碳酸盐的特性

时间:2023-11-17 20:09:01

保罗叔叔说:“是的!现在,我还要和你们讲一件事情。我们前面已经说过了,石灰石是一种碳酸盐,化学上称为碳酸钙,但碳酸盐并不只有碳酸钙一种,其他的很多金属,比如,铜、铅、锌等,都有一种或一种以上形式的碳酸盐。

“不过,自然界中的碳酸钙分量最多,并且它在我们的世界中担负了重大的任务,所以我需要特别提出。大多数土壤都是由碳酸钙组成的,而很多山脉都含有石灰石。不过,无论在自然界的存在是多是少,所有的碳酸盐遇到强酸都会产生泡沫,释放出二氧化碳气体。这是因为它们均含有二氧化碳,否则就不能称为碳酸盐了。我们可以立刻从碳酸盐的这种特性中学到新的知识。

碳酸盐的特性

“在这个杯子里放入一把从灶膛中拿出的柴灰。假如我问你们这些灰是什么物质,你们一定无法回答,因为凭借它的外观、气味等,都没有任何提示,但是我们可以借用一个间接的巧妙方法很快解决这个问题。我在柴灰上滴少量强酸,柴灰就剧烈地产生了大量泡沫。由此可以知道,柴灰中含有——有什么?谁能告诉我?”

爱弥儿抢着答道:“柴灰中含有碳酸钙。”

约尔道:“我认为爱弥儿回答得太着急了。一切碳酸盐遇到强酸均会产生泡沫,所以这些泡沫仅仅能说明柴灰中含有碳酸盐,却并不能告诉我们这是哪一种碳酸盐。”

“你说得非常正确。这些柴灰中的确含有一种碳酸盐,但并不是碳酸钙,它是另一种你们没有听说过的、被称为钾的金属的碳酸盐。虽然我刚刚的实验并不能告诉大家这些柴灰中所含有的金属是什么,但它至少说明了这些柴灰中含有二氧化碳。所以,化学家均采用像这样的实验来探究物质的性质。例如,你拿一块矿石,或一撮泥土,或其他任何物质进行检验,化学家们都会用一种化学药品检验它,并告诉你它是否含有铁;用另一种化学药品检验,并告诉你它是否含有铜;再用一种化学药品检验它,并告诉你它是否含有硫,这样一一检验下去,就能将这个物质的成分完完全全告诉你。

“然而,铁、铜、硫等元素并非为肉眼所能见的,就是在各种实验进行时,平常人也无法看出来,而化学家之所以知道这种物质中含有铁、铜、硫等元素,是通过各种化学药品对该物质所起的反应现象而推断出的。当一块白色的大理石遇到硫酸产生泡沫,我就可以断定它含有二氧化碳,从而推断出它含有碳元素。同样,化学家确定一种物质含有某种元素,并不是直接用肉眼观察得来的,而是根据实验结果判断的。

“现在,让我们来制取一些二氧化碳气体吧。为此,我已经准备了很多敲碎的石灰石。将一把石子放在瓶里,再向瓶中加入一些清水,用来稀释强酸,使气体不会生成得太快。若气体剧烈生成,我们就很难控制反应了。这次实验所使用的强酸,并不是刚刚所用的硫酸,因为碳酸钙遇到硫酸就会变为硫酸钙,即烧石膏,它是不能溶解的物质,会附着在石子的表面并阻碍反应继续进行,从而使气体的生成在中途停止。所以为了保证实验可以顺利进行,不会在中间停止,石子的表面必须保持清洁,不能被障碍物遮蔽。换句话说,新生成的化合物必须在生成时就立即离开,所以这种新生成的化合物必须能溶解在水中,使用盐酸便可以达到这个目的。”

爱弥儿问道:“你说的是什么酸?”

“是盐酸。”

约尔接着问道:“你之前说过,酸的名称一般都是在组成某种酸的非金属的名字后加一个酸字得名。可是盐酸的盐字似乎并不是任何一种非金属元素的名称,这是为什么呢?”

“对于这个问题,我应该从两方面来解释:首先,因为盐酸是用食盐制成的,所以俗称盐酸,正如硝酸是用硝石制成的,所以俗称硝酸一样。其次,盐酸和之前所说的各种由非金属氧化物与水化合而成的酸,如硫酸、碳酸、磷酸等,是不同的。之前所说的酸均是含氧酸,而盐酸却是不含氧酸,它由氯气和氢气两种气体化合而成,所以它的学名是氢氯酸。只是因为大家已经习惯了盐酸这个名字,所以我们沿袭习惯,称之为盐酸。我希望你们不要忘记氯元素,它是食盐、氯酸钾和正氯酸中所含的一种非金属元素。至于氢元素,在上一节课程中,我们已经讲过,我就不再专门介绍了。

“盐酸或氢氯酸是一种黄色且有强烈酸味的液体。在空气中,会释放出具有强烈辛臭味的白烟。我在盛满水和石灰石的杯子里滴入一些盐酸,石子就会和盐酸产生反应释放出二氧化碳。此时,石子表面会出现剧烈的冒泡反应。

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