铝热反应实验简述及试验装置改进

铝热反应实验简述及试验装置改进

袁天雨北京市第五十七中学

我们在初中化学的学习中就已经做过铝热反应试验了。试验中耀眼的光芒让很多同学印象深刻。

那么，铝热反应实验的实质是什么？铝热反应是铝与某些金属氧化物（如三氧化二铁、二氧化锰等）在高热条件下发生的放热反应。此次实验用到的金属单质是铝(Al)。l位于元素周期表中第二周期的IIIA族，它的最外层电子数为3，易失电子，因此铝具有强还原性，会与金属氧化物进行氧化还原反应。因为反应放出大量热，以至于金属铝和被置换出的金属单质都被融化，故场面非常壮观。它们的反应通式为：

高温

2yAl+3M x O y===yAl₂O₃+3xM (M为金属元素) 实验中，为了确保实验安全，通常会选用如下装置进行反应：Array但是，如果选用上述装置，当在教室中进行时，反应物会将湿润的滤纸烘干并将其烧穿。

反应中会产生大量呛鼻浓烟，导致反应对大气污染较为严重，还易引发安全事故。所以，在

我们的化学选修课中，我们选用了挖去一个凹槽的粉笔作为反应容器，装置如下图：

此反应装置没有滤纸作为支撑物，而是用粉笔作为反应容器。粉笔的主要成分为碳酸钙和硫酸钙，不会被引燃，并且反应用酒精的燃烧温度促使氯酸钾分解放出氧气帮助铝热剂反应，反应中可观察到火星四溅，生成的金属珠掉落的场景非常壮观。药品用量虽少，但现象明显，其操作简单，易成功，安全，无污染。但它的安全性没有上述高，飞溅出的金属液滴依然会引发安全事故。

通过查找资料，我发现了一个更加安全且不影响效果的实验装置。如下图:

运用此试验装置进行实验时，反应剧烈，透过透明圆桶和试管可以观察到整个红热过程以及铁水生成和自上而下的熔化流动。红热的铁水将两根铁钉成功地焊接在一起。该反应剧烈，产生大量白烟和发出耀眼光芒，存在一定的危险性，在实验上方罩一个透明圆桶，可阻止一些污染物的排放。同时，两根铁钉被焊接在一起，说明了生成了铁，实验原理被诠释的非常清楚。

通过此次对铝热实验反应的原理解释和实验改进，我对铝热反应的印象更加深刻，这也充分说明了化学是一个以实验为科学的学科。对实验装置的改进，反应造成的环境污染减少了，现象更明显了，操作方式变得简单。它让我对化学产生了浓厚的兴趣和研究兴趣，使我的能力得到提高。

参考文献：

[1]朱建兵、姚建军·关于铝热反应实验三种改进方法的比较与思考（1.丹阳市教育研究与培训中心，江苏丹阳212300；2.镇江市教研室，江苏镇江212001）.

[2]兰建祥·铝热反应知多少（212403）.

[3]王洪俭·铝热反应实验的绿化环保创新进一步改进（辽宁省建昌县职业中专，辽宁建昌125300）.