趣味化学（共2册）

《趣味化学》
    Chapter 1
    混合与化合

    保罗叔叔先跑到附近的锁匠铺，他从锁匠的工作台上拿了一小撮东西，并且用废报纸将其包好。然后，他又跑到药店里买了一些药，也用废报纸包好，拿回了家。实验就开始了。
    保罗叔叔打开一个纸包问孩子们：“这是什么呀？”
    爱弥儿说：“这是一种黄色粉末，用手指捻这些粉末，会发出一种极轻微的声响，我想这种粉末一定是硫黄。”
    约尔说：“没错，一定是硫黄，我们可以用它来做实验。”
    说着，约尔就跑进厨房，取了一块烧红的木炭过来，撒了一些黄色的粉末在木炭上面。只见粉末开始燃烧起来，燃烧时的火焰呈蓝色，同时发出一股像硫黄火柴的味道，使人闻后感到窒息。
    约尔得意地说：“这样就可以证明这些粉末是什么了。只有硫黄燃烧时的火焰是蓝色的，并且会发出呛人的臭气。”
    保罗叔叔说：“是的，这是研磨得很细碎的硫黄末，也叫硫黄粉。现在，你们来看看这又是什么？”
    说着，保罗叔叔解开了另一个纸包，里面是一撮金属粉末——这些粉末的表面发出金属样的闪光，让人一看就知道这是一种金属粉末。
    爱弥儿说：“这东西很可能是铁屑。”
    约尔说：“岂止是可能，它根本就是铁屑。保罗叔叔，这大概是你从锁匠铺拿来的吧？”
    保罗叔叔说：“约尔，你虽然猜对了，但不应该这样草率地下结论。我们研究任何问题，在下结论之前都需要经过仔细考察，否则很容易做出错误的判断。就像刚刚的判断，你其实并没有充分的理由能证明这种金属碎屑是铁屑。因为仅从外观上观察，铅屑、锡屑、银屑、铁屑并没有太大的差别，它们都是银灰色的，也都能发出金属光泽。你刚才之所以确定那撮黄色粉末是硫黄，是由于你用炽热的木炭燃烧证明了。但是，你们现在能不能找出证据，证明这些金属屑是铁屑呢？”
    两个孩子相互看了看，却没有一点儿头绪。很后，保罗叔叔给了他们一个提示。他说：“你们常玩的那块马蹄形磁铁在哪儿？想想看，磁铁能不能帮助我们解决眼前的问题？我常看见你们用磁铁来吸钉子、吸缝纫针，但是磁铁能吸起铅来吗？”
    约尔说：“磁铁吸不起铅来，它能够吸起一把很沉的刀，但是连一小块铅都吸不起来。”
    “那磁铁能吸起锡吗？”
    “也吸不起来。”
    “银和铜呢？”
    “也吸不起来——我想起来了，磁铁能吸铁，这就是我们要做的实验。好的，让我来试试。”
    说着，约尔便两步并作一步，急忙跑上楼，从堆满玩具和书的架子上取下磁铁，又急忙地跑下楼。他把磁铁靠近那些金属粉末，只见磁铁两端各挂着一串像发光的胡须一样的东西。
    约尔叫道：“看，这些金属屑都被吸起来啦！我现在可以确定是铁屑了。”
    保罗叔叔说：“是的，这些的确是铁屑，是我从锁匠工作台上拿来的。现在，我们既然已经确定这两样东西是什么了，就来进行进一步的化学研究吧！一定要留心观察。”

