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                    《我們愛科學》

                    開博時間:2016-11-21 21:28:00

                    《我們愛科學》雜志創刊于1960年,是我國最早創刊的少兒科普期刊,也是唯一一家國家級少兒科普期刊。由共青團中央主管,中國少年兒童新聞出版總社主辦?!段覀儛劭茖W》旨在傳播科學知識,激發創造靈感,啟迪科學智慧,培養科學素質。

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                    會長“毛”的鋁鴨子

                    2013-02-27 09:29:59

                    會長“毛”的鋁鴨子

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                    曹廣雪

                     

                    奢侈的拿破侖三世

                    1852122,拿破侖建立了法蘭西第二帝國,他自己當上了皇帝,稱拿破侖三世。這位皇帝很能干,也很有個性。國王們的皇冠都是用黃金做的,而他偏偏要用鋁來做。他舉辦宴會的時候,賓客們用的是金質或銀質餐具,只有他用的是鋁餐具。

                    你要是以為拿破侖三世生活樸素,那可就大錯特錯了。那是因為當時鋁的冶煉非常困難,結果使得鋁成了稀有金屬,價值比黃金還昂貴。歐洲有位國王只不過買了一件有鋁鈕扣的衣服,就因此趾高氣揚,瞧不起其他國王。

                    為了彰顯法國的富有,拿破侖三世給法國科學家圣克萊爾·德維利提供了一大筆資金,讓他大量生產鋁。這位皇帝原本打算給所有法國士兵的制服都換上鋁質鈕扣,并給士兵們裝備鋁質胸甲,但由于技術條件的限制,鋁的產量很難提高。雖然德維利拼盡全力,但是鋁的成本依然很高,價格自然也就居高不下。結果,拿破侖三世用鋁質鈕扣和鋁質胸甲裝備法國軍隊的計劃最終沒能實現。只有保衛皇帝安全的警衛部隊受到特殊照顧,裝備了鋁質胸甲。

                    一直到19世紀80年代,鋁仍然是一種價值不菲的珍貴金屬。1889年,俄國著名化學家門捷列夫到英國倫敦訪問和講學,英國科學家為表彰他在化學上的杰出貢獻,發給他一件貴重的獎品,就是一架用金和鋁制成的天平。

                     

                    “王子”變“青蛙”

                    其實,鋁是地殼中含量最多的金屬,占整個地殼總重量的7.45%,比鐵的含量幾乎多出一倍。地球上到處都有鋁的化合物,就連最普通的泥土都含有許多氧化鋁。最初的鋁就是從黏土中提取出來的。1855年巴黎國際博覽會上展出了一小塊鋁,標簽上寫的文字是來自黏土的白銀。

                    19世紀時,鋁之所以會比金子還貴,是因為當時鋁的產量極低。當時人們是用鈉還原法來制造鋁,鈉的價格十分昂貴,所以鋁的價格就更貴了。19世紀末,隨著冶煉技術的進步,鋁產量直線上升,它的價格則一落千丈。1854年, 1千克鋁在俄國的價格還高達1200盧布,而到了19世紀末竟然降到了1盧布。鋁的身價簡直是從王子變成了青蛙。

                    進入20世紀后,珠寶商人對鋁已經完全失去了興趣,可此時鋁卻受到了整個工業界的青睞。1919年,第一架用鋁合金制造的飛機問世了。從此后,鋁的命運就牢牢地與飛機制造業連在了一起,被人們譽為“帶翼的金屬”。

                     

                    身著“鐵布衫”

                    如今,在我們的生活中,到處都可以看到鋁的身影,硬幣、電纜、窗框、廚房用具、飲料罐,就連香煙和口香糖的包裝都是鋁箔。鋁之所以能夠獲得如此廣泛的應該,跟它的一些特性有關。鋁是電的良導體,可以用來制造電纜;純凈的鋁很軟,可以壓成很薄的鋁箔,用來做各種包裝;鋁密度小、質量輕,做成合金又具有較高的強度,可以用來制造窗框甚至飛機。

                    鋁還有一大特性,就是耐腐蝕。鋁的表面和空氣中的氧發生反應,會生成一層氧化鋁。別看這層氧化鋁很薄,卻非常致密,可以防止表層下的鋁繼續和氧反應。它不怕水浸,不怕火燒,很難銹蝕,對于躲在它下面的鋁來說,是一件十分耐用的“外套”。

                    其實,鋁是一種活潑的金屬,如果破壞了鋁制品表面的氧化層,鋁也會被銹蝕的。下面的小實驗可以證明這一點。

                     

                    實驗材料:

                    燒杯、鋁箔、鑷子、棉花、玩具鴨子、鋁導線。

                    化學試劑:

                    3%的硝酸汞溶液、氫氧化鈉溶液。

                    操作步驟:

                    1.用鋁箔將玩具鴨子包裹起來。

                    2.把包裹嚴實的玩具鴨子浸入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中,這時你會看到有大量的氣泡冒出來,這就是鋁箔與氫氧化鈉溶液在發生反應。

                    3.用流水沖洗一下后,再把玩具鴨子浸入盛有硝酸汞溶液的燒杯中。12分鐘后取出玩具鴨子,用流水沖洗,再用濾紙吸干它表面的水。

                    4.將玩具鴨子放在桌子上,觀察它的變化。

                    5.幾分鐘后,你會驚奇地看到鴨子身上竟長出了白茸茸的毛。奇怪的是,用棉花把鴨子身上的毛擦掉之后,它還會重新長出白毛。

                    實驗原理:

                    當鋁鴨子浸泡在氫氧化鈉溶液中時,鋁箔表面的氧化鋁保護層被破壞了。再讓鋁箔的表面接觸硝酸汞溶液,硝酸汞和鋁就會發生置換反應,生成液態金屬——汞。汞能和鋁結合成一種合金,俗稱“鋁汞齊”。

                    正是鋁汞齊阻礙了鋁箔表面生成保護層——氧化膜,結果鋁就不斷和空氣中的氧發生反應,生成白色的氧化鋁,最后鋁箔的表面就長出了一層“白毛”。

                    注意事項:

                    硝酸汞有毒,使用時要一定注意安全!

                    小鏈接:

                    鋁既能和酸性溶液反應放出氫氣,也能和堿性溶液反應放出氫氣。我們在市場上看到的小商販吹制的氫氣球,就是用鋁和強堿溶液反應制備的。你也可以試著收集一些易拉罐,讓它和強堿溶液反應產生氫氣來充滿氣球。


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