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鋁管行情
進行了實驗改進。改用新鮮剪下的鋁絲及溫度計,5052鋁板摘要:針對上教版高中化學(xué)教材中“鋁的長毛”演示實驗存在一些不足。省去了打磨5052鋁板的操作,且僅消耗1滴汞鹽溶液,實驗中能明顯觀察到升溫及“長毛”現(xiàn)象。改進后的實驗演示效果好,操作簡便,試劑用量少,重現(xiàn)性高。關(guān)鍵詞:實驗改進;鋁的氧化;氯化汞;催化作用 文章編號:1005?C662920165?C0073?C02中圖分類號:G633.8文獻標(biāo)識碼:B1問題的提出 鋁的氧化實驗是上海教材高二化學(xué)的演示實驗[1]失去了致密氧化膜保護的5052鋁板在空氣中與氧氣反應(yīng),表面長出白色氧化鋁“毛”并明顯放熱。鋁表面長白毛的過程其實已經(jīng)是吸氧腐蝕,有文獻提到用X射線衍射儀測試分析該反應(yīng)產(chǎn)物(產(chǎn)生的白毛)一種無定形體的水合氧化鋁(Al2O3?nH2O[2]教師在實驗時需將用砂紙打磨后的5052鋁板的一端插入HgNO32溶液中約半分鐘,拿出并用濾紙小心吸干、靜置,一段時間后能觀察到5052鋁板表面長出“白毛”若用手觸摸5052鋁板的另一端能感覺到5052鋁板溫度升高。5052鋁板長“毛”速度受到多種因素的影響。第一,5052鋁板的打磨,即5052鋁板表面的氧化膜是否除盡。經(jīng)多次實驗筆者發(fā)現(xiàn),教師是用砂紙手工打磨的個人操作效果肯定會有差異,演示的效果就不穩(wěn)定。查閱相關(guān)研究資料后發(fā)現(xiàn)[3]有教師采用氫氧化鈉溶液、沸水和氯化汞溶液除去氧化膜并形成鋁汞齊。這種方法實驗效果很好,也比較穩(wěn)定,但實驗裝置和操作不夠簡便且實驗耗材多,耗時略長。
當(dāng)然其中用氯化汞替代教材上的硝酸汞是個好建議,有資料顯示:氯化汞中的氯離子對鋁的吸氧反應(yīng)有明顯的催化作用。此法(用少量氯化汞溶液制出鋁汞齊的方法)用于鋁和水反應(yīng)制氫的實驗準(zhǔn)備上也同樣有催化作用。[4]第二,5052鋁板表面水分的去除。5052鋁板表面水分需要吸干,若有水殘留,反應(yīng)時升溫會變慢,則氧化的速率也就變慢了然而吸干時如果過分用力,可能會破壞表面的鋁汞齊,一樣會影響實驗效果。第三,環(huán)境因素。該實驗的反應(yīng)速率會受到環(huán)境溫度及空氣濕度等因素影響[5]除了反應(yīng)速率的問題以外,鋁的氧化實驗的現(xiàn)象是否易于感知或被觀察也是該實驗優(yōu)化需要考慮的該實驗有兩個明顯現(xiàn)象,一是長“毛”二是放熱。從演示效果來看,放熱這一現(xiàn)象只能用手接觸5052鋁板的方法感受,鑒于硝酸汞的毒性,操作存在明顯的安全隱患。針對這些問題筆者對實驗的設(shè)計進行優(yōu)化。改進后的實驗安全性高、重現(xiàn)性強、操作簡便、試劑耗用極少、現(xiàn)象明顯。2實驗儀器及試劑 儀器:剪刀、溫度計(100℃量程)濾紙、小試管(860mm鐵架臺、燒杯、漏斗、酒精燈 試劑:5052鋁板(厚度約0.20.3mm0.1mol/LHgCl2溶液、蒸餾水 3實驗裝置圖及儀器的組裝說明 實驗中需將纏有鋁絲的溫度計懸掛在鐵架臺上,觀察溫度的變化及長“毛”現(xiàn)象。裝置如圖1所示。4實驗操作 1用剪刀沿5052鋁板的一邊剪下一條細鋁條,斷面是未被氧化的光亮的鋁,如圖2所示。2將鋁絲扭成螺旋狀(為了讓“白毛”向四周擴散“生長”并纏繞在溫度計的水銀球位置,見圖33將纏好鋁條的溫度計在0.1mol/LHgCl2溶液中蘸一下,時間約3秒鐘,見圖44取出后不用吸干直接懸掛在鐵架臺上,估計約1滴HgCl2溶液留在鋁絲上作用產(chǎn)生鋁汞齊。1分鐘左右出現(xiàn)“長毛”現(xiàn)象,通過溫度計讀數(shù)觀察,溫度最高會上升至90℃左右,耗時很短。5取下鋁絲卷,置于冷水中,觀察鋁與水的反應(yīng),可見水中在鋁絲上方出現(xiàn)許多細而密的小氣泡,遠看似白霧狀,取小試管用排水法收集產(chǎn)生的氣體(見圖5約12分鐘后可收集到半試管氣體,取出小試管并將小試管口靠近燈焰進行檢驗,可聽到清晰的爆鳴聲。