铝热反应实验的改进

林　敏

文章编号:1005-6629(2009)07-0013-01中图分类号:G633.8文献标识码:B

铝热反应实验,是高中化学课本中的重点实验之一,然而现行教材所设计的实验存在以下的明显不足:

1.反应过程中产生大量白烟,久久不能散去,严重地污染了教室环境;

2.反应过程中火星四射,融化物飞溅,非常容易造成人身伤害;

3.反应过程中一部分学生离的较远,影响学生的观察。

为了克服以上不足,笔者对此进行了如下改进。

1作为演示实验的改进

1.1装置制作

(1)取一片石棉网,按图示剪去阴影部分,余下部分卷成圆锥体,用网上铁丝把接口处拧紧(接口处略重叠),无石棉的铁丝网剪去,锥顶剪去少许作为漏斗下口。制成反应用的石棉漏斗(以下简称漏斗,见图1)。

(2)将石棉漏斗置于三角架上。

1.2操作

(1)在支架底部的铁坩埚中装入细砂;

(2)漏斗用水浸湿后放在支架上用铝箔将小孔挡住;

(3)将5 g Fe₂O₃粉末和2 g铝粉混匀后装入漏斗,中间压一小坑;

(4)将适量的KMnO₄放在小坑中,滴入少量的甘油,引发反应。可同时用喷雾器向空气中喷洒水雾,以防止教室中出现过多烟雾;

(5)取出冷却后的熔球,除去熔渣,用磁铁吸引反应产物。

1.3优点

(1)装置简单,石棉漏斗不会在实验中破损且可多次使用、易保存;

(2)用石棉漏斗代替纸漏斗,可避免因滤纸的燃烧造成漏斗掉落的不足,使实验更加可靠;

(3)用KMnO₄和甘油反应放出的热来引发反应,方便而无光污染;在反应过程中用喷雾法可有效降低实验造成的烟雾。

2适合学生家庭小实验的新设计

2.1实验准备

(1)药品:胶水、铝粉、三氧化二铁、细铁丝、镁条

(2)实验室预备工作

①把铝粉、三氧化二铁,按质量比2∶5混合后,再加入一定量的KClO3固体和镁粉,充分混合后,加入一定量胶水,以润湿混合物为好。

②把一根铁钉用细铁丝绑紧,把得到的混合物均匀地涂在铁钉的上面后,放在干燥箱中干燥备用。

2.2实验演示及现象

(1)把干燥箱内涂有混合物的铁钉拿出,用坩埚夹住后在酒精灯(或煤气灶)上加热,直至引发反应,反应一旦开始,将铁钉移开酒精灯。

(2)可观察到火星四射、细铁丝变粗的现象。

2.3原理

2Mg+O₂→2MgO+Q

2Al+Fe₂O₃→Al₂O₃+2Fe

2.4实验设计特点

该实验设计除克服了课本原实验的不足外,还有节约药品、操作方便、现象明显、实验时间短等特点,所以适合学生课后的家庭小实验。