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铝热反应是高二化学重要的演示实验。在做这一实验时,经常会出现以下情况:1.镁条不容易点燃,需要用酒精灯点,纵便点燃后也因火由上往下着(或因镁条质量不高)容易熄灭,造成实验失败。2.用两张滤纸,尽管有一张是湿的,也经不起高温的烘烤,造成药品四处洒落。3.虽然在蒸发皿里垫上沙子,但是炽热的混合物会掉在蒸发皿边缘,使蒸发皿损坏。4.氯酸钾燃烧时温度不够高,一阵烟花过后,用磁铁吸引废渣,多数时候并无铁产生,看似成功的实验也因无铁产生而失败。
针对以上实验的不足,我经过多年认真实践、探究,作了如下改进,并收到良好的实验效果。现介绍如下:
1、实验改进
首先对仪器做了改进。纸漏斗改成铁漏斗,蒸发皿改用铁罐,铁架台换成三角架。这样做一方面可以固定产物的洒落方向,另一方面也节省了蒸发皿。
其次,我对药品做了改良。引火,用浓硫酸和蔗糖代替镁条;在氯酸钾里混入一定量的镁粉作为引燃物,提高了燃烧温度,使这一实验容易做成。
2、实验装置

1.铁漏斗;2.三角架;3.铁罐和沙子
3、实验步骤
(1)取一张圆形滤纸叠成漏斗状,套在铁漏斗里面,放在三角架上,下面放置盛有沙子的铁罐。
(2)把5克炒干的氧化铁粉末和2克铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,并用药勺在其中间挖一个小坑。
(3)把少量氯酸钾研磨成粉末,加入三分之一镁粉混合均匀,放在小坑里。
(4)在(氯酸钾和镁粉)混合物上,放上少量绵白糖,滴两滴浓硫酸,观察实验现象。
(5)实验完毕,用磁铁吸引废渣,看是否有铁生成。
4、实验优点
(1)速度快,一分钟之内就能完成,课堂演示方便快捷。
(2)成功率高。
(3)用白糖、浓硫酸引火,既增强了实验之趣味性,又保证了对操作者的安全。
5、实验总结
实践证明,浓硫酸可以脱去蔗糖中的水分,并产生大量的热,足以引燃氯酸钾,使这一实验迅速反应。在氯酸钾里混入一定量的镁粉,使温度进一步升高,引发铝和氧化铁反应,置换出氧化铁中的铁。
2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3
铝热反应原理可以应用在生产上,曾用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这反应原理,用铝和金属氧化物反应,冶炼钒、铬、锰等金属。 |