铝热反应的改进实验.docVIP

精品论文 参考文献 铝热反应的改进实验 新疆石河子市第八师第二高级中学　832011 一、实验器材 1.仪器： 天平，木条，报废试管（破损试管），砂纸，打火机。 2.药品： 泥沙，铝粉，三氧化二铁，镁条，磁铁，氯酸钾。 二、实验原理 镁条在空气中燃烧，氧气是氧化剂。当插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾是氧化剂，可保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发铝热反应，使生成的铁熔化为液态。 3Fe3O4+8Al==4Al2O3+9Fe 2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3 三、实验步骤及现象 1.加沙子于废弃试管底部，占试管三分之一（或一半也行，根据实验药品多少而定），并在沙子中插入一根粗细适中铁钉或铁丝。 2.沙子上层铺上铝热剂，离试管口0.5cm。 3．再用药匙取少许氯酸钾铺在铝热剂上层。 4．插上打磨好的镁带，为了便于引燃，可将其折成弯钩型。 5.将组装好的仪器试管下方放上装有沙子的盘子（如图）。 6.用燃着的木条引燃光亮的镁条或用打火机点燃镁条（镁条上端弯个小勾，方便燃着木条点燃）。 现象：镁条剧烈燃烧，固体粉末发生剧烈反应，整个红热过程以及铁水生成和自上而下的熔化流动，现象明显，实验壮观。 结论：试管内发生剧烈反应放出大量热使铁成熔融物。 7.待熔融物冷却除去外层熔渣，仔细观察，可以看铁钉与冷却熔融物粘连在一起。 8.用磁铁吸附冷却熔融物，冷却熔融物可以被磁铁吸起来。 四、注意事项 1.如果用三氧化二铁药品时一定要干燥，较多三氧化二铁用烘干箱在150度烘干一小时，烘干后三氧化二铁保存到干燥器中，较少用蒸发皿或坩埚烘干，铝粉和氧化铁的混合物保持干燥，确保实验成功。 2.铝粉与金属氧化物放在研钵中充分均匀混合，增大固固混合接触面积加快反应速率。 3.铝粉不可提前取出，铝粉易氧化，氧化后也会导致实验失败。 4.引燃时，用燃着的木条（或打火机）引燃光亮镁条。 5.铝热剂配比：质量比由教材m(Fe2O3)∶m(Al) =5∶2改成5∶1。 五、优点 1.实验可利用废弃或者断裂的试管做实验，废物???收利用。 2.采用透明的试管做实验，比教材中用纸漏斗做实验效果更好，整个红热过程以及铁水生成和自上而下的熔化流动，反应现象更加明显，也更加便于观察。 3.没有采用纸漏斗，不会产生因滤纸燃烧而引起的大量烟尘，环保无污染。 4．反应过程中没有出现火星四射,融化物飞溅, 更不会对前排学生造成意想不到的伤害，使学生近距离非常安全而清楚地观察实验。 5.在铝热剂底部放置一根粗细适中铁钉，通过实验更好地验证了铝热反应焊接铁轨的原理。 6.铝热剂的配比：质量比由教材m(Fe2O3)∶m(Al) =5∶2改成5∶1。 反应相对来说缓和很多（若用四氧化三铁与铝粉混合也较好m(Fe3O4)∶m(Al) =5∶1，可不用干燥药品）。 改进后的实验不仅现象明显，而且具有安全、可靠、简约、经济、环保、无毒的效果，符合现代绿色化学实验设计的发展趋势。