“大华,大华,快起来啦!”小雪一早大声喊道,“要迟到了!”
“今天是周末,怎么会迟到。”大华不满地翻了个身,想要继续他的美梦。
小雪强行拉起企图赖床的哥哥,嚷道:“今天化学科普家族进行团建,要去化学山进行真人CS,上次咱们因为迟到就被点名批评了,这次可不能再迟到了。”
两人匆匆吃完早饭,便直奔化学山与大家族成员汇合。大华张望四周,发现了较远处的掩蔽之地,欲隔岸观火,伺机而动。于是兴奋地拉起小雪躲开众人悄悄向其靠近,途中不料大华一个趔趄,脚底一软,拉着小雪一起坠落于一片松软之地。兄妹俩傻傻地愣了数十秒,才回过神大声求救,却没有任何的回应。两人绝望地环顾周围,一片漆黑,只能听到窸窣的流水声,两人决定循声而去一探究竟。
正所谓“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”,曲径尽处,豁然开朗,山青鸟鸣,心旷神怡。兄妹俩见到眼前的美景手舞足蹈,并且注意到有两名妇女正在附近的河边忙碌,于是走上前去解释道:“我们是化学科普家族的成员,我是哥哥叫大华,这是我妹妹叫小雪,我们误入洞中,寻求出口,无意冒犯,敬请原谅。”两名妇女打量着娇小的兄妹俩,脸上还有跌入洞中留下的灰尘和划痕,流露出疼惜之意,说道:“这里是原始部落,只有一条通路去往外界,路途较远且出口隐蔽难寻,我们忙完手头之事指引你们出去。”
兄妹俩连声道谢,好奇地问妇女在干什么。一名妇女说道:“我们在利用黄金与沙子的比重差异,用水反复淘洗希望得到金子。”大华兴奋地喊道:“今天亲眼所见‘沙里淘金’啊,金的化学性质非常稳定,具有很强的抗腐蚀性,在高温下也不容易与氧气反应,并且密度很大,所以才能用此法淘金(图1)。”
图1 沙里淘金的示意图[1]
大华又忽然想到地壳中金的含量非常低,大约只有一百亿分之五,问道:“以这样的方法提取金是不是很困难?”另外一名妇女边淘边抬头说道:“是的,我们风吹日晒地不断淘洗,过程艰苦,收获甚微。”小雪感叹道:“怪不得这个成语现在比喻从大量的材料里选择精华,好东西不易得,也比喻做事费力大而收效少。”
爱好诗词的大华有感而发:“唐朝诗人刘禹锡有云‘日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈。美人首饰王侯印,尽是沙中浪底来’,这首《浪淘沙九首(其六)》就生动地描绘了‘沙里淘金’的艰辛,今日所见更知不易。”大华若有所思地点点头,对小雪说道:“所以我们早已采用先进的化学提取法采金了,即用稀氰化钠溶液溶解矿砂中的金,再以锌还原出溶液的金。也有用水银溶解的,得到的金汞经过蒸馏除汞得到金[2]。”看到两位妇女正诧异地望着他们,大华刚准备解释,忽然天色昏暗,电闪雷鸣,妇女们赶紧收拾工具,招呼着兄妹俩去避雨。
说时迟那时快,刚到避雨之处倾盆大雨从天而降。一名妇女点燃了蜡烛,这时大华才看清避雨处原来是个宏伟壮观的溶洞,小雪也被所见的美景震撼,撒娇地问道:“我的好哥哥,快给我讲讲这些千姿百态的物质都是什么,它们如何形成的吧?”大华摇头无奈地说道:“你呀,只有有求于我时,才能从你尊口中听到哥哥的称呼。”小雪立即用手比个大大的心,大华总是拿这个妹妹没有办法,指了指妇女手中燃烧的蜡烛,问道:“由此你想到什么诗句?答对了才给你解释。”
小雪笑道:“嗯嗯,这个简单。‘春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干’很是应景,此句道出了诗人李商隐甘愿燃烧自己,无私奉献的情怀。”大华追问道:“你可知道其中暗含的化学原理?”小雪仰起头说道:“这个自然是知道的,体现了一种燃烧的化学现象。蜡烛的主要原料是石蜡(古代蜡烛更多使用动物油脂),石蜡是几种固体烷烃 CnH2n+2(n= 17-35)的混合物,主要是正二十二烷(C22H46)和正二十八烷(C28H58)以及硬脂酸,它们燃烧都产生二氧化碳和水(图2)[3]。”
大华从没见过小雪这么一本正经,忍不住笑出声来,小雪听到笑声很是恼火,揪起大华的耳朵抱怨道:“我哪里说错了么,笑得这么开心?我不说了,轮到你给我解释此景的成因了。”大华赶紧远离小雪几步,清清嗓子说道:“遵命。大小姐现在看到的是溶洞奇观,这种奇观需要经过上万年、甚至上亿年的逐渐积累而形成,需要经过无数次化学反应而造就!”
大华发现妇女们也听得津津有味,说得更起劲了:“不知大家可听过‘水滴穿石’这一说法?”其中一个妇女怯怯地问道:“是指石头经过水长年累月的冲击而被滴穿的现象么?”大华点头道:“不仅如此,其中也有化学反应的参与,当含有二氧化碳的雨水滴在主要由碳酸钙组成的岩石上时,会生成可溶性的碳酸氢钙,这就是溶蚀作用。”这时另一位妇女迫不及待地打断道:“岩石被溶蚀为什么会有这些千奇百态、错落有致的沉积物呢?”大华示意其耐心听,继续说道:“溶蚀后形成的碳酸氢钙水滴由于环境的变化,分解为不溶于水的碳酸钙而重新沉积。如图3所示,当沉积发生在溶洞顶时,则缓慢形成悬垂的钟乳石,当液滴滴到洞底后再沉积,则形成石笋[4]。”
文章来源:《化学教与学》 网址: http://www.hxjyxzz.cn/qikandaodu/2021/0312/760.html
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