探究電影中的化學奧秘

鮑繼才

【關鍵詞】 “王水溶金”；化學探究；金屬活動性

【中圖分類號】G633.8 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2016）13-0056-02

每月電影欣賞，這次學生欣賞的是《黃金大劫案》。影片最后，小東北拉著一油罐車的王水去闖銀行溶黃金，成功地挫敗了日軍的陰謀。學生在看完電影后對“王水溶解黃金”的情節產生了濃厚的興趣。經過學生熱烈的討論，筆者歸納了三個方面的問題供其思考：1.王水是如何溶解黃金的，油罐車又是如何避免王水腐蝕的；2.溶解8噸黃金的王水從何處而來；3.王水排入河里會不會造成大污染，能否將黃金還原？

學生按照意愿分成四個小組，其中三組分別重點解決一個問題，剩下自由組的同學可以自愿加入前面中的一組，也可以自己單獨思考。前三組的同學分工合作，自由討論，上網或到圖書室、閱覽室查資料，但要資料共享，有連續性，不重復。

一周后的化學課上各組成員對上述問題進行了匯報。

第一組代表走上講臺：“大家都知道在‘金屬活動順序表’中，金不僅排在氫之后，還排在末位，說明它很不活潑。金不能和酸反應，但它能溶于王水，說明王水的性質不同于一般的酸的性質。我們查閱資料得知王水是濃鹽酸和濃硝酸按體積比3∶1混合的，當然這也可以從其名字看出，‘王’字是‘三橫一豎’，三比一。”他邊說邊在黑板上寫出了金和王水反應的化學方程式：Au+HNO3+4HCl═H[AuCl4]+2H2O+NO↑。“金之所以能溶于王水，這是因為王水中還含有高濃度的Cl-，它能與金離子形成穩定的配離子[AuCl4]-，從而降低了溶液中金離子的濃度，有利于反應向金屬溶解的方向進行。由于王水不穩定，濃硝酸和濃鹽酸反應會產生大量氯氣，所以王水只能是現配現用，否則配了一油罐車的王水產生大量的氯氣，在路上行走時很危險。到達目的地在放王水時有大量的氯氣逸出，也會使周圍的人中毒。導演寧浩也注意到了這一點：‘當時把油罐車尾部設置了兩個出口，罐內分兩層，分別放置了鹽酸和硝酸，避免提前混合腐蝕車體。’但我們認為這還不夠，因為油罐車大多是鐵罐，盛放濃硝酸可以，因為濃硝酸能使鐵發生鈍化，而濃鹽酸則可以和鐵反應，所以在油罐車內部要涂一層防護層。”

第二組代表：“我們組探究的問題是溶解8噸黃金需要多少王水，這些王水從何而來。我們以市場銷售的濃鹽酸和濃硝酸為例。一般市場銷售的濃硝酸的質量分數為69.2%，密度1.42g·cm-3，物質的量濃度約為16mol·L-1，濃鹽酸質量分數為37%，密度1.19g·cm-3，物質的量濃度約為12mol·L-1，根據化學方程式計算得知溶解1g黃金需要濃硝酸約0.32mL，濃鹽酸約1.69mL，轉化所需王水約2.46g。溶解8噸黃金理論上需要20噸王水，若考慮到王水的揮發，金庫的墻壁、地板消耗等因素，所以準備的王水還要更多。這么多的王水從何而來，電影并沒有直接告訴我們，只是設有一個伏筆：房東金姐檢測小東北給其作為房租的銀掛件真偽時出現的，后來小東北去逼問金姐王水的來源。不過我們查閱了20世紀30年代硝酸的生產情況，1935年在中國化學家侯德榜領導下建成的兼產合成氨、硝酸、硫酸和硫酸銨的聯合公司——永利寧廠（現南京化學工業公司）是我國第一家生產硝酸的企業，直到1937年2月才生產出硝酸，但開工不到半年就因為戰爭停產了。由于硝酸與國防工業密切相關，是一種重要的軍用戰略物資，一個人購買確實有難度。那時的大俠們，恐怕只有買進口貨了，但王水的運輸十分不便，千里迢迢運到國內，價錢一定很貴，而且肯定會被懷疑。”