    说着，保罗叔叔把这两样东西一起倒在一张大纸上，然后把它们搅拌在一起。
    他说：“你们看看，这张纸上放着的是什么？”
    约尔说：“太简单了，是硫黄和铁屑混合在一起的东西。”
    “没错，这种混合起来的东西叫混合物。现在，你们还能从这堆混合物中把硫黄和铁屑分辨出来吗？”
    爱弥儿仔细观察纸上的东西，说：“这也很简单，你看这些黄色的物质是硫黄，另外这些闪着金属光泽的物质是铁屑。”
    “那么，你们能够把它们分离出来吗？”
    “这有什么难的？只要花一点儿心力和时间就可以。我的视力很好，我可以用针把硫黄剔到一边，再把铁屑剔到另一边，这样它们就分开了。只是这件事情太烦琐，我恐怕没有足够的耐性。”
    “是的，要把它们接近分开不是一件容易的事情，无论你有着怎样的耐性也不可能完成。然而它们确实是可以分开的。不过，这个小堆好像既看不见硫黄的黄色也看不见铁屑的金属色，只有黄与银灰互相掺杂的灰黄色——如果你没有过人的眼力和熟练的手指，肯定无法把它们分开。但是我知道一定还有其他方法可以分开它们。看看你们两个谁能想出来？”
    约尔说：“我想出来了！”他一边说，一边把磁铁的两端（或称两极）在混合物上来回移动。
    爱弥儿说：“等等，我也想出来了。刚刚叔叔已经提到磁铁了，所以想到了也不稀奇。”
    保罗叔叔对爱弥儿说：“只要能够找到解决问题的办法就很好。而如果能够立刻想出解决方法就更好了。但你也别着急，不久你就可以和约尔一争高下了。现在，我们来看看约尔的方法管不管用。”
    约尔继续把磁铁放在铁屑和硫黄的混合物上移动，结果金属屑被磁铁吸引，就像刺毛般地聚集在磁铁上面，而把硫黄撇在了一边。
    约尔得意地说：“太棒了！如果这样反复吸，不到10分钟就可以把它们接近区分开。”
    保罗叔叔说：“好了，不用再吸了。你的方法确实很不错，既简单又有效。现在，让我们再把铁屑放回到硫黄里。你们使用磁铁来分开这两种物质虽然很便捷，但是磁铁并不是唾手可得的东西。你们能不能再想出一种方法把它们分开？这回就不能用磁铁了。其实有一个极好的方法，不需要用到什么特别的器械——你们想想看，这两种物质中哪一种比较重？”
    两个少年化学家同声答道：“铁重。”
    “假设我们把铁放到水里，它会怎么样？”
    “它会沉到水底。”
    “那硫黄呢？——它会怎样？我说的是硫黄粉末，可不是块状的硫黄，因为块状的硫黄也会沉在水底。”
    爱弥儿害怕又被哥哥占先，便抢着说：“我知道！我知道！如果把这些混合物一起倒入水中，铁屑就会沉下去，而硫黄——嘿嘿——硫黄——”
    保罗叔叔看见约尔好像要插嘴的样子，连忙阻止他：“嗨，约尔，先让你弟弟把话说完。”
    爱弥儿红了红脸接着说：“硫黄会浮在水面上——也有可能会沉在水底，但不会像铁屑沉得那么快。”
    保罗叔叔嘉许地说：“爱弥儿，我刚刚不是说，你不久就可以和约尔一争高下了吗？看我说得没错吧？你说得很不错，你说话时之所以吞吞吐吐是因为你对于硫黄的状态不十分确定。现在，我来做个实验给你看。”
    于是，保罗叔叔盛了一大杯水，抓起一把混合物放到水里，同时用木条搅动液体，等到杯子中的水被搅动得十分浑浊时，他便停下动作，等待结果。没过多久，铁屑因为比较重而下沉到水底，硫黄粉却还不停地在水中兜圈子。然后，他把含有硫黄的混合液体倒在另一只杯子里，又等了一会儿，只见粉末依旧悬浮（即半沉半浮）在水中。此时，铁屑与硫黄已经被分开了，铁屑在靠前只杯子里，而硫黄在第二只杯子里。
    保罗叔叔说：“你们看，这种方法的效果和刚刚使用磁铁的效果一样，而所需要的用具却更加简单。我们以后要做的也都是这类不需要特别用具就能操作的实验。好了，现在你们已经清楚，利用上面的方法，我们很容易就能把这两种混合物接近分离开来，不过我们现在不需要分离它们了。把我们方才所学得的总结一下，就是：由两种或两种以上的不同物质混合成了一种混合物，它们的混合是可以用各种简单的方法分开来的。放在你们面前的是一堆硫黄和铁屑的混合物，它们可以用磁铁、水，或费一点儿时间和耐性一粒粒地用手分离开来。而现在，我们需要进行更进一步的实验。”

