趣味实验 玩转铜丝

河北省承德市营子区教育局中学教研室　张学军

趣味实验 玩转铜丝

河北省承德市营子区教育局中学教研室张学军

常温下铜为紫红色固体，它的硬度、密度、熔点适中，且具有良好的导电性、导热性和延展性。基于以上原因，铜作为金属材料在生产生活中有着广泛的应用。下面就让我们用铜丝来完成几个趣味实验吧。

实验一：铜丝“助燃”

如图1所示，在酒精灯灯芯管内插入一节粗铜丝，点燃酒精灯，酒精灯燃烧得比未插铜丝时更旺。

图1

原理解释：铜具有良好的导热性，使灯内酒精更易气化，因而酒精灯燃烧更旺。

实验二：铜丝“切割”火焰

如图2所示，用铜丝编织一个铜网，将铜网放在蜡烛烛焰上半部分位置，铜网上方火焰熄灭，下方继续燃烧，烛焰被“削去”一部分。

图2

原理解释：铜具有良好的导热性，将铜网放到烛焰上方时，铜网吸收了烛火上半部分的热量，并向四周散热，使铜网上方的石蜡蒸气温度降低至着火点以下，所以铜网上方烛火熄灭；铜网下方的石蜡蒸气，有持续的烛火提供热量，其温度不会降低至着火点以下，所以会继续燃烧。

实验三：铜丝“灭火”

如图3所示，用粗铜丝或多股铜丝绕成一个内径比蜡烛直径稍大点的线圈，圈与圈之间有一定的空隙。点燃蜡烛，把铜丝制成的线圈从烛焰上罩下去，正好将烛焰罩在线圈里面，这时空气并没有被隔绝，可是铜丝里的烛焰却自上而下熄灭了。

图3

原理解释：铜具有良好的导热性，将铜线圈罩在燃着的蜡烛上时，烛焰散发的热量大部分被铜丝带走，结果使石蜡蒸气的温度大大降低，当温度低于石蜡蒸气的着火点时，蜡烛自然会熄灭。

实验四：铜丝“变脸”

取一根光亮的铜丝，在酒精灯外焰上灼烧至表面发黑，再将其伸入酒精灯内焰中，又会逐渐恢复光亮的红色。

原理解释：铜丝在空气中加热生成黑色氧化铜，其化学方程式为：2Cu+O2=2CuO；氧化铜与内焰中的酒精蒸气发生还原反应，重新生成铜，其化学方程式为：C2H5OH+CuO=Cu+H2O+CH3CHO。

实验五：巧测空气中氧气的含量

如图4所示，在由两个注射器组成的密闭装置中留有50 mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢交替推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热；待装置冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内；依据密闭装置内减少的气体体积与空气总体积（50 mL）之比，计算出空气中氧气的含量。

图4

原理解释：铜丝在加热并充分反应的情况下，能将密闭系统中的氧气全部消耗，该化学反应方程式为：2Cu+O2=2CuO。当装置冷却至室温时，减少的气体体积，即为50 mL空气中氧气的体积。

实验六：番茄电池

在半熟的番茄中，相隔一定距离，插上一根铜棒和一根铁棒，再用一根导线把铜棒和铁棒与一个电流表串联起来，可以看到电流表的指针发生偏转，说明电路中产生了电流。

原理解释：番茄汁中含有有机酸，按照金属活动性顺序有：Fe＞H＞Cu，所以该酸能与铁反应，而不能与铜反应，于是铁棒、铜棒、导线和番茄形成一个电路，用电流表可以检测到电路中电流的存在。