鋁熱反應實驗的改進

林　敏

文章編號:1005-6629(2009)07-0013-01中圖分類號:G633.8文獻標識碼:B

鋁熱反應實驗,是高中化學課本中的重點實驗之一,然而現行教材所設計的實驗存在以下的明顯不足:

1.反應過程中產生大量白煙,久久不能散去,嚴重地污染了教室環境;

2.反應過程中火星四射,融化物飛濺,非常容易造成人身傷害;

3.反應過程中一部分學生離的較遠,影響學生的觀察。

為了克服以上不足,筆者對此進行了如下改進。

1作為演示實驗的改進

1.1裝置制作

(1)取一片石棉網,按圖示剪去陰影部分,余下部分卷成圓錐體,用網上鐵絲把接口處擰緊(接口處略重疊),無石棉的鐵絲網剪去,錐頂剪去少許作為漏斗下口。制成反應用的石棉漏斗(以下簡稱漏斗,見圖1)。

(2)將石棉漏斗置于三角架上。

1.2操作

(1)在支架底部的鐵坩堝中裝入細砂;

(2)漏斗用水浸濕后放在支架上用鋁箔將小孔擋住;

(3)將5 g Fe₂O₃粉末和2 g鋁粉混勻后裝入漏斗,中間壓一小坑;

(4)將適量的KMnO₄放在小坑中,滴入少量的甘油,引發反應。可同時用噴霧器向空氣中噴灑水霧,以防止教室中出現過多煙霧;

(5)取出冷卻后的熔球,除去熔渣,用磁鐵吸引反應產物。

1.3優點

(1)裝置簡單,石棉漏斗不會在實驗中破損且可多次使用、易保存;

(2)用石棉漏斗代替紙漏斗,可避免因濾紙的燃燒造成漏斗掉落的不足,使實驗更加可靠;

(3)用KMnO₄和甘油反應放出的熱來引發反應,方便而無光污染;在反應過程中用噴霧法可有效降低實驗造成的煙霧。

2適合學生家庭小實驗的新設計

2.1實驗準備

(1)藥品:膠水、鋁粉、三氧化二鐵、細鐵絲、鎂條

(2)實驗室預備工作

①把鋁粉、三氧化二鐵,按質量比2∶5混合后,再加入一定量的KClO3固體和鎂粉,充分混合后,加入一定量膠水,以潤濕混合物為好。

②把一根鐵釘用細鐵絲綁緊,把得到的混合物均勻地涂在鐵釘的上面后,放在干燥箱中干燥備用。

2.2實驗演示及現象

(1)把干燥箱內涂有混合物的鐵釘拿出,用坩堝夾住后在酒精燈(或煤氣灶)上加熱,直至引發反應,反應一旦開始,將鐵釘移開酒精燈。

(2)可觀察到火星四射、細鐵絲變粗的現象。

2.3原理

2Mg+O₂→2MgO+Q

2Al+Fe₂O₃→Al₂O₃+2Fe

2.4實驗設計特點

該實驗設計除克服了課本原實驗的不足外,還有節約藥品、操作方便、現象明顯、實驗時間短等特點,所以適合學生課后的家庭小實驗。