铝热反应实验装置的改进

铝热反应实验装置的改进
汪斌权 1 于淑儿2
（1 余姚市第八中学浙江余姚 315430；2 宁波二中浙江宁波315000）
摘要：针对教材中铝热反应实验的不足，从安全化、趣味化、生活化、绿色化等角度对铝热反应实验装置进行改进，实现了装置简约、材料易得、绿色环保、安全性高、趣味性强等目的。

关键词：铝热反应；实验装置改进；实验教学
一、实验目的
铝热反应是中学化学的一个重要演示实验。

苏教版化学1（必修）教材在第68页以插图形式呈现铝热反应的现象和利用铝热反应焊接铁轨的实物图[1]，但并没有给出具体实验装置和实验操作步骤。

实验是学生学习化学知识的最有效途径。

以往我们教师常采用传统的实验装置（如图1）。

图1 铝热反应实验装置
然而演示实验时我们经常遇到以下情况：镁条不易点燃，或者点燃后因火从上往下着（或因镁条质量不高）容易熄灭，且镁条燃烧时发出耀眼强光，非常刺眼，对学生眼睛有害；铝热反应是强放热反应，生成的红热熔融物常会不定向地从纸漏斗的半腰部位烧穿而出，造成产物落在下面盛沙的蒸发皿边缘而使蒸发皿破裂，或使纸漏斗打翻，铝热剂撒落而使实验失败；铝热剂和氯酸钾
的用量多，产生大量的浓烟，污染教室环境。

为解决上述问题，特设计了铝热反应改进装置。

二、实验仪器及药品
仪器：六角螺帽（内直径2cm左右）、铁板一块（5cm×5cm）、药匙、坩埚钳、小铁锤、磁铁、打火机。

药品：氧化铁粉末、铝粉、氯酸钾（研细）、檀香线香一根（可用佛香替代）。

三、实验装置
如图2所示，找一颗六角螺帽（如图2-a），放在一块方形铁板上（如图2-b）装入药品即可。

图2 改进后的实验装置
四、实验操作和现象
1.把六角螺帽放在一块方形铁板上。

将氧化铁粉末和铝粉按质量比3:1混合均匀后，装入六角螺帽的孔内。

再在铝热剂上覆盖少量氯酸钾粉末，用药匙将氯酸钾与铝热剂略为混合。

2.用打火机点燃檀香线香，用点燃的线香去引发反应，螺帽孔内先是突然冒出白烟，然后喷出红色火焰。

反应剧烈。

3.待冷却至室温，用坩埚钳取走六角螺帽并观察铁板。

发现熔球与铁板焊接在一起，再用小铁锤敲下熔球，用磁铁吸引，熔球被磁铁吸引，证明有铁生成。

五、改进的意义
1.装置简约：该装置省去了铁架台、蒸发皿，只有普通的六角螺帽和废弃的小铁板，小巧质轻，便于携带，易于推广。

2.材料易得：螺帽、铁块、檀香线香等都是日常生活中常见物品，容易获得，
成本很低。

3.绿色环保：实验减少了铝热剂特别是氯酸钾的用量，节约了资源并减少了烟的排放，有效降低了空气污染。

用檀香线香代替镁条燃烧消除了光污染，避免了对学生眼睛的伤害。

4.安全性高：用螺帽代替滤纸漏斗做反应容器，具有不破损、不开裂等特点，经多次试验，改进后实验操作简单、现象明显，成功率和安全性均有保证。

5.趣味性强：实验时铁熔球成功焊接在铁块上，增强了实验的趣味性，激发了学生学习兴趣，让学生体验到了知识的实用性和价值性。

参考文献：
[1]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1（必修）[M].南京：江苏教育出版社,2012:68.。