微量元素及其应用技术（共12篇）
微量元素及其应用技术 篇1
微量元素赋存状态主要是指微量元素的结合状态,也称为微量元素的存在形式。微量元素的赋存状态决定了该元素在加工利用过程中释放的难易程度及对环境的污染情况。逐级化学提取(SCEE)法是定量研究元素赋存状态的方法之一,该方法实际上是借鉴研究土壤中微量元素状态的方法而发展起来的。近年来,逐级化学提取方法已广泛应用于煤中微量元素赋存状态的研究。本文概述了逐级化学提取技术的分析方法,同时介绍了SCEE技术的发展历程及其中典型的Tessier、BCR权威分析方法。综述了近一段时间国内外SCEE技术在煤微量元素赋存状态研究方面的应用状况,并就该技术在赋存状态研究方面仍存在的问题进行探讨。
1 SCEE技术的理论依据
逐级化学提取(又称逐级提取或连续提取),其基本思想是根据不同形态元素的溶解度,用不同溶蚀或交换强度的化学试剂按从弱到强的顺序依次去溶蚀或交换样品,将样品中的重金属元素选择性地提取到特定的溶液中,并从每个步骤中分别分离出一个“操作上”定义的地球化学相,然后测定溶液中该金属元素的丰度,从而确定其在样品中的赋存状态,使赋存状态的研究定量化。值得提出的是,在任何一种煤样里,某一种元素可以处于多种赋存状态,而若干种元素又可以处于同一种赋存状态。
自20世纪60、70年代以来,许多学者针对沉积物和土壤中重金属形态的提取和分离,建立了大量的方法。在这期间,SCEE技术经历了尝试的酝酿期、Tessier流程提出的形成期、大量其它流程提出的发展期、通用标准流程及其参照物提出的成熟期以及通用标准流程改进和欧洲微量元素形态主题网——“形态21”工程建设的完善期,发展成为间接研究元素形态的重要手段之一,并广泛应用于土壤、沉积物、固体废物、大气颗粒物中元素分配、迁移、转化研究及生物有效性和毒性评价等领域[1]。目前,尽管新的逐级化学提取方法层出不穷,但在逐级化学提取法中还是以Tessier、BCR法最为权威,它们在环境地球化学和勘探地球化学等领域中仍有广泛应用。
Tessier连续提取方法(图1所示)通过模拟不同的环境条件,比如酸性或碱性环境、氧化性或还原性环境、以及螯合剂存在的环境等,系统性地研究土壤中的金属元素的迁移性或可释放性,能提供更全面的元素信息。该法有以下优点:(1)提取的过程相似于自然界状况下土壤遭受的天然的和人为的原因引起的电解质溶液的淋滤过程;(2)连续提取法得到的各种形态之和应该等于元素的总量,因此分析结果可以很好地自检;(3)通过连续提取的方法可以得到在不同的环境条件下土壤中重金属的迁移性,用以分别判断其危害性、潜在危害性,并为土壤的合理使用提供科学依据[2]。
BCR方法(图2)能较好反映土壤中重金属元素的形态分布情况,且由于其对提取剂选择的多方面均衡考虑和土壤标准样的制备,更加适于广泛使用,以便国际土壤重金属形态研究的结果具有可比性,促进该领域的研究和学术交流。同时BCR方法中选用低浓度以及无Ca、Mg元素的提取剂也更有利于高灵敏度分析仪器如ICP-MS的测定[3]。
2 SCEE技术在煤微量元素赋存状态研究中的应用
由于煤中微量元素赋存状态的复杂性,以往对微量元素赋存状态的讨论大多都是定性的,定量地确定不同形态微量元素比例是较为困难的。目前,逐级化学提取实验方法成为继浮沉实验之后间接研究煤中元素赋存状态的又一重要方法,同时逐级化学提取实验结果对研究煤中金属元素的释放能力也有重要意义。国内外学者曾用逐级化学提取方法研究煤中微量元素的赋存状态。早在1961年,Durie用水和稀盐酸抽提分析澳大利亚煤;Miller和Given用乙酸铵提取褐煤中有机官能团结合态、用1 mol·L-1 HCl提取碳酸盐结合态微量元素;匈牙利Tomschey等将这种方法分别成功地应用于Slovakian、匈牙利Ajka和匈牙利上白垩统褐煤;Dreher和Finkelman采用该方法研究了美国怀俄明州煤。Palmer等将Finkelman等采用的方法进一步优化为四步逐级化学提取法;西班牙Querol等、英国Cavender和Spears都曾用逐级化学提取方法研究煤中微量元素赋存状态。
国内张淑苓、尹金双等首次将逐级化学提取方法应用于我国云南临沧褐煤中锗的赋存状态的研究,即采用中国科学院环境化学研究所研究底泥中Hg的赋存状态的方法来研究煤中锗的赋存状态。近年来,逐级化学提取方法在国内已广泛用于煤中微量元素的赋存状态研究,许多学者都曾用该方法研究了煤中微量元素的赋存状态[7,8,9,10,11,12]。
3 煤中不同赋存状态元素在逐级化学提取中的归属问题讨论
逐级化学提取方法试图将处于不同赋存状态的元素区分开,因此,这就涉及到不同赋存状态元素在逐级化学提取中的归宿问题,下面予以讨论[13]。
3.1 关于吸附态元素在逐级提取中的归属
有机质和无机质吸附的元素都可通过第一步提取得到,即使用pH值为7的1 mol·L-1 NH4Ac,或者1 mol·L-1 CH3COONa,或者1 mol·L-1 MgCl2来提取。
3.2 关于与硫化物结合的元素在逐级提取中的归属
硫化物可以分为单硫化物和黄铁矿等双硫化物。多数学者认为盐酸可以溶解单硫化物,硝酸可以溶解黄铁矿等双硫化物。Tomskey认为对于褐煤,用双氧水(第三步)提取得到有机态或(和)硫化物态的元素,用醋酸和醋酸钠提取(第二步)得到与碳酸盐结合的元素中不包括硫化物结合态的元素。王运泉等认为用0.04 mol·L-1 NH2OH·HCl和25%醋酸(V/V)对晋城3号和15号无烟煤以及梅田无烟煤中碳酸盐态和铁锰氧化物态元素进行了提取,结果表明上述煤样中94%～99%的Fe在该步得到,而这些煤样中Fe主要以黄铁矿的形式存在。此外,Tessier等指出,黄铁矿在NH2OH·HCl和25%醋酸中大部分被溶解,并嗅到硫化氢气味。因此,用0.04 mol·L-1 NH2OH·HCl和25%醋酸不仅能提取到碳酸盐态、铁锰氧化物态元素,而且与硫化物结合的元素在该步骤中也可能被提取到。
3.3 关于腐植质结合态的有关问题
对于褐煤和次生氧化低煤级煤,煤中包含一部分腐植酸和黄腐酸,它们可以吸附和结合一部分微量元素,对于吸附的元素可以通过第一步用醋酸钠提取得到,对于以共价键与腐植酸和黄腐酸结合的元素可采用NaOH和焦磷酸钠进行提取,然后再测定腐植酸和黄腐酸中的元素含量。
3.4 关于与有机质结合的元素的释放方法
Tomskey、张淑苓和尹金双在研究褐煤中有机结合态的元素时,都用30%双氧水氧化有机质以释放与有机质结合的元素;王运泉、赵峰华等在研究无烟煤中与有机质结合的元素时,先用低温灰化释放与有机质结合的元素,然后再用浓硝酸和双氧水氧化提取。Cadenver和Spears则采用在微波炉中用浓硝酸消解释放与有机质结合的元素。因此,对于褐煤,用双氧水足以氧化全部有机质从而得以完全释放与有机质结合的元素;对于高煤级煤,双氧水难以彻底氧化有机质,因此必须先用低温灰化释放有机质,然后再用浓硝酸和双氧水继续氧化提取与有机质结合的元素,或者用微波消解技术进行释放。
3.5 关于煤大分子结构中超微矿物包裹体在逐级提取中的归属
煤大分子间的超微矿物包裹体可以通过低温灰化被释放出来,或者通过在微波炉中使用硝酸消解而释放。由于逐级化学提取实验程序不同以及煤大分子结构中超微矿物包裹体的矿物种类和性质不同,因此,从煤大分子结构中释放出来的超微矿物包裹体在逐级化学提取实验中归属不同。通过低温灰化技术或微波消解技术释放超微矿物包裹体,若超微矿物包裹体是硫化物类和碳酸盐类,则被归属为有机态;若超微矿物包裹体属于硅酸盐类,则被归为硅酸盐类。
4 逐级化学提取法分析元素形态存在的问题
4.1 提取剂的选择性
在逐级化学提取(SCEE)法中存在一个很大的问题,即提取剂缺乏选择性,以致各形态之间存在一定程度上的重叠。这一点已经被许多研究者在理论上和实验中所证实。Alain Bermond等在第一步提取之后再以BaClO4提取,也溶解出被再吸附的元素形态。Tessier认为由于不同金属元素的碳酸盐的溶度积常数差别很大,所以也不可避免地存在不完全溶解。由于受氧化剂能力的限制,对于有机结合态的提取,一些难氧化的有机质并不能被分解而释放出金属离子。而且一些溶解性好的硫化物在第一步至第三步中均有部分的溶解。
4.2 提取过程金属元素的再吸附
逐级化学提取法的另一个缺点是无法避免金属离子的再次吸附现象,即金属离子被提取液溶解以后又被样品颗粒吸附。其吸附的程度与金属元素的特性、样品的性质以及样品的有机质含量有关。Jeffrey等利用在提取剂中添加螯合剂消除再吸附现象。J.Shiwatana和R.Chomchoei等设计了一套流动提取的方法,利用流动的提取液很快地将溶解的金属离子带走,避免了再吸附,加标回收中有很好的回收率。在他们的研究中还发现,在前两步提取阶段,有机质的存在会促进再吸附现象,降低提取液的流速和浓度则可以减少再吸附。Alain Bermond对连续提取法中H+的作用做了深入研究,其结果可以用来解释选择性和再吸附问题。他发现,各提取剂的H+浓度对提取效率有很大的影响,在提取过程中存在明显的H+的消耗以及反应终点pH的变化。
4.3 逐级化学提取法的时间消耗
由于传统的SCEE技术具有流程长、耗时多等不足,因此,在一定程度上制约了其更广泛的应用。Tessier方法需要5 d,而BCR方法需要50 h。一些研究者充分利用微波加热、超声波震荡、连续流以及单一提取(SIE)等技术的优势,对传统的SCEE技术进行了改进,可以显著加快提取速度,从而节省反应时间。Perez-Cid、Campos和Albores等对微波加热、超声波震荡等方法与传统方法进行了对比研究,表明新旧方法所得结果基本一致(p=0.95),但新方法将时间从原来的51 h缩短到22 min。Chomchoei等对比研究了连续流逐级提取(CFSE)与传统批式逐级提取(SEE),表明连续流提取在速度、易操作性、提取率、精度等方面都显著优于传统提取流程。
4.4 样品前处理过程中的损失及污染问题
为防止污染和沾污及丢失对微量元素形态分析影响,一般微量元素形态的分析、试剂配制和称重均在1000级超净室内的100级超净台中进行;野外现场采样通常用聚氯乙稀或聚四氟乙烯容器,在采样及制样过程中严禁接触金属;实验室用水需进行纯化,至少应使其空白值低于待测金属元素形态含量(使用超纯水的杂质可在10-12量级,可满足微量或痕量分析要求);无机试剂所含杂质多在10-6量级,且难于除去,需必要的提纯或采用优级纯试剂;通常温度越低,微量成分在溶液越稳定,一般逐级提取后的待测液样应放入生化培养箱(+4 ℃)中密封保存。我们通常采用湿消解法来测定煤中的微量元素含量,而湿消解法根据操作的开放性分为密闭式消解(如微波消解法)和开放式消解(如电热板消解法),前者消解过程密封性能较好,自动化程度也较高,比电热板加热要快很多倍,但是成本较高;电热板消解方法成本较低,现今仍得到广泛应用。
5 小结
在目前缺乏其它更精确、更直接、更快速的研究方法的条件下,SCEE技术能快速、有效地提供较多的元素形态间接信息,是目前煤中微元素赋存状态研究的必要手段。随着人们对煤中微量元素赋存状态的深入研究,新的有效提取方法不断涌现,将会更加贴近微量元素的实际存在形式。总之,逐级化学提取方法是定量研究煤中微量元素赋存状态的有效方法,如果将逐级化学提取方法与煤中矿物学研究结合起来将能提供微量元素赋存状态可靠的信息。
微量元素及其应用技术 篇2
我通过对教学指导思想以及教学背景的分析确定了本节课的教学目标、重难点，以此设计了教学方法以及教学过程，最后并对自己的教学设计进行了效果分析。
一、教学指导思想
新课改的教学理念倡导改变以往的教学方式，让学生成为学习的主人，从而达到更好的教学效果。化学高考说明中强调：要借助本部分知识的学习让学生学会应用一定的化学思想方法;并适当锻炼学生分析和解决化学问题的能力。
二、教学背景
学情分析：到目前为止，学生对元素化合物的相关知识有了一定的知识储备，并熟练掌握了有关原子结构的知识，初步具备了一定的分析和推理能力，此时引导学生再次认识元素性质和原子结构的关系以及元素周期律，可以更好的加深学生对元素周期律周期表的理解和应用。
教材分析： 周期表是周期律的具体表现形式，是学生复习元素化合物知识的重要工具，元素周期表及其应用是每年高考的热点，学生通过本节课的一轮复习，可以深刻的理解位——构——性的关系，体会元素周期表、周期律在指导生产实践中的意义。
三、教学目标及重难点
接下来我根据教学理念和高考说明以及教材分析，从学生的实情出发，确定了如下的教学目标和重难点。
知识与技能目标：
1。 熟练掌握元素周期表的结构。
2。理解周期表与原子结构的关系，掌握原子半径、化合价、金属性和非金属性递变规律，会用元素周期表去推测和判断相关问题。
过程与方法目标：
1、通过学生讨论，使学生学会分析与综合、演绎与归纳的学习方法。
2。 让学生体会结构决定性质、量变到质变、一般与特殊的学科思想。
情感态度与价值观目标：
1。通过元素周期表的应用，感悟科学理论对科学实践和学习的指导意义。
2、让学生在体验中感悟严谨求实、乐于创新的科学态度。
教学重点：元素周期表的结构
教学难点：元素周期表的应用
四、教法和学法分析
为了落实本节课的三维目标，突破重难点，本节课主要采用提出问题———小组讨论———总结归纳的教学方法。
五、教学过程
下面我重点阐述一下自己的教学过程设计，本节课的教学主要设计了三个环节，通过知识线、素材线、能力线、活动线四条主线穿插在三个教学环节中来落实本节课的三维目标，突破重难点。
环节一：复习课的引入
通过大屏幕向学生展示不同时期的元素周期表，提出问题：“科学家们为什么要研究周期表的编排呢?”，这样设计，可以借助鲜活的图片，激发学生的学习兴趣，引导学生进入周期表结构及应用的复习种，让学生感悟科学理论对实践的指导，同时落实本节课的情感目标。
环节二：周期表的结构
此部分是本节课的重点，通过提出问题—小组讨论———归纳总结—教师点拨—反馈练习五步完成。首先提出问题一，其中的第一小问主要借助氧元素考察周期表中一个小格的具体结构，后两问主要考察学生对元素周期表结构的整体把握。让学生以小组为单位进行讨论，借助已有的知识储备，通过对这两个问题的分析，学生不难归纳总结出元素周期表的结构，其中包括周期的种类及每个周期的元素种数，族的种类及每族在周期表中的具体位置。这样设计可以让学生掌握分析综合与归纳的学习方法，落实本节课的过程与方法目标。在学生讨论结果的基础上，教师要适当的点拨和强调：同主族原子序数的差值和同周期第ⅡA族和ⅢA族原子序数的差值，各族的排列顺序，以及镧系锕系出现的位置，这个时候问题一也就迎刃而解了。紧接着由反馈练习进行落实，三个题分别考察了周期元素种数，族的排列顺序，周期表的结构，针对性强，在落实学科主干知识的同时，还有助于加深学生对周期表结构的理解。
环节三：元素周期表的应用
此部分是本节课的难点，通过提出问题—小组讨论—学生总结—教师归纳——迁移应用—反馈练习六步完成。首先提出问题二，让学生以小组为单位，通过讨论元素在周期表中的位置与原子半径、元素化合价变化的关系，学生很容易总结出元素化合价的递变规律以及原子半径的递变规律，在此基础上教师趁热打铁，以周期表中左下角和右上角为两个主方向，总结出得失电子能力、金属性、非金属性如何随着原子半径的变化而变化，也就是元素周期律，同时也可以让学生通过亲自参与讨论体会结构决定性质，量变到质变，一般到特殊的化学思想方法。之后教师和学生共同总结元素金属性和非金属性的判断依据。接下来第五步，迁移应用。从以上分析可以发现，元素性质总是呈现周期性的变化，这为研究物质结构，发现新元素，合成新物质，寻找新材料提供了许多有价值的指导。引导学生迁移应用，在第四副族到第六副族之间寻找耐高温材料，在过渡元素中寻找优良的催化剂，在金属非金属的交界处寻找半导体材料，此外，人们还利用周期表寻找合适的超导材料、磁性材料。这样设计可以让学生深刻的体会到元素周期表对工农业生产的指导作用，培养学生将化学知识应用于生产生活实践的意识。最后是反馈练习，通过对制冷剂相关性质的考察，让学生学会应用元素周期律来分析和解决实际问题，体现元素周期表的社会价值。
六：效果分析
微量元素及其应用技术 篇3
概述
所谓应用平面构成元素，即将简单的点、线、面元素运用于复杂的室内空间构成元素中，并在艺术形式法则和构成规律的指导下完成自己的艺术创作。
点、线、面在室内设计中是最基本和最基础的元素，设计师对点、线、面的把握和艺术处理就形成了设计师的创作基调，也是设计师能力的集中体现之一，设计师运用建筑美学的原理，对点、线、面有一个总体的把握，从而创造出满足人们要求的居住空间和室内环境。
同时，设计师在室内环境的设计中也可通过对点、线、面的艺术处理来创造出丰富的艺术气息，因此对点、线、面的把握和艺术处理，也就成了设计师的一大难题之一，笔者通过对点、线、面等做出简单而有效的定义，来总结归纳如何将简单的点、线、面三大元素运用于复杂的室内设计中。
平面构成的基本元素
在室内设计中，平面构成有着至关重要的作用。
在室内设计的过程和既定步骤里，设计师根据客户提供的结构平面图及客户对室内设计最终效果的要求，会沿着室内结构和布局等方向进行自己的构思从而得出初步设计方案，再在平面图上将自己的构思以结构平面图形、结构尺寸、结构形状等方式规划出来。
点、线、面在室内设计中是至关重要的基本和基础元素，设计师在进行自己最初构想的时候，就要对室内设计的点、线、面的构成进行艺术处理，以此来创作出丰富多彩的环境气氛，因此，设计师对点、线、面的把握就变得十分重要。接下来，笔者将着重叙述点、线、面元素的定义及其特征。
