滴水“引火”

◆徐海 黃薇 陸涌泉 梁文杰

水滴之力微不足道，卻能穿透石塊，這看似不可思議的事情就存在于現(xiàn)實(shí)生活中。

小小的水滴不僅可以穿石，還能引發(fā)劇烈的化學(xué)反應(yīng)。都說(shuō)水火不容，那滴水“引火”是怎么一回事呢？

一、實(shí)驗(yàn)材料

鎂粉、硝酸銀粉末、蒸發(fā)皿、膠頭滴管、稱量秤、藥匙、清水等。

二、實(shí)驗(yàn)步驟

（一）戴好實(shí)驗(yàn)用手套，稱量1 g鎂粉、0.3 g 硝酸銀粉末。將稱量好的鎂粉和硝酸銀粉末倒入蒸發(fā)皿中，均勻混合。如圖1。

圖1

（二）用膠頭滴管吸取清水，往鎂粉和硝酸銀粉末混合物中滴加1 至2 滴水，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，會(huì)發(fā)現(xiàn)混合物發(fā)出刺眼的白光。如圖2。

圖2

“徐”徐道來(lái)

中南大學(xué)教授 徐海

鎂作為一種相當(dāng)活潑的金屬，可與硝酸銀發(fā)生置換反應(yīng)，產(chǎn)生硝酸鎂與單質(zhì)銀。

反應(yīng)式為Mg+2 AgNO3=Mg(NO3)2+2 Ag

要使反應(yīng)發(fā)生，首先需讓硝酸銀電離出離子。硝酸銀溶解度極大，所以硝酸銀粉末迅速溶于水，引發(fā)置換反應(yīng)。由于鎂從硝酸銀溶液置換出銀的反應(yīng)過(guò)程中釋放大量的熱，所以鎂粉會(huì)燃燒，發(fā)出耀眼的白光并放出高熱。鎂粉遇水或潮氣時(shí)反應(yīng)劇烈，并釋放氫氣和大量熱量，引起燃燒或爆炸。這一系列的過(guò)程引發(fā)了一場(chǎng)火光四射的劇烈反應(yīng)。

水使硝酸銀得以溶解，因此，滴加水是引發(fā)本次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的條件。當(dāng)然，反應(yīng)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生其他一些副產(chǎn)物，如NO2 氣體。

科學(xué)大視野

置換反應(yīng)是化學(xué)的四大基本反應(yīng)類型之一，包括金屬與金屬鹽的反應(yīng)、金屬與酸的反應(yīng)等。它是一種單質(zhì)與一種化合物作用，生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)。常見的置換反應(yīng)有鐵與硫酸銅的反應(yīng)、銅與硝酸銀的反應(yīng)等。

我國(guó)古代的濕法煉銅就是利用了置換反應(yīng)的原理。《宋史》中就有記載：“以生鐵鍛成薄片，排置膽水槽中，浸漬數(shù)日，鐵片為膽水所薄，上生赤煤，取括鐵煤，入爐三煉成銅。”東晉煉丹家葛洪《抱樸子內(nèi)篇·黃白》中有“以曾青涂鐵，鐵赤色如銅”的記載。