于琳
中圖分類號(hào):A?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?文章編號(hào):(2021)-40-366
高中化學(xué)課堂教學(xué)所涉及的演示實(shí)驗(yàn)中,鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)是為數(shù)不多的能給學(xué)生帶來視覺沖擊與震撼的實(shí)驗(yàn),能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情,而且該實(shí)驗(yàn)涉及鋁單質(zhì)的性質(zhì),氧化還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)與能量變化等核心知識(shí),因此成為高中化學(xué)課堂教學(xué)必做的演示實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)以鐵架臺(tái)作支架,以濾紙漏斗作容器,以蒸發(fā)皿盛接熔融物,以鎂條作引燃物,雖然現(xiàn)象足夠震撼,但也存在諸多弊端。
一、教材鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的不足
1、濾紙漏斗擋住了內(nèi)部的反應(yīng)。學(xué)生只體會(huì)到藥品在裝置中,卻不能觀察到反應(yīng)過程中藥品的變化,且濾紙易被引燃,干擾學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。濾紙燃燒的同時(shí)產(chǎn)生濃煙便室內(nèi)空氣受到污染。
2、紅熱的鐵珠滴落至盛沙蒸發(fā)皿的邊緣,易引起蒸發(fā)皿驟熱炸裂。
3、鐵珠四濺,燒壞桌面,且容易出事故,安全性差。
4、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。因熔融物落入沙中,外層有熔渣及細(xì)沙,要除去外層的雜物才可被磁鐵吸引。
二、針對(duì)不足解決的思路及處理方法
要能清楚觀察到反應(yīng)過程中物質(zhì)的變化反應(yīng)裝置我選擇透明的玻璃儀器——試管。
要防止反應(yīng)過程中鐵水四濺,應(yīng)適當(dāng)減少還原劑鋁粉的用量。由教材中氧化鐵粉未和鋁粉的質(zhì)量比為5:2改為10:2,以減緩反應(yīng)的劇烈程度。
三、實(shí)驗(yàn)儀器和用品
氧化鐵、鋁粉、氯酸鉀、鎂帶、細(xì)沙;
φ20試管,直沖式打火機(jī),藥匙、電子天平、濾紙、研缽、砂紙、磁鐵、鑷子、坩堝鉗,玻璃棒。
四、實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)處理
1、在試管中裝入1/2——1/3干燥的砂子。
2、在砂子上面裝滿按照質(zhì)量比為10:2混合均勻的氧化鐵粉末和鋁粉,并墩實(shí)。將其固定在鐵架臺(tái)上。
3、?在裝滿鋁執(zhí)劑的試管上部放少量氯酸鉀粉末(用藥匙將氯酸鉀與表面藥品略為混合),并在試管上部插刁一根(約3cm)打亮的鎂條。
4、用直沖式打火機(jī)點(diǎn)燃鎂條。
5、反應(yīng)完全后,用坩堝鉗夾住試管的一端,并將其敲斷,用釘錘敲掉粘在鐵塊外面的玻璃,用磁鐵吸引熔融的鐵塊。
五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的現(xiàn)象及注意事項(xiàng)
1、現(xiàn)象:鎂條的燃燒,使氧化鐵和鋁粉劇烈反應(yīng),紅熱的鐵水自上而下熔化流動(dòng),磁鐵上有吸上的鐵塊。
2、注意事項(xiàng)
(1)氯酸鉀要適量,防止產(chǎn)生大量氣體引起噴射。
(2)試管尺寸不宜過大,防止熔融物燒漏。
(3)防止反應(yīng)過程中鐵水四濺,所以適當(dāng)減少還原劑鋁粉的用量,由教材中的5:2改為10:2,以減緩反應(yīng)的劇烈程度。
六、自我評(píng)價(jià)
1、避免了因?yàn)V紙遮擋而觀察不到紅熱的鐵生成的過程。
2、實(shí)驗(yàn)過程中熔融物濺射面積小,避免了鐵珠的滾落帶來的安全隱患,提高了實(shí)驗(yàn)的安全性。
3、取材方便、裝置簡(jiǎn)約、操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯、適宜推廣。