探究電影中的化學奧秘

鮑繼才

【關(guān)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(jié)產(chǎn)生了濃厚的興趣。經(jīng)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(wǎng)或到圖書室、閱覽室查資料，但要資料共享，有連續(xù)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(zhì)不同于一般的酸的性質(zhì)。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?！彼呎f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↑?！敖鹬阅苋苡谕跛@是因為王水中還含有高濃度的Cl-，它能與金離子形成穩(wěn)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(wěn)定，濃硝酸和濃鹽酸反應會產(chǎn)生大量氯氣，所以王水只能是現(xiàn)配現(xiàn)用，否則配了一油罐車的王水產(chǎn)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(nèi)分兩層，分別放置了鹽酸和硝酸，避免提前混合腐蝕車體?！覀冋J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(fā)生鈍化，而濃鹽酸則可以和鐵反應，所以在油罐車內(nèi)部要涂一層防護層?！?/p>

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(zhì)量分數(shù)為69.2%，密度1.42g·cm-3，物質(zhì)的量濃度約為16mol·L-1，濃鹽酸質(zhì)量分數(shù)為37%，密度1.19g·cm-3，物質(zhì)的量濃度約為12mol·L-1，根據(jù)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(zhuǎn)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(fā)，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?zhèn)螘r出現(xiàn)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(chǎn)情況，1935年在中國化學家侯德榜領(lǐng)導下建成的兼產(chǎn)合成氨、硝酸、硫酸和硫酸銨的聯(lián)合公司——永利寧廠（現(xiàn)南京化學工業(yè)公司）是我國第一家生產(chǎn)硝酸的企業(yè)，直到1937年2月才生產(chǎn)出硝酸，但開工不到半年就因為戰(zhàn)爭停產(chǎn)了。由于硝酸與國防工業(yè)密切相關(guān)，是一種重要的軍用戰(zhàn)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(nèi)，價錢一定很貴，而且肯定會被懷疑?！?/p>

第三組代表：“我們在結(jié)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(huán)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(yǎng)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(jù)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(jié)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(huán)境的污染，最終還能被我們得到，多好的結(jié)局啊?！?/p>

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(jié)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(jīng)把黃金運走了，結(jié)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(zhàn)期間丹麥被德軍占領(lǐng)，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(zhàn)后歸來把銅塊放入王水里，銅塊慢慢消失，瓶子里出現(xiàn)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(fā)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(lián)系起來，已經(jīng)很了不起了?；顫娊饘侔巡换顫姷慕饘購钠浠衔镏羞€原出來的知識也是我們現(xiàn)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(jié)局能夠被大眾接受。在那個戰(zhàn)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(huán)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(yōu)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(tài)度。教師并不把現(xiàn)成的結(jié)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(jié)的質(zhì)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(xiàn)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(guān)系，增強了自信。以前我們都是在孤軍奮戰(zhàn)，現(xiàn)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(guān)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(lǐng)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(fā)現(xiàn)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(jié)果。