由木材制取木炭

世界上许多地方用木炭作燃料。在少量空气存在的条件下加热木材，木材不能燃烧起来却可制得木炭。由于木炭的性质与木材的性质完全不同，故可以肯定木材在加热过程中发生了化学反应。

所有物质，不管是固体、液体还是气体，都是由无数微粒构成的。木炭与木材的性质很不相同，因此，构成两种物质的微粒也必然有区别。

如果微粒的种类发生变化从而生成了新的物质，那么这种变化就叫做化学反应。

制取木炭时，木材总是减少部分质量，如100公斤木材约可制取25的木炭，恰好减少了75公斤。图2.1解释了出现这种现象的原因，原来，木材失去的这部分质量以液体和可燃气体的形式从木材中放出了。这一化学反应可用文字方程式简单表示如下：

图2.1所示实验的结果表明，木材中肯定含有液体物质和气体物质，而木炭中却不含这两种形式的物质。因此，木材和木炭不可能是同一种物质。木材由很大且很复杂的微粒构成，加热木材时，这种微粒就分解成木炭、液体和气体，它们比原来的微粒小得多，也简单得多。

硫酸铜晶体的变化

如图2.2所示，试管内正在加热蓝色的硫酸铜晶体，试管事先密封好，使试管内外没有物质的交换。过一会儿就可看到，试管内的蓝颜色晶体不见了。留下的是白色固体，并且距火焰稍远的试管内壁上有无色的液滴凝聚。

这个实验表明，蓝色固体由白色固体和无色液体构成，并且，蓝色固体与无色液体不是同一种物质（图2.3）。本实验表明的这种变化是另一种化学反应。

可以验证，加热前后试管与试管内所装物质的总质量相等。白色固体与无色液体两者质量的和等于蓝色固体的质量。

在所有的化学反应中，相互反应的物质总质量等于所生成物质的总质量。

这一重要结论称为质量守恒定律。

所有在加热时质量减少的固体，必然有气体放出。质量守恒定律表明，放出的气体的质量总是等于固体减少的质量。

其它固体物质的加热

做下面的实验之前，首先要知道如何鉴别气体。和所有物质一样，每种气体都有一些特殊的性质，依据这些性质就可确定该气体为何物质。鉴定有颜色的气体很容易，但许多气体由于没有颜色不好识别。鉴别这些气体就要通过实验。这种实验要根据气体的一些固有性质来进行。

图2.4示出了如何进行鉴别氧气和二氧化碳两种无色气体的检验

图2.4

方法。在这个试验里，人们可以发现被加热固体是否会分解成新的物质。实验时注意检查下列内容：

（i）固体物质颜色的变化；

（ii）放出的气体；

（iii）固体物质质量的变化。

在实验中，如果固体物质由于放出气体减少了质量，那么就一定生成了由不同微粒构成的新物质。

实验1  一些固体物质加热时的现象

每组实验至少应利用下列固体物质中的任意两种：

碳酸铜，氯化钾，高锰酸钾，碳酸氢钠

首先，试管内装入两刮勺固体物质，称出试管的总质量；然后加热试管，并观察试管内物质的变化情况。如考虑有气体放出，可用上面介绍的方法鉴别。最后让试管冷却下来，重新称量试管的总质量。

·抄下如下的表格，并将实验结果逐项填在表格内。

·用文字方程式表示每一个所发生的化学反应。例如，加热高锰酸钾的反应可写作：

对固体物质加热使之分解成新物质的化学反应称为热分解。本实验中有三种物质可发生这种反应，而另一种物质加热时不发生任何变化。

朝两方向进行的化学反应

一些变化是可逆的，即这些变化可朝两个方向进行。如果冷却图2.2中的试管，则管壁上凝集的无色液体又会返回白色固体中，从而白色固体又变成原来的蓝色固体。这一反应的文字方程式可写作：

如将无色液体收集起来（图2.5）并检验它的性质，就会发现这种无色液体实际上是纯净的水。

还有许多其它的晶体加热时可放出水，这样的晶体称为水合物，除去水后生成的新的固体物质称为无水化合物。

“固结”在水合物晶体内部的水称为结晶水，它总可通过对晶体/TITLE>加热的方法除去。在少数情况下，让晶体在空气中暴露几天也可除去其中的结晶水，如水合碳酸钠就是这样的晶体。

从化合物到元素

图2.6和图2.7示出了两种分解物质的方法。如图2.6所示，加热

红色的氧化汞就变成了灰色发亮的汞液滴，和无色的气体（氧气），该气体可使灼热的木条复燃（注意：本实验中放出有毒的汞蒸气）。

分解物质的另一种方法是把物质熔化后通以电流。图2.7中为已熔化成液体的绿色氯化铜，通电时，氯化铜液体产生有黄绿色有刺激味的气体（氯气），并有一层红色的固体物质（金属铜）沉积在碳棒周围。

不论采取什么方法都不能使汞、氧、氯和铜再进一步分解，甚至给汞和铜通以电流，二者也并不发生变化。上述四种物质称为元素，构成这些元素的微粒称为原子。

元素是最简单的物质，它可通过化学反应获得，元素只由一种原子构成。

红色的氧化汞和绿色的氯化铜都是由两种元素所构成的化合物（图2.8）。

化合物通常可分解成较简单的物质：化合物由两种或两种以上的元素的原子构成。

并非所有化合物都可通过加热或通以电流直接分解成组成该化合物的元素，许多化合物往往可分解成较简单的化合物或分解成元素与较简单化合物的混合物。例如，木材分解成木炭（碳、一种元素）、液体（简单化合物的混合物）和气体（简单化合物的混合物）。

生活材料中的元素

生活材料中的许多化合物（或由生活材料构成的许多化合物）仅由碳、氢和氧三种元素构成。图2.9给出了其中一些例子。位于中心区域的物质由上述三种元素构成，位于两环重叠部分的物质只由其中两种元素构成。

习题

1.下面是关于蓝色硫酸铜的一段短文，选取下列适当的词填入空白处，完成短文。

无水（的），  晶体，水合（的），质量，  结晶水

缓慢加热蓝色的硫酸铜_____时，由于蓝色硫酸铜析出了所含的_____，故其——要减少，结果生成白色固体物质，称为_____硫酸铜。如果给这种白色固体滴入水滴，则它又恢复原状，变成_____硫酸铜。

2.硫酸铈是黄色固体，对其加热，黄色固体变成橙色固体，并有无色液体在试管壁上生成。

用水合物、无水物和结晶水的概念解释发生这种现象的原因。怎样才能使橙色固体再变成原来的黄色固体？

3.碘化铅是由两种元素构成的固体化合物。

（a）说出这两种元素的名称。

（b）叙述一个可将碘化铅分解的方法。

4.人们习惯认为水是一种元素，你认为用什么实验可以证明水是化合物？

5.写出一化学反应进行过程中可能发生的三个变化，其中两个变化是固体所发生的，另一变化则是其它一类所观察到的现象。