第三組代表：“我們在結尾看到被溶解掉8噸黃金的水全部流入了江河，實在是可惜，而且還會造成水源的污染。20多噸強酸性、強氧化性的廢水，其中還有好幾噸的含金元素的[AuCl4]-，毫不夸張地說，排放到河里就是一場環境災難。河水中的魚、蝦等生物肯定會迅速死亡，水體會富營養化，最終會使河水變得又黑又臭。假如我是主角，我會挖一個無人知曉的蓄水池，把溶有黃金的王水引入到蓄水池中，根據我們學過的知識‘金屬活動順序表’知道，金是不活潑的金屬，事后向蓄水池中放入大量的鐵粉或鋅粉就能把金置換出來，這樣的結局肯定是皆大歡喜，既阻止了黃金不落入敵人手里，又制止了環境的污染，最終還能被我們得到，多好的結局啊。”

這時自由組一名學生站了起來：“我認為第三組代表所說的想法是好的，但不可能。”全班學生一齊看向他，“剛才第三組的同學對這部電影結尾的處理是理想化的，是一廂情愿的。大家想想當時銀行周圍肯定戒備森嚴，因為黃金剛剛失而復得，日本人明知道黃金已被中國救國會的人盯上，能不派重兵把守嗎？況且時間也很緊迫，因為日本人要把黃金運走。若挖一個蓄水池，時間不允許，即便日本人不知道挖蓄水池的事，也已經把黃金運走了，結果竹籃打水一場空。”

“我也有同感。”另一名學生站起來，“剛才第三組的同學講到把黃金還原出來，我知道有個著名的故事是說在二戰期間丹麥被德軍占領，物理學家玻爾為了防止諾貝爾獎章被德軍得到，便在離開前，把獎章放在王水里，并把其放在一個比較隱蔽的地方，所幸德軍并沒有破壞實驗室。戰后歸來把銅塊放入王水里，銅塊慢慢消失，瓶子里出現了黃金，后來又請了鑄匠重新鑄成了諾貝爾獎章。而《黃金大劫案》是發生在我國20世紀30年代的事，時間要提前10年。本來一個街頭小混混能注意到其房東金姐溶解銀掛件的事，并且聯系起來，已經很了不起了。活潑金屬把不活潑的金屬從其化合物中還原出來的知識也是我們現在學過才知道的，而讓一個街頭英雄知道許多科學知識，去做十幾年以后科學家才做的事，這是不可能的，所以大家的愿望雖是好的，卻背離了事實，不能讓人信服。我看原電影的結局能夠被大眾接受。在那個戰火紛飛的年代，吃不上喝不上，朝不保夕，又有誰還有心思考慮環境污染的問題呢？”這位同學說完，全班響起了熱烈的掌聲，我也禁不住鼓起了掌。

蘇霍姆林斯基曾說過：“在優秀教師那里，學生學習的一個突出特點，就是他們對學習的對象采取研究的態度。教師并不把現成的結論、對某一定理的正確性的證明告訴學生。”此次學生對所電影中的情節的質疑，從提出問題到探究、解決問題，整個過程筆者幾乎沒有過問，都是他們在課余查資料，一起探討，并進行歸納整理出來的。

在向全班學生進行展示成果時，他們居然像教師講課一樣用故事吸引同學，語言加手勢，表現得大膽、沉著、自信，有的學生還很幽默。

課后幾名學生在和我交流時說：“老師，我們覺得這樣的活動應該多舉行幾次。雖然耽擱了我們的一些學習時間，但‘磨刀不誤砍柴工’，我們合作、探討，確立了互助的關系，增強了自信。以前我們都是在孤軍奮戰，現在同學們合作、交流明顯增多，不再感到無助，我們感覺到了同學之間的親情，感覺到了家的溫暖；同時由于我們主要是在課余做這些事，心情得以放松，也增加了許多課外知識，增長了見識，這是在課堂上學不到的。”

學生的話也讓我陷入思考，當學生在討論過程中不自覺地把知識進行延伸的時候，他們學會了思考、交流和欣賞，更學會了關心別人和社會，明白了自己的責任，增強了自己的信心。這些比我們在課堂中苦口婆心地向他們灌輸要好得多，有時教師的說教只是紙上談兵，而他們自己領悟出來的東西是最能改變他們自己的。

筆者從這次探究中深刻地感覺到，教學需要徹底反思，需要對學生重新認識。教師千萬不要低估了學生的潛能，要相信學生，把問題交給他們，把發現留給他們，只有這樣，他們才能真正地進行自主學習，才能在探索中收獲到意想不到的結果。