铝粉燃烧实验能否用过氧化钠制氧气的探讨

王诗献

我们通过实验对比制备氧气的方法，从实验的安全性角度考虑，得出了不易用过氧化钠制备氧气与铝粉进行燃烧反应实验，同时给出了氧气制备收集、与铝粉反应一体化的实验设计。

人教版高中新课程化学1第三章铝与氧气反应的实验，无论怎样打磨铝箔，在氧气中仍然不能燃烧。于是笔者根据教参提示将实验改成铝粉与氧气反应，结合实验室制取氧气的各种方法特点（见表1），以及盛装氧气的集气瓶底部需要有水或细砂以防止燃烧物脱落炸裂集气瓶等问题，将实验设计为在250mL集气瓶中用过氧化氢和二氧化锰反应制取氧气，并进行铝燃烧反应实验。

课后有学生提出能否用过氧化钠与水反应制取氧气进行此实验，针对这个问题笔者进行了理论分析和实验验证。

（1）实验用品。250mL集气瓶、毛玻璃片、坩埚钳、药匙、量筒、直径11cm定性滤纸、酒精灯、铝粉、过氧化钠、水。

（2）实验步骤。①向250mL集气瓶中加入2.0g 未变质的过氧化钠粉末，再加入20mL水，有大量气泡产生时，盖上毛玻璃片。将少许铝粉铺于半张直径11cm定性滤纸上，卷成筒状在酒精灯上点燃。取下集气瓶的毛玻璃片，将点燃的滤纸筒伸入充满氧气的集气瓶中，立刻观察到铝粉在氧气中剧烈燃烧，并发出耀眼白光，瓶壁上有白色物质附着，突然伴有尖锐的爆鸣声，之后检查集气瓶无破损。②用同样的装置重新实验，将制取氧气的药品更换为过氧化氢与二氧化锰，可观察到同样的实验现象，但并没有爆鸣声。

（3） 实验分析与结论。用过氧化钠与水反应制取氧气时，反应产物是氢氧化钠和氧气，随着反应的进行，集气瓶中氢氧化钠溶液的浓度逐渐增大，碱性逐渐增强。当铝粉在其中燃烧时，会有少量铝粉散落在集气瓶底部与氢氧化钠反应生成氢气。因为铝粉燃烧是放热反应，当氢气和氧气的体积比达到一定比例时，就会发生爆炸。用过氧化氢和二氧化锰制取氧气时，反应产物是水和氧气，过氧化氢溶液的酸性很弱，随着过氧化氢不断分解，最终溶液接近中性。当铝粉在氧气中燃烧时，即使有少许铝粉散落在溶液中，也无氢气产生，所以用此法制取氧气做铝粉的燃烧实验，操作简便，安全可靠，现象明显。

通过以上对比实验，可以得出结论：做铝粉与氧气反应的实验，如果用集气瓶做反应器制取氧气，只能用过氧化氢和二氧化锰做反应物，不能用过氧化钠和水，否则会有爆炸危险。（当然，如果不用集气瓶做氧气发生装置，而只是用排水法收集氧气，可以用过氧化钠与水做反应物）

（4） 实验优点。①此实验的设计是应用复合集成的创新思

维，把氧气的发生装置、收集装置与反应容器合为一体，高效快速，节省时间。②实验操作简单易行，安全可靠。③气体现制现用，避免课前制取气体因保存時间过长而漏气、不纯等问题。

（辽宁省瓦房店市高级中学）