实验:铝热反应

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铝热反应可以放出大量的热,量足够时,可以烧穿铁板。

铝热反应是以铝粉作还原剂,金属氧化物作氧化剂,在高温下发生剧烈的发光放热的反应。通常铝热反应中的氧化物选用铁的氧化物,这一反应也可以用于焊接铁轨。[1]

原料[编辑 | 编辑源代码]

试剂 纯度 厂家 外观
铝粉 灰色粉末
金属氧化物* 粉末
镁条 银白色带状金属,有时表面有黑色物质附着
氯酸钾 白色粉末或无色晶体
*不指定具体氧化物种类。

实验步骤[编辑 | 编辑源代码]

将铝粉和三氧化二铁按化学计量比均匀混合,在混合物上撒上微量氯酸钾固体并插上镁条,用喷枪点燃镁条后可以观察到镁条燃烧,发出耀眼白光,镁条开始燃烧,迅速撤离至安全距离,当镁条烧到铝热剂混合物时,即引发反应,发出耀眼白光,放出大量热,并有熔融物溅出:

2 Al + Fe2O3高温→ Al2O3 + 2 Fe

此外,反应生成的高温也会使未反应的氧化铁部分分解:

6 Fe2O3高温→ 4 Fe3O4 + O2

注意事项[编辑 | 编辑源代码]

实验安全[编辑 | 编辑源代码]

铝热反应是剧烈的氧化还原反应,由于有熔融物溅出,反应区域应避开可燃物及压缩气瓶,否则会引发火灾或爆炸的危险。人在操作时,应保持安全距离,避免被烧伤。

需要特别注意的是,氧化铜、三氧化钼等氧化物的铝热反应极其剧烈,可以发生爆炸或爆轰,原则上不应进行此类实验。

燃烧的铝热剂不应用水扑灭。

药品安全[编辑 | 编辑源代码]

铝粉、镁条和氯酸钾在中华人民共和国属于易制爆类特殊危化品,购买与使用应遵守当地法律法规。

氯酸钾是强氧化剂,不应与还原性物质直接混合,否则会发生危险。

参考文献[编辑 | 编辑源代码]

  1. 高松福,崔成林,迟俊杰,等. 铁科院ZTK-Ⅰ型60kg·m−1钢轨铝热