科普-中华学生百科全书-第540章
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能代替骨骼的玻璃
人的骨头坏了，需要修补，过去多用金属钛等，价格昂贵。美国佛罗里
达州大学的亨茨教授造出了一种新型玻璃。它的主要成分是除占 45％的二氧
化硅、占 25％左右的氧化钠和同比例的氧化钙以外，还有约占 5％的五氧化
二磷。用这种玻璃来造骨骼要比某些金属优越得多。
亨茨教授把这种生物玻璃做成猴子大腿骨，植入猴子体内，经过一定的
时间，猴子恢复了健康。后来又从猴子体内取出这根大腿骨进行观察，见到
再生的骨细胞已经长入生物玻璃骨内的网络结构里，浑然一体，真假难辩。
经力学实验证明，这种人造骨比猴子原骨结实得多。
亨茨教授又用这种生物玻璃制成人的大腿骨、小腿骨、关节腿等，植入
人体内，效果也很好。
生物玻璃之所以适用，原因是它的配料成分是仿生的，经过配料化合后，
生成一种新成分叫氢氧化磷酸钙。这种成分就是人和动物的骨头的构成成
分。
这种生物玻璃，还可以将其溶化、浇铸成一定形状的毛坯，然后经过车、
铣得到各种不同尺寸的零件，来满足患者的需要。
玻璃棒着火
纸可以着火，木棍可以着火，可是你听说玻璃棒也可以着火吗？
在一块表面皿上，放少量研细的高锰酸钾晶体，再往晶体上滴几滴浓硫
酸，轻轻地用一支玻璃棒把它们混合均匀。玻璃棒立即就着起火来。
如果你在晚上做这个实验，那就更有趣了。天黑以后，拿一支试管放在
试管架上。用一支滴管吸取 2 毫升浓硫酸，然后把滴管伸到试管的底部，把
2 毫升浓硫酸加在试管的底部。另外，用滴管将 5 毫升无水乙醇轻轻地沿着
试管壁加到试管中。这时，由于浓硫酸重，酒精轻，所以试管中的液体明显
地分为两层，上层是酒精，下层是浓硫酸。最后，往试管中投入几粒高锰酸
钾晶体。这时，你可以把屋子里的电灯关了。在黑暗中，你将会看到试管中
不断产生火星，闪闪发光，好像试管中也放起了节日的焰火。
为什么我们没用火柴去点它，这些东西就会自己着火呢？
原来，高锰酸钾具有很强的氧化性，它和浓硫酸作用生成氧化性更强的
七氧化二锰。
酒精和其他易烯物质遇到氧化性特别强的七氧化二锰，就会燃烧起来。
棉花制成的炸药——火棉
棉花，普普通通的棉花难道能变成炸药？
不错，棉花真的可以制成炸药。
棉花几乎是极纯净的纤维素。它极易燃烧，但燃烧时并不发生爆炸。可
是人们把棉花（或棉籽绒）与浓硝酸和浓硫酸的混合酸作用后，就制成了炸
药，俗称火棉。
火棉燃烧的速度非常惊人，它在几万分之一秒内完全燃烧，同时放出大
量的热，并生成大量的气体——氮气、一氧化碳、二氧化碳与水蒸气。据测
定，火棉在爆炸时，体积会突然膨胀 47 万倍！
棉花是很便宜的东西，所以火棉可算是很便宜的炸药了，被大量用来开
矿、挖渠、修水库、筑隧道，成为人们移山填海的好助手。
水火相容
初看标题，你也许会说一定是写错了。自古道：“水火不相容”，怎么
说“水火相容”呢？
不信，请看：
在一个玻璃杯中盛大半杯水，把十几颗氯酸钾晶体放到水底，再用镊子
夹取几小粒黄磷放到氯酸钾晶体中。接着用玻璃移液管吸取浓硫酸少许，移
注到氯酸钾和黄磷的混合物中，这时水中就有火光发生。水中有火，岂不是
“水火相容”吗？
秘密在哪里呢？
在水中放进氯酸钾，氯酸钾是含氧的化合物；再放进黄磷，黄磷是极易
燃烧的东西，在水里因为与空气中的氧隔绝了，所以没有自燃。但是，加进
