鋁熱反應實驗的綠化環保創新

王強

摘 要：本文主要探討鋁熱反應實驗的綠化環保問題，此次研究主要選用案例分析法和文獻分析法，通過對相關參考文獻和案例進行分析，揭示鋁熱反應實驗中存在環境污染問題，并提出具體的綠化環保創新策略。

關鍵詞：鋁熱反應;實驗;綠化環保

引言：鋁熱反應實驗是一項比較基本的實驗種類，但其實驗過程中會產生大量煙霧，并且有實驗顆粒飛濺，會產生一定安全隱患。因此改進其實驗流程，構建一種更具創新性、更加環保的鋁熱反應實驗形式尤為重要。

1鋁熱反應實驗概述

1.1鋁熱反應原理

鋁熱反應體現出了鋁的強還原性，是指鋁在高溫的條件下進行的一種氧化還原反應，該反應會放出巨大的熱，溫度可達3000℃以上，能夠使生成的金屬以融態出現。鋁熱反應在液相中進行，反應速率極快，能夠在短時間放出極大量的熱使鋁熔化，這種放熱反應非常迅速，且作用時間短。當加入硅鐵粉時，可使作用緩和，有助于延長作用時間。

1.2具體操作流程

在進行鋁熱反應實驗時，首先將氧化鐵和鋁粉按照體積比3：2混合均勻制成鋁熱劑，裝入容器內。而后取少量氯酸鉀充分研碎，撒到鋁熱劑頂部，再取一根10cm左右的鎂條，用砂紙打磨干凈，插入鋁熱劑頂部。而后，引燃鎂條，在鋁熱劑下放一些廢鐵，即可看到其被鋁熱劑燃燒時變成炙熱、亮黃色的鐵水。其實驗操作過程的危險性極大，會造成大量高溫熔融物噴濺，如果不加以防范會造成嚴重后果。

2鋁熱反應實驗存在的問題

2.1實驗熱量散發不及時

現階段，在冶金過程中需要比較廣泛的應用鋁熱反應實驗，但由于其實驗流程比較繁瑣且具有危險性，仍在不斷改進的過程中。此前曾有學者提出在封閉式的硬質玻璃管中進行實驗，玻璃管封閉的環境能夠將實驗隔絕在固定場所，避免了對于外部環境的污染，隨著這種實驗形式在一定程度上能夠有效阻止污染性煙塵的擴散，但由于實驗環境比較封閉，可能會導致熱量散發過慢，不利于實驗的高效進行。在后續的發展中，仍需要制定更加完善的策略改善此項實驗弊端，確保實驗過程能夠更加順利穩步的進行。

2.2產生煙塵造成空氣污染

鋁熱反應實驗主要在高溫狀態下進行，其反應速率極快，能夠快速產生大量的熱能，通過持續的高溫融化金屬。在實驗過程中，如果實驗裝置處于開放狀態反應因熱能所產生的煙塵就會快速擴散，使整個實驗環境被煙霧籠罩，不僅會影響實驗的觀察效果，這種含有化學物質的煙塵更會對實驗人員的身體健康造成極大危害。同時，煙塵持續飄散在空氣中難以擴散，也會對環境造成一定污染，不利于綠色環保目標的達成。

2.3新型方式存在顯著弊端

在此項實驗的操作過程中，曾有學者開創出多種實驗方式，上文所提到的封閉式的硬質玻璃管實驗，雖然能夠有效阻止污染性煙塵，但熱量散發過慢，不利于實驗的高效進行。而開放的實驗環境又會產生大量煙塵，造成嚴重污染。此外有學者曾提出用棉花作為引燃方式，但棉花的反應時間較長，需要更多時間等待其熄滅，也不利于后續實驗效果的呈現。因此，現存的許多新型實驗方式雖然在不斷改善實驗弊端，但仍然無法完全改善其負面因素，仍然需要進一步發展革新。

3鋁熱反應實驗的綠化環保創新策略

3.1建立新型引燃劑

傳統的實驗形式多采用明火等傳統形式進行實驗反應，實驗過程中產生的煙霧更多，對環境危害性較大。而通過后期改進，采用高錳酸鉀與甘油反應作為引燃劑，能夠有效減少實驗中產生的煙塵數量。并有效避免鎂帶燃燒產生的光污染。通過這種新型實驗形式，能夠進一步提升鋁熱反應實驗的安全系數，減少實驗過程中可能存在的安全隱患，同時減少煙塵，營造更加良好的實驗環境。在未來的冶金過程中，采用這種實驗新方式，將會很好的提升實驗質量，推動實驗效果更好的實現。

3.2提升實驗安全系數

傳統的實驗操作方式存在諸多劣勢，不利于實現更好的實驗效果，還會造成環境污染。而新型的實驗操作步驟中，將礦泉水瓶蓋作為容器，并在瓶蓋外套人易拉罐，有效阻止其中可能出現的火星與煙塵，使實驗過程更加綠色環保。同時，為應對實驗過程中散熱慢的問題，新型實驗裝置在反應裝置外罩一個礦泉水桶，并在頂端留下空隙散熱，有效解決了實驗裝置散熱慢的問題。相比于傳統實驗過程，新型實驗裝置的操作過程簡便，實驗人員只需要從上方用膠頭滴管滴人即可，減少了引燃過程中可能存在的安全隱患。同時，應用易拉罐和礦泉水瓶，能夠加強實驗過程中的安全性，起到雙層保護的作用。

3.3促進資源循環再利用

新型的實驗方式主要應用生活中常見的固體廢物，搭建實驗裝置，不僅操作更加簡單易懂，而且能夠使日常生活中常見的物品獲得全新用途，即使是生活中看起來是廢物的物品，也能夠完成化學實驗。這種實驗形式，使原本具有一定污染性的實驗，具環保結合在了一起，實驗裝置的應用以廢品為主，能夠有效提升資源利用率，將廢棄的物品帶來全新用途，促進化學與環保能夠共同推進。此外，這些環保性物品相較于其他實驗物品在生活中更易找到，很大程度上有助于減少實驗成本。在后續的鋁熱反應實驗中，還需進一步創新實驗形式，減少其可能對環境造成的污染，提升實驗效率，達到良好的使用效果。

結論：鋁熱反應實驗作為冶金過程中重要的實驗種類，其實驗方法還需要進一步革新。傳統的實驗方式會產生大量煙霧，可能對實驗人員的身體健康造成負面影響，因此，構建一種更具創新性、更加環保的鋁熱反應實驗形式尤為重要。優化鋁熱反應實驗各項設備操作，有助于減少實驗可能帶來的環境污染問題，提升實驗效率，助力實現更加良好的冶金成果。同時，新型實驗裝置能夠有效減少實驗煙塵，并緩解傳統實驗弊端，促進實驗人員能夠在更加健康的環境下完成實驗項目，提升整體的實驗成果，在后續的發展過程中還需要進一步應用該項實驗裝置，以便于營造良好實驗環境。

參考文獻：

[1]王洪儉.鋁熱反應實驗的綠化環保創新進一步改進[J].教育教學論壇，2013，46：266-267.

[2]馬興偉，馬霞.“鋁熱反應”裝置改進研究[J].中學化學教學參考，2020，16：59-61.

[3]黃倩，蒲墩，伍曉春.鋁熱反應的實驗改進[J].中學化學教學參考，2020，14：76-77.

[4]趙英亮.鋁熱反應實驗的電學改進方案[J].文理導航（中旬），2019，7：59-78.

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