儿童新思故事·化学

于启斋：山东省科普作家协会会员、中国科普作家协会会员，已出版科普读物及教学读物190本，发表文章1500余篇，总字数2000多万字。处女作《有趣的动物故事》于1993年获第二届全国很好少年儿童读物三等奖；《少年智慧画库丛书》于1996年获山东省很好图书一等奖；《生命交响曲》和《绿色乐园》于2005年被评为山东省很好图书，被科技部评为2015年全国很好科普作品；《身边科学小实验》被评为2006年度全行业很好畅销品种图书；《气象新世界》获2007年度上海市很好科普作品奖，入选新闻出版总署2009年（第六次）向全国青少年推荐的百种很好图书；《幼儿优选奇的十万个为什么——大象、老虎和蚂蚁》获2008年冰心儿童图书奖；并参加了义务教育课程标准实验教科书生物学教材1～9册“课外读”的编写

1 质量守恒的奥秘

 2 小甲虫之死引起的发现

 3 研究空气的实验

 4 令人大笑的气体

 5 第三位小数的胜利

 6 垃圾箱里藏“宝贝”

 7 梦中的苯环

 8 找到元素的彩色“身份证”

 9 对元素的未卜先知

 10 不断尝试带来的发明

     1 质量守恒的奥秘 这一天，德国马堡大学的沃尔夫教授又和往常一样，面带微笑走进了教室。同学们在背后叫他“微笑老师”，他是一位学生喜欢的教授，讲起课来绘声绘色，引人入胜，课下平易近人，亲切可爱。 这节课，沃尔夫讲的是“燃素说”，因为他自己坚信燃素说，所以讲起课来也表现出一种自信。 “老师，我对您的说法表示怀疑！”没想到，一名学生当场提出了质疑。 原来是俄国留学生罗蒙诺索夫。老师认真地问他：“你的怀疑有根据吗？” “目前还没有。”罗蒙诺索夫思索了片刻说，“直觉使我认为，‘燃素’只是一种推测。” 课堂上立刻发出一阵哄笑。沃尔夫也认为这位留学生不免有点冒失。不过，他还是很客气地对罗蒙诺索夫说：“那么，等你有了证据后再下结论吧！” 1741年6月，罗蒙诺索夫学成回国，并主持建立了俄国个化学实验室。但他怎么也忘不了在德国留学时受到的嘲笑。他要用实验证明燃素说是错误的。 18世纪时，人们认为一些金属之类的物质在燃烧后外形和质量会发生改变，是因为这种物质中含有可燃的“燃素”。燃烧时，物质会与燃素结合，物体燃烧后产生的质量差就是因为燃素的质量，这种理论叫作“燃素说”。 英国化学家波义耳研究燃素说时做过这样一个实验：把一块铅放在一个曲颈瓶里，在天平上称重后再放到火上加热。两小时后，一部分铅变为熔渣。但是，打开曲颈瓶时却发现，里面的质量增加了。他认为火是一种物质，加热时透过玻璃瓶和金属结合，使质量增加。他把这种物质称为“火质”。 罗蒙诺索夫重做波义耳的实验时，发现观察到的现象果然如波义耳所说的那样。但是，波义耳论文里的几行字吸引了他的注意：“在加热两小时后，打开曲颈瓶封闭的末端，外面的空气就咝咝地钻入瓶内。” 顿时，这“咝咝地钻入瓶内”几个字，使他茅塞顿开，他猜测：增加的质量其实是钻进瓶子里的空气的质量。假如加热后不打开瓶盖，那么质量应该是不变的。 这样，罗蒙诺索夫如同发现了新大陆一样，很好兴奋，又继续进行了一系列的实验。 首先，他把铅块放在瓶子里，连瓶子一起称了质量，然后再进行加热，等到铅块变为熔渣后，不打开瓶盖，等冷却后，再连瓶子一起称了质量。果然，质量没有改变。随后，他又用其他金属做实验，结果也是一样的。这意外的发现让他高兴得跳了起来。如果燃素存在，燃烧后质量应该改变呀！看来，燃素是不存在的。正如沃尔夫教授所建议的那样，他用实验证明了他在留学时代的猜想是正确的，用实验否定了燃素说。 1748年，罗蒙诺索夫通过实验得出了这样的结论：一些物质所失去的东西，就是另一些物质增加的东西。也就是说，如果一个地方（空气）减少了一些物质，那么另一个地方（铅熔渣）就会增加一些物质。同样，一些地方增加了物质，另一些地方就减少了物质。可简单概括为：物质虽然能够变化，但不能消失或凭空产生。 这一结论就是后期拉瓦锡提出的“质量守恒定律”的雏形，极大地推动了自然科学的发展。 知识链接 什么是质量守恒定律？ 质量守恒定律，是说在化学反应中，反应前各物质的总质量等于反应后生成的各物质的总质量。这是因为，化学反应的本质就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合，生成其他物质的过程。反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。举例来说，A+B=C+D的化学反应中，A和B的质量和等于C和D的质量和。 当然，质量守恒的前提是需要在密闭的环境下发生反应，并进行测量。如果是在开放的环境中进行反应，会因为空气的参与而导致测量结果出现误差。如磷在空气中燃烧，生成物质的质量比磷的质量重，其实是因为增加了空气中氧的质量。 要注意，质量守恒定律有且只有于质量的守恒，反应前后物体的体积不一定守恒。 思维洞开 罗蒙诺索夫通过实验发现了新问题，也恰恰验证了他留学期间曾有过的怀疑。带着问题进行实验，会让人更有目的性和方向性，也更有动力，这样的实验成功率会更高。罗蒙诺索夫所运用的思维是实验思维——通过实验得出结论，最终总结出了物质不会消失或凭空产生这一规律。 罗蒙诺索夫的这一发现，说明他具备了一个科学家的基本科学素质和研究潜力：既尊重前人的劳动成果、向前人学习，又不迷信前人。只有这样，才能青出于蓝而胜于蓝，科学事业才能不断发展，不断创新，人类才能不断进步。 P1-6

与课堂学习挂钩，延伸课外阅读。培养跨学科思维方式，激活创新思维。包含大量人文、历史知识，扩充写作素材。重视素质教育，促进全面发展。

很久以前，人类就已经开始寻找关于地球、宇宙以及物质的答案了。经过了上千年的思考、发现与研究，我们发现，化学是生活中许多问题的答案。本书介绍了多位化学家发现与发明的故事，将化学史知识融入其中，在鲜活的历史脉络中将科学与人文完美结合，破除了化学这门学科严肃的刻板印象。让小读者认识到化学其实是很有趣的，进而了解化学，喜欢上化学。