鋁粉燃燒實驗能否用過氧化鈉制氧氣的探討

王詩獻

我們通過實驗對比制備氧氣的方法，從實驗的安全性角度考慮，得出了不易用過氧化鈉制備氧氣與鋁粉進行燃燒反應實驗，同時給出了氧氣制備收集、與鋁粉反應一體化的實驗設計。

人教版高中新課程化學1第三章鋁與氧氣反應的實驗，無論怎樣打磨鋁箔，在氧氣中仍然不能燃燒。于是筆者根據教參提示將實驗改成鋁粉與氧氣反應，結合實驗室制取氧氣的各種方法特點（見表1），以及盛裝氧氣的集氣瓶底部需要有水或細砂以防止燃燒物脫落炸裂集氣瓶等問題，將實驗設計為在250mL集氣瓶中用過氧化氫和二氧化錳反應制取氧氣，并進行鋁燃燒反應實驗。

課后有學生提出能否用過氧化鈉與水反應制取氧氣進行此實驗，針對這個問題筆者進行了理論分析和實驗驗證。

（1）實驗用品。250mL集氣瓶、毛玻璃片、坩堝鉗、藥匙、量筒、直徑11cm定性濾紙、酒精燈、鋁粉、過氧化鈉、水。

（2）實驗步驟。①向250mL集氣瓶中加入2.0g 未變質的過氧化鈉粉末，再加入20mL水，有大量氣泡產生時，蓋上毛玻璃片。將少許鋁粉鋪于半張直徑11cm定性濾紙上，卷成筒狀在酒精燈上點燃。取下集氣瓶的毛玻璃片，將點燃的濾紙筒伸入充滿氧氣的集氣瓶中，立刻觀察到鋁粉在氧氣中劇烈燃燒，并發出耀眼白光，瓶壁上有白色物質附著，突然伴有尖銳的爆鳴聲，之后檢查集氣瓶無破損。②用同樣的裝置重新實驗，將制取氧氣的藥品更換為過氧化氫與二氧化錳，可觀察到同樣的實驗現象，但并沒有爆鳴聲。

（3） 實驗分析與結論。用過氧化鈉與水反應制取氧氣時，反應產物是氫氧化鈉和氧氣，隨著反應的進行，集氣瓶中氫氧化鈉溶液的濃度逐漸增大，堿性逐漸增強。當鋁粉在其中燃燒時，會有少量鋁粉散落在集氣瓶底部與氫氧化鈉反應生成氫氣。因為鋁粉燃燒是放熱反應，當氫氣和氧氣的體積比達到一定比例時，就會發生爆炸。用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣時，反應產物是水和氧氣，過氧化氫溶液的酸性很弱，隨著過氧化氫不斷分解，最終溶液接近中性。當鋁粉在氧氣中燃燒時，即使有少許鋁粉散落在溶液中，也無氫氣產生，所以用此法制取氧氣做鋁粉的燃燒實驗，操作簡便，安全可靠，現象明顯。

通過以上對比實驗，可以得出結論：做鋁粉與氧氣反應的實驗，如果用集氣瓶做反應器制取氧氣，只能用過氧化氫和二氧化錳做反應物，不能用過氧化鈉和水，否則會有爆炸危險。（當然，如果不用集氣瓶做氧氣發生裝置，而只是用排水法收集氧氣，可以用過氧化鈉與水做反應物）

（4） 實驗優點。①此實驗的設計是應用復合集成的創新思

維，把氧氣的發生裝置、收集裝置與反應容器合為一體，高效快速，節省時間。②實驗操作簡單易行，安全可靠。③氣體現制現用，避免課前制取氣體因保存時間過長而漏氣、不純等問題。

（遼寧省瓦房店市高級中學）