地盛放它。氢氟酸能挥发出大量的氟化氢气体,而氟化氢有剧毒,吸入少量,就非常痛苦。  尽管化学家们在实验时采取了许多措施来防止氟化氢的毒害,但由于氢氟酸的腐蚀性过强,许多化学家由于在实验中吸入了过量的氟化氢气体而死去了,还有许多的化学家由于中毒损害了身体健康,被迫放弃了实验。  由于当时的科学水平有限,最后,大部分化学家都停止了实验,人们在谈到氟时都把它称为“死亡元素”。氟真的就是“死亡元素”吗?  不!在1886年,英国化学家莫瓦桑在总结前人的经验教训并采用先进科学技术的基础上终于制出了氟气。  活泼的氟终于被人类征服了。  别看氢氟酸很厉害,能“吃”掉很多东西,可是,有一种东西它见了却无可奈何,这就是塑料之王。  塑料之王的学名叫做“聚四氟乙烯”,它的耐腐蚀的本领可以说是“全球冠军”,现在人们还没有发现任何一种溶剂能够把它溶解,就是腐蚀性最强的“王水”,虽然可以腐蚀金和铂,但对它也无能为力。  塑料之王的表面十分光滑,如果把它放进水里,然后拿出来看,上面一滴水也不粘。利用它的这个特性人们制造出了一种特别的钢笔。  大家都知道,钢笔用上几天后就要吸一次墨水,普通的钢笔从墨水瓶里拿出时,上面墨迹斑斑,这时你要找废纸擦去这些墨迹,一不小心还会弄脏自己的手,这多么麻烦呀!  而使用这种特别的钢笔时既不会弄脏你的手,还可以省去许多麻烦,因为它是用塑料王制成的。把它从墨水里拿出来时,上面一滴墨水也不会粘上,多么省事呀。  塑料王既不怕冷也不怕热,所以在原子能工业、半导体工业、超低温研究和宇宙火箭等尖端科学技术上,有着极其广泛的应用。  玻璃是生活中常见的东西,我们喝水的杯子大多是玻璃的,窗户上用来挡风的是玻璃,课堂上老师用来做实验的好多器皿也是玻璃的。  可你们注意到没有,玻璃杯上有好多花纹,老师用来做实验的玻璃仪器上有很多刻度,这些花纹和刻度是怎么“刻”出来的呢?  也许有人会说,这有什么难的,只要找一个比玻璃坚硬的东西,就能在它上面刻出花纹。  金属的硬度一般都比玻璃高,我们可以找一把铁刀,看看能不能用它在玻璃上刻出花纹来。  只要这样试过的小朋友就会知道,这样在玻璃上是刻不出花纹来的。  那么,人们究竟是怎样刻出这些花纹的呢?  我们在前面已经介绍过,氢氟酸能强烈地腐蚀玻璃。人们利用氢氟酸的这一特性,光在玻璃上涂一层石蜡,再用刀子划破蜡层刻成花纹,涂上氢氟酸。过上一会儿,洗去残余的氢氟酸,刮掉蜡层,玻璃上就会出现美丽的花纹。  我们平常见到的玻璃杯上的刻花,玻璃仪器上的刻度,都是用氢氟酸“刻”成的。耐脏的衣服  每个人身上都穿着衣服,这对人体有很多好处。但也有一个缺点,一件衣服穿不了几天就要变脏,有时候还会粘上油污,很难把它洗干净。  有没有一种耐脏而且不怕油污的衣眼呢?  有。  只要在衣料上涂抹一种氟的化合物,用这种衣料缝制的衣服就会具有上面两种诱人的性能。  为什么这种氟的化合物会有这样的作用呢?
30人就有一人氟中毒 4000万人笑不敢露齿!!  卫生部的调查资料显示,全国氟中毒患者超过4000万人。这些人乳牙长出来后,和正常人一样洁白透亮。但是,噩梦从童年时换掉乳牙后的第一颗新牙开始,牙齿的颜色由白变灰,然后变黄,直至变黑,令他们“笑不敢露齿”!  -我国平均约每30人就有一名氟中毒患者  氟中毒已经成为我国危害最严重的地方性疾病之一。卫生部、发展与改革委员会和财政部联合发布的数据称,截至2003年底,我国流行的各类地方病中,氟中毒患者数量最大。全国有氟斑牙患者3877万人、氟骨症患者284万人。如果按照我国13亿人口计算,平均约每30人就有一名氟中毒患者。  氟中毒患者的两种主要症状是氟斑牙和氟骨症。在氟中毒的各种类型中,只有发生在我国西南地区的燃煤污染型氟中毒的危害最严重,而且至今没有既有效又普遍可行的防病措施。  根据2003年全国地方病年报统计,贵州省共有氟斑牙患者1000余万人。  -科学家揪出西南地区氟中毒“真凶”  中国科学院环境地球化学国家重点实验室研究员郑宝山在近期主持的国家自然科学基金重点项目中,对燃煤污染型氟中毒的研究有了突破性发现———导致燃煤污染型氟中毒的氟主要来自煤泥中的黏土。  研究表明:氟的两种地球化学性质是导致燃煤污染型氟中毒的关键原因:一是保存在室内的玉米和辣椒可以强烈吸收富集于空气中的氟,而且玉米和辣椒的含水量越高吸收越快。二是在我国西南地区温暖潮湿气候的影响下,土壤表层之下形成了富含铁铝氧化物和黏土矿物的土壤粘化层。岩石风化过程中释放出来的氟保存并富集在这一土层内形成了富氟粘化层。  我国西南山区,玉米和辣椒是主要农作物和副食品。受气候条件限制,潮湿的玉米和辣椒不能自然干燥和收藏,必须使用煤火烘干并保存在有煤火的室内,才能避免发霉变质。这个过程中,玉米和辣椒吸收和富集了煤炭燃烧过程中从煤炭和煤黏土中释放出来的氟,吃玉米和辣椒的当地居民摄入过量的氟发生氟中毒。  西南氟中毒地区煤炭资源丰富,但是开采出的煤多为粉煤。以粉煤为燃料必须使用黏土为粘合剂。而黏土的氟含量高于煤炭10倍以上。西南地区受特殊气候影响,黏土的氟含量远高于全国其他地区。  我国西南地区丰富的煤炭资源,温暖潮湿的气候条件,与氟的这两种地球化学性质相结合导致了氟中毒的流行。  -氟中毒防治之路依然漫长  郑宝山说,我国目前应该寻找、开发可以同时解决烹饪、取暖、烘干和保存粮食需要的新型炉灶。研究解决能够隔绝空气中氟污染的粮食与辣椒的干燥和保存办法。寻找煤炭的替代能源,在条件成熟的地方广泛推广沼气、电力等。
