鋁和水蒸氣的反應設(shè)計

鋁和水蒸氣反應實驗的綠色化設(shè)計賀榮臻1(1.甘肅省慶陽市環(huán)縣二中，E-mail:herongzhen1987@126.com)摘要：在初中我們學習的金屬活動性順序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu，根據(jù)此表可知鋁的金屬活動性比鐵的要強，但是在實際試驗中我們發(fā)現(xiàn)鐵很容易和水蒸氣發(fā)生反應生成氫氧化亞鐵［Fe(OH)2］和氫氣(H2),而鋁和水蒸氣卻很難發(fā)生反應，經(jīng)過多次實驗我們發(fā)現(xiàn)這是由于鋁太活潑很容易和空氣中的氧氣發(fā)生反應生成一層致密的氧化膜，阻止了鋁和水蒸氣進一步反應。因此，我通過實驗研究，設(shè)計出一套既可行又環(huán)保的綠色化實驗方案。WeknowthatAlismoreactivethanFeinChemistryaccordingtotheMetalActivityListwelearnedinjuniormiddleschool.However,whenmeetingwithvapor,FeiseasiertobeoxidizedtoproduceFe(OH)2andH2thanAl.Afterseveralexperiments,wefindthatthereasonisthatAlissoactivethatitcanproduceadenseoxidefilmwhenmeetingwithoxygen,whichcanpreventALfrombeingoxidizedfurther.Inordertogiveyouaclearobsercationofthisoxidation,theauthorinthisthesishasdesignedagreenpilotprogramwhichisbothoperableandenvironmentallyfriendly.關(guān)鍵字：金屬活動性鋁與水蒸氣綠色化正文：一、 實驗目的在不污染環(huán)境的條件下，能夠觀察到鋁和水蒸氣反應時的現(xiàn)象，并檢驗其反應產(chǎn)物。二、 實驗原理在一個封閉的裝置中，先利用稀鹽酸除去鋁表面的氧化膜，然后再加入碳酸鈉溶液與鹽酸溶液反應，生成二氧化碳排除反應剩余的鹽酸溶液，并保護鋁片阻止其與空氣的接觸而氧化。最后再讓水蒸氣與鋁發(fā)生反應放出氫氣。

三、 實驗用品圖1去除氧化膜 圖2鋁和水蒸氣反應藥品：鋁片鹽酸（1：2圖1去除氧化膜 圖2鋁和水蒸氣反應酸鈉氯化鈉肥皂液儀器：大試管導氣管橡膠塞止水夾燒杯表面皿注射器酒精燈鐵架臺裝置（固定裝置略去）四、 實驗步驟去除氧化膜按照實驗裝置圖1所示組裝儀器。在篩板上裝上鋁片，在加入1：2鹽酸后，塞上橡膠塞。使鹽酸與鋁片上的氧化膜發(fā)生反應（為加快反應可用酒精燈加熱）。當鋁片表面變黑時可認為氧化膜已除去。排出空氣和剩余的鹽酸按照實驗裝置圖2所示，先打開止水夾（1）關(guān)閉止水夾（2）。用注射器向大試管中慢慢注入混有酚歐的飽和碳酸鈉溶液，當導氣管口有氣泡冒出時，打開止水夾（2）關(guān)閉止水夾（1）。利用反應后生成二氧化碳氣體排出裝置中的空氣和剩余的鹽酸，以防止鋁再被空氣氧化。當試管內(nèi)的溶液顯淺紅色時，停止注入飽和碳酸鈉溶液。鋁和水蒸氣反應按照實驗裝置圖2所示，另用一注射器向大試管中注入適量的飽和氯化鈉溶液，當試管底部的殘留液被排出后，關(guān)閉止水夾（2）打開止水夾（1）。再向大試管中注入適量的飽和氯化鈉溶液（約占試管容積的1/3），然后點燃酒精燈對試管中的液體加熱，使液體沸騰后產(chǎn)生的水蒸氣與鋁接觸并發(fā)生反應放出無色氣體，將導氣管插入到盛有肥皂液的表面皿中后可吹出許多皂泡。用火柴點燃皂泡，可看到氣體燃燒的火焰，并聽到輕微的爆鳴聲。五、 實驗現(xiàn)象去除氧化膜的鋁片和水蒸氣相遇時可產(chǎn)生無色氣體，此氣體吹出皂泡可以用火柴點燃，并能聽到輕微的爆鳴聲。六、 實驗結(jié)論在封閉裝置中，去除氧化膜的鋁片和水蒸氣接觸后可以發(fā)生反應并放出氫氣。七、 本實驗設(shè)計的創(chuàng)新點在封閉裝置中去除氧化膜的操作可防止鋁再次被氧化。用稀鹽酸作為去除氧化膜的