從勒梅里的故事說(shuō)開去

桐華

1700年，在法國(guó)的巴黎科學(xué)院里，著名的化學(xué)家勒梅里正站在臺(tái)上，面對(duì)許多聽眾，繪聲繪色地講起他的一次實(shí)驗(yàn)。

有一次，勒梅里將一個(gè)盛有350毫升1：4的稀硫酸的長(zhǎng)頸燒瓶放在爐子上加熱，然后將40克鐵屑分幾次投進(jìn)熱硫酸溶液當(dāng)中。鐵屑很快被溶解了，從溶液中冒出大量的氣泡來(lái)。當(dāng)勒梅里將一支燃燒著的蠟燭移進(jìn)瓶口時(shí)，忽然發(fā)出一聲尖銳的爆鳴聲，把勒梅里嚇了一跳。他很快就發(fā)現(xiàn)，燭火被“炸”滅了，而燒瓶?jī)?nèi)的氣體卻燃燒了起來(lái)，長(zhǎng)頸瓶口，如同一個(gè)火炬，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一刻鐘之久。勒梅里大為興奮，知道自己有一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)了，他把這種可以燃燒的氣體叫作“可燃性空氣”。可惜的是，他以為事情已經(jīng)結(jié)束，便沒(méi)有進(jìn)一步研究和深入地探索。

首先對(duì)這種氣體進(jìn)行認(rèn)真研究的是英國(guó)一位熱衷于實(shí)驗(yàn)的化學(xué)家卡文迪許。他制取了純凈的“可燃性空氣”，研究了它的性質(zhì)，測(cè)定了它的密度，并明確指出這是和空氣不同的氣體，但他沒(méi)有為這種氣體取一個(gè)更為準(zhǔn)確的名字。

1766年，卡文迪許發(fā)表了“關(guān)于可燃性空氣”的專門論述。在他的論述中，闡述了制取“可燃性空氣”的多種方法，指出它不僅可以用鐵和硫酸相互作用來(lái)制取，而且用鐵、鋅、錫與鹽酸，或者錫、鋅與硫酸相互作用都會(huì)產(chǎn)生這種氣體。他首先確定這種氣體不能支持動(dòng)物的呼吸，如果預(yù)先把它和空氣混合，點(diǎn)燃時(shí)會(huì)發(fā)生激烈的爆炸。

除此之外，卡文迪許還做了若干定量實(shí)驗(yàn)。他發(fā)現(xiàn)，用一定量的某種金屬和足量的各種酸作用，所產(chǎn)生的“可燃性空氣”的量是固定的。他還測(cè)定了“可燃性空氣”和普通空氣混合后點(diǎn)燃，產(chǎn)生最大爆炸力的體積比，并測(cè)量了爆炸時(shí)音響的大小。

不過(guò)，雖然卡文迪許專門研究了“可燃性空氣”，但對(duì)于點(diǎn)燃這種氣體為什么會(huì)爆炸，以及燃燒的產(chǎn)物是什么，卻回答不出來(lái)。

1776年，法國(guó)化學(xué)家馬柯，將鋅與稀硫酸作用制取的“可燃性空氣”通過(guò)細(xì)管導(dǎo)出后，點(diǎn)燃，并在火焰上方放置一個(gè)小瓷盤。他期待著在瓷盤上會(huì)出現(xiàn)黑色灰燼，以便進(jìn)行研究。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果使他大失所望，瓷盤上一點(diǎn)煙燼的痕跡也沒(méi)有，卻出現(xiàn)了小水滴。遺憾的是，馬柯沒(méi)有去想想水滴是從哪兒來(lái)的，便放棄了。

幸運(yùn)、敏感的拉瓦錫在1783年重復(fù)了馬柯的實(shí)驗(yàn)，他在氧氣中點(diǎn)燃“可燃性空氣”，同樣也得到了水。拉瓦錫沒(méi)有放過(guò)這一現(xiàn)象，他敏銳地意識(shí)到，水可能是“可燃性空氣”和氧氣化合后的產(chǎn)物。他又想，能不能把水分解成它原來(lái)的組成成分呢？為了證實(shí)自己的設(shè)想，拉瓦錫又開始了新的實(shí)驗(yàn)。他把鐵屑裝在一個(gè)拆下來(lái)的槍筒里，把槍筒放在爐子上加熱，讓水蒸氣從槍筒一端通過(guò)去，在另一端，真的收集到了“可燃性空氣”。當(dāng)他把槍筒里的鐵屑抖落在紙上時(shí)，發(fā)現(xiàn)鐵屑已變成鐵和氧的化合物了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單地說(shuō)，即是：

水+鐵→鐵和氧的化合物+“可燃性空氣”

從實(shí)驗(yàn)來(lái)看，水中已有“可燃性空氣”的成分了。

事情并沒(méi)有結(jié)束。拉瓦錫又考慮，能不能讓“可燃性空氣”再通過(guò)燒紅的氧化鐵，從而得到水呢？實(shí)驗(yàn)結(jié)果又符合了他的愿望。這樣拉瓦錫確定了水跟“可燃性空氣”的關(guān)系。

1787年，拉瓦錫給“可燃性空氣”確定了一個(gè)新的、正確的名稱──氫。它的含義是“水之源”。至此，氫才算被人們真正認(rèn)識(shí)。

人教版化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第四單元《自然界的水》課外延伸閱讀