鋁熱反應(yīng)及用途的一體化設(shè)計(jì)

郭洪燃+李晨晨

1 設(shè)計(jì)緣由

高中化學(xué)教材中鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在以下不足。

（1）采用鎂條作引燃劑，學(xué)生有可能誤以為Fe是由Mg置換出來的。

（2）氯酸鉀反應(yīng)放出的氧氣和鋁發(fā)生反應(yīng)，有可能會(huì)造成鋁的量不足，影響實(shí)驗(yàn)效果。

（3）使用不透明的濾紙，學(xué)生不能很好地觀察到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中藥品在濾紙內(nèi)的變化及發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（4）在實(shí)際的演示實(shí)驗(yàn)中生成的鐵很容易被氧化，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用磁鐵去吸引生成的鐵珠，并不容易找到。

（5）實(shí)驗(yàn)過程中，放出的熱量往往會(huì)引燃濾紙，產(chǎn)生濃煙，使教室內(nèi)空氣受到污染。

（6）整個(gè)鋁熱反應(yīng)的過程比較劇烈，在演示的過程中對(duì)教師和學(xué)生有一定的危害性。

（7）用小木條點(diǎn)燃鎂條，實(shí)際操作比較難，如若用酒精燈傾斜去點(diǎn)燃鎂條，又不符合實(shí)驗(yàn)操作規(guī)則。

2 設(shè)計(jì)過程

2.1 儀器和藥品的選擇

硬質(zhì)試管（20 mm×200 mm）；塑料泡沫（約為100 mm×100 mm，鐵絲3根，細(xì)沙，500 mL可樂瓶（去瓶蓋和瓶底），火柴，小刀，棉花，三氧化二鐵，鋁粉，硝酸鉀，木炭。

2.2 自制引燃劑

用質(zhì)量百分比為80%的硝酸鉀和20%的木炭配置適量的引燃劑，用紙巾或宣紙將引燃劑卷成一卷即可。

2.3 實(shí)驗(yàn)裝置的一體化設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)裝置見圖1。

2.4 實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象

（1）在塑料泡沫上用小刀挖一個(gè)直徑約為21 mm，高約為40 mm的圓筒小孔，將試管牢牢固定在上面。配置質(zhì)量比為5∶2的鋁熱劑。

（2）在試管內(nèi)加入約1/2體積的干凈細(xì)沙，在細(xì)沙中埋入3根細(xì)鐵絲，其中的2根鐵絲兩頭接觸，固定在細(xì)沙中。

（3）將藥品混合均勻，在細(xì)沙上加入鋁熱劑，形成一個(gè)小坑，再加入自制的引燃劑，用火柴點(diǎn)燃引燃劑?！?br>