了浓硫酸，浓硫酸与氯酸钾起作用生成氯酸，氯酸不稳定，放出氧来。氧又
与黄磷起反应而燃烧，这种反应特别猛烈，因此在水里也能进行，使得水火
同处在一个杯中。磷被氧化生成五氧化二磷，五氧化二磷与水起作用，生成
磷酸。
液体里面的“星”光
秋天的夜空，那蓝湛湛的天空布满了星星，好似一块天鹅绒上镶满了珍
珠、钻石。还有那皎洁的明月悬在碧空中，浮云飘动，仿佛嫦娥就要走出月
宫，在浮云上面翩翩起舞。
你相信吗？这秋夜的美景，能在试管中重现。
在一支较大的试管中，加入几毫升无水乙醇（或者是 90％的乙醇），再
慢慢滴入等量的浓硫酸，在试管背面衬一张深蓝色的纸。摇振试管后，关闭
电灯，用小匙挑一些高锰酸钾晶体，慢慢撒在液面上，晶粒在溶液中逐渐下
落，你就可以看到火星点点，恰似秋夜的星光，还有轻微的炸裂声。
那么，高锰酸钾、酒精的混合液里，为什么会发光呢？
因为高锰酸钾和浓硫酸接触，便产生氧气，它的氧化力很强，能使混合
液中的酒精燃烧而发出闪闪的火花。在黑暗的地方看，火花便格外明亮。
是谁造出的“仙境”
“桂林山水甲天下，锦绣山河美如画”。游览过桂林山水的人都会这样
赞美它。特别是桂林的岩洞，如果你走进七星岩、芦笛岩，你将看到，里面
的石笋、石钟乳有的像飞龙；有的像雄狮；有的又像翩翩起舞的仙女；而有
的像冰凌、桌椅。千姿百态，真好似到了神仙境界，美妙极了。
桂林岩洞里的石笋、石钟乳确实是奇丽、富于诗意。它招引了不少的游
客，受到古今多少诗人的赞美。然而，那些美丽的石笋、石钟乳是怎样形成
的呢？
原来，桂林的山都是石灰岩构成的，石灰岩就是碳酸钙，它长期暴露在
空气中，和空气里的二氧化碳及地上的水起反应后，一部分碳酸钙变成了碳
酸氢钙溶解在水里，从高处往低处流，于是石山便会缓慢地出现溶洞。这种
溶有碳酸氢钙的水，当气温升高，或是由于从高处往低处跌落产生的机械热
起作用，碳酸氢钙又重新分解成碳酸钙、二氧化碳和水。这些重新分解出来
的碳酸钙改换了地方，有的凝结在岩洞顶上，有的堆积在洞底，长年累月，
逐渐增大，就形成了各种形态的石笋和石钟乳了。
清水变“牛奶”
小明的爸爸是位化学老师，今天，小明来到爸爸的学校，缠着爸爸作魔
术。爸爸把小明带到实验室。
爸爸说：“这里有 1 号、2 号两只玻璃杯。你看，这杯子里盛了半杯清
水，我要叫它变成“牛奶”。我拿一根玻璃管向水里吹气泡，你看，清水变
成了牛奶。我还要把它还原为清水。”
于是，小明的爸爸又向玻璃杯里吹气泡，“牛奶”变成了清水。
“噢，爸爸，我也会做！”小明迫不急待地说。
小明拿来 2 号杯子，向杯子里吹气泡。可是，无论他怎么吹，清水安然
无恙。这是为什么呢？
爸爸说：“这 1 号和 2 号玻璃杯里，看起来都是清水，其实不然。1 号
杯盛的是清石灰水，又称氢氧化钙溶液。用管子向水里吹气泡，人呼出的气
里含二氧化碳，和氢氧化钙起作用，就生成了白色的碳酸钙沉淀。因为气泡
的鼓动，一时没有沉淀下去，成了一种乳白色的悬浊流体，像牛奶一样，实
际上并不是牛奶。而 2 号杯子里，我故意盛了半杯自来水。这样，无论你怎
么吹也不会变成“牛奶”。那么，继续向碳酸钙的悬浊液体吹气泡，怎么又
变清了呢？原来，这是由于碳酸钙的沉淀变成了碳酸氢钙。碳酸氢钙能溶于
水。所以杯里的液体又变清了。
“这真是有趣！”小明高兴地说。
纸盒煮鸡蛋
探险是一种很有意义的活动，可以看到大自然的各种奇景，发现自然界
的一些规律和奥妙，为人类提供利用自然、改造自然的第一手资料。