    说着，保罗叔叔把铁屑和硫黄的混合物放在一只脸盆里，并往里加了一点儿水，用手指把它们搅拌成糊状。然后，他找出一个无色广口的玻璃瓶，把糊状物倒入瓶中，接着将这个瓶子放到太阳光之下，让它获得一点儿热量。因为正值酷暑，所以依据保罗叔叔的预料，实验很快完成了。
    他说：“你们留心看，马上会有神奇的事情发生。”
    两个孩子一眨不眨地盯着瓶子看，热切地希望他们人生靠前个化学实验能够成功。这个玻璃瓶子里将要发生什么变化呢？他们等了将近15分钟的时间，只见瓶子里原本灰黄色的混合物渐渐转黑，很终颜色变得像煤烟一般，同时有一缕缕水蒸气伴着嗤嗤声从瓶口冒出，而且有少量黑色的物质被喷射出来。
    保罗叔叔说：“约尔，你拿着这个玻璃瓶子看，可千万别放手。”
    约尔莫名其妙地跑过去把瓶子拿在手里。突然惊叫道：“啊呀！好烫！好烫！”约尔险些没拿住玻璃瓶。他立刻把瓶子放在地上，将身子转向叔叔，好像不小心触摸到了灼热的铁块一般搓着手。接着，他说：“叔叔，怎么会这么烫呢？烫得我简直连一秒钟都拿不住。要是这个瓶子曾经放在火上烧过，我还能想得到它很烫；可是这瓶子从没放在火上加热过呀，谁能想得到它会自己变得这么烫。”
    爱弥儿听了这番话，也想自己去试试。他先用指尖碰了碰瓶子，然后勇敢地把它拿在手里，但是他刚刚拿到手里，也像约尔一样立刻放了下来。从他的面部表情看出，他也对这无缘无故就发热的瓶子感到惊奇迷惑。
    他想：“这混合物中只加了一些水，水不是燃料，所以不应该会发热，而太阳虽然很热，但是无论如何总不会使瓶子烫得用手都拿不住。这其中的道理，真是想不明白。”

    我亲爱的读者们，请你记好，保罗叔叔的化学实验将带给你许多不可思议的事情。凡是研究化学的人都仿佛置身于一个崭新的世界当中，睁开眼睛所看见的，都是新奇的事物。但是，你可不能太过慌张，你需要仔细地观察，把所见的事物都记在心里。现在，虽然你可能觉得这些事物看起来神奇莫测，但等到将来，你就会渐渐明白其中的道理了。