点：在几何学中，点是与其他元素不同的，因为点只有位置没有面积，但是与之相反的是，点在平面构成中却是最基本的造型要素，指的是相对较小而集中的形状，因其不同的形象特征而给人的感受也会不同，点越大，越会给人趋向于面的感觉，点越小，给人点的感觉就越强烈，因此点的面积在这里是相对的。因此在平面构成中，点的功能最主要就是集中和吸引视线。
线：线是因点的移动而形成的，线的大小、粗细、长短必须和周围的环境形成比例，才能将其特性确定下来，线的功能主要是导引视线，线也能实现画面的工整感和速度感，并能产生一定的发射感。
面：面是放大的点和移动的线，在室内设计中表现为界面，室内空间中的墙面、地面以及门窗等都可以被当做面来进行处理和创作。
室内空间及其形态
1.居住空间的基本要素
地面、墙面、顶棚三大要素围合构成我们所谓的居住空间，在居住空间中，地面是起点和基础，墙面才能在此基础上形成或划分空间或围合空间，与地面相对的是顶棚，为遮挡而设立。
2.居住空间的基本形态
空间的形态要素包含的三个层次分别是：基本要素、限定要素以及基本形。限定要素和基本形的前提及基础是基本要素，抽象的点、线、面组成基本要素。点在平面构成中却是最基本的造型要素，指的是相对较小而集中的形状，因其不同的形象特征而给人的感受也会不同，点越大，越会给人趋向于面的感觉，点越小，给人点的感觉就越强烈；一连串的点延伸为线，一系列的线展开成为面。
而在线中，垂直线给人感觉是重力感和平衡感，水平线则让人觉得稳定，给人稳定感，斜线却给人动态的感觉。
面给人的则是一种范围的感觉，形成面的边界线确定面的范围。
室内装饰设计
1.室内装饰设计的几大要素
室内装饰设计元素的特征决定室内装饰设计的要素包含以下几点：概念要素、视觉要素、关系要素以及实用要素。其中概念要素指的是物体的图形，也就是人们通常能用肉眼看到并感受得到的交接处有点、轮廓以及边缘线等，所以概念要素就包括点、线、面的内容。
而视觉要素则指的是视觉能够体现出来的，例如图形的大小、形状以及色彩等。
关系要素指的是在视觉要素的基础上对各种要素进行排列和分布，根据它们之间的关系来决定要素的表现形式，比如方向、位置、重心等。
最后，所谓的实用要素，指的就是设计所表达的内容、含义以及功能等。
2.室内装饰设计的原则
创造良好的居住环境，是室内设计的目标和宗旨。
因此，设计师在对室内和居住空间进行设计时，就要考虑到室内的使用功能，力求做到方便、舒适、实用，以及达到温馨美观等艺术氛围，这其中当然还包括陈设与家具的合理安排等，这就要求设计师在艺术和技术方面得到完美的统一，以创作出完美的家居艺术来。
在审美意义上，室内装饰设计属于视觉美学的范畴，自然美、和谐美以及个性美三个要素自然是它的重点，因此，设计师在进行室内设计时，应考虑到这三个要点，做到返璞归真的自然美、室内环境和设计风格的和谐美、以及设计体现设计师个性的个性美等，既能满足人们对家居环境的需求，又能满足设计师对艺术的追求。
平面构成元素及其在室内装饰中的应用
所谓的平面构成，也就是点、线、面等基本元素在平面的二维空间里的运用，设计师按照美的视觉效果和视觉要求，在理性和逻辑推理的引导下，创造出点线面相结合的形象，并运用形式美的法则，创造出具有形式美感的视觉形象。
而平面构成元素在室内装饰设计中应用，通常情况下指的是设计师在室内空间的设计中，对点、线、面的把握，以及对点、线、面进行三维立体空间的理解和运用，充分运用重复、渐变、近似、发射等构成手段，创作出具有丰富性、趣味性、空间扩展性的三维空间，以达到居住空间功能性和装饰性的统一，满足人们对居住空间的要求。
微量物证及其在公安实践中的应用 篇4
一、微量物证的概念
上世纪70年代末, 扫描电子显微镜、射线显微分析仪、质谱、气相色谱、液相色谱等仪器设备相继问世并且得到广泛应用。美国和日本等国家的司法鉴定部门率先尝试, 他们采集和检验极少量的物证样品, 分析出其种属特征并应用到司法实践中, 取得了令人满意的效果。微量物证工作的进行, 需要警务工作人员注重搜查犯罪嫌疑人遗留在犯罪现场的金属屑、纤维、灰尘等微量残留物, 并用高精密仪器设备检测, 由此诞生了微量物证这一新技术。
二、微量物证的特点
微量物证不但包含有一般物证的特征, 而且有着自己独有的一些特点。
(一) 多样性和广泛性
微量物证多种多样, 理论上讲, 一切与犯罪行为有关的物质都可能成为微量物证。
那些肉眼可见或者不可见的, 散布在犯罪现场或者附着在嫌疑人、被害人身体上的微小物质都有可能成为破案线索和定案证据。
(二) 依附性和隐蔽性
一般而言, 微量物证依附在其它客体上面, 不易被发现, 具有较强的隐蔽性。例如, 交通肇事案件当中, 被撞车辆或者受害人的衣服上可能沾有肇事车辆的油漆碎屑;通信电缆光缆盗窃案件当中, 电线电缆上的金属或者外皮上的橡胶颗粒可能会粘附在作案工具上面。
(三) 不完整性或者是分离性
我们在案件的作案现场提取到的微量物证, 比如衣服上面的线头、金属碎屑、粘附在受害人身体上的碎屑等, 它们都是脱落下来支离破碎的信息, 我们必须找到来源, 并做比对检验, 这样才足以定罪定案。
三、可能遗留微量物证的重点部位或地点
(一) 犯罪现场的出入口
在一些入室案件当中, 出入口就是窗子和门。犯罪嫌疑人可能采用破拆工具撬锁或者破窗、破门等比较暴力的方式进入。这必然会在出入口留下因为物质交换产生的微量物证。例如现场残留的锁芯上的金属屑、门窗上的油漆碎片、玻璃碎片等粘附到作案工具上, 同时作案人人体、衣物、作案工具上的物质也会转移而留在现场。
(二) 嫌疑人人体和衣物上面
枪击案件当中, 弹丸发射并击中目标后会留下一些残留物, 例如玻璃碎片、火药、油漆碎片、纤维片段等会粘附在犯罪嫌疑人上火衣物上。提取到这些微量物证并且与现场的证据对比, 可以判断嫌疑人是否在现场作案。
(三) 被害人身上、衣物上
犯罪嫌疑人实施犯罪时, 与受害人接触后, 会在受害人上留下一些搏斗的痕迹。受害人身体上可能会有犯罪嫌疑人相关联的纤维片段、毛发、血迹、金属屑、纽扣等。
(四) 犯罪现场的物品及作案工具
犯罪嫌疑人带入作案现场的工具, 例如麻绳、铁丝、电线、刀具、木棒、手提袋等, 有可能会遗留在现场。这些可以作为物证, 同时, 这些物品上面可能有一些微量物证的存在。因此, 这些遗留在犯罪现场的物品或者是作案工具是发现微量物证的重点所在。
四、微量物证的应用
(一) 为认定案件性质提供依据
当一起案件发生之后, 公安部门首先要认定案件的性质。例如, 在爆炸案件发生之后, 必须鉴定属于自爆还是认为引起的爆炸;在火灾发生之后, 必须确认属于自发性火灾还是人为的纵火;命案当中, 必去判断属于自杀还是他杀。微量物证在上述案件当中, 发挥着重要的作用。
(二) 为确认案件的案发现场提供有力证据
一些恶性案件当中, 尤其是碎尸案件, 发现尸块的地方一般都不是原始现场。但是, 只有原始现场才有较多的犯罪痕迹。我们必须确认哪里是原始现场。事实上, 尸块上面的微量物证, 例如沾有的纤维、金属屑、甚至是嫌疑人的体液等都会提供线索, 从而确定案发的原始现场。
(三) 为法庭诉讼、定罪量刑提供依据
微量物证技术可以提供一些关键的证据, 证明一些案件的当事人是意外还是故意, 从而确定此类案件属于民事而排除了刑事犯罪, 为法庭诉讼提供了依据。
目前, 随着我国公安改革的深入, 刑侦体制的改革也在悄然进行。国外推行侦查人员和技术人员“技侦合一”的做法, 得到广泛的好评。这样可以提高刑侦人员的整体业务素质, 是发挥微量物证重要作用的必然途径。结合我国公安信息化建设, 应当加快物证样品信息库的建设, 实现全国范围内的微量物证样品信息共享。加强微量物证的规范化和标准化建设, 实现微量物证检验全程的规范、科学、合法。从而提高刑事技术侦查破案的能力和水平。
参考文献
[1]李文.物证技术学导论[M].北京:中国人民公安大学出版社, 2009.
[2]夏桂珍.以案说理-浅谈微量物证在司法实践中的作用[J].赤峰学院学报, 2014 (8) .
微量元素及其应用技术 篇5
前言
到目前止，人类已经发现了110种化学元素。由这些元素形成了宇宙世界万万千千种物质，构成了大自然妙趣横生的和谐图案。纵观这些元素的发现过程，我们看到在这个“图案”上谱写了人类认识大自然从“必然王国”向“自由王国”过渡的客观规律，也看到科学事业先驱者认识自然、改造自然的奋斗足迹。本书根据元素周期系，按照原子序数的顺序，编写出这些元素最早的发现年代、发现者、发现过程以及命名原义，试图探讨化学元素的发现及其命名的渊源，从一个侧面启迪人们去探索“自由王国”的奥秘。也试图从这个探源过程中，介绍中国古代和现代科学家的贡献，恢复元素发现史的本来面目。
本书编者在参阅大量文献资料基础上，系统地介绍了化学元素的发现和命名的来龙去脉，订正了某些有出入的史料，收录了最新的科技成果。书中蕴含了许多发人深省的科学发现的故事和源远流长的信息，内容新颖，深入浅出，兼备可读性和学术性，既可供专业工作者参考，又不失为一本雅俗共赏的科普读物。读者可从中获得启迪。
由于编者水平有限，书中问题实难避免，恳请同行专家和读者批评指正，不胜感激。
参加本书编写的张连英负责文献资料的收集、检索和部份校核工作，并制定附表《110种化学元素发现一览表》；沙国平负责全书的编写、主审、校核工作。本书的编写工作得到西南交通大学出版社有关同志的大力帮助，得到华东交通大学高级工程师王祖发同志的关心和帮助。在此诚恳地致以谢意。
编者 1995年10月 于华东交通大学
内容提要
本书根据元素周期系，按照原子序数的顺序，分别介绍了迄今为止发现的110种化学元素的发现年代、发现过程、发现方法及其命名的原义。内容新颖，深入浅出，系统完整，既有详尽的史料，又收录了最新的科技研究成果，兼备可读性和学术性。可供高校、中专化学工作者、教师、研究生参考，也可供大、中学生阅读。
1.氢H（Hydrogen）
早在16世纪，瑞士著名医生帕拉塞斯（P.A.Paracelsus）曾描述过铁屑与醋酸作用时会产生一种气体（这种气体就是氢气）；17世纪时，海尔蒙特和波义耳等都曾偶然接触过它。1700年法国勒梅里曾在一份《报告》里提到过它，并曾论及过这种气体的可燃性。但是他们都不知道这种气体是什么东西，也没有将这种气体分离出来。
1766年，英国化学家卡文迪什（H.Cavendish）首先系统地研究了这种气体，他用铁屑和锌等作用盐酸及稀硫酸后用排水集气法收集而获得这种气体，但他误认为该气体是由金属分解出来的。又由于这种气体在加热时就会燃烧，他就把它叫做“inflammableairfrommetals”，即“来自金属的可 燃空气”。并错误地认为氢气就是燃素或燃素和水的化合物。
几年以后，1782年，法国化学家拉瓦锡（A.L.Lavoisier）重复了卡文 迪什、普列斯特里等人的实验，明确提出正确的结论：水是氢和氧的化合物。正确地赋予一个能反映这种可燃气体燃烧后产生水的这种变化特征的名字，把它称作“hydrogene”（英文变为hydrogen），即“氢”。该词源自希腊语中的hydro（意为“水”）和后缀—genes（意为“产生”或“生出”），因此hydrogene原意为“会产生水的东西”。并确认氢是一种元素。中文名 曾为“轻气”。
值得提出，德国人不像英国人那样喜欢把他们的科学名词变为希腊文或拉丁文，他们直接用德语命名这种新的“空气”。但他们也很注意上述奇特的变化，因此他们称它为wasserstoff，意为“水物质”。
当氢的同位素发现以后，英国物理学家卢瑟福（E.Rutherford）提议将H1叫做haploge，H2叫做diplogen。这两个名词分别源自希腊语haploos（意为“单个的”）和diploos（意为“成双的”）。但发现质量为2的氢的同位素的美国化学家尤里（H.C.Urey）建议将H2叫做deuterium，该词源自希腊语deuteros（意为“第二”），汉语译作“氘”。而H1则称为protium，它源自希腊语protos（意为“第一”），汉语译作“氕”。对于H3，则取名为tritium，源自希腊语tritos（意为“第三”），汉语译作“氚”。
2.氦He（Helium）
1868年8月18日的日食期间，在地球不同地点有6个不同观察者，发现日珥光谱中有一条明亮黄线。法国天文学家简森（P.Janssen）在印度日食期间
让太阳大气的光透过棱镜，他注意到在地球物质那些熟悉的光谱线中产生了一条他不能确认的黄色光谱线。后来，英国天文学家洛克耶尔
（S.N.Lockyer）将这条谱线的位置和各种不同元素产生的类似谱线位置作了比较，断定这条新线是太阳中的某种元素产生的。1869年雷伊脱（G.Rayet）指出这条线不是氢的也不是钠的，而是另一个元素的新线。洛克耶尔和弗兰克兰（E.Frankland）把这种当时不为人所知而为太阳所有的元素定名为氦（helium）。该词源自希腊语中表示太阳的一个词“helios”，因此氦的原 意是“太阳元素”。
在地球上找到氦这种元素则是在此之后二十七年的事。1888年美国化学家赫列布莱德（W.F.Hillebrand）用硫酸处理一种沥青铀矿获得一种不活泼的气体。由于他忽略了当这种气体加热时，它的光谱中的某些谱线并不是氮的谱线，他误认为这种气体就是氮，因而错过了发现新元素的机会。1895年，苏格兰化学家拉姆赛（S.W.Ramsay）采用钇铀矿重复上述实验，并和洛克耶尔研究了所产生气体的谱线，证明了这种稀有气体正与太阳上的氦相同，从而证明了地球上也存在氦。
3.锂Li（Lithium）
1817年，瑞典化学家阿尔费德森（J.A.Arfvedson）在分析从攸桃岛（uto）采集到的一种叶石pelalite（现已证明是被称作透锂长石的硅酸锂铝LiAlSi2O5）过程中，发现该叶石中含有氧化硅、氧化铝及一种新碱金属。他把这种碱金属制成硫酸盐，进行试验，并进行详细分析计算研究后，发现该碱金属与酸类饱和的量比其它各种固定碱类要大得多，它的溶液不被过量的酒石酸沉淀，又不受氯化铂的影响。证明这种碱金属硫酸盐既不是钾盐、钠盐，也不是镁盐。于是他肯定这种碱金属是一种新元素，并命名为“锂”（lithium）。该词源自希腊语“岩石”之意，因为之前发现的碱金属钠和钾 是从植物里取得的。
阿尔费德森曾试图制取金属Li，但未成功。1818年布兰德斯（Brandes）、戴维等人分别用强电流电解锂矿石制得了少量的这种金属。直到1855年，本生和马提生（A.Matthiessen）采用电解熔融氯化锂的方法，才制得较多量的锂可供研究之用。
4.铍Be（Beryllium）
1798年法国矿物学家霍伊（R.J.Haüy）观察到祖母绿和一般矿物绿柱石的光学性质相同，从而发现了铍。根据霍伊的要求，法国化学家沃奎林
（L.N.Vauquelin）对绿柱石和祖母绿进行化学分析，当他把苛性钾溶液加入绿柱石的酸溶液之后，得到一种不溶于过量碱的氢氧化物沉淀。他证明这两种物质具有同一组成，并含有一种新元素。
铍盐有甜味被称为甜土，这种新元素最早被命名为“鋊”，（glucinium），该词来自法语“glucose”，是“葡萄糖”的意思。后来因为发现镱的盐类也同铍盐一样具有甜味，“鋊”被改称为“铍”，希腊语“绿柱石”之意。“铍”（beryllium）这一名称是德国化学家韦勒（F.Wohler）命名的。1828年韦勒用金属钾还原铍土得到纯的金属铍粉末。
5.硼B（Boron）
古代埃及制造玻璃时已使用硼砂作熔剂，但是硼酸的化学成分19世纪初还是个谜。1807年英国化学家戴维（H.Davy）报告了用电解法在两白金面之间电解湿硼酸以及在一个金属管中用钾还原硼酸制得了硼。1809年法国化学家盖吕萨克（J.Gay—Lussac）和锡钠尔德（L.J.Thenard）用金属钾还原无水硼酸B2O3取得了单质硼。
硼的命名源自阿拉伯文，原意指硼砂“Borax”及相似的化合物“Borate”。
6.碳C（Carbon）
无定形碳、石墨、金刚石是三个已知的同素异形体。认识无定形碳、使用无定形碳最早。古代人类就已知道钻木取火，广泛用木炭来冶炼金属，明了炭是比木柴更好的燃料，伐薪烧炭便是古代农民的一种副业。在旧石器时代用山火烧成的黑焦炭作为描绘物象的墨色涂料。从埃及出土的古迹装饰品中就见到过金刚石。1772年法国拉瓦锡把太阳光集光于金刚石时见产生二氧化碳，才知道它的本质是碳。1797年英国的台耐特确认金刚石是纯碳所组成。
碳的命名原意取自拉丁语“木炭”之意。拉丁语中“煤”称为Carbo（所有格为Carbonis），英语中元素碳（Carbon）的名称就是由此得来的。在英语中煤叫coal，它最初用于指任何燃烧着的余烬，如将木材加热但不使其产生火焰，留下一种黑色的残余物，继续加热它会缓慢燃烧，这就是木炭
（Charcoal）。Char的意思是炭化，Charcoal的意思是经过炭化形成的煤。煤、木炭和各种形式的煤烟等都是无定形碳，对这类物质称为 “amorphous”（无定形的），它源自希腊语a—（意为“无”或“不”）和 morphous（意为“形状”）。
石墨因其每6个碳原子构成一个六角环形的层状晶体结构，容易写在纸上，因此对于碳的这种同素异形体，又叫做“graphite”（石墨），它源自 希腊语graphein，意为“写”。
由于金刚石具有正四面体的晶体结构，因此形成非常坚硬的同素异形
体，人们一度曾用adamant一词来表示它，该词源自希腊语前缀a—（不可）和希腊语daman（征服），意为“不可征服的”的物质。
7.氮N（Nitrogen）
1772年英国化学家布拉克（J.Black）的学生卢瑟福（D.Rutherfard）把老鼠放进密封的器皿里，及至老鼠闷死后，发现器皿内空气的体积较前减少了十分之一，若器内剩余气体再用碱液吸收，则又继续失去十分之一的体积。用此法除去空气中的O2、CO2，并研究所余气体的性质，他发现它有不能维持动物生命和灭火的性质，且不溶于苛性钾溶液中，因此命名该气体为“蚀气”或“恶气”“Mephiticair”。它源自拉丁词“mephitic”，意为“有毒的气体”，但卢并不承认这种“蚀气”是空气的一种成分。英国牧师兼化学家普里斯特利（J.Priestley）也进行了实验，他和卢都称这种剩下来的气体叫“被燃素饱和了的空气”，意为它已“吸足了燃素”，因此失去了助燃能力。
1772年，瑞典化学家舍勒（G.W.Scheele）也从事这一研究，他用硫酐吸收大气中的氧气，取得氮气。他把空气中能维持生命的那部分气体称为“火气”
（fireair），剩下的部分则称为“秽气”（foulair）。法国化学家拉瓦锡（A.L.Lavoisier）则把它称作“azote”（非生命气体）。它源自希腊语中的前缀a-（意为“没有”）和zoe（意为“生命”）。因此“azote”是没有生命的气体。德国人按照同样的原则将它称为Sticksttoff，在德语 中的意思就是“窒息物质”。
1790年，法国化学家查普塔（J.A.Chaptal）把它称作“nitrogen”。意指它是某种可以构成硝石的东西，因这种气体构成了常见的化学物质“硝石”分子的一部分，法语中的“硝石”叫nitre。当时给新气体命名时都加上词尾“-gen”，来自希腊语中的后缀“-genes”，意为“出生”或“被产生出来”。因此，nitrogen一词的原意就是“从硝石中产生出来的东西”。现在，汉语中将nitrogen和azote都译作“氮”。中文名曾为“淡气”。
8.氧O（Oxygen）
早在公元8世纪，中国人马和在其著作《平龙认》（看风水的书）中曾谈到：大气是由阴、阳两部分组成，阴的部分可用“阳的变化物”如金属、硫黄及木炭等提取出来。燃烧时，这些物质就与大气中阴体混合而生成此二种元素的混合物。阴气是永不纯净的，但以火热之，可以从青石、火硝、黑炭石中提取。水中亦有阴气，它和阳气紧密地混合在一起，很难分解。因此，有人认为阴气就是氧气，从而认为氧气的最早发现者是中国人。对这一说法存有争论。不过至少可以说，在一千多年前，我国学者马和已经对氧气作了十分深入的研究。
17世纪，荷兰化学家德莱贝尔（C.J.Drebbel）曾加热硝石制得过氧气，但未进行研究。约1700年前后，德国化学家斯塔尔（G.E.Stahl）提出一种理论解释为什么有些物质在加热时会燃烧或生锈。他认为这样的物质含有 “phlogiston”（燃素），它源自希腊词phlogistos，原意为“易燃的”。
1756年俄国化学家罗蒙诺索夫（M.B.Lomonocol）曾在密闭玻璃器内煅烧金属，作了金属煅烧后重量增加的试验并指出：重量的增加是由于金属在煅烧时吸收了空气的结果。
1772年，瑞典化学家舍勒首先制得纯净的氧气并对其性质进行了研究。
他用硝酸盐KNO3、Mg（NO3）
2、氧化物HgO、碳酸盐Ag2CO3、HgCO3加热分解和用软锰矿与浓硫酸或浓砷酸混合蒸馏，从空气中分出了“火气”（Fireair，“维持生命的那部分空气”）。但他的研究成果迟至1775年才发表。发现氧的荣誉被英国牧师兼化学家普里斯特利（J.Priestley）所得。1774年，普里斯特利利用聚光镜加热汞煅灰（氧化汞HgO），且用水上集气法收集被分解出的气体，研究其性质。他发现这种空气能帮助蜡烛燃烧，使呼吸轻快，使人感到格外舒畅。但由于燃素学说的禁锢，他把这种新气体称作
“dephlogisticatedair”，意为“脱去燃素的空气”。
1774年，法国化学家拉瓦锡用Sn和Pb作了著名的金属煅烧试验，指出燃烧就是金属与这种被其称作“上等纯空气”的气体化合的结果，从而推翻了人们信奉达百年之久的“燃素学说”，建立了燃烧的氧化学说，拉瓦锡也获得了“现代化学之父”的尊称。
但拉瓦锡错误地认为在所有的酸中都含有这种新物质，因此他把这种气体命名为“oxygine”，在英语中就是oxygen（氧），它源自希腊词oxys（意为“强烈”的、“锐利的”）和希腊语中的后缀-genes（意为“产生”）。所以oxygen原意就是“产生某种强烈味道（酸味）的东西”。换句话说，氧这一名称意味着酸的形成者。在日语中把氧称为“酸素”就是这个意思。
德国人也承袭了拉瓦锡的错误，他们用德语将氧气命名为
“Sauerstoff”，意为“酸的物质”。
中文曾命名为“养气”，取“养气之质”之意，即人的生命必不可少的东西。
9.氟F（Fluorine）
氟的发现，被认为是上个世纪最困难的任务之一。自1768年马格拉夫发现HF以后，到1886年法国化学家莫瓦桑（H.Moissan）制得单质F2经历了 118年之久。这其中不少科学家为此不屈不挠地辛勤劳动，很多人由此而中剧毒，有的甚至贡献了他们宝贵的生命。
1529年德国化学家阿格里科尔（G.Agricol）确认萤石的存在，人们开始认识氟的存在。
1670年德国纽伦堡的艺术家斯瓦恩哈德（Schwanhard）发明用萤石和硫酸作为玻璃工业的刻蚀剂。
1764年马格拉夫（S.A.Marggraf）研究了硫酸与萤石的反应。1780年瑞典化学家舍勒在研究硫酸与萤石作用时，他断言生成的酸是一种无机酸，称之为萤石酸，并预言在这种酸中，含有一种新的活泼元素。当时曾被称为“不可驯服的”“不可捉摸”的元素。从这以后，许多化学家致力于分离这个未知元素。但一次一次失败了。先后有德、英、瑞典、比利时、法国的化学家参加了研究工作。仅在法国就经历了四代人，总共106年。为了征服元素氟，先后有四位化学家由于氟中毒而献出了生命，其中有爱尔兰科学院成员托玛克·洛克斯（TomacNoks）兄弟俩、比利时化学家路易埃（P.Louie）、法国化学家杰罗·玛尼克莱（J.malikre）；有的化学家如戴维、莫瓦桑等由于在研制过程中受氟的危害得了重病而过早地去世。
1886年法国人莫瓦桑在总结前人经验基础上，在铂制U形管中，用铂铱合金作电极，在－23℃下，电解干燥的氟氢化钾，终于第一次制得单质氟。这一成果轰动了当时法国科学院，也是当时世界化学领域的一个重大事件。莫也因此而被授予1906诺贝尔化学奖。但由于有害气体的毒害，长期劳累，莫瓦桑于获奖的次年便去世，年仅55岁。
关于氟的命名，早在1810年德国化学家戴维（H.Davy）与安培（A.M.Aupere）就曾建议用希腊字“Fluo”表示这个未知元素，含“流动”之意。因含氟矿物称为萤石或氟石，远古时代，人们在金属冶炼过程中就知道用萤石作熔剂。萤石和矿石在一起加热时，会使杂质生成流动性的矿渣而与金属分离，因此将其称为fluores，拉丁语“流动”（fluere）之意。元素氟“Fluorine”，自萤石（fluor）中制得因此而得名。法语从HF的性质 又赋予氟元素“破坏的”原意。
10.氖Ne（Neon）
1898年英国化学家拉姆赛（W.Ramsay）和特拉弗斯（M.W.Travers）在用化学方法（把已经不含有CO2、H2O和O2的空气通过灼热镁以吸收其中的氮）把O2和N2从空气中除去后，利用分级蒸馏粗氩的方法发现氖。确定这个新元素氖的存在是由于在残余气体的发射光谱上发现了新的光谱线。
氖的命名，源自希腊词Neos，意为“新的”即从空气中发现的新气体。
11.钠Na（Sodium）
钠很早就用为玻璃的原料，1702年德国化学家施塔尔（G.E.Stahl）把“碱”分成天然的和人造的两种，即碱（碳酸钠）和钾灰（碳酸钾）。1807年英国化学家戴维（H.Davy）用电解苏打的方法（通较大电流将苏打熔化），在阴极得到金属钠。并为它命名。
1806年戴维在一篇论文中曾预言：“如果化学结合有如我曾大胆设想的那种特性，不管物体的天然电力多强，但总不能没有限度，可是我们人造的仪器的力量似乎能够无限地增大”，所以我们可以“希望新的分解方法使我们能够发现物体的真正元素”。这个预言第二年就实现了。
因为钠存在于天然碱苏打（Soda）中，Na的取名sodium一词即源于此，英文原意“苏打”。元素符号“Na”源自医学拉丁文Natrium，意为“头痛药”。
12.镁Mg（Magnesium）
1695年英国医生用英国东部的含有盐类的湖水作有效的泻剂，同时小亚细亚有人把白色粉末苦土作为泻剂。1755年英国的卜拉克指出苦土（氧化镁）与石灰为截然不同的两种物质。
1808年，英国人戴维使钾蒸气通过热的白镁氧（即氧化镁），并用汞提取被还原的镁。他还用汞作阴极电解了硫酸镁、苦土（MgO），从而首先发现了镁。但他得到的是一种汞齐形式的镁。
法国科学家布西（A.Bussy）于1828年用金属钾熔融无水氯化镁，第一 次得到了真正纯的镁。
1831年，布西将该金属命名为“镁”（Magnesium）。镁的命名取自希腊文，原意为“美格尼西亚”，因为在希腊的美格尼西亚当时盛产一种名叫苦土的镁矿，古罗马人把这种矿物称为“美格尼西·阿尔巴”（magnesiaalba），“alba”的意思是“白色的”。
13.铝Al（Aluminium）
纪元前5世纪已有应用明矾作收敛剂、媒染剂的记载。1824年，丹麦的
物理化学家厄斯泰德（H.C.Oeisted）将氯气通入粘土与木炭的炽热混合物，然后将所得的无水氯化铝与钾汞齐一起加热，第一个制备出不纯的金属铝。
1827年，沃勒（F.Wohler）把钾和无水氯化铝共热第一个离析了较纯的铝，并描述了它的很多性质。
1854年，德维尔（H.C.Deville）用钠作还原剂并成功生产了较大量的比较纯的铝。同年第一次用电解法制备了铝。
铝的命名源自拉丁文“明矾”，在英国写作“Aluminium”。
14.硅Si（Silicon）
石英、水晶早为古代人认识，古埃及以石英砂为制造玻璃的原料。1807 年瑞典化学家贝采里乌斯（J.J.Bertholius）将硅土、铁和碳的混合物烧至高温获得硅化铁，加盐酸，硅化铁分解产生沉淀，此时产生的氢气较纯铁分出的多，于是他证明其中必含有别种元素。十六年后即1823年，贝采里乌斯用金属还原分离法将四氟化硅与金属钾或氟硅酸钾与钾共热首次制得粉状单质硅。
“燧石”在英语中称为flint（此词派生自盎格鲁—撒克逊语），在拉丁语中则为Silex（所有格为Silicis），因此，早期化学家把燧石及类似的岩石称为“Silica”（硅石），贝采里乌斯在硅石中发现新元素时，简单地在该词后加上一个供非金属用的后缀on，结果就是Silicon，汉语早年曾音译为“矽”，现在则称为“硅”。
15.磷P（Phosphorus）
17世纪，德国有位汉堡商人布兰德（H.Brand），是个炼金术士，他曾听传说从尿里可以制得黄金，于是抱着图谋发财的目的，使用尿作了大量实验。大约在1669年一次实验中，他将砂、木炭、石灰等和尿混合，加热蒸馏，虽然没有得到黄金，却意外地分离出像蜡那样的色白质软的物质，它在黑暗中能放出闪烁的亮光，于是布兰德给它取了个名字叫“冷光”（即白磷），他称它为Phosphorus。
磷的命名在希腊语中就是“晨星”，这个词来自phos（意为“光”）和phorus（意为“生产”、“诞生”）。晨星是光的“产婆”，因为在它出现之后不久，太阳就要升起了。在早晨，金星比太阳早到达东方地平线，因而在太阳升起之前，它已闪烁在东方的天空，它就是“晨星”。在汉语中称它为“磷”，曾用“燐”。
16.硫S（Sulfur）
由于硫在自然界有天然存在，因此，古代在有历史记载以前，人们就发
现了硫。《本草经》（秦汉）中说：“石硫黄⋯⋯能化金银铜铁，奇物。”说明我国古代学者早已对硫的性质有所研究。
硫的基本性质早在1777年就为拉瓦锡所认识。硫的命名起源于远古时代，中国《本草纲目》中称“石硫黄”，拉丁文称“Sulfur”，在英国写作“Sulphur”。欧洲中世纪炼金术士曾用“ω”符 号表示硫。
17.氯Cl（Chlorine）
早在13世纪，人们就可能注意到氯和它的常见酸衍生物——盐酸，中世
纪时已有王水。
1658年，德国化学家格劳拜尔（J.R.Glauber）用硫酸处理普通的盐，得到一种溶液，该溶液能发出一种窒息性的蒸气，即氯化氢，他把该物质称 为“盐精”（spiritofsalt）。
由于“盐精”是由盐制得的，且其溶液呈酸性，而盐又最容易从海水中制取，所以这种新物质又被命名为Marineacid或Muriaticacid，在拉丁语中，maie意为“海”，而muria意为“海水”，所以将muriatieacid直译为“海酸”，即盐酸。现代化学中，muriatic一词的含义是“氯化物”。所谓“海酸”正好是一种无氧酸，但在18世纪后期关于酸的理论认为所有的酸一定都含有氧，所以认为“海酸”分子一定是由氧原子和一些被称为murium（意为“海水物质”）的未知元素组成的。这种错误理论导致了一些化学家误入歧途。1774年，瑞典化学家舍勒（C.W.Scheele）在用二氧化锰处理“海酸”时，获得一种令人窒息气味难闻的黄绿色气体，同加热后的王水相仿，化学性质活泼，但舍勒并没有认识到自己发现了一种新元素，而只是把它看作一种从二氧化锰获得了附加的氧的“海酸”。认为氯是“脱燃素的酸”。1785年法国化学家贝托雷（C.L.Berthollet）提议把这种黄绿色气体叫做Oxymuriaticacid意为“过氧海酸”。而另一些人则提议将它命名为muriumoxide，意为“海水物质的氧化物”。
以后的许多化学家们想尽各种办法，诸如利用金属、红热木炭、磷，或任何一种著名的吸氧剂，都没有能从“过氧海酸”中分解出氧来，在这一系列失败之后，直至1810年英国的年轻化学家戴维（H.Davy）曾企图分解氯气制取氧的实验也告失败，这时他认识到只有认为“过氧海酸”是一种元素，那么所有有关的试验才能得到合理解释。因此他大胆得出结论：“海酸”中不含氧，且断定那种黄绿色的令人窒息的气体是一种新元素，推翻了所有以前采用过的容易使人误入岐途的名称，开始称它为Chlorine即“氯”。以后的化学发展新实验也证实了这一结论的正确性，那种关于“一切酸中皆含有氧”的见解也得到了纠正。而“海酸”现在通常称为“盐酸”或“氢氯酸”。
Chlorine一词源自希腊语Chloros，原意为“绿色”。我国清末翻译家徐寿，最初把它译为“绿气”。
18.氩Ar（Argon）
1785年英国科学家卡文迪什（H.Cavendish）曾将一份大气氮试样在氧存在下经过反复放电，由此生成的氮的氧化物以水溶出，仍有占总体积1％的气泡不能被水溶解。此后100多年，这方面的工作毫无进展。直到1892年在剑桥Cavendish实验室工作的英国物理学教授瑞利（J.W.Rayleigh）发现，由空气除去氧后制备的氮的密度要比通过亚硝酸铵（NH4NO2）分解而制备的氮的密度高约0.5％。
1894年，苏格兰化学家拉姆赛（W.Ramsay）把空气通入热的铜而除氧，再用烧红的镁将空气中的氮除去，将余下的这种较重的杂质从大气氮中分离出来。从这种杂质的发射光谱研究中，他发现有红色、绿色的200多条是已知的谱线中未见到的。他鉴定出这是一种新元素，并命名为Argon，即氩。
“Argon”一词源自希腊语中a—（意为“不”）和ergon（意为“工作”），其原意为“懒惰”、“不活泼”。氩有着某种比金还要冷淡的气质，因此它被称为“贵重气体”（noblegas），直译为“贵族气体”，现代化学中称它为“惰性气体”。
19.钾K（Potassi
纪元前16世纪，埃及人用钾与苏打制造玻璃，又把植物灰的浸出液（为
不纯的碳酸钾）用作有效的洗涤剂。
1807年英国化学家戴维爵士（H.Davy）用电解熔融的钾碱K2CO3的方法制得金属钾。他电解熔融钾碱（碳酸钾），发现在阴极有强光发生，在其表面出现高度金属光泽的似水银滴的粒状物，有的颗粒一经形成即燃烧，把这些小颗粒放到水中发出刺刺声音，并产生紫色火光，这种新金属从水中放出氢气。
钾碱从草木灰的浸出液中可以得到，古代人类将草木灰放入水中搅拌，将溶有钾碱的水溶液注入一口大锅中蒸发至干，剩下的残渣形成粉末状物质，该物质在英语中称为Potash，其意思是由pot（意为“锅”）和ash（意为“灰”）合起来形成的，可译作为“锅灰”，汉语一般译作“钾碱”。在中世纪，阿拉伯人将该物质称作“阿尔基利”（alquili）意思是“植物灰”。由于钾出现在钾碱（potash）中，所以戴维赋于它一个具有拉丁语发音的名称：potassium（“钾”），意思是含在植物灰中。而德国人也从同一种物质的阿拉伯名称，派生出一个具有拉丁语发音的名称来称呼这种新金属，那就是Kalium，因此钾的元素符号是“K”。即使在称它为Potassium那些国家中，也同样使用“K”这个符号。
20.钙Ca（Calci
钙的化合物如碳酸盐、石灰石、石膏等都为古代所用的建筑材料。
1808年英国化学家戴维在取得钾、钠之后，继续用电解方法分解石灰，得到钙。在此之前，18世纪，大多数化学家都认为石灰（CaO）和重土（BaO）是元素，但拉瓦锡却相信这两种物质是氧化物。戴维同意这种见解，他先后采用了强力电解法、用钾还原法、用石灰与碳酸钾混合熔化再电解的方法、用石灰与氧化物混合再电解的方法等，但都未制得钙。后来，瑞典化学家贝采里乌斯写信告诉他，瑞典医生蓬丁（M.M.Pontin）曾将石灰和水银的混合物加以电解成功地分解了石灰。戴维受到极大启发，他将潮湿的石灰与氧化汞按3：1混合，放在白金片上，并且在混合物中央挖个洞，放入水银，再用石脑油将混合物盖上，以白金为阳极，以汞为阴极进行电解，成功地制得了钙汞齐。再蒸出其中的汞，就得到银白色的金属钙。
在拉丁语中，用来表示“石头”的词之一为Calx（其所有格形式为calcis），英语中称为Chalk（即“白垩”，源自拉丁语“Calx”“石灰”的意思）。这种石头的最美丽的形式称为“大理石”（marble），该词源自希腊词marmaros，意为“闪光的石头”。盎格鲁—撒克逊语中大理石的名称为limestone，即“石灰石”。当它加热时会放出CO2，剩下的部分叫做“石灰”（Lime）。但当戴维首次从石灰中取得钙时，他重新采用了拉丁语为它命名。他在“Calx”词后加上通常用于金属的后缀“-ium”，而将新元素命名为“钙”（Calcium），意为“从石灰中得到的金属”。
21.钪Sc（Scandi
1869年，门捷列夫曾预言“类硼”元素的存在。
1879年瑞典化学家尼尔逊（L.F.Nilson）分析出一种从斯堪的那维亚半岛采集来的矿样——硅铍钇矿和黑稀金矿时，发现一种新的土质氧化物，进一步研究这种氧化物时，发现其中含有一种新元素，它的特征几乎与门捷列夫预言的第21号元素——“类硼”完全符合。
为了纪念他的祖国，尼尔逊将“类硼”命名为“钪”（Scandium），用来纪念矿产地斯堪的那维亚半岛。
22.钛Ti（Titani
1791年英国牧师格列高尔（W.Gregur）在研究黑色磁性砂（一种钛铁矿，当时把它叫作“默纳兴”——menachanite）时，他用分析方法得到一种棕红色矿灰，溶解于硫酸后成黄色溶液。用锌、锡或铁还原变成紫色，将粉末矿灰与炭粉共熔得紫色的熔渣。他根据这种矿物具有的特性认为它一定含有一种新的金属。但是他没有继续研究下去。四年后即1795年，德国分析化学家克拉普罗特（M.H.Klaproth）在分析匈牙利产的金红石时也发现了这种元素，并证明格列高尔发现的是同一种元素。根据产地，以古希腊神话中的希腊神 “泰坦”（Titan）的名字将钛命名为19 “Titanium”，意思是神话中的“地球的儿子”。这里要顺便指出，从钛的发现到1910年亨脱尔（M.A.Hunter）用钠还原四氯化钛，第一次制得纯度达99.9％的金属钛（1910年全世界钛的年产量仅0.2克），大约经过了120年。而到工业生产可锻性钛，则又经历了40年之久，可见其提炼之难。
23.钒V（Vanadi
1801年，墨西哥矿物学家德里奥（A.M.delRio）由铅矿中发现了黄色的钒的化合物，从而发现了一种新元素，且命名为“erythronium”，但是他未能把它和铬区别开来，他甚至怀疑这是不纯的铬酸铅。
1830年，瑞典化学家塞夫斯特勒姆（Sefstrom）在研究考察一种特别柔软而富有韧性名叫马兰铁矿的铁渣时，发现一种“特异的物质”，其性质与已知的各种物质完全不同，他将铁渣溶解到盐酸里，发现其溶解较快。仔细研究后，知道其中含有氧化硅、铁、氧化铝、石灰、铜和铀等物质。然后经多次实验，用比较分析法证明“特异的物质”既不是铬，也不是铀，而是从氧化程度低的氧化物中发现了一种新物质，其化合物液体色泽很美。从而肯定了钒作为一个新元素的存在，他给这个元素命名为钒（Vanadium），意思是瑞典斯堪的纳维亚的美丽女神“Vandis”，因为钒盐有各种美丽的颜色。
同年，德国人沃勒（Wóhler）证明erythronium和钒是同一个元素。
1867年，英国化学家罗斯特第一次制得纯净的金属钒。
24.铬Cr（Chromi
1797年，法国分析化学家沃奎林（L.N.Vauquelin）在分析俄国出产的“西伯利亚红铅矿”（即铬酸铅矿石）时，首先分离出来一种像银似的金属，从而发现了铬。当时，他为了解决同俄国矿物学家宾特海姆（Bindheim）在分析同一种矿石时所得出的不同结论，重新分析了该矿石标本。分析时，他用这种矿物粉末和K2CO3溶液同煮，结果除获得PbCO3以外，还生成一种黄色的溶液，其中含有一种性质不明的酸类的钾盐。当往这种黄色溶液加入高汞盐的溶液时，就有一种美丽的红色沉淀物发生。如加入铅盐溶液，即有黄色的沉淀物出现。后来，沃奎林又把这种新酸分出，加入SnCl2，则此溶液又复为绿色（即铬酸还原为三价铬盐）。第二年，沃奎林果然从这种矿石中分出一种金属。他的实验方法是：将盐酸加入矿石粉末中，把铝沉淀为氯化铝，然后过滤，蒸干后就得到新金属的氧化物Cr2O3，再加入木炭粉，放入碳制坩 埚中加高温，冷却后得到一种灰色针状的金属。
因为这种新金属能够形成红、黄、绿等多种颜色的化合物，根据这种特性，法国化学家孚克劳（A.F.deFourcroy）和霍伊（R.J.Haüy）把它取名为“铬”（Chromium）。该词源自希腊词Chroma，意为“颜色”，因此Chromium的本意是“颜色的元素”。汉语译为“铬”。
应该指出，在我国发现，秦始皇兵马俑坑中秦俑所佩带的兵刃和剑上，就镀有金属铬。说明我国在2000年前就掌握了镀铬的工艺，而美国人发明镀铬的工艺则是1937年。
25.锰Mn（Manganese）
古代炼金术常用黑锰矿（即软锰矿）做漂白玻璃的材料。当时人们分不清黑苦土与黑锰矿的区别。18世纪70年代以后，冶金工业的发展促使人们对各种矿物进行研究，其中包括软锰矿（MnO2）。瑞典著名化学家、矿物学家贝格曼（T.Bergman）曾对软锰矿进行研究，他认为锰不是存在于碱土族化合物的苦土矿中，并指出软锰矿中含有一种新金属的氧化物，但未把这种新金属还原出来。继后，舍勒（C.W.Scheele）化了三年功夫，做了种种试验，于1774年确定软锰矿中含有一种新金属的氧化物。并为该新金属定名为“锰”（Manganese）。这些试验资料为后来的甘恩从软锰矿中制取金属锰打 下了基础。
1774年瑞典矿物学家甘恩（J.G.Gahn），将一只坩埚盛满潮湿的木炭粉，再把油调过的软锰矿放在木炭正中，用泥密封加热一小时，发现一钮扣大的锰粒。
古希腊思想家泰利斯（Thales）从美格尼西亚（Magnesia，小亚细亚的 一座城市名）获得了一种能吸铁的黑色矿物样品，把它叫做“美格尼斯”（magnes，“磁铁石”magnetite一词由此而来）。罗马博物学家普利尼（Gaius PliniusSecundus）把泰利斯称做的“美格尼斯”（磁铁石）与另一种矿物（软铁锰）搞混了，他把后者也称做“美格尼斯”。在中世纪，人们又把普利尼搞错了的“美格尼斯”进一步曲解，错拼为“孟戈尼斯”（Manganese）。舍勒为当时被称为“脱燃素的新金属”命名时，就沿用了这个被错拼的名字“孟戈尼斯”（Manganese，软锰矿的通称），汉语中译为“锰”。
26.铁Fe（Iron）
人类最早发现和使用的铁，是天空中落下的陨石（Fe、Ni、CO等金属的混合物）。在埃及、西南亚等一些文明古国发现的最早的铁器，都是由陨铁加工而成的。在埃及的第四王朝（纪元前2900年）的齐奥普斯（Cheops）大金字塔中发现有不含镍的铁器。在我国也曾发现约公元前1400年商代的铁刃青铜钺。该铁刃就是将陨铁经加热锻打后，和钺体嵌锻在一起的。
冶铁技术发明于原始社会的末期（约公元前2000年），即野蛮时代的高级阶段是从“铁矿的冶炼”开始。
早期的冶铁技术，大多采用“固体还原法”，即冶铁时，将铁矿石和木炭一层夹一层地放在炼炉中，点火焙烧，在650～1000℃下，利用炭的不完全燃烧，产生CO，遂使铁矿中的氧化铁被还原成铁。
世界上许多民族都先后掌握了冶铁技术。居住在亚美尼亚山地的基兹温达部落在公元前2000年时，就发明了一种冶铁的有效方法。小亚细亚的赫梯人在公元前1400年左右也掌握了冶铁技术。两河流域北部的亚述人在公元前 1300年已进入铁器时代。我国是世界上最早发明冶炼铸铁的国家。我国考古工作者曾发现公元前5世纪的铁器。从许多考古发掘的实物推断，我国劳动人民早在近3000年前的周代，已会冶炼铸铁了。到了公元前3～4世纪，我国铁器的使用便普遍起来。这说明我国使用铸铁的时间要比欧洲早出1600年。
在西亚古苏美尔语中，铁被叫做“安巴尔”，意思是“天降之火”（陨
石）。古埃及人把铁叫做“天石”。
在古人类发现铁时，由于其坚硬的特性，被命名为Iron（“铁”），该
词源于拉丁语，意为“坚固”、“刚强”的意思。
铁的元素符号“Fe”，源自拉丁文“Ferrum”，意指“铁”，系该词的缩写。
27.钴Co（Cobalt）
1735年，瑞典矿物学家布朗特（G.Brandt）在锻烧钴矿时发现了新元素钴。早在约16世纪时，萨克森的矿工们发现德国的银矿山有一种和普通矿石的性质不同的矿石（钴矿），它不能用通常的方法去冶炼，因而糟踏了大批的普通矿石。很长时间，这种矿石使人们感到困惑不解，此矿石与铜相似，遇酸变为深兰色溶液。而矿工们就认为这是地里的妖精为了迷惑人们施展的魔法。因此称这种矿石为“精灵”（Kobald）。“科波尔得”（Kobald）一词源自原始的日耳曼
神话，在希腊语中表示“淘气的人”（Kobalos），英语中的koblin（意为“妖魔”）也源于此。后来人们又发现这种矿石可使玻璃具有深绿色。1735年，瑞典的化学家布朗特确认钴矿里含有一种遇酸可变成兰色溶液的新金属，用高温煅烧后提出金属钴。布朗特采用了过去矿工们的称呼，把新元素命名为Cobalt，意为“精灵”。汉语译为“钴”，而在德语 中就叫做“Kobalt”。
28.镍Ni（Nickel）
镍的历史和钴的历史相似，古人早已知道使用镍的合金——白铜。1751年，瑞典的矿物学家克朗斯塔特（A.F.Cronstedt）取“尼客尔铜”（Kupfer－nickel）即“假铜”（现名镍的砷化物矿，又叫红砷镍矿）表面风化后的晶粒与木炭共热，还原出一种白色金属，其性质与铜不同，后来他仔细研究了它的物理、化学性质后，确认是一种新元素。
与钴的命名类似，矿工们对德国的银矿山上另一种同类矿石也很讨厌，它曾使矿工们长期受累，他们称它为Kupfer-nickel（“假铜”、“魔鬼的铜”之意）。克朗斯塔特采用缩略词“Nickel”（即“小鬼”之意）命名新 金属，汉语译名称为“镍”。
值得提出的是，据考证，我国早在克朗斯塔特前1800多年的西汉（公元前1世纪），便已经懂得用镍与铜来制造合金——白铜，并将白铜器件销于国内外，说明我国是最早知道镍的国家。至今，波斯语、阿拉伯语中还把白铜称为“中国石”。
29.铜Cu（Copper）
铜是人类发现最早的金属之一，它的发现可以追溯到公元前4000年～5000年，在新石器时代晚期，人类最先使用的金属就是“红铜”（即“纯铜”）。红铜起初多来源于天然铜。在石器作为主要工具的时代，人们在拣取石器材料时，偶而遇到天然铜。当人们有了长期用火，特别是制陶的丰富经验后，为铜的冶铸准备了必要的条件。
在发掘出的公元前5000年的中东遗迹中，就有铜打制成的最早的铜器。公元前4000年左右，铜的铸造技术已普及。公元前3000年左右，传到印度，后来传到中国。到公元前1600年左右的殷朝，青铜（Cu、Sn合金）器制造业已很发达。
上有七种金属：金、银、铜、铁、锡、铅、汞，中世纪的炼金术士就把地上 的记号又表示金星。古代人们把铜取名为Copper，该词源自拉丁语Cuprum，与从前在“塞浦路”找到铜矿有关。德语叫Kupfer。
30.锌Zn（Zinc）
黄铜即铜锌合金，在公元前4000年大概就已经出现了。在特兰西瓦尼亚（Transylvania）史前废墟中发现的一种合金含锌量高达87％。据考证，我国在汉初（公元前1世纪）就已经知道炼制黄铜（章鸿钊，“中国用锌的起源”，《科学》，第八卷，1923年。及“再论中国用锌之起源”，《科学》，第九卷，1925年）。我国古代称黄铜为“鍮石”，在唐朝一些文献中，则记载着用“炉甘石”（碳酸锌，也有人认为是氧化锌）炼制黄铜。明朝宋应星著《天工开物》一书，详细记载了炼制方法：“每红铜六斤，入倭铅四斤，先后入罐熔化，冷定取出，即成黄铜。”这里所说的“红铜”即“铜”，“倭铅”即锌。
金属锌究竟始自何时、由何人首先制备，尚不清楚。但在13世纪甚至可能更早以前，印度炼金术士就用羊毛一类的有机物还原异极矿（亦称菱锌矿或杂硅锌矿）的方法生产锌。在我国，据考证，最迟在明朝就已经开始炼制锌了。1637年，明《天工开物》详细记载了如何用“炉甘石”升炼“倭铅”（即锌），即用碳酸锌炼制金属锌。书中写道：“凡倭铅，古本无之，乃近世所立名色。其质用炉甘石熬炼而成。繁产山西太行山一带，而荆、衡为次之”。“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，封果（裹）泥固，以渐砑干，勿使见火拆裂。然后，逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。冷定，毁罐取出。每十耗去其二，即倭铅也。此物无铜收伏，入火即成烟飞去。以其似铅而性猛，故名之曰„倭‟云。”
瑞士人帕拉赛尔苏斯（P.A.Paracelsus）是把锌作为单独的金属元素来认识的第一个欧洲人，他于1538年在其著作中将菱锌矿称为“Zinek”或“Zinken”，而把锌称为“Zinckum”。1668年，德国化学家施塔尔把氧化锌与脂肪在砂盆上加热6～7天，将混合物进行蒸馏，得到少量灰色物质，再将这灰色物质混入水银中进行蒸馏，则得到金属锌。欧洲到18世纪才开始炼
锌。英国的钱皮恩（W.Champion）在1743年用焦炭还原碳酸锌的方法生产锌。西方也承认，“中国生产金属锌早于欧洲近四百年”。
必须指出，西方国家文献（德国文献）中记载的“首先发现锌元素”的德国人马格拉夫迟至1746年才发现锌元素。因此锌元素首先发现者应为中国的化学家（或炼丹家），时间为15世纪。
锌的命名拉丁文原指白色或白色沉淀物，也有一种说法认为源于德文
“Zinek”，“Zinken”，意指“铅”或“菱锌矿”。
31.镓Ga（Gallium）
1875年，法国化学家布瓦博德朗（L.de.Boisbaudran）在用光谱分析法分析从比利牛斯山的闪锌矿得到的提取物时，发现了门捷列夫在周期表中预言的“类铝”——镓。他先把矿石溶解，再加入金属锌于溶液中，即在锌上有沉淀生成，此沉淀用氢氧焰燃烧，再用分光镜检查，发现两条从未见过的新谱线，其波长为417nm（纳米）的地方，进一步研究后确定为一新元素。当年，他用电解方法制得这种金属。
为了纪念自己的祖国法兰西，布瓦博德朗把新发现的元素命名为“镓”（Gallium），即法国的古名“家里亚”。它源自于法国的拉丁名称：Gallia。但是，也有人指出，他本人的名字Lecoq在法语中意为“雄鸡”，也就是拉丁语中的“Gallus”，因此，有人怀疑布瓦博德朗用自己的名字命名了一种新元素。
32.锗Ge（Germanium）
1871年俄国化学家门捷列夫预言“类硅”的元素存在。
1885 年德国矿物学家威斯巴克在一矿山发现了一种以硫化银为主的新矿石——弗赖堡矿石即硫化银锗矿（4Ag2S·GeS2）。
1886 年，德国化学家温克勒（C.A.Winkler）分析这一新矿物，八个全分析结果均差7％左右，因此他断定矿石中一定含有一种未知的新元素。他认为这新元素必定同砷、锑、锡三者同属于一分析组，将矿物与碳酸钠和硫共熔，然后溶于水中，过滤，溶液中加入大量盐酸即得到大量片状的白色沉淀，把这沉淀烘干后于氢气流中加热还原，就分离出这种新元素。
温克勒为了纪念他的祖国德意志，把新元素命名为Germanium，即“锗”，源自德国的拉丁名称“Germania”。
33.砷As（Arsenic）
古代，人类就知道元素砷。一方面它可作为一种贵重药物，另一方面它又具有毒性。早在四千多年前，我国人民就知道雄黄（As4S4）酒杀菌、驱虫的功效，炼丹家用雄黄作炼制“长生丹”的原料。早在5世纪齐梁人陶弘景所著的《本草经集注》中就有记载。我国古代炼丹家葛洪在《抱朴子·仙药》一书中，明确记述了制取单质砷的方法：“又雄黄⋯⋯饵服之法，或以蒸煮之，或以酒饵，或以硝石化为水乃凝之；或以玄胴肠裹蒸之于赤土下；或以松脂和之；或以三物炼之；引之如布，如白冰。”这里所述的炼砷原理即以氧化剂将含硫化砷的雄黄转变成氧化砷，再以富碳化合物，在高温下还原生成砷。
隋末唐初的医药家、炼丹家孙思邈，在他的著作《太清丹经要诀》一书中，也有一段炼砷的记述：“雄黄十两，末之。锡三两。铛中合熔，出之，入皮袋中揉使碎。入坩埚中火之，其坩埚中安药了，以盖合之，密固入风炉吹之，令埚同火色，寒之，开，其色似金。”
几个世纪以后，1250年，罗马的马格努斯（A.Magnus）在由雄黄与肥皂 共热时才得到纯净的砷。但比中国炼丹家发现砷晚了约600年。
因此，在世界上首先发现砷元素的应是中国炼丹家，时间为6—7世纪。
但提制纯砷的方法，究竟是谁先发现的已考查不出。1649年，什罗德刊行《药典》说制砷有两种方法。1725年到1774年经韩克尔等人研究才彻底确定砷。
到了1909年，德国生物学家埃利希（P.Ehrlich）第一次合成了有机砷 化合物“666”，用以治疗梅毒。
在古代，炼金家们用毒蛇作为代表砷的符号。砷的英语名称“Arsenic”一词来源于阿拉伯语“Azzernikh”，意指砷的矿石——石黄（As2S3），该 矿石的拉丁文名称是auriPigmentum，意为“金色的染料”，英语中的Orpiment（雌黄）一词就是由这个字转化来的。
34.硒Se（Selenium）
1817年瑞典化学家贝采里乌斯（J.J.Berzelius）用法龙镇产的黄铁矿制取硫酸，在铅室的底部发现有红色粉末状的物质。用王水溶解、过滤，滤液加氨水产生沉淀。沉淀经水洗干燥后，放入玻璃管中，加入少许钾加热，沉淀物即燃烧分解，将玻璃管插入水中，则部分溶解于水，溶液呈橘黄色，其色与钾的氢碲化合物所呈的红酒一般的色泽绝不相同，数小时后，液体变浑浊，具有红色羽毛状沉淀出现，再加硝酸，此沉淀物增多，过滤后，将沉淀物置蜡烛火焰燃烧，放
出臭白菜的臭味，与碲大不一样。进一步研究，确定红色物质是与碲性质相似的一种新元素。
硒的命名Selenium，源自希腊语“月亮”之意。因为硒是继碲之后发现的，且性质和碲很相似。而碲的希文原意是“地球”的意思。因此硒与碲呈姊妹元素。
35.溴Br（Bromine）
1824年，年轻的法国化学家巴拉德（A.J.Balard）在研究海藻和废海盐母液时，把海藻烧成灰用热水浸取，再通入氯气，这时除得到紫黑色的晶体碘以外，他还发现在提取后的母液底部，总沉着一层深褐色的液体，有刺鼻的臭味，最后他证明这种深褐色的液体，就是尚未被人们发现的新元素。1826年巴拉德发表了论文《海藻中的新元素》。另外，他把氯气通到从地中海盐场中获得的废海盐的母液里，第一次获得了溴。
开始，巴拉德建议把发现的新元素取名为“muride”，即“卤”，它源自拉丁词muria，意为“盐水”。巴拉德把自己的发现通知了巴黎科学院。科学院把这个新元素改称为“Bromine”，源自希腊词“bromos”，意为“恶臭”。因为它具有恶臭味，且是唯一的在常温下处于液态的非金属元素，因此中文名“溴”。
值得一提的是，当巴拉德的论文《海藻中的新元素》发表后，德国著名的化学家利比希（J.VonLiebig）仔细阅读了该文，非常懊悔。因为在几年前他也做过类似的实验，也看到过这一奇怪的现象，只不过当时他仅凭臆想就断定这种红褐色的液体是氯化碘（ICl），因此他只是往瓶上贴一个“ICl”的标签就完了，错过了发现一种新元素的机会。后来，利比希把那张标签取下来挂在床头，以作教训，并在自传中写道：“从那以后，除非有非常可靠的实验作根据，我再也不凭空地自造理论了。”
36.氪Kr（Krypton）
1898年，英国化学家拉姆赛（W.Ramsay）和特拉弗斯（M.W.Travers）用化学方法以红热的铜和镁从空气样品中除去氧和氮后，将剩余的25ml残余气体混合物（惰性气体）转入一个与感应圈相联的普律克管里去观察它的光谱，只见一条黄色明线，比氦线略带绿色，另一条光辉的绿线，也不和氩、氦等气体的谱线位置重合，作新气体的密度测定发现在周期表上它位于溴和铷之间，从而确定了存在一种新的元素。这就是氪（Krypton）。
氪（Krypton）的命名源自希腊语“Kryptos”，原意是“隐藏”、“隐匿的”，即隐藏于空气中多年才被发现。
37.铷Rb（Rubidium）
1861年，德国化学家本生（R.Bunsen）和德国的基尔霍夫（G.R.Kirchhoff）处理锂云母，制成溶液，该溶液中除碱金属外，不含其它元素。然后加入少许氯化铂即得到大量沉淀，在分光镜上检查沉淀物时，发现在钾元素（K）两条线之间出现两条深紫色的线。该沉淀不断用热水洗涤，终于在灼烧沉淀的火焰中，发现钾线消失，而出现了红、黄和绿色等新明线数条，这些明线都不属于当时已知的元素。特别是一条深红的明线，位置正在太阳光谱最红一端，于是他们断定分离出了一种新元素，同时命名新元素为“铷”。同年，本生又用电解法首次制备出游离的金属铷。
铷的命名“Rubidium”，源自拉丁语，意为“最红的红色”或“暗红”。
38.锶Sr（Strontium）
1790年英国爱丁堡的克劳福德（A.Crawford）在苏格兰的斯特朗廷（Strontian）利用已开采出的铅矿样品，第一个区别了自然界存在的碳酸锶和碳酸钡，经研究后，确定为一种新“土质”，并指出这新土质的氯化物的溶解度和结晶形状都不同于氯化钡，定名为锶土。后于1792年为霍普（T.Hope）所证实。
1808年，英国化学家戴维（H.Davy）在用电解法电解钾碱和钠碱获得钾和钠以后，继续用电解方法分解苦土（MgO）、石灰（CaO）、锶土（SrO）、重土（BaO），经过多次失败，终于获得金属钙、镁、锶、钡。他利用汞弧阴极电解氧化锶和氧化汞的混合物，然后从生成的汞齐上蒸出汞来，留下银球状的纯金属锶。
锶（Strontium）的命名是为了纪念初始发现地的地名斯特朗廷
39.钇Y（Yttrium）
早期的化学家把任何不溶于水而且不受加热影响的物质都称为“土”。1794年，34岁的芬兰化学家兼矿物学家加多林（J.Gadolin）从瑞典斯德哥尔摩附近的小镇“意忒耳比”（Ytterby）的一个采石场所产的黑色矿物（硅铍钇矿）中，采用分级结晶法分离该矿时发现里面含有38％的“新土”，（即“钇土”，实为钇的氧化物），后经其他人重复分析，证实了该矿石里的确存在一种新元素。到1843年，莫桑德尔（C.G.Mosander，瑞典化学家）分析这种新土时，发现其中至少含有三种土质：无色氧化物为“钇土”、黄色的
“铒土”、玫瑰色的“铽土”。并首次获得高纯度钇。新元素被命名为Yttria，意为“意忒耳比”村镇发现的。汉译名称“钇”。
而把首先发现其中含有钇的矿石命名为加多林（Gadotinite）矿。以纪念它的发现者加多林。尽管加多林当时得到的钇元素还不纯，但至今认为他是首先发现稀土元素的学者。
40.锆Zr（Zirconium）
1789年德国化学家克拉普鲁特（M.H.Klaproth）在分析锡兰岛上一种锆英石矿（ZrSiO4）时发现了其中一种不溶于过量的NaOH或KOH的黄褐色氢氧化物沉淀物，并发现以前一切分析锆矿的结果都是错误的，从而发现了一种新的化学元素锆。
1824年，瑞典化学家贝采利乌斯（J.J.Berzelius）首先用钾还原K2ZrF6时制得金属锆。勒利（Lely）和汉勃罗格尔（Hambruger）于1914年用无水氯化锆（Ⅳ）与过量金属钠加热到500℃，制得足够纯净的有展延性的锆。
锆的命名Zirconium源自希腊文一种锆矿的名称“风信子石”。
41.铌Nb（Niobium）
1801年英国化学家哈切特（C.Hatchett）分析北美一种铌铁矿石时发现了铌。1864年，布朗斯登用强烈的氢气火焰使氯化铌还原为铌。
铌的命名颇有一段趣味故事。因为当时哈切特研究的矿石是在美国发现 的，美国又称为哥伦比亚，为纪念哥伦比亚（Columbia）将新元素取名为“钶”。但是，1802年瑞典化学家埃克伯格（G.Ekeberg）又发现了与“钶”性质非常相似的“钽”（两者原子半径仅差4.2％）。因此很长一段时间曾将该两者认为是同一种元素，包括当时许多有名的化学家如贝采利乌斯等人都是这样判断的，且只采用“钽”这个名称。
直到1845年德国化学家罗泽（H.Rose）才指出“钶”和“钽”是两种不同元素，由于两元素性质非常相似，罗泽就把“钽”（实为“钶”）叫成“铌”
（Niobium）。1907年才制得纯金属铌。铌的取名是以古希腊神话中吕底亚国王坦塔罗斯（Tantalus）的女儿尼 奥勃（Niobe）的名字来命名的。
多年来，铌这个元素保留了两个名称，在美国用“钶”，在欧洲用“铌”，直到1951年国际纯化学和应用化学协会命名委员会正式决定统一采用“铌”作为该元素的正式名称。现在美国化学家已改用“铌”这个名称，但冶金学家和金属实业界有时仍用“钶”这个名称。
42.钼Mo（Molybdenum）
天然产的硫化钼在外表上很像石墨，是一种黑色的柔软的矿物。在18世纪末叶以前欧洲市场上将辉钼矿和石墨混称。1778年瑞典化学家舍勒明确指出辉钼矿（MoS）和石墨是两种完全不同的物质，并将辉钼矿与硝酸混合，制得一种特殊的白色物质——钼酸。断定该矿是一种新金属的氧化物，从而首先发现钼。贝格曼曾向舍勒指出这种物质是一种新金属氧化物。但由于没有适当的高温熔炉使钼酸还原，因此舍勒将该问题委托其朋友埃尔姆（P.J.Hjelm）去研究。
1782年瑞典的埃尔姆用亚麻子油调过的木炭和钼酸混合物密闭灼烧，首次制得金属钼并将该元素定名为“Molybdenum”，汉译名为“钼”。钼的取名是从希腊文“Molybdos”得来的，意思是“似铅”，因为辉钼矿是铅灰色的，和铅在外表上很相似。因此，人们曾误把钼当作“铅”。
43.锝Tc（Technetium）
1914年，当发现元素的X射线光谱与它的原子序数之间的简单关系后，曾有人预言43号“类锰”元素的存在。1937年意大利人佩若尔（C.Perrier）和西格雷（E.G.Segre），在劳伦斯（E.D.Lawrence）回旋加速器里，用中子或氘核轰击钼
42Mo
而分离出锝染的一些放射性同位素，从而发现了锝。并用放射方法证明它的存在。
由于锝是第一个用人工方法制得的元素，被命名为“Technetium”，它
源自希腊词technetos，意为“人工制造”。
在此之前的1925年，曾有三位德国化学家报导过称他们探测到了第43号元素，并将其命名为“masurium”（■）。该名称源自东普鲁士的一个名叫马祖里（Masuria，今属波兰）的特区名字。在长达15年的时间内，元素周期表中43号位置被“■”占据。而实际上是这几位化学家搞错了。第43号元素在地球上并不天然存在，它应是放射性元素，正确的名称是“锝”。自然界中的锝主要是铀的自裂变或钼钌铌受强宇宙射线作用下活化的结果。因此美国肯纳和科洛特曾从非洲的沥青铀矿中提取了微量Tc99，还有人用光镨质谱、中子活化分析在辉钼矿中发现了锝。
44.钌Ru（Ruthenium）
1828年，俄国学者奥桑研究乌拉尔山的铂矿成份时，将粗制铂溶于王水，研究其残余物，指出其中含有新元素。1844年俄国化学家克劳斯（K.K.Klayc）分析锇铱矿时，提取了金属钌。他将锇铱矿粉与碳酸钾和硝酸钾混合在一起，放入银坩埚，上面加一层氧化镁，加热熔融，一个半小时后，倾入铁器中，再加入大量水，取出熔化物质，装入瓶中，在黑暗处放置四昼夜，将所得橙黄色溶液加入硝酸，即有柔软的黑色沉淀物（其中含OsO4及Ru（OH）2）发生，将黑色沉淀物与王水一同蒸馏分离出锇，所余残渣即为Ru2O3和OsO4，再在其中加入NH4Cl，将制得的氯钌化铵［（NH4）RuCl6］煅烧，即得海绵状金属钌。为了纪念俄罗斯（俄文PoccИЯ，拉丁文Ruthenia）克劳斯将新发现的元素命名为Ruthenium，汉译名称为“钌”。
45.铑Rh（Rhodium）
1803年英国化学家兼物理学家武拉斯顿（W.H.Wollaston）在处理铂矿时，将粗铂溶于王水中并加入NaOH溶液，然后加入氯化铵使沉淀转为铂氯化铵，再加入氰化亚汞，使粗铂中的钯变成氰化亚钯黄色沉淀。分离这两种沉淀后加盐酸于滤液中，使多余的氰化亚汞分解，加热蒸发干，用酒精洗涤残留物，其它物质溶解，结果得到一种玫瑰色的复盐（Na2RhCl6·9H2O）结晶。
用氢气流还原该氯化物，从而制得了金属铑。由于制得铑的复盐具有玫瑰色，因此武拉斯顿将它取名为Rhodium（铑），源自希腊词玫瑰花“ροδου”。
46.钯Pd（Palladium）
1803年英国的武拉斯顿在处理铂矿时，与铑一起发现钯。（参见《45.“铑”》条），他用王水溶解粗铂，蒸去多余的酸以后，添加氰化亚汞，得黄色沉淀［Pd（CN）2］，灼烧该沉淀后得白色金属钯。
钯的命名，是为了纪念当时发现的一颗小行星——武女星（Pallas）。
47.银Ag（Silver）
银的发现和金、铜等金属一样，差不多可以追溯到公元前4000年。远古时代，银就被认为是一种金属。
银常以纯银的单质形态存在于大自然中。古埃及人就从大自然里采集到银，制成饰物。约在公元前3600年，在埃及王梅内斯（Menes）的书中曾提到银。他将银的价值定为金的五分之二。巴比仑在公元前3000年，从矿石提炼了铁、铜、银、铅。据称人们曾找到过一块重达13.5吨的纯银。到了公元前2000年，人类对金银加工技术有了很大提高，除了镀、包、镶以外，还能拉成细丝来刺锈。我国《禹贡》一书曾记载着“唯金三品”（即银、金、铜），可见我国至少在距今2000多年前就已认识了银。
银的取名源自梵文“明亮”的意思。其元素符号来源于银的拉丁字
银，对应月亮。
48.镉Cd（Cadmium）
1817年，德国哥廷根（Gottingen）的斯特罗迈耶（Strohmeyer）从作为碳酸锌样品中的杂质发现镉。他在加热碳酸锌（不纯）时发现呈黄色、而不变为白色的“氧化锌”。经研究认为可能是一种特殊的金属氧化物。将其溶于硫酸后，通入硫化氢气体，即析出硫化物沉淀。将沉淀取出溶于浓盐酸中，加热蒸干，所得残渣用水溶解，加入过量的碳酸铵溶液使沉淀中可能出现的锌、铜重新溶解，过滤，残渣洗涤后再灼烧，得到一种褐色氧化物。此物放入玻璃曲颈甑与木炭共热，待冷后将甑口打开发现制得带有光泽的兰灰色金属，命名为“镉（Cd）”。几乎与此同时，霍曼（K.Hermann）也发现用 硫酸溶解不纯氧化锌后残留的针状结晶就是镉。
因为镉常包含在氧化锌中，所以其希腊文取名为“Kaδµεια”（Cadmia——卡多曼）。词意为希腊语“锌华”之意。在古希腊神话中，腓尼基国王的女儿爱罗巴（欧罗巴的词源）的兄弟名字就叫加多姆斯。
49.铟In（Indium）
1863年，德国化学家赖希（F.Reich）在研究闪锌矿寻找金属铊时，当将该矿石燃烧后，除去S、As再用盐酸溶解时，却剩下一种草黄色的沉淀，他断定这是一种新元素的硫化物。因为他有色盲，就请另一位德国化学家里希特（H.T.Richter）帮助他作分光镜观察灼烧该硫化物沉淀的光谱线，结果发现一条和铯的两条兰色明线不相吻合的靛青色的新谱线。于是他们肯定有新元素的存在，这就是铟。
元素及其化合物的教学困惑 篇6
关键词： 新课标 元素及其化合物 教学方法 困惑
元素及其化合物是必修1的三大重点内容之一，新课程改革后这部分内容成了老师教学的一大困惑。教学过程中老师普遍认为费时费力教授这部分内容却不能有好的收效，学生在学习过程中认为内容繁琐难于记忆，学起来简单应用很难，究其原因我认为新课标对这部分内容的编排有以下特点：一是元素及其化合物内容安排集中，容量多，高一课时紧张，很难消化所学知识。二是结构决定性质，旧教材强调性质决定用途，而新课程编排中元素及其化合物放在物质结构这部分内容的后面，弱化了按照元素自然族学习知识的方法，学生学习过程完全依赖于生产，生活中的应用实例或者是实验的探究，感性部分较多，遇到问题缺乏对元素化合物知识内在联系的理解，导致学生根基不牢，没有找到解题的基本思路。如何学好元素及其化合物呢？
一、知道素化合物内容在必修1中的组织和呈现，知道课程标准对其的要求
过去学习元素及其化合物是用了结构决定性质，性质决定用途的模式，一个主族一个主族学习，条理清，学起来虽然简单掌握非常快但对于知识的理解处理能力不能得到提高，新课标教材强调学生的自主学习以学生为主体，联系生产生活实际，以实验为主探究金属非金属及其化合物的性质，强化物质的分类意识和氧化还原反应的本质。新教材和旧教材相比更加体现了三维目标的要求，提高了学生的学习热情和对问题探究分析的能力。
二、按照新课标要求转变角色，改变教法
新课程教育理念认为学习不是教师向学生传递知识的过程，是学生在一定情境下，借助必要资料和他人帮助而自主获得知识的过程，学生是认知的主体，教师的任务是激发学生学习兴趣和学习动机，给学生教化学，不如教学生如何学化学。新教材元素及其化合物主要涉及的金属及其化合物有钠、铝、铁，非金属有硅、氯、硫等，内容上虽然有所减少但是更加精炼，对老师的教学质量要求更高，教师如果采用旧模式教授，由于方法单一必然导致学生学习兴趣不浓厚，学生一味地对重要知识死记硬背，不经过深思熟虑，不经过大脑加工，注重表面形式，对知识应用的能力不强而且很容易遗忘。在新课改中教师应根据教学内容结合学情设置不同的专题，充分利用多媒体教学保持学生的学习兴趣。
三、具体的教学策略
1.复习旧知识（初中教材），做好初高中知识衔接。
新课程要求以学生为学习主体，教师是课堂的组织者不是控制者，扎实的功底是学生开展自主学习的基础，初中知识和高中知识有千丝万缕的联系，步入高中前应对初中教材进行系统复习，初中学习的氧元素和碳元素及其化合物对高中的硫和硅的学习必将起到过渡作用，教师在学习这部分知识时可以采用创设情境和对比的方法，使学生在复习旧知识的同时学习新知识，并且对于整个教材体系有系统认识。
2.紧抓课本，捕捉重要信息。
新教材内容丰富，除了设有大量图片外，还有“思考与交流”、“学与问”、“科学探究”、“科学视野”、“实践活动”、“整理与归纳”等学习栏目，这些内容的设置意味着学生的学习一是内容广，二是角度宽，教师应充分认识并挖掘各个部分的作用，从不同角度进行教学设计，利用这些信息创设问题情境组织学生展开探究式学习。
3.充分利用实验教学带来的效果。
化学是实验科学，实验带给学生的是最直观最真实的事实。元素及其化合物内容多学生记忆难度大，教师应充分利用实验现象和实验结果让学生进行深度思考探究，加强对知识的理解和应用，完善“发现问题—提出问题—设计实验—实验验证—结果分析”的科学分析方法，实验能激发学生学习理科的兴趣和热情。
4.从元素的角度来认识物质。
元素及其化合物的特点是“形散而神不散”，形散是因为涉及的物质种类多，神不散是因为物质的性质是由组成元素和结构决定的。如果不从结构的角度讲解物质的性质，学生学习起来就难以理解印象不深，如何适应新教材改编？根据学生的认识发展水平，加强从元素角度认识物质及其转化可以将复杂的点连成线，例如非金属中硫化氢—单质硫—二氧化硫—硫酸的学习，我们便可以从元素的价态变化将所学的这些物质的转化运用氧化还原反应的原理加以整理，金属中铁—氯化亚铁—氯化铁的学习也可以从0价的铁到+2铁再到+3铁的转化进行整理，这样不仅掌握了物质的性质，而且复习了氧化还原反应。不仅掌握了元素及其化合物，更理解了理论。
总之，新课程对这部分知识的改编体现了元素及其化合物的社会价值，体现了化学源于生活，服务生活的理念，仍然是高考的重点知识。元素及其化合物是基本理论和基本概念的载体，也是基本理论和基本概念的实际运用，是高中化学学习的重点之一。教师应对每节课及时反思，不断积累知识，多与其他教师交流，增强课堂应变能力。
参考文献：
[1]化学必修1.普通高中化学课程标准（实验）.人民教育出版社，2007.
微量元素及其应用技术 篇7
服饰艺术文化中有很多内容以及设计的理念都或多或少受我国历史文化的影响, 我国传统的服饰元素包括:传统的色彩、传统款式、传统纹样、传统工艺等。人们身上的穿戴、服装的样式、穿戴的方式、头上戴的冠帽、鞋子的款式、穿戴、头发的编织、头饰的种类、衣服的佩饰等共同组成了传统服饰。由于我国有着五千多年的历史, 众多朝代的变换更迭, 这就意味着随着统治阶级的变化, 服装的风格也在不断地变化, 但是无论男装、女装, 都有一个突出的特征:在设计裁剪服装的时候使用的都是直线, 并且采用的都是平面展开的方式, 宽襦大裳, 值得注意的是传统服饰着重强调线形、纹饰的抽象寓意。虽然这些服饰特征的变化在中华五千年历史中没有激起任何波澜, 但是这些特征使得我国的传统服装散发出一种含蓄的动态美, 与西洋服装的直观静态美形成鲜明的对比。我国传统的服饰造型虽然简单, 但是运用了传统的镶、嵌、滚、盘、绣等几大工艺, 这就意味着我国传统服饰装饰的多样性, 从而使得飞禽走兽、春夏秋冬、山峦叠嶂等都出现在了服饰纹样当中, 使得服饰纹样的风格有了抽象、写实之分, 具有丰富的内涵。
(一) 我国古代的图腾文化
从人类的发源史可以清楚地知道, 人类历史上出现最早的文化现象就是图腾, 它象征着原始人的祖先、保护神。图腾产生的原因是由于当时社会生产力低下, 原始人类对自然无知的表现。图腾的出现合理地解释了神话、古典记载、民俗民风。原始人类对于某种动物的崇拜达到了走火入魔的地步, 或者自然界中的某个物种与某个原始部落具有血缘关系, 因而被用来作为部落的标志, 逐渐形成了图腾。由于我国从古至今有着众多的民族, 而所有的民族都有属于自己的独特的图腾文化, 因此本文在这里论述图腾文化对我国传统文化的影响。
彩陶上的图腾:我国新石器时代最吸引人的艺术就是彩陶纹。彩陶纹最丰富的就是动物纹, 例如:鱼纹、鸟纹、羊纹等, 历史考古学家在我国汾河流域、渭河流域、黄河上游等都发现了动物纹做的彩陶器物, 其中最著名的就是人面鱼纹彩陶盆, 这就标志着鱼纹是彩陶器物上最常见的形象。
纵使现在是一个科学盛行的时代, 但是我国人民对于龙还是深信不疑, 充满了崇拜, 可以说对龙的崇拜一直延续了上千年, 至今都没有改变。这是因为在人们的心中坚信龙有着非法的能力, 它能上天入地、行云布雨, 并且有鳞有角。关于龙的形象, 从古至今都没有一个确切的形象, 而现在人们所知道的龙的形象是将其完美化之后的形态。但是根据古籍、史记资料的记载, 以及龙蛇共有的习惯, 都可以证明龙的最初形态就是蛇。
(二) 唐代服饰艺术
1. 唐代男子服饰:唐代是我国古代最为繁华也是最具有传奇色彩的朝代。唐代男子最典型的服饰就是头上戴着蹼头, 也就是我们俗称的乌纱帽, 是唐朝最为流行的男子服饰, 像一个冠帽, 后面有两个角呈蹼头状, 蹼头有软有硬, 呈现出不同的形状, 据说是由鲜卑文化发展而来;穿的是圆领袍衫, 圆领袍衫在唐朝的时候一般为右枉, 圆领顾名思义就是领口是没有边缘的, 并且袖口、衣襟都没有边缘, 这种服饰百姓官员都可以穿, 袍衫的长度、袖子的宽窄等都根据不同的风气而变化着。由于古人的阶级思想十分严重, 这就导致了在服饰色彩上有着官员、百姓之分, 百姓的服饰颜色主要有青色、白色、皂色;腰间绑着腰带、脚上穿着乌皮靴, 乌皮靴是唐代社会各个阶层的人们都能穿的, 它的靴头微微翘起, 形式简单。除此之外, 唐朝有一种服饰备受唐朝贵族以及隐士的青睐——直裰。直裰的样式就是合领、对襟, 人们穿的时候一般头上都配戴着高巾, 下身穿着宽大的裤子, 或者是裙子, 脚上穿着丝织品制成的鞋。除了这些平常穿的服饰, 唐代皇上、皇子、大臣等都有属于自己阶层的服饰, 例如:皇上向天祈福时所穿的衣服称为祭服, 大臣上朝穿的朝服、公服等。公服与朝服的区别在于无蔽膝。在我国古代, 人们坚信天子就是龙, 因此天子的服饰是黄色的, 除了天子之外, 禁止其他人穿黄色的服饰。
2. 唐代女子服饰:唐代女子的服饰主要分为:襦裙装、胡服装和男装三种。襦裙装的样式为上身是短衫、用一条丝帛披在肩背, 交于胸前, 下身穿着长裙。唐代的短襦在领子上呈现的形状为圆领、方领、直领等各式各样的形状, 袖口的宽窄等都不一样, 在唐朝最为繁盛的时期袖口多为宽大。唐代女子服饰最为突出的特点就是裙子的腰提得特别高, 均以丝绸带绑扎。唐代女子着衫的色彩主要以大红、浅红、浅赭红等颜色为主;裙子的颜色主要以深红、浅绿等颜色为主;鞋子大多以翘头履为主, 翘头履顾名思义就是鞋头上翘, 主要是为了防止将裙子踩在脚下。胡服装, 顾名思义就是融合了我国北方民族、波斯、印度等风格的服饰, 最为著名的装扮就是头上戴着顶尖帽, 又称浑脱帽, 四周绣着花纹, 镶着各种珠宝, 大多数是用厚棉缎做成的;身上穿的是袖子呈窄状翻领的长袍, 脚上穿着靴子, 腰间绑着革带, 同时佩有刀剑等饰品。在唐朝初期的时候, 女子出门所用的遮蔽容颜的物品有幂离、帷帽, 但是随着时间的流逝渐渐被淘汰。从安禄山身上的服装就可以清楚地知道, 唐朝当时与胡人来往密切, 从而使得胡旋舞、拓枝舞等胡人的舞蹈传入中原, 使得唐代的舞蹈服饰发生了重大的改变, 最为著名的就是窄袖罗衫、高腰长裙和锦靴。
3. 唐代甲胄:从《大唐六典》中, 可以清楚地知道唐代的甲胃有十三多种, 其中最为典型的就是明光甲、楠档家等等。明光甲是唐代最具有艺术性质的甲胄, 主要的装扮就是胸前配有护胸的, 用来保护心脏, 使胸腔不受敌人攻击;腹部配有护腹, 护腹的甲胄上配有吊鱼, 肩膀和胳膊处常常以兽头的形状作为保护, 里面穿的是战袍, 腰下面穿的是甲裙, 脚上穿的是战靴, 最为代表性的甲纹就是细鳞甲、山文甲这两种。从这里就可以看出唐代的甲胄最大的一个特色就是华美, 特别是在盛唐的时候, 甲胄上镶的是金, 涂的是银。在兜黎及甲身上往往有造型各异的装饰物, 使得武将威武不凡。
二、中国传统服饰在游戏角色造型设计中的成功案例分析
(一) 服饰设计以地域为主
在一定范围之内对疆土区域进行地理划分的就是地域。因为种族、文化、宗教等人文原因, 或者是因为地质、气候等自然原因而形成了各种各样的异域风貌。在游戏设计的时候, 会有各种不同的地域主题的设定, 例如:四季冰封的极地地带、四季如春的美洲地带等都需要对与之相对应的人物服饰进行设置, 这就意味着服饰设计的思路就是地域主题。例如:韩国游戏《永恒OL》中的服饰设计采用的就是西部牛仔风格;日本游戏《大航海时代》, 从“海”字就可以清楚地知道人物服饰的设置一定是蓝色的, 而我国游戏《藏地传奇》中以藏文化为基础, 其服饰充满了西藏的神秘色彩。
(二) 服饰设计以民族为主
由于我国地大物博、幅员辽阔, 并且民族众多, 这就意味着我国每个民族都有自己独特的生活方式、民族习惯, 每个民族的独特性都可以通过他们的语言、宗教信仰、行为举止等反映出来。这就为游戏角色的服装设计提供了丰富的灵感以及素材, 并且通过游戏角色的服装设计可以使人们在玩游戏的时候感受到这个民族深邃的文化。不同的民族会因为自己所处的生活环境不同而形成不同的服饰。例如:我国苗族人的服饰主要为裙, 蒙古人主要为蒙古袍等等。国外的种族也同样如此, 日本的服饰主要是和服, 朝鲜的主要是朝鲜服等等。这些不同的种族的服饰可以清楚地传达出本民族神秘古朴的历史。而不同的民族特有的图案给游戏人物服饰带来了无穷无尽的创作灵感。例如:《仙剑奇侠传》里对我国传统服饰的运用, 给玩家带来了深刻的印象, 使得玩家即使长时间不玩这个游戏, 人物的形象、服饰都会历历在目。
(三) 服饰设计以时代为主
游戏设计中常常用来捕捉灵感的方式就是将不同时代的素材运用在服装设计当中。由于我国有着五千多年的历史传承, 这就意味着我国不同的时代风格给游戏服装设计提供了不同的选择。例如:我国唐代时期以杨贵妃为首的襦裙装、风流雅士所穿的白色直裰、战场杀敌时被鲜血染红的华丽的甲胄等等。秦朝能够彰显出“礼仪之邦”的汉衣冠, 民国时期的中山服、旗袍, 以及那白衣飘飘、手持长剑的侠女等等, 都被应用到现代的游戏服饰当中, 都有充满不同时代特征的代表作品。
(四) 以小说或者电影等题材为主题
这类游戏是国产游戏的一个最基本的套路, 它们有着明确的主线剧情, 玩家根据剧情来进行支线和副本的拓展, 国内的这部分游戏大多以古装魔幻为主, 如《剑侠情缘网络版三》等。
三、本土游戏角色主题设计实践
(一) 作品一《国士无双·战》
灵感来源:此设计是为网络游戏《剑灵》中的人族男性角色打造的时装, 该角色职业为男拳师。设计灵感来源于对中国古代图腾文化艺术和唐代甲胄的运用与创新。
设计说明:服装以沉稳的黑色为底色, 用金属质感的着色, 将胸前甲胄的质感与寒光体现得淋漓尽致, 肩部的飘带虽然也以黑色为主色, 但是结合粉色的花边如同花瓣一样, 却让整个设计变得刚中带柔。正所谓“国士无双”, 手臂间刚强霸气的战龙图腾, 与腰间锦带的柔美相结合, 这样的设计使这套服装和这个角色变得更加生动。
(二) 作品二《国士无双·巾》
灵感来源:该设计是为网络游戏《剑灵》中的人族女性角色打造的一套时装, 该角色职业为女拳师。服装灵感来源于来自于汉服, 属于汉服衍产物。汉服是我国汉族传统的民族服饰, 从三皇五帝的时代一直延续到明代。
设计说明:该设计以黑色为底色, 塑造出一位一身劲装的巾帼女英雄, 贴身的皮裤凸显出女性妙曼健康的身姿, 领间的设计采用了汉服的交领右衽, 与发顶的发簪相互对应, 领围处柔软的花边展现出了女性柔美多姿的一面。上身衣襟的被战火灼烧和兵刃划破的下摆处, 让这位绝世容颜的女子有着浴火重生的感觉。将劲气与妩媚合二为一, 正是这套设计的主题。
四、结论与展望
中国传统文化博大精深, 留下了非常丰富的文化遗产, 尤其是在服饰方面, 从而为游戏人物的服饰造型提供了无数的创作源泉。
(一) 由于当下我国的游戏服饰设计还没有一个完整的系统, 因此本文从传统服饰文化的角度出发, 对游戏服饰设计的规律、特点等进行了深入的探究, 并且提供了具有针对性的特点。
(二) 对网络游戏角色服饰设计的讨论, 必然要回到设计行为实践中去检验。而作为本领域内的实际设计工作者——角色服饰设计师, 他们对“角色服饰风格化”提出建设性的意见, 有着绝对的发言权。北京某游戏研发公司设计师认为, 网络游戏的发展趋势必然会随着PC应用技术的不断成熟而走向具有高技术含量、画面也更具特效性的表现形式。但在角色服饰设计中过分单一的绚烂效果不具有深层趣味, 不能更好地满足玩家的视觉享受, 因此加入传统文化过犹不及的服饰表现也必然会走向多元化发展。北京某著名网络游戏模型师认为, 网络游戏, 尤其是MMORPG, 它的文化背景中的复古魔幻色彩, 还会继续影响很长一段时间, 但这一类型文化的发掘潜力已显乏力。而未来主义的文化却相对涉及的内容较少, 发展空间较大, 可以预见, 不久的将来, 未来主义色彩的MMORPG将是下一时代的主题之一。正如社会时尚一样, 网游的角色服饰文化也将呈现出一种螺旋上升式的发展趋势。
(三) 2012 年中国有5.13 亿网民、1 亿以上游戏玩家。而在类型繁多的网络游戏中, 人物不再是为了保护身体而穿衣, 服饰在与他人的交往过程中显得尤为重要, 着装行为也表现出游戏与现实身份及地位的结合, 游戏中的人物服饰形象已不再是一个简单的图形符号, 它已成为现实玩家在虚拟网络中自身形象的象征之一。网络游戏服饰也逐渐从无到有、二维到三维、简单到复杂、粗糙到精致、单一到多元化的发展过程中形成一种特有的服饰文化, 这种服饰文化已经开始影响玩家尤其是青少年玩家在现实生活中对服饰的选择。
我国游戏产业近年来一直致力于自主开发, 在游戏角色服饰设计上不断学习和摸索, 无论是在设计理念还是设计细节上, 好的作品不断推陈出新。在国产游戏的探索之路上, 仍需要多学习国外优秀作品的设计制作方法, 在实际制作过程中不断积累经验、总结理论知识, 进一步推动游戏产业又快又好地发展。
摘要：随着我国科技的不断发展, 人们的生活质量越来越高, 特别是青少年对于游戏的喜爱已经达到了走火入魔的地步。而游戏开发人员在设计游戏的时候, 决定游戏成败的关键因素之一就是游戏角色的设定。而服饰设计是游戏人物造型的重点, 我国有56个民族, 并且有着五千多年的历史文化底蕴, 这就意味着我国传统服饰渗透着深厚的文化底蕴, 是属于整个人类的宝贵文化遗产, 同时也是所有艺术创作者灵感的源泉。本文将现代设计理念融入中国传统服饰文化的研究中, 将传统绘画技法与现代设计方法相结合, 对传统服饰文化的使用规律、设计时应该注意的事项等进行深入的探究、分析, 并且提出游戏服饰的原创设计的根本是在设计游戏服装的时候所应用到的传统民族文化, 设计具有民族特色的游戏角色服饰对游戏玩家在游戏的过程中潜移默化地接纳和传承中国传统文化、对我国传统服饰文化的保护和弘扬具有重要意义。
关键词：中国传统服饰,游戏,角色服饰,设计,运用
参考文献
[1]齐欢.游戏角色设计中的服饰色彩配置研究[J].美与时代 (中) , 2013, (5) :79-80.
[2]夏权.论服饰设计在动画角色塑造中的重要作用——以国产动画《秦时明月》为例[J].艺术科技, 2013, (04) :18+24.
[3]周智娴.中西方游戏人物角色设计在艺术表现上的差异性研究[J].南京艺术学院学报 (美术与设计版) , 2013, (05) :196-198.
[4]寇格倩, 陈杰, 陆扬, 高璐静.中国传统服饰在游戏角色服饰设计中的应用[J].大众文艺, 2012, (21) :78.
微量元素及其应用技术 篇8
1 茶叶浸出液中各种微量元素浸出规律的研究
茶叶中微量元素的浸出率是指茶叶浸出液中某种微量元素含量占茶叶中该种微量元素总量的百分比,百分比越高,则该微量元素浸出率就越高。研究茶叶中微量元素总量前处理主要采用灰化法[3,4]、湿法消化法[5,6]及微波消解法[7,8],茶叶中微量元素的浸出方法包括常规的泡茶方式(用茶叶片浸泡[3,5,6,7,8]),茶叶片烘干粉碎过筛后用所得茶粉浸泡[4]。而对微量元素的分析主要采用原子吸收光谱法[4,5,9,10,11],此法是目前茶叶中金属元素检测最常用的方法,该法选择性好,测定线性范围广,灵敏度高,火焰原子化法检出限一般可为10-6,石墨炉原子吸收光谱法检出限可达10-14~10-9。王凯雄等[12]用火焰原子吸收光谱法测定茶叶中的Cu、Mn、Fe、Zn 4种元素,其加标回收率为95%~115%,4种元素含量的标准偏差分别为±0.57、±2.94、±7.00、±1.25。除原子吸收光谱法外,还有采用电感耦合等离子光谱分析法[13,14]、原子荧光光谱法等分析方法[15]。这些方法经过科学论证,准确度高,对茶叶中微量元素检测结果准确可信。
1.1 茶叶中微量元素浸出率规律
1.1.1 茶叶中微量元素绝对含量变化规律。
茶叶中的微量元素来源于土壤和地下水,土壤和地下水中的微量元素又来源于茶园土下伏或周边地区的基岩即地质背景[16,17],茶叶中各种微量元素总含量的绝对值会受到种植茶树的土壤地球化学背景值、种植方式及加工方法等因素的影响,在不同等级的不同茶品中有一定差异,有的甚至相差很远。但茶树的基本物质基础相同,在不同茶叶中对同一元素的富集能力相同[16,17]。因此,总体上各类茶叶中微量元素含量变化趋势一致。吴绍祖等[18]采用原子吸收光谱法对花茶和铁观音茶中7种微量元素含量进行分析,结果表明:在2种茶品中,虽然各元素的绝对含量各不相同,如Zn含量在花茶中为49μg/g,远远高于其在铁观音中的含量(27μg/g),但总趋势相似,即K>Ca>Mg>Na>Mn>Zn>Cu,试验回收率为91%~99%。高舸等[19]采用电感耦合等离子体—光发射光谱法(ICP-OES)分析10个不同地区的不同茶品(红茶、花茶、乌龙茶、铁观音茶、沱茶、绿茶)中6种微量元素Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Zn在茶叶中的总含量,同样发现各类茶叶中微量元素绝对含量差别很大,但变化趋势一致,皆为Mn>Fe>Zn>Cu>Ni>Cr。研究同时发现,同一品种的茶叶,其级别越低,对Fe和Mn的富集越高。如成都市所产花茶中,其中3级花茶Fe、Mn含量分别是1 048、1 044 mg/kg,特级花茶中这2种元素含量远远低于该数值,分别是258、781 mg/kg。
1.1.2 茶叶微量元素浸出率规律。
研究表明,茶叶中不同的微量元素其浸出率各不相同,K、Na、Mg、Mn、Zn等元素在茶叶中的绝对含量较高,其浸出率也很高;Fe的绝对含量在茶叶中也很高,但其浸出率无论在何种茶叶中都很低;Ni、Cr、Cu等在各类茶叶中的含量均低,但其浸出率却较高。以上规律与茶叶的品种、产地、等级无明显关系。形成微量元素浸出规律的原因可能是各类茶叶中各种微量元素的存在形态相同,而存在形态决定其溶解度,也就决定其浸出率。如Mg、Mn、Zn、Cu等元素作为茶叶细胞中各种酶的组成部分和活化剂,用高温浸泡主要以离子形式存在[20],其浸出率高。Ca多与茶叶中的楂酸、草酸、脂肪酸等阴离子结合形成不溶性钙盐,而Fe在茶叶中可能以硫簇化合物形式参与茶叶细胞叶绿体光合作用,还以铁嘌呤形式构成细胞色素[21],难以溶出,虽然茶叶中含量很高,但其浸出率却极低。吴绍祖等[18]用常规泡茶方式得到的浸出液,用原子吸收光度法测定其中7种元素浸出含量,K最高,总浸出率达90%以上,Ca最低,总浸出率不到20%。吴良等[22]用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对海南苦丁茶和绿茶茶叶及浸泡液中Mn、Fe、Co、Cu、Ni等9种微量元素进行分析,发现这2种茶叶中Mn、Fe、Zn、Cu这4种元素含量都高,且Mn>Fe>Zn>Cu,其他几种元素的含量很低。由2种茶的浸出液检测得知:Ni、Zn元素的浸出率均较高,Ni在2种茶水中的浸出率分别为37.09%、71.31%;Fe的浸出率均较低,分别为5.97%、3.67%,Co在茶叶中的含量不高,但其浸出率均不低;9种元素回收率都在85%~116%。其他如马永焕等[23]用中子活化分析法测定江西地区茶叶中K、Na、Ca、Mg、Fe、Ni、Zn、Al等18种微量元素在茶叶与浸液中的含量,赵进等[24]用原子吸收光谱法测定凌云地区4种茶Mg、Zn、Fe、Ca、Mn、Cu 6种微量元素在茶叶与浸出液中的含量,Matsuura et al[25]借助尺寸排阻色谱法用ICP-AES和ICP-MS测定红茶和其浸出液中约40种元素,得出结论皆相似。
2 浸泡条件与浸出率的关系
2.1 浸泡次数与浸出率的关系
赵福岐等[26]在考察日照茶浸泡次数与浸出率关系时,将茶叶浸泡4次,测得Mg的浸出率分别为59.9%、24.0%、3.37%、0.44%,浸出液中Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、Sr这几种元素第1次浸出率平均为总浸出率的65%左右。说明浸泡次数与浸出率的关系是第1次浸泡的浸出液微量元素浸出率最高,随着浸泡次数的增加,浸出率逐渐下降。陈力研等[27]研究结果也证实了该结论。
2.2 浸泡时间与浸出率的关系
在一定时间范围内,微量元素浸出率随着时间的增加而增大,但时间过长,浸出率反而会下降,不同的微量元素最高浸出率的时间各不相同。王宝森等[28]在用原子吸收光谱法测定云南云雾茶微量元素浸出率的研究中发现,Cu、Zn、Mn 3种元素浸出率与浸泡时间成正比关系,浸泡20 min的浸出率明显高于浸泡10、5 min的浸出率,浸泡时间愈长,Cu、Zn、Mn浸出率愈高。而随着浸泡时间的延长,Na浸出率先增大后减小,浸泡10 min的浸出率最高;Fe是浸泡5 min的浸出率最高,随着浸泡次数的增加,浸出率减小。究其原因,可能是浸泡时间过长,茶叶中的鞣酸物质溶出量增多,而溶出的鞣酸物质与浸出的微量元素在溶液中形成相应配合物,使茶渣对微量元素的吸附作用增大,从而使相应的微量元素的浸出率降低。不同的微量元素与鞣酸物质形成的配合物的稳定性各不相同,因而不同的微量元素最高浸出率的时间不相同[29]。
2.3 浸泡水温与浸出率的关系
文献结果表明,茶叶中多数微量元素的浸出率随着浸泡温度的升高而增大,在一定温度下,浸出率会达最大,水温再升高,浸出率趋于稳定,但也有个别的微量元素,如Cu、Cr、Pb浸出率反常,水温升高,浸出率反而降低。吕文英等[30]研究水温对微量元素的浸出率的影响,表明不同茶品中同种微量元素最高浸出率的温度各不相同,红茶中Fe、Zn、Mn、Ca浸出率在60℃时最高,Cu、Ni在40℃时最高。绿茶中Cu、Fe、Zn、Ca浸出率在90℃时最高,Mn在100℃、Ni在40℃时最高,回收率为90%~116%,最大RSD为0.26%~2.00%。
2.4 微量元素在茶叶中的存在形态与浸出率的关系
微量元素在茶叶中以无机态与有机态2种形态存在,研究表明,以无机形态存在的微量元素浸出率远高于有机形态。不同微量元素在茶叶中的无机态与有机态的含量比率相差甚远,各种微量元素的浸出率各不相同。陈韵等[31]用原子荧光光谱法、高舸等[19]用电感耦合等离子体—光发射光谱法(ICP-OES)、叶毓琼等[32]对各类茶品浸出液中微量元素的存在形态进行考察发现,在浸出液中微量元素无机态的浸出率远高于有机态,如浸出液中有机态与无机态之比Mn为1∶80,Ni为1∶7,Fe为1∶7。
3 结语
茶叶中含有大量的微量元素,其浸出率主要决定于微量元素在茶叶中的存在形态,也与浸泡选择条件有关。对人体有益的微量元素如Mn、Zn等其浸出率较高,而对人体有害的重金属元素如Cr、As、Hg在茶叶中含量很少,其浸出率也很低。因此,饮茶是安全的,还能补充人体所需的某些微量元素。文献中报道很多对微量元素检测的方法,但目前对茶叶中微量元素检测无统一的标准检测方法,检测数据可比性较差,只有建立统一准确的茶叶中微量元素的检测方法,才能更好地研究微量元素的浸出规律性。
摘要：概述了茶叶浸出液中微量元素浸出率规律。不同等级、不同茶品的茶叶所含各种微量元素的绝对量各不相同,但微量元素绝对含量变化趋势一致。采用浸泡方式测其浸出液中微量元素的含量,其浸出率顺序相似,无论何种茶品,其微量元素K、Na、Mn、Zn、Ni等浸出率高,而Ca、Fe等的浸出率很低。总结了影响茶叶中微量元素浸出率的因素,主要包括微量元素的存在形态、浸泡时间及浸泡温度、浸泡次数等。
微量元素及其应用技术 篇9
关键词：微量元素,调研方法,出生缺陷
一、引言
出生缺陷 (Birth Defect, BD) 是指胎儿出生前发生的身体结构、功能或代谢等的异常[1,2,3]。有些异常出生时可表现, 有些异常出生后一段时间逐步显现。出生缺陷问题将会给一些家庭带来了意想不到的痛苦。由于生活方式不够健康, 孕前健康检查和产前筛查未得到有效落实, 环境污染问题剧增等原因, 最近十几年出生缺陷呈上升趋势。中国作为发展中国家, 也是人口大国, 出生缺陷发生率逐年递增。因我国的人口基数大, 每年新增出生缺陷病例总数庞大, 中国已成为出生缺陷的高发国家之一[4,5,6]。
微量元素在维持人体正常功能方面具有极为重要的作用, 它是优生优育的重要内容, 缺乏将增加出生缺陷的发生率[7,8,9,10,11,12]。目前我国关于微量元素与出生缺陷的研究的报道较多。张卫等[13]发现, 出生缺陷高发区山西太原妊娠早期妇女发中Zn、Mn含量较低, 而Mo含量则相对偏高。王芳等[14]研究31例山东淄博有畸胎史的妇女血清中5种元素含量, 与正常对照组健康妇女比较, 有畸胎史妇女Zn、Mn、Se含量显著降低, Cd含量显著升高 (P<0.01) 。屈新中等[15]观察到陕西西安胎儿畸形孕妇血清Ca、Zn含量较低, 而Fe含量比正常儿孕妇升高 (P<0.01) , 认为孕妇缺锌、低钙、高铁是引起胎儿畸形的重要原因。朱文彪等[16]研究广州先兆流产和死胎孕妇案例血中Cu、Zn含量, 发现其体内含量显著降低, 而有害元素Pb含量显著升高, 怀死胎孕妇的血Cd水平也比对照组正常孕妇显著升高, 认为孕妇及胎儿体内Fe、Cu、Zn、Pb、Cd水平异常可能是引起不良妊娠结局的原因之一。张一鸣等[17]分析江苏常州5~8月龄先天性畸形儿母血及脐血中7种元素, 发现畸形儿孕母血中Zn、Cu、Ca含量普遍偏低, Fe偏高, Pb、Cd、H普遍较高。张英骅等[13]对50例有出生缺陷发生史的产妇及新生儿血液进行Cu、Zn、Fe、Mn、Ni、Co、Pb、Cd
种元素测定, 研究结果表明微量元素含量对胚胎的发育有着及其重要的意义, 缺乏或过剩均、都会导致出生缺陷的发生, 同时通过调查研究广西产妇静脉血中Cu、Mn含量, 发现有出生缺陷史小组高于对照健康组, 而Ni含量偏低;缺陷儿脐血中元素的含量与正常儿也有显著差异。
本论文以襄阳地区为例, 调研主要从预防出生缺陷角度着手, 对发生过出生缺陷的妇女体内元素含量水平进行调研, 提交预防措施及建议报告。这对于襄阳地区出生人口素质至关重要, 对优生优育的发展具有重要意义。
二、调查方法
(一) 调查流程图
(二) 调查点的选择
通过2005—2012年襄阳市统计年鉴可知:襄阳地区主要食物来源于本地农产品, 农产品的含量水平与当地的自然地理因素息息相关。因此, 区域性人体内微量元素含量水平直接与区域的发展情况密切相关。本次调研点分布如图1。
(三) 样品采集分布情况
采取引导进入医院妇产科产检及检验科采样点采血样。在医院进行采样的目的是能够在最短时间内对样品进行处理和微量元素检测, 并获得第一手数据。产科进行产检, 对可能因为生殖系统畸形、生殖系统疾病等影响因素造成的出生缺陷进行排除, 使得实验结果和数据更真实更可靠。
(四) 调查问卷收集
对采样的妇女首先进行宣传, 培训并再进行调查问卷填写和收集工作, 确保调查问卷100%回收, 最后进行统计。调查问卷主要包括:年龄、学历、居住条件、饮食、是否有家族遗传史等方面。
三、问题与建议
微量元素及其应用技术 篇10
1资料与方法
1.1 一般资料
选取2012 年11 月~2013 年5 月于温州医科大学附属第三医院 (以下简称“我院”) 内分泌科住院的2 型糖尿病女性患者89 例作为糖尿病组, 年龄40~87 岁, 平均 (64.5±3.2) 岁; 糖尿病病程0~20 年, 平均 (9.91±3.22) 年。 所有患者均符合1999 年世界卫生组织 (WHO) 糖尿病诊断标准[3]。 排除标准:急性感染, 糖尿病急性并发症, 严重肝肾功能障碍, 恶性肿瘤, 合并其他内分泌疾病史, 近3 个月服用微量元素补充剂者。 同时, 选取我院体检中心50 名健康女性作为对照组, 年龄38~78 岁, 平均 (63.2±3.6) 岁, 血糖、血脂及血压均正常, 无心、肝、肾疾患, 近3 个月无微量元素补充史。 两组一般情况比较, 差异无统计学意义 (P >0.05) , 具有可比性。 本研究在我院医学伦理委员会的批准下实施, 所有患者均在知情且签署同意书的前提下参与该项研究。
1.2 方法
所有受试者清晨、空腹测定全血微量元素水平 (钙、镁、锌、铜、铁) 。对糖尿病患者行彩色眼底摄片。根据眼底摄片结果, 分为视网膜病变组及无视网膜病变组, 比较两组患者血微量元素含量的差异, 同时, 比较正常女性与2 型糖尿病女性患者之间的血微量元素含量的差异。
1.2.1血微量元素 (钙、镁、锌、铜、铁) 测定
无菌采取静脉血2 m L, 以肝素抗凝供检测。 采用北京博辉创新光电技术股份有限公司生产的BH5100 型原子吸收光谱分析仪, 应用火焰原子吸收法检测血铜、锌、钙、铁、镁离子浓度。
1.2.2眼底检测
采用德国海德堡公司生产的彩色眼底摄片机行眼底摄片检查。 糖尿病性视网膜病变眼底表现包括:微动脉瘤、硬性渗出、软性渗出或并有出血斑、新生血管或并有玻璃体出血、纤维增殖等。
1.3 统计学方法
使用SPSS 19.0 统计学软件进行数据分析, 计量资料数据用均数±标准差 (±s) 表示, 两组间比较采用t检验; 分类观察结果与影响因素间关系分析采用二元Logistic回归分析。以P < 0.05 为差异有统计学意义。
2结果
2.1 对照组与糖尿病组年龄及血微量元素水平比较
与对照组比较, 糖尿病组患者血锌、血镁及锌/铜比值降低, 血铜升高, 差异有统计学意义 (P < 0.05) , 而两组年龄、血钙、血铁等微量元素含量差异无统计学意义 (P > 0.05) 。 见表1。
2.2 无视网膜病变组与视网膜病变组年龄、 病程及血微量元素水平比较
与无视网膜病变组比较, 视网膜病变组患者糖尿病病程长, 血铜高, 血锌、锌/铜比值低, 血铁低, 差异有统计学意义 (P < 0.05) , 而两组年龄、血钙、血镁含量差异无统计学意义 (P > 0.05) 。 见表2。
2.3 糖尿病视网膜病变相关影响因素分析
Logistic回归分析显示:糖尿病病程、血锌、血铜、血铁水平与糖尿病视网膜病变独立相关 (P < 0.05) 。见表3。
3 讨论
人体代谢过程中, 除需要大量的能量性物质以外, 功能性的微量元素也是不可或缺的重要物质。 铜、铁、锌等微量元素作为人体所必需的物质, 参与人体的各个生命活动过程, 且一旦缺乏将会出现诸多功能性疾病甚至器质性病变[4]。
临床研究证实, 硒作为具有抗氧化功能的营养素, 能够发挥与维生素E相似的功能, 具有延缓衰老、软化心脑血管以及促进微循环等作用[5]。 铁元素作为人体需求量较大的微量元素, 在人体的血细胞形成、分化等方面发挥着极为重要的作用[6]。 锌、镁、钙等微量元素的临床作用也已获较为广泛的研究[7], 且其预防性补充已经引起了广泛的重视。 种种迹象表明, 微量元素的缺乏除可引起机体功能性不适以外, 对于一些疾病的发生和病程的发展均有较为重要的意义。 糖尿病作为临床常见的消耗性代谢疾病, 其发病机制较为复杂, 目前也已有大量文献证实了其合并症或其自身与微量元素水平变化相关。
本研究结果显示, 2 型糖尿病患者血锌、 血镁浓度低于对照组, 血铜浓度与之相反, 高于对照组, 与国内文献报道相符[8]。 在2 型糖尿病女性患者中, 有视网膜病变患者相对于无视网膜病变者, 糖尿病病程长, 血锌、锌/铜比值、血铁下降, 血铜升高, 差异有统计学意义 (P < 0.05) 。 Logistic回归分析结果提示, 糖尿病病程长、低锌、低铁、高铜为2 型糖尿病女性患者视网膜病变独立相关因素 (P < 0.05) 。 研究发现, 锌通过影响胰岛素构象完整性及胰岛素的合成、贮存和分泌过程, 影响体内胰岛素浓度, 由此锌缺乏可能导致糖尿病[9]。 而高血糖又减少了锌吸收[10], 加重锌的缺乏。 机体缺锌影响红细胞代谢, 使其变形能力减低, 易于聚集形成微血管病变[11], 从而导致视网膜病变发生。 本研究结果显示, 2 型糖尿病患者血锌浓度低于对照组, 在2 型糖尿病患者中, 有视网膜病变者血锌水平进一步下降, 提示锌缺乏与糖尿病有关, 同时可加重视网膜病变。 国内张英芬等[12]研究表明, 糖尿病患者存在微量元素硒、锌、镁的缺乏, 且微量元素的缺乏与视网膜病变相关, 本文研究结果与之一致。
铜和锌同为元素周期表第四周期元素, 它们在肠黏膜或金属硫蛋白中可以竞争结合部位, 从而相互抑制吸收和利用[7]。 本研究结果显示, 女性2 型糖尿病患者血铜呈过量蓄积, 视网膜病变患者血铜进一步升高, 与动物实验结果[13]一致, 原因考虑可能与锌缺乏后肠黏膜铜吸收过量有关。 铜过量在一定条件下通过体内铜蓝蛋白产生氧化活性, 从而降低低密度脂蛋白氧化变形, 使得血管病变形成[14]。 国内研究显示, 糖尿病患者血镁水平下降[15], 本次研究也支持该结果。 有资料显示, 低镁血症为糖尿病性视网膜病变的危险因素, 且浓度与病变程度一致[16], 考虑可能与镁离子的缺乏导致糖酵解相关酶的活性低下有关, 但本文未发现血镁浓度与糖尿病性视网膜病变间的相关性, 分析原因可能与选择人群不同、研究对象样本量不足有关。
钠元素及其化合物计算题方法小结 篇11
关键词：钠;计算题;解题方法
在“3+X”高考中，理科的物理、化学、生物三科为综合卷，考生在考场上面临着大量的阅读量和解题及数据处理量，更快、更正确的解题是取得高分的唯一途径。掌握一些技巧来解化学计算型选择题，可以节省解题时间，缩短思维长度，提高解题的正确率。本文以元素及其化合物部分内容中钠及其化合物涉及的计算为例小结此处常用的几种解题方法。
方法一：公式法
例：（2009年上海卷10）9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有（ ）
A.0.2 mol中子 B.0.4 mol电子
C.0.2 mol质子 D.0.4 mol分子
【分析】选B。题中涉及钠与水反应产生的气体是氢气，其原子全部来源于水分子。本题中将H2O换为D2O，则产生的气体为D2，结合定量分析，共产生0.2 molD2，则含0.4 mol质子，0.4 mol中子，0.4 mol电子，0.2 mol分子，故选B答案。
【方法小结】此类题属于较容易题，需要注意的是：必须明确反应的实质。
方法二：极值法
例：（2007年全国理综卷II）在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol/L的HCl溶液中和，则该生成物的成分是（ ）
A.Na2O B.Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.Na2O2和NaO2
【分析】选C。由于钠与氧气反应产物不确定，若用常规法对可能存在产物作逐一尝试，逐一淘汰求解是很繁难的，故本题采取极值法把生成物假设为某一种可能的氧化物加以讨论。反应后溶质为氯化钠，则有n（Na+）=n（Cl-）=0.08 L×0.5 mol/L=0.04 mol;钠元素
守恒
当产物只有Na2O时，m（Na2O）=0.02 mol×62 g/mol=1.24 g;
当产物只有Na2O2时，m（Na2O2）=0.02 mol×78 g/mol=1.56 g。
结合平均值原理可推出该反应生成物是Na2O和Na2O2的混合物。
【方法小结】极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极值法”就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目，采用极端假设（即为某一成分或者为恰好完全反应）的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数，这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化，可达到事半功倍之效果。极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚地化学问题假设为极值问题，使解题过程简化，解题思路清晰，把问题化繁为简，由难变易，从而提高了解题速度。
方法三：差量法
例（2009年全国卷Ⅰ）为了检验某含有碳酸氢钠杂质的碳酸钠样品的纯度，现将w1克样品加热，其质量变为w2克，则该样品的纯度（质量分数）是（ ）
A.■ B.■
C.■ D.■
【分析】选A。此题是关于化学方程式的简单计算，解题时先写出相关化学方程式，观察各物质之间的质量和量的关系。对含有碳酸氢钠杂质的碳酸钠样品加热，碳酸氢钠受热分解，化学方程式为：2NaHCO3■Na2CO3+H2O+CO2，反应前的固体为碳酸氢钠和碳酸钠，反应后全部为碳酸钠，即固体质量的差值是由反应中水与二氧化碳的生成引起的，故反应中水与二氧化碳的质量总和=w1-w2
2NaHCO3■Na2CO3+H2O+CO2△m↓
168……62
x……w1-w2
即168/x=62/（w1-w2），解得x=84（w1-w2）/31，则该样品的纯度（质量分数）是W（Na2CO3）=（w1-x）/w1=（84w2-53w1）/31w1，故选A。
【方法小结】差量法是依据化学反应前后的某些“差量”（固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等）与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题法。用差量法解题的关键是正确找出理论差量。本法适用于反应不完全或有残留物的反应。在这种情况下，差量反映了实际发生的反应，消除了未反应物质对计算的影响，使计算得以顺利进行。另外反应前后存在差量，且此差量易求出。这是使用差量法的前提。只有在差量易求得时，使用差量法才显得快捷，否则，应考虑用其他方法来解。
方法四：元素守恒法
例：有8 gNa2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH的混合物与200 g质量分数为3.65%的盐酸恰好反应，蒸干溶液，最终得固体质量为（ ）
A.8 g B.15.5 g C.11.7 g D.无法计算
【分析】选Cn（HCl）=200g×3.65%÷36.5g/mol=0.2mol，由题意知，在整个反应过程中，所得溶液中的溶质只有NaCl，根据元素守恒得：氯化钠的物质的量应该等于氯离子也就是盐酸中HCl的物质的量，则n（NaCl）=0.2 mol，所以蒸干溶液后最终得固体质量为：m（NaCl）=n（NaCl）×M（NaCl）=0.2 mol×58.5 g/mol=11.7 g，故选C项。
【方法小结】守恒思想是重要的化学思想，利用守恒法解答化学问题是中学化学中重要的解题方法。守恒思想的核心是元素守恒，利用元素守恒有助于从本质上理解物质在转化过程中一些物理量发生变化的根本原因，从而能够抓住问题的本质，达到快速解题、事半功倍的效果。例如上题，此题中发生的反应很多，但仔细分析可知，蒸干溶液后所得固体为NaCl，其Cl-全部来自于盐酸中的Cl-，在整个过程中Cl-守恒，则存在n（NaCl）=n（HCl）。
参考文献：
陈跃林.化学中纳元素极其化合物计算方式.读写算.