例如，麦哲伦、哥伦布、郑和等都是驰名世界的航海探险家。他们的故
事流传千古，对人类的文明和进步都做过杰出的贡献。
航海探险，会遇到不少困难，这不但要有坚强的毅力，还要有丰富的知
识。如果你也去航海，飘流到一个荒岛上，那里有许多鸟蛋，可供你食用，
不过在那荒岛上找不到煮蛋的锅子，你怎么能煮熟它呢？
办法之一，最为简单，用湿泥巴把蛋裹起来放到火里煨。
办法之二，十分有趣，用纸盒煮蛋。就是拿不透水的硬纸做成一个盒子，
放上水，蛋便可以煮熟。
你也许会问：纸盒代替锅子煮蛋，不会烧坏吗？
不会，因为里面有水，水可以吸收热量，使自身的温度升高。而水沸腾，
只达到 100 度就不再升高了，纸盒在 100 度没达到着火点，所以不会烧坏。
如果你放一些盐和茶叶，还可以吃盐茶蛋呐！
变色镜的奥妙
小明的妈妈给小明买了一副眼镜，小明说：“这不就是一副普通的眼镜
吗？”可妈妈说：“这可不是一副普通的眼镜，它是一副会变颜色的眼镜。”
为什么眼镜会自动变色呢？
人们从照相胶片的感光原理得到启示，制成了能随光变色的玻璃。这种
玻璃经紫外线或阳光照射后，它的颜色会变暗，照射光线愈强，玻璃变色愈
快；当照射的光移去后，又能还它的本来面目。
制这种玻璃的方法和普通玻璃是一样的，不过它是在普通的硼硅酸盐玻
璃的原料中加放了少量对光敏感的物质，如氧化银、溴化银等，再加入极少
量的敏化剂，如氧化铜等制成的。敏化剂的作用是能使玻璃对光线变得更加
敏感。
变色玻璃的氧化银经过光照射，变成氯和银，银原子使玻璃带上颜色而
变暗，但是在玻璃里，银原子是不能自由行动的，氯原子也跑不出去，所以
如果光线不照射时，银原子和氯原子又会重新相逢在一起，生成无色的氯化
银，使玻璃又变得透明，这样玻璃就能明暗反复变化。
现在，变色眼镜的用途极为广泛。车辆驾驶人员，野外工作人员以及患
眼疾的病人戴上了这种眼镜，比普通太阳眼镜要优越得多。
“小太阳”里的“居民”
早在 1965 年春节，第一盏“人造小太阳”在上海南京路上海第一百货商
店大楼层顶上出现。它的功率高达 2 万瓦。每当夜幕降临，它大放光芒，然
而，它并不大，灯管只比普通日光灯长一倍。
“人造小太阳”就是高压长弧氙灯的俗称。高压长弧氙灯的主角，便是
氙气。
氙是一种无色的惰性气体，化学性质极不活泼，比同体积的空气重 3 倍
多。
氙在电场的激发下，能射出类似于太阳的连续光谱。高压长弧氙灯便是
利用氙的这一特性制成的。氙灯是 20 世纪 60 年代才发展起来的新光源之一。
这种灯的灯管是用耐高温、耐高压的石英管制成的。通电后，氙气受激发，
射出强烈的白光。
高压长弧氙灯用途极为广泛。可用于电影摄影、舞台照明、放映、纺织
和工业照明。现在，城市里的广场，运动场都用它来照明。
氙也大量被用来填充光电管和用在真空技术上。用氙制造的照相闪光
灯，可以连续使用几千次，而普通的镁光灯，却只能使用一次。
随着科学技术的迅速发展，人们会越来越深入地了解“氙”，从而把它
应用在更多、更广泛的领域。
馒头里的“小房子”是谁造的？
馒头是大家常吃的食品，但是，馒头里的学问大家也许并不知道。
当你切开一个馒头时，你会发现馒头里有许许多多的小洞洞，像一间间
小房子一样。你知道这是怎么形成的吗？要想解开这个谜，必须先从馒头是
怎么做出来的开始了解。
首先在面粉里放些水，再加上酵母和盐，和均后盖起来，让它发酵。酵
母遇到潮湿的面团，迅速繁殖。它们把面粉里的淀粉分解成葡萄糖和二氧化
