如果在室温时试验铁片在硝酸中的反应速率与硝酸浓度的关系,我们将会发现铁的反应速率最初是随硝酸浓度的增大而增大.当增大到一定程度时,它的反应速率迅速减小,继续增大硝酸的浓度时,它的反应速率更小,最后不再起反应,即铁变得“稳定”了.

  这种现象叫金属的“钝化”,是由于浓硝酸具有强氧化性,在铁的表面氧化生成了一层致密的氧化物薄膜,隔离了内部的金属与浓硝酸的接触,使反应自动终止.

  不仅铁,其他一些金属也可以发生钝化.例如,Cr、Ni、Co、Mo、Al、Ta、Nb和W等,其中最容易钝化的金属是Cr、Mo、Al、Ni、Fe.

  不仅硝酸,其他强氧化剂如浓硫酸、氯酸、碘酸、重铬酸钾、高锰酸钾等,都可以引起金属的钝化.

  在个别情况下,少数钨能在非氧化剂介质中钝化.例如,镁在HF中钝化,钼和铌在HCl中钝化.

  一般的说,钝化后的金属,在改变外界钝化条件后,仍能在相当程度上保持钝化状态.例如,铁在浓硝酸中钝化后,不仅在稀硝酸中保持稳定,而且在水、水蒸气及其他介质中也能保持稳定.钝化后的铁不能从硝酸铜溶液中置换出铜.

  使金属钝化的方法,除了把金属浸在浓酸里使它钝化外,还可以把金属作为电极(阳极),通过电流使它发生氧化.当电流密度增大到一定程度时,金属就能被钝化.

问题:金属的钝化,使之变得“稳定”,那么能不能破坏这种钝化状态呢?

  在美国有一个规模宏大的高科技工业园区,它就是家喻户晓的硅谷.人们之所以用硅来代表高科技,是因为它在电子工业革命中有着极其重要的作用.尽管目前科学家们已经发现的半导体材料很多,并且在不断地拓展它们的应用领域,但是在当今的电子工业中使用最多的半导体材料还是硅.硅在地壳中的含量仅次于氧,居第二位.自然界中的硅几乎都以二氧化硅和硅酸盐的形式存在着,是构成矿物和岩石的主要元素.

  二氧化硅是一种坚硬难熔的固体,自然界中二氧化硅的存在形式有二百多种,可分为晶体硅和无定形硅.在阳光下,海滩上的沙粒闪闪发光,这是因为沙子中有许多二氧化硅晶体,我们叫它水晶.

  纯净的水晶是无色透明的,它晶莹剔透、斑斓夺目,如果其中含有杂质就会呈现出各种美丽的色彩.如果水晶中含有少量的锰,就会呈现紫色,故称紫晶;如果水晶中含有少量的碳,就会成为黑色且几乎不透明的黑晶;如果水晶中含有少量的植物杂质,就称为烟晶.有一种紫晶,在光照下呈现血红色,这种水晶特别名贵,天主教罗马教徒有个规矩,每当一位新的罗马教皇被选出时,就要交给他一只用紫晶镶嵌的戒指.世界上最大的一块紫晶装饰在英国女皇的皇冠上,这块紫晶叫“阿美吉斯托斯”,希腊语的意思是“可使头脑清醒”.

问题:

(1)如果用一束光照射烟晶,从侧面看会有什么现象呢?

(2)水晶为什么有如此美丽诱人的外表呢?

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