我們都知道,以目前的科學(xué)技術(shù),無法做到“點石成金”。但有沒有可能把銅變成“金”呢?
現(xiàn)在,我們通過一個實驗體驗一下點銅成“金”吧。
實驗材料
鋅粒、氫氧化鈉溶液、黃銅片、250 mL燒杯、蒸發(fā)皿、鑷子、藥匙、橡膠手套、一次性口罩、酒精燈、加熱器(可用酒精燈、三腳架、陶土網(wǎng)組合代替)。
實驗步驟
1.佩戴一次性口罩和橡膠手套,將氫氧化鈉溶液倒入蒸發(fā)皿中(根據(jù)蒸發(fā)皿大小倒入30~50 mL氫氧化鈉溶液),如圖1。氫氧化鈉俗稱火堿、燒堿、苛性鈉,是一種強堿,具有腐蝕性,要避免直接接觸皮膚。
2.往蒸發(fā)皿中加入一藥匙約10 g鋅粒。如圖2。
3.將蒸發(fā)皿置于酒精燈上加熱,如圖3。需要注意,由于鋅與氫氧化鈉反應(yīng)會生成氫氣,氫氣是一種易燃易爆氣體,所以要遠離明火。
4.待氫氧化鈉溶液溫度升高至接近沸騰,將黃銅片放入溶液中反應(yīng)30秒至1分鐘,其間可將其翻面使其與溶液反應(yīng)均勻。如圖4。
5.等到黃銅片表面完全變成銀色,用鑷子將其取出,然后放入裝有清水的燒杯中清洗,可用戴手套的手搓一搓,得到銀色的黃銅片。如圖5。
6.用鑷子將銀色的黃銅片夾至酒精燈上,用外焰灼燒。如圖6。
7.當(dāng)銀色的黃銅片表面變?yōu)榻鹕珪r,立刻將其從火焰中移開,放入裝清水的燒杯中。至此,點銅成“金”完成。如圖7。
原理說一說
在實驗過程中,鋅與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋅酸鈉溶液,溶液中存在大量的鋅離子。在實驗中加熱是為了加快反應(yīng)速度。
當(dāng)我們將黃銅片放在偏鋅酸鈉溶液中,奇妙的氧化還原反應(yīng)就發(fā)生啦。銅還原偏鋅酸鈉,溶液中的鋅離子得到銅中的電子變?yōu)榻饘黉\,附著在黃銅片表面,賦予其銀色。
繼續(xù)加熱形成銅鋅合金,也就是我們熟悉的黃銅,看起來如黃金般亮麗。就這樣,黃銅片表面的銀色變成了金色。
我們不要試圖把黃銅當(dāng)作黃金。黃銅與黃金一點關(guān)系也沒有,但是它金黃的顏色以及像黃金一樣的金屬光澤,使得有些人稍不注意就將它當(dāng)成黃金。難怪人們幽默地稱黃銅為“愚人金”。
拓展
小課堂
合金,是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)一定方法合成的具有金屬特性的物質(zhì),其硬度一般比其組分中任一金屬的硬度大,抗腐蝕性能強,因此應(yīng)用廣泛。生活中有許多金屬材料是合金。
人類生產(chǎn)合金是從制作青銅器開始的,6000年前,古巴比倫人就開始提煉青銅。中國也是世界上最早研究和生產(chǎn)合金的國家之一,在商朝,青銅(銅錫合金)工藝已經(jīng)非常發(fā)達。
在實驗最后得到的黃銅,其實就是銅和鋅組成的合金。黃銅價格便宜,所以很多人用它制作黃銅首飾。
區(qū)分黃銅與黃金小妙招
黃銅與黃金外形相似,許多人無法區(qū)分它們。教給大家一個簡單的方法:把“金條”或“金首飾”放在火上燒一會兒,觀察其變化。
由于黃銅中的金屬銅和鋅會與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),所以純度不夠的“金條”會變黑,而純金經(jīng)過火烤后顏色會紅得發(fā)亮,所謂“真金不怕火煉”。
你學(xué)會了嗎?