碳。这些二氧化碳都想从面团里跑出来，可是粘韧的面团把它们阻拦住了。
慢慢地二氧化碳气体越来越多，把面团顶了起来，于是，面团就发胖胀大了。
等面团发酵好了，做成一个个馒头，上蒸笼去蒸。馒头里的二氧化碳气
体，受热后膨胀起来，最后从面团里跑出来，馒头里留下了无数的小洞洞，
馒头蒸熟了，也就变得又大又松了。原来，馒头里的小洞洞，都是二氧化碳
居住过的“小房子”。
食物中有多少淀粉
淀粉是我们每一个人不可缺少的东西，它可以转变成糖，产生大量的热
能，使我们得到充沛的精力。
怎样才能知道哪些食物中含的淀粉多，哪些食物中含的淀粉少呢？一个
最简单的方法就是利用碘来检验。碘与淀粉能生成深蓝色的化合物，反应十
分灵敏。
具体方法是首先配少量 0．5％碘的酒精溶液，然后把配好的碘酒滴在土
豆、面包、大米饭或玉米粥上，这时你就可以发现，它们上边都产生出深蓝
色，说明它们里边都含有大量淀粉。
再找些蔬菜和水果，如大白菜、波菜、萝卜、西红柿、胡萝卜、大葱、
苹果、梨等等。把这些蔬菜和水果各切一片，分别滴上碘酒，你就会发现，
有的变蓝色，有的不变色，有的深蓝色，有的浅蓝色。说明它们里面所含淀
粉的量差别很大。
利用这个方法，还可以检验蜂蜜、奶中等有无面粉。如果这些食物样品
中加入碘酒出现了深蓝色，说明是掺假商品。
可以“分割”的空气
人们每天都在呼吸新鲜空气。可是，空气是什么？它是由什么组成的呢？
早在 1771 年，在瑞典的一个药房里，药剂师卡尔·杜勒做了一个有趣的
实验。他从水里夹出了块橡皮似的黄磷，扔进一个空瓶子。黄磷是个脾气暴
躁的家伙，它凭空也会“发火”——在空气中会自燃。杜勒把黄磷扔进空瓶
子之后，立即用玻璃片盖上瓶口，黄磷燃烧起来了，射出白得眩目的光芒，
瓶里弥漫着白色的浓烟。因为杜勒把瓶子盖死了，所以，黄磷虽然在一开始
烧得挺猛，但是没一会儿就熄灭了。
当杜勒把瓶子倒放到水里，移开玻璃时，水就会自动跑上来，而且总是
跑到约 1／5 的地方。杜勒感到很奇怪，他想：瓶里剩下来的气体是什么呢？
当他再把黄磷放进时，黄磷不再“发火”啦。他小心翼翼地把一只小老鼠放
进瓶子里，只见它拼命地挣扎，不一会儿就死掉了。
这件事引起了法国化学家拉瓦锡的注意。最后，拉瓦锡经过详细研究证
明：原来那失去的 1／5 气体，叫做“氧气”，剩下的是“氮气”。氧气能助
燃，氮气不能助燃。
根据测定，证明干燥空气中（按体积比例计算）：氧气约占 21％，氮气
约占 78％，惰性气体约占 0．94％，二氧化碳约占 0．03％，其他杂质约占 0．03
％。
美丽的“水中花园”
你一定看过描写海底景色的电影吧！在那蔚蓝色的大海里，在那静静的
铺满岩石的海底，生长着五颜六色、千姿百态的海草和海藻，还有那美丽的
珊瑚。无数的鱼、虾享受着幽静而美丽的花园。你是否希望拥有这样一座花
园呢？现在，我可以为你提供一座同样美丽的化学“水中花园”。
先准备一只长方形的玻璃水缸，在玻璃水缸底上铺一层洗净的砂子和白
色的小石子，然后在玻璃缸中加满 20％硅酸钠溶液。硅酸钠也叫水玻璃，它
是一种很普通的化工原料，可以作粘合剂，也可以做填充剂。买来的硅酸钠
都很浓，要用水冲稀了再用。如果配好 20％硅酸钠溶液以后，发现溶液有点
浑浊，最后用滤纸把硅酸钠溶液过滤以后再用。然后把盛满硅酸钠溶液的水
缸放在稳定的桌子上，千万别使水缸受到震动，因为“化学花园”最怕发生
“地震”，一经震动，“化学花园”中的各种花草�
