铝热反应演示实验的创新设计

《铝热反应演示实验的创新设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、铝热反应演示实验的创新设计河北省饶阳县饶阳中学（053900）尚广斗葛燕笔者针对中学化学课本上铝热反应演示实验方法的不足，结合教学的实际情况，利用粘土、硝酸钾、木炭粉等材料对该实验的装置和引燃方法进行了有效的改进，新的实验方法具备许多优点。1问题的提出铝热反应是人教版化学（必修2）第4章第1节“金属矿物的开发利用”中的一个重要的演示实验。教材实验方法存在以下不足之处：①做此实验前，需先用砂纸除去镁条表面的氧化物，耗时费力；②避免镁条燃烧时发出的强光对人眼的伤害；③镁条燃烧放出的热量不足可能导致反应无法正常进行，即使反应完成也可能会使人误以为铁是镁置换

2、出来的；④纸质漏斗内铝热反应生成的红热熔融物常因烧穿纸漏斗的半腰部位而漏出，落在下面盛沙的蒸发皿边沿，因无沙隔热进而导致蒸发皿骤热炸裂破碎。鉴此，有必要对铝热反应的演示实验做如下改进。首先是改进实验仪器，将纸质漏斗换成蛋壳粘土漏斗，将蒸发皿换成粘土托盘。其次是替换引发剂，改用无硫黑火药燃烧放出的热量产生的高温引发铝热反应。2实验用品实验仪器：三脚架、钥匙、滤纸、粘土漏斗、粘土托盘、磁铁等。实验药品：铝粉、氧化铁粉末、硝酸钾、木炭粉、手纸、火柴、铝制易拉罐、剪刀等。3实验准备3．1粘土漏斗和粘土托盘的制作（1）取土。烧制漏斗用的是粘土。粘土柔和而有粘性

3、，适合烧制器皿。（2）挖掘出来的粘土，经过手工粉碎、过筛，选取细密的纯土待用。（3）纯土加水滋润，反复调和，使其变成稠泥。（4）先用水润湿普通漏斗的表面，然后在其表面贴上一层纸，之后把稠泥均匀地涂抹在普通漏斗上（厚度约为1cm），等到普通漏斗表面上的稠泥晾干一段时间后，将其与普通漏斗分离开来，即可制得粘土漏斗。（5）将稠泥制成的漏斗置于背阳处阴干。（6）待粘土漏斗完全干后，用秸秆等燃料烧制成红色砖质成品即可。3．2铝制托盘的制作用剪刀在铝制易拉罐的中下部沿水平方向剪开，得到的下半部分就是一个铝制的托盘。3．3自制无硫黑火药和导火索先将硝酸钾和木炭粉按

4、质量比为8∶2的配方配制适量无硫黑火药，然后用手纸或宣纸卷上黑火药，搓成线即可。4实验原理用自制的导火索引燃置于铝热剂上的无硫黑火药，黑火药急速燃烧放出的热量可使黑火药本身及周围温度瞬间升高到1000℃以上，最终引发铝热反应。5实验装置实验装置如图1所示。6实验步骤（1）将粘土漏斗放在三脚架上，在粘土漏斗的底部放一小块儿滤纸堵住下口，再将干燥的5g氧化铁粉末和2g铝粉混合均匀后倒入粘土漏斗中，然后取2g无硫黑火药集中放在铝热剂的上面，在黑火药上插上一小根导火索，最后在粘土漏斗的正下方放上铝制托盘。（2）用火柴点燃导火索，引燃黑火药，可以观察到黑火药燃

5、烧放出巨大的热，并很快引起剧烈的铝热反应剧烈发生，伴有飞溅的火花出现，同时生成的熔融物烧穿滤纸掉落到铝制托盘中。（3）反应完成后，用磁铁检验粘土容器中的产物，发现磁铁能吸引掉落在粘土容器中的产物，证明该反应有铁单质生成。7实验评价（1）粘土分布广泛，可塑造成形，烧制后变得结构细密、质地坚硬，是一种较好的耐高温材料，由其制成的粘土漏斗用于铝热反应实验，不会被烧穿，可连续多次使用。（2）用自制的导火索和无硫黑火药代替镁条燃烧来引发铝热反应，可以克服教材实验中存在的不足。收稿日期：2014-11-28