氯气·能力测试!so easy!  一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)  1.下列关于氯原子(Cl)和氯离子(Cl-)的说法中,正确的是[    ]   A.都有毒            B.都能跟钠反应   C.都呈黄绿色          D.Cl半径比Cl-半径小  2.下列反应中,氯元素的化合价不降低的是[    ]   A.H2+Cl2 = 2HCl        B.2FeCl2+Cl2====2FeCl3   C.2NaOH+Cl2====NaCl+NaClO+H2O D.MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O  3.久置空气中不易变质的物质是[    ]   A.氯水             B.漂白粉   C.生石灰            D.石灰石  4.下列干燥剂不可用来干燥氯气的是[    ]   A.无水CaCl2           B.碱石灰   C.浓硫酸             D.五氧化二磷  5.实验室制氯气有如下操作:  ①连接好装置,检查气密性;②缓缓加热;③在烧瓶中加入MnO2;④从分液漏斗中向烧瓶中滴入浓盐酸;  ⑤用NaOH溶液吸收多余的氯气;⑥用向上排空气法收集氯气。其操作顺序正确的是[    ]                                                         A.①②③④⑤⑥          B.③④②①⑥⑤   C.①④③②⑥⑤          D.①③④②⑥⑤  6.下列物质属于纯净物的是[    ]   A.漂白粉             B.液氯   C.氯水              D.磷在氯气中燃烧的产物  7.下列各组化学式所表示的物质中,按氯元素化合价由低到高的顺序排列正确的是[    ]   A.Cl2、HCl、Ca(ClO)2、KClO3   B.Ca(ClO)2、HCl、Cl2、KClO3   C.KClO3、Ca(ClO)2、Cl2、HCl   D.HCl、Cl2、Ca(ClO)2、KClO3  8.下列液体中,有氯离子存在的是[    ]   A.液氯               B.氯水   C.次氯酸              D.氯酸钾溶液  9.将一条润湿的蓝色石蕊试纸,伸入盛有氯气的集气瓶中,试纸颜色的变化是[    ]   A.由蓝变白             B.由蓝变紫   C.由蓝变红             D.由蓝变红再变白  10.用来养金鱼的自来水,应先将其在阳光下曝晒一段时间,其目的是[    ]   A.杀菌               B.增加水中氧气   C.除去HClO与Cl2          D.提高水温
罗马帝国亡于铅!   将一张滤纸(吸水性好的其它白纸也行)贴在墙上,用毛笔蘸约0.5M的醋酸溶液,在白纸上写几个字,如“变色”然后取一块固体硫化亚铁,放人试管中,向其内加入浓度约为6M的盐酸深液,试管中产生一种硫化氢气体,你将试管口对准刚才写过字的地方,原来白色的纸上出现“变色”两个黑字。 接下去你可用另一支毛笔,蘸3—4%的过氧化氢(双氧水)溶液,描一下“变色”两个黑字,马上,黑字消失了,重新变为白纸。  有了上面的实验基础,我们来看聪明的化学家解决问题的理论根据是什么。油画亡的白雪是用铅盐作成曲油彩画上去的.天长日久,组成白雪的铅盐和空气中的硫化氢气体反应,生成硫化铅从而使白色变为黑灰色。用双氧水擦拭,实际上是发生了氧化反应.将黑色的硫化铅变为白色的硫酸铅,使白雪重新出现。也许你会问,空气中怎么会有硫化氢气体呢?我们知道煤中含有少量的硫,石油产品中也含有硫,甚至动植物腐烂时也会产生硫的化台物,它们都是硫化氢的来源。尽管空气中硫化氢的量是很少的,但时间长了,会慢慢发生变化,使颜色发生改变。  上面的叙述给我们什么启示呢?原来在我们周围的政界,在我们的日常生活中,的确有许多疑难问题需要我们去解决,要用学到的化学知识去解决这些问题,是需要下一番功夫的,不但要积累书本知识,最重要的是自己要经常不断的实验,进行改革尝试,才会真正变得聪明起来。  人类使用铅已有四千多年的历史了,但是直到200年前,才知道铅是极毒的,最早用铅的是古代罗马人,他们用铅制成器皿贮存糖浆和酒,贵族们用铅制成管子引水,结果受铅毒害首当其冲的是他们。铅是—种慢性中毒的元素,因为它能置换骨中的钙,储存在骨中而不显任何坏影响,人不会注意到它,一旦它开始溶在血液中,中毒已经很深了。铅中毒会导致死胎、流产、不育和弱智儿。因此罗马帝国的贵族的出生率是很低的,铅中毒对罗马帝国的影响很大,以致有个历史学家认为罗马帝国是亡于铅的。  
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