非金属元素及其化合物 篇12
一、碳、硅及其化合物
1.碳、硅及其重要化合物的性质与相互转化关系
2.CO2和SiO2的性质比较
例1. (2015·北京卷) 研究CO2在海洋中的转移和归宿, 是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1) 溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在, 其中HCO3-占95%。写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式:___。
(2) 在海洋碳循环中, 通过下图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式:___。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下, 将其补充完整:
(3) 海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上, 其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳, 可采用如下方法:
①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收 (装置示意图如下) 。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3, 再用x mol·L-1HCl溶液滴定, 消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度为___mol·L-1。
(4) 利用下图所示装置从海水中提取CO2, 有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取CO2的原理:____。
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水, 合格后排回大海。 处理至合格的方法是____。
解析: (1) 溶于海水的CO2, 一部分以CO2的形式存在, 另一部分与水反应生成H2CO3, 而H2CO3为弱酸, 极少部分发生电离生成HCO3-和H+, 故溶于海水的CO2主要以CO2、H2CO3、HCO3-和CO32-等4种无机碳形式存在, 化学方程式分别为。 (2) ① 由海洋碳循环的固碳图示可知, HCO3-参与固碳, 生成CaCO3和CO2, 结合质量守恒和电荷守恒写出离子方程式:2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓ +CO2↑+H2O。②植物进行光合作用的原理是吸收CO2和H2O, 生成有机物、O2和H2O。由“同位素示踪法证实光合作用释放的O2只来自H2O”可知, 该反应的反应物中, H2O含有18O, CO2不含18O, 结合质量守恒定律补充完整化学方程式。 (3) ①试剂瓶中盛有未酸化的海水, 而题目要求“用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收”, 故应在虚线框中补充分液漏斗, 用于滴加酸来酸化海水, 这里最好选用H2SO4溶液, 不能选用盐酸或硝酸, 其原因是二者都具有挥发性, 易挥发出HCl或HNO3气体, 对测量海水中溶解无机碳的含量产生影响。②HCl溶液滴定NaHCO3的反应原理为NaHCO3+HCl =NaCl + CO2↑ + H2O, 则有n (NaHCO3) =n (HCl) =xy×10-3mol, 海水的体积为z mL=z×10-3L, 从而可得。 (4) ①a室中电极与电源的正极相连, 作电解池的阳极, H2O发生氧化反应, 电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+, 生成的H+通过阳离子膜进入b室, 发生反应HCO3-+ H+=CO2↑ + H2O, 从而提取CO2。②c室中电极与电源的负极相连, 作电解池的阴极, H2O发生还原反应, 电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-, 因此c室排出的海水呈碱性, 用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH, 再排回大海。
(3) ① 答案见右图
(4) ①a室:2H2O-4e-=O2↑ +4H+。H+通过阳离子膜进入b室, 发生反应HCO3-+ H+=CO2↑+H2O ②c室的反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-, 用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH
二、氯、溴、碘及其化合物
1.氯、溴、碘及其重要化合物的性质与相互转化关系
2.从海水中提取溴的基本原理
(1) 流程示意图:
(2) 化学反应原理:
①苦卤制取Br2:用Cl2将Br-氧化生成Br2, 离子方程式为Cl2+2Br-=Br2+2Cl-, 所得Br2的浓度较小;
②Br2的富集:先用SO2吸收Br2, 再用Cl2氧化生成的HBr, 化学方程式为Br2+SO2+2H2O =H2SO4+2HBr, 2HBr+Cl2=r2+2HCl, 离子方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++ SO42-+ 2Br-, 2Br-+ Cl2= Br2+2Cl-;
③分离Br2:
3.从海带中提取碘的基本原理
(1) 流程示意图:
(2) 化学反应原理:
①浸泡海带灰, 获得含I-的溶液;
②I2的获得:通入Cl2将I-氧化成I2:2I-+Cl2=2Cl-+I2;
③分离I2。
例2. (2015·重庆卷) ClO2与Cl2的氧化性相近, 在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置 (夹持装置略) 对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
(1) 仪器D的名称是___。安装F中导管时, 应选用图2中的____。
(2) 打开B的活塞, A中发生反应:2NaClO3+4HCl ——2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收, 滴加稀盐酸的速度宜____ (填 “快”或“慢”) 。
(3) 关闭B的活塞, ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2, 此时F中溶液的颜色不变, 则装置C的作用是____。
(4) 已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2, 该反应的离子方程式为____。在ClO2释放实验中, 打开E的活塞, D中发生反应, 则装置F的作用是。
(5) 已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ, 加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示, 若将其用于水果保鲜, 你认为效果较好的稳定剂是____, 原因是___。
解析: (1) 仪器D是锥形瓶。装置F左侧连接气体发生装置, 右侧连接尾气处理装置, 应遵循“长进短出”的原则, 故选择装置b。 (2) 使ClO2在D中被稳定剂充分吸收, 必须控制A中生成ClO2的速率, 因此滴加盐酸的速度应较慢。 (3) F中溶液的颜色不变, 说明没有Cl2进入F溶液, 从而推知Cl2被装置C吸收。 (4) 参加反应的离子有ClO2-和H+, 生成的微粒有Cl-和ClO2, 根据化合价升降总数守恒及质量守恒配平该离子方程式。由于ClO2的性质与Cl2相似, 都具有强氧化性, 故能使淀粉-KI溶液变蓝, 利用此性质可验证是否有ClO2生成。 (5) 由图可知, 稳定剂Ⅱ相对于稳定剂Ⅰ, 可以缓慢释放ClO2, 能较长时间维持保鲜所需的浓度。
答案: (1) 锥形瓶b
(2) 慢
(3) 吸收Cl2
(5) 稳定剂 Ⅱ 稳定剂 Ⅱ 可以缓慢释放ClO2, 能较长时间维持保鲜所需的浓度
三、硫及其化合物
1.硫及其重要化合物的性质与相互转化关系
2.从转化规律角度认识硫及其化合物之间的转化
不同价态的含硫物质之间通过氧化还原反应规律来转化, 相同价态的含硫物质之间通过非氧化还原反应规律来转化。
(1) 相同价态的含硫化合物之间, 通过酸、碱、盐之间的反应规律来转化。
①实验室制取H2S:FeS+H2SO4 (稀) =FeSO4+H2S↑;
②实验室制取SO2:Na2SO3+H2SO4 (浓) =Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2) 不同价态的含硫化合物之间, 通过氧化还原反应规律来转化。
①当硫元素的化合价升高或降低时, 一般升高或降低到其相邻的价态, 即台阶式升降, 常见转化关系为例如,
②相邻价态的含硫物质之间不发生氧化还原反应。例如, S和H2S、S和SO2、SO2和浓H2SO4之间不发生氧化还原反应。
3.浓H2SO4的“三大特性”
(1) 浓H2SO4具有吸收现成的水 (如气体、液体中的水分子, 以及固体中的结晶水等) 的性质。可用浓硫酸作干燥剂进行干燥的物质有H2、CO、CO2、N2、NO2、NO、O2、SO2、Cl2、HCl等;常见的不能用浓硫酸作干燥剂的物质有H2S、NH3、HBr、HI等。
(2) 浓H2SO4具有脱水性, 可将许多有机物中的氢、氧原子按水分子的组成 (H2O) 比例脱去, 在蔗糖中滴入浓H2SO4, 蔗糖逐渐变黑, 体积膨胀, 形成疏松多孔的海绵状的炭。
(3) 浓H2SO4具有强氧化性, 在加热条件下, 能与大多数金属、非金属单质反应。
例3.下列有关说法中正确的是 ( )
A.H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥
B.SO2、SO3混合气体通入Ba (NO3) 2溶液可得到BaSO3和BaSO4
C.在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀, 加稀硝酸, 沉淀不溶解, 说明该未知液中存在SO42-或SO32-
D.在酒精灯加热条件下, Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
解析:A项, 浓硫酸具有较强的吸水性, 常用作干燥剂, 可干燥酸性气体 (SO2、CO2) 、中性气体 (H2) 等;B项, SO2气体通入Ba (NO3) 2溶液中, 发生氧化还原反应, 生成BaSO4沉淀, 得不到BaSO3;C项, 未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀, 加稀硝酸, 沉淀不溶解, 该沉淀可能为AgCl或BaSO4, 则该未知液中存在SO42-或SO32-或Ag+;D项, NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O, 而Na2CO3受热不易分解。
答案:A
例4. (2015· 安徽卷) 某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1mol·L-1的Ba (NO3) 2溶液中, 得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2, 该小组提出了如下假设:
假设一:溶液中的NO3-;
假设二:溶液中溶解的O2。
(1) 验证假设一:
该小组设计实验验证了假设一。请在下表空白处填写相关实验现象。
(2) 为深入研究该反应, 该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如右图。实验1 中溶液pH变小的原因是___;V1时, 实验2中溶液pH小于实验1的原因是____ (用离子方程式表示) 。
(3) 验证假设二:
请设计实验验证假设二, 写出实验步骤、预期现象和结论。
(4) 若假设二成立, 请预测:在相同条件下, 分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液 (溶液体积变化忽略不计) , 充分反应后两溶液的pH前者____ (填“大于”或“小于”) 后者, 理由是____。
解析: (1) 除BaCl2溶液、Ba (NO3) 2溶液外, 实验1和实验2中所用试剂均相同, 故可通过实验2生成白色沉淀, 实验1未生成白色沉淀, 证明假设一正确。 (2) SO2溶于水时, 与水反应生成中强酸H2SO3, 故使得溶液的pH减小。在实验2中, NO3-将SO2氧化生成SO42-, 而NO3-则被还原为NO, 同时生成H+, 故溶液的pH减小。 (3) 在验证假设二时, 不能使用Ba (NO3) 2溶液, 可使用BaCl2溶液等, 向含有O2的BaCl2溶液中缓慢通入SO2, 若有白色沉淀生成, 则证明假设二成立。 (4) O2和KNO3分别与H2SO3反应的离子方程式为O2+2H2SO3=4H++2SO42-和3H2SO3+2NO3-=3SO42-+4H++2NO↑+H2O, 故被O2氧化后溶液的pH小。
答案: (1) 无明显现象有白色沉淀
(3) 见下表
(4) 小于反应的离子方程式表明, 足量的O2和NO3-分别氧化相同的H2SO3, 生成H+的物质的量前者多余后者 (或其他合理答案)
四、氮及其化合物
1.氮及其重要化合物的性质与相互转化关系
2.实验室制取NH3的方法
(1) 加热铵盐和碱石灰法:
①反应原理: (装置如右图) ;
②收集方法:由于NH3极易溶于水, 且密度小于空气, 故常采用向下排空气法收集NH3;
③检验方法:湿润的红色石蕊试纸遇NH3变成蓝色。
(2) 加热浓氨水法:
在氨水中存在, 加热过程中, 使NH3· H2O不断分解生成NH3, 同时温度越高, NH3的溶解度减小, 所以NH3不断挥发出来。
(3) 浓氨水加碱法:
如右图所示, 将浓氨水滴到NaOH固体上, 不断放出NH3。其原理是:在氨水中存在固体溶于浓氨水放出热量, 且使氨水中c (OH-) 增大, 上述平衡逆向移动, 不断放出NH3。
3.硝酸与金属反应的规律
(1) 硝酸与不活泼金属的反应:
硝酸与金属活动性顺序表中氢以后的金属作用时, 可以看成硝酸先将金属氧化成氧化物, 而后金属氧化物与硝酸反应生成硝酸盐。浓硝酸的还原产物主要是NO2, 稀硝酸的还原产物主要是NO。 例如, Ag+2HNO3 (浓) =AgNO3+NO2↑ + H2O;3Ag+4HNO3 (稀) =3AgNO3+NO↑+2H2O。
注意:HNO3与金属反应时通常起两个作用:一是作氧化剂, 得电子, 被还原;二是提供硝酸根离子, 起酸的作用 (起酸的作用, 提供H+的同时必提供NO3-) 。如铜与稀HNO3的反应:3Cu+8HNO3 (稀) =3Cu (NO3) 2+2NO↑+4H2O, 其中2mol HNO3为氧化剂, 6mol HNO3起酸的作用。
(2) 硝酸与活泼金属的反应:
硝酸与金属活动性顺序表中氢以前的金属作用时, 除生成相应的硝酸盐外, 同时可能生成NO2、NO、N2O、N2、NH3、NH4NO3 (NH3+HNO3=NH4NO3) 等物质。例如, 不同浓度的硝酸与镁的反应:Mg+4HNO3 (16mol/L) =Mg (NO3) 2+2NO2↑ +2H2O, 3Mg+8HNO3 (6mol/L) =3Mg (NO3) 2+2NO↑+4H2O, 4Mg + 10HNO3 (2mol/L) =4Mg (NO3) 2+N2O↑+5H2O。
(3) 钝化现象:
铁、铝等金属虽易溶于稀硝酸, 却不溶于冷的浓硝酸。这是因为在冷的浓硝酸中, 这些金属表面生成了一层致密的、不溶于硝酸的氧化物保护膜, 阻止了金属的进一步氧化。
例5. (2015· 北京卷) 下列关于自然界中氮循环 (如下图) 的说法不正确的是 ( )
A.氮元素均被氧化
B.工业合成氨属于人工固氮
C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
解析:A项, N2=→NH3过程中, N元素由0价降低为-3价, N元素被还原;B项, 人工固氮是指将N2转化为含氮化合物的过程, 工业合成氨的反应原理为属于人工固氮;C项, 1828年, 德国化学家维勒首次利用无机物氰酸铵合成尿素, 实现了无机物向有机物的转化, 含氮有机物 (如蛋白质) 可发生分解, 最终转化为无机物 (如铵盐) ;D项, 雷电发生时涉及的反应有进入土壤, 并与矿物质作用生成硝酸盐, 豆科植物的根瘤菌可将N2转化为氮肥, 而生物体内含有碳元素, 故碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环。
答案:A
例6. (2015· 广东卷) NH3及其盐都是重要的化工原料。
(1) 用NH4Cl和Ca (OH) 2制备NH3, 反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为___。
(2) 按下图装置进行NH3性质实验。
①先打开旋塞1, B瓶中的现象是____, 原因是____。稳定后, 关闭旋塞1。
②再打开旋塞2, B瓶中的现象是___。
(3) 设计实验, 探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
限选试剂与仪器:固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽 (可调控温度) 。
①实验目的:探究____对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
②设计实验方案。拟定实验表格, 完整体现实验方案[列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据, 数据用字母表示;表中“V (溶液) ”表示所配制溶液的体积]。
③按实验序号1所拟数据进行实验, 若读取的待测物理量的数值为Y, 则NH4Cl水解反应的平衡转化率为____ (只列出算式, 忽略水自身电离的影响) 。
解析: (1) 利用NH4Cl和Ca (OH) 2制备NH3, 加热固体药品时, 试管口要略低于试管底部, 防止试管炸裂, 则制备装置选A。NH3的密度小于空气, 应选用向下排空气法收集NH3, 则收集装置选C。NH3极易溶于水, 进行尾气处理时, 导管末端连接一倒扣漏斗, 且漏斗边缘与水面刚好接触, 可防止发生倒吸, 则尾气处理装置选G。 (2) 由图可知, A瓶中HCl气球的压强大于B瓶中NH3的压强, 打开旋塞1后, HCl气体进入B瓶, 并与NH3发生反应生成NH4Cl晶体, 故观察到B瓶中产生白烟。由于HCl和NH3发生生成NH4Cl晶体, 导致B瓶中气体压强减小, 显然A瓶中HCl相对过量。打开旋塞2后, 右侧烧杯中石蕊水溶液被倒吸入B瓶, HCl气体溶于其中而使溶液显酸性, 溶液变成红色。 (3) 利用所给试剂和仪器, 可以探究温度 (或浓度) 对溶液中NH4Cl水解程度的影响。若探究温度对溶液中NH4Cl水解程度的影响, 可以测定不同温度下溶液的pH。若探究浓度对溶液中NH4Cl水解程度的影响, 可测定不同浓度下溶液的pH。故实验表格可以为 (温度的影响) :
也可以为 (浓度的影响) :
所读取的数值Y为溶液的pH。氯化铵的物质的量为, 故NH4Cl的物质的量浓度为, 从而可知, NH4+离子水解的平衡转化率为
答案: (1) A、C、G
(2) ①有白烟生成A瓶中的HCl移动到B瓶中, 与B瓶中的NH3反应生成NH4Cl, 能观察到白烟生成 ②液体进入B瓶中, 溶液的颜色变为红色
(3) ① 温度 (或浓度) ② 见解析
【专项训练】
1.为探究Na2SO3溶液的性质, 在白色点滴板的a、b、c、d四个凹槽中滴入Na2SO3溶液, 再分别滴加下图所示的试剂。对实验现象的“解释或结论”错误的是 ( )
2.高纯硅晶体是信息技术的重要材料。
(1) 在周期表的以下区域中可以找到类似硅的半导体材料的是____ (填字母) 。
A.过渡元素区域
B.金属和非金属元素的分界线附近
(2) 工业上用石英和焦炭可以制得粗硅。已知:
写出用石英和焦炭制取粗硅的热化学方程式:___。
(3) 某同学设计下列流程制备高纯硅:
①Y的化学式为___。
②写出反应Ⅰ的离子方程式:___。
③写出反应Ⅳ的化学方程式:___。
④步骤Ⅵ中硅烷 (SiH4) 分解生成高纯硅, 已知甲烷分解的温度远远高于硅烷, 用原子结构解释其原因是____。
(4) 将粗硅转化成三氯硅烷 (SiHCl3) , 进一步反应也可以制得粗硅。其反应为, 不同温度下, SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比 (反应初始时各反应物的物质的量之比) 的变化关系如上图所示。下列说法正确的是 (填字母) 。
A.该反应是放热反应
B.横坐标表示的投料比应该是
C.该反应的平衡常数随温度升高而增大
D.实际生产中为提高SiHCl3的利用率, 可以适当增大压强
3.某小组设计如下图装置 (部分夹持装置已略去) , 以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。
(1) 试剂X的化学式为___。A中制取Cl2的离子方程式为___。
(2) 试剂Y的名称为___。
(3) 通入一定量潮湿的Cl2反应后, 经检测, D中只有Cl2O一种气体, C中只含一种氯盐外, 同时含有NaHCO3等, 某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。
①提出合理假设。
假设1:存在两种成分:NaHCO3和___;
假设2:存在三种成分:NaHCO3和___、___。
②设计方案, 进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。
(4) 已知, Cl2O与水反应生成次氯酸, 则D中Cl2O进入E反应的化学方程式为___。
4.含氮化合物是重要的化工原料。存在如下转化关系:
(1) 工业上常用浓氨水检验氯气管道是否泄漏。
①氨气溶于水的过程中存在的平衡有 (用离子方程式表示) ___。
②向固体氧化钙中滴加浓氨水, 可用于实验室制取少量氨气, 简述原理:___。
(2) 转化Ⅱ中发生的系列反应, 在工业上可以用来制备硝酸, 写出①中反应的化学方程式:____。
(3) 现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱。转化Ⅲ中部分反应如下:
①转化Ⅲ中有NaHCO3沉淀析出的原因是____。
②欲测定某工业纯碱样品中Na2CO3的质量分数, 某同学设计方案如下:
准确称取10.00g样品, 加入过量的盐酸, 充分反应, 蒸干、冷却后称量。反复加热、冷却、称量, 直至所称量的固体质量几乎不变为止, 此时所得固体的质量为10.99g。样品中碳酸钠的质量分数为___。
(4) 以氨作为燃料的固体氧化物 (含有O2-) 燃料电池, 具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点。工作原理如下图所示:
①固体氧化物作为电池工作的电解质, O2-移向____ (填字母) 。
A.电极a B.电极b
②该电池工作时, 电极a上发生的电极反应为____。
【参考答案】
1.D
2. (1) B
(3) ④周期表中, 硅和碳属于同主族, 原子半径Si大于C, 硅元素的非金属性弱于碳元素, 硅烷的热稳定性弱于甲烷
(4) BC
(2) 饱和食盐水
(3) ①NaCl NaCl Na2CO3②答案见下表
(4) Cl2O+2NaOH =2NaClO+H2O
4. (1) ②氧化钙与水反应放热, 生成氢氧化钙溶于水, 增大了OH-离子浓度, 氨水中的离子平衡向左移动, 使氨气挥发出来
(3) ①混合液中NaHCO3的溶解度最小, 溶液达过饱和时会有NaHCO3晶体析出②95.4%