    接着，保罗叔叔说：“我们已经知道，这个瓶子里的东西显然自己会发热，而且温度还很高，让你们的手都被烫痛了。至于我们刚刚所见到的其他现象，只能认为是使瓶子发热的某些变化的结果。我用来搅拌这些混合物的水已经变成了水蒸气，所以有白色的水雾从瓶口逸出，伴随这些逸出的水雾又有嗤嗤的声音，以及固体物质的轻微爆发。要是我刚才放进去更多的铁屑和硫黄——要是我的混合物不只是一两把，而有一升那么多甚至更多——那么，我们的实验结果一定还要使你们更为吃惊。现在，我要进行一个更加奇妙、有趣的实验。
    “将适量的铁屑和硫黄的混合物放在一个大的地洞里，在上面浇些清水、堆些湿润的泥土，筑成一个小山丘。当这小丘爆发时，可以像火山一样，小山丘四周的地面会震动，堆起的泥土会裂开许多条缝隙，从这些缝隙中会喷射出缕缕的水蒸气，并发出嗤嗤的声音猛烈爆发，甚至有飞跃的火焰。这个实验被称为人造火山。但是我在这里需要补充一句，真正的火山，其起因和作用接近与这个不一样，不过此刻我们是不需说明二者之间的区别的。你们在空暇的时候，可以使用少量的铁屑和等量的硫黄做一个人造火山来玩。你们所筑的小山丘无论有多小都可以带来许多趣味。至少，它会裂开几条缝隙，射出一些热腾腾的水蒸气。”
    爱弥儿和约尔听完后就决定等到空暇时，一定取些铁屑和硫黄粉进行一次人造火山实验。正当他们热烈地讨论着这个计划的时候，玻璃瓶里发生的反应已经渐渐减弱了，温度开始下降，用手摸着也不会觉得烫了。保罗叔叔拿起瓶子，把瓶子里的东西倒在一张纸上，只见那些东西像是煤烟一样的深黑色粉末。
    他说：“现在，你们仔细看一看，还能不能找到黄色的硫黄，哪怕只有一点点？”
    两个孩子拿出一根针，仔细检查黑色物质，可是一粒硫黄粉末都没找到。他们问道：“硫黄都到哪里去了？我们亲眼看见它被放进瓶子里，所以它就应该在这堆物质里。而且刚刚实验的时候，它也没有跑出瓶子，跑出瓶子的只是一些水蒸气啊！它一定还在里面，不过我们怎么找都找不到，不知道为什么。”
    约尔接着说：“我们找不到它是不是因为它已经变成黑色粉末了？现在，我们可以用火来试试，一定能够解决这个问题。”
    约尔相信自己已经找到解决这个问题的办法，便跑到厨房拿了一些炽热的木炭，把一撮黑色的粉末撒在上面。但是，他把木炭吹得发红，等了好长时间，却没有看见硫黄燃烧的现象——蓝色火焰，接着他又撒了好几把黑色粉末，结果还是一样。他失望极了。
    约尔大声地说：“真是奇怪，硫黄明明在黑色粉末里，却燃烧不起来。”
    爱弥儿说：“而且连铁屑也不见了。黑色粉末黑乎乎的，一点儿都没有铁的金属光泽。让我们用磁铁再来试试看能不能把铁屑分离出来。”
    说着，他就拿起磁铁在黑色粉末上面来回移动，但是结果却和之前一样，没有任何变化，在磁铁的两极也没有聚集像刺毛般的金属屑。
    爱弥儿耐着性子来回移动磁铁一段时间，很终他失望地说：“好奇怪！刚才我们明明看见里面有很多铁屑，但现在不知道为什么连一粒都没有了。要不是我刚才亲眼看着它们被放进去，我一定会说这里面没有铁屑呢。”
    约尔表示同意：“可不是嘛！要不是我刚才看见这东西是用硫黄和铁屑搅拌而成的，我一定也会说里面没有硫黄呢。但是，它们明明就应该在里面，现在却变得无影无踪了；这东西明明是用硫黄和铁屑搅拌而成的，现在却找不到一点儿硫黄和铁屑了，还真是不可思议。”
    保罗叔叔让他们自己讨论，因为他认为观察是学习的重要方式，努力从观察中得到的结果比从别人那里听取来的印象更为深刻。很后，两个孩子还是想不出方法来拣出硫黄和铁屑，于是，他开始从旁指导两个孩子。

    保罗叔叔说：“现在，你们还想把这两种物质一粒粒地分离开吗？”
    两个孩子回答：“我们没有办法了，我们再也找不出其中有一点儿硫黄或铁屑的痕迹了。”
    “用磁铁来试试呢？”
    “磁铁也没有用，它什么都没有吸起来。”
    “那么用水来试试看呢？”
    约尔说：“恐怕也没有用吧，因为这些黑色的粉末似乎只是一种东西，没有谁轻谁重的分别。但是让我们来试试也好。”
    说着，他拿起一把黑色粉末撒到一杯清水里，搅拌之后，黑色粉末一起沉到了杯底，毫无分离的迹象。
    保罗叔叔说：“这样看来，用之前的方法已经不能把它们分离开了。而且，这些黑色粉末的外观和性质已经接近改变了，如果先前不知道它们是用什么东西来合成的，你们一定不会想到其中有哪些物质存在。”
    孩子们说：“是啊，谁能想到这东西是由铁屑和硫黄合成的呢？”
    保罗叔叔接着说道：“我刚刚说过，这些黑色粉末的外观已经改变了：硫黄本来是黄色的，铁屑本来是银灰色的，然而这两种物质结合之后，在外观上既观察不到黄色，也观察不到银灰色，而是变成了深黑色的。同样，它们的性质也改变了：硫黄本来容易燃烧，燃烧时火焰呈蓝色，放出使人窒息的带有臭味的气体，但是这些黑色粉末却不能燃烧；铁本来能被磁铁吸引，但是这些黑色粉末却不被磁铁吸引。所以我们可以断定这种粉末既不是硫黄也不是铁屑，而是另外一种性质截然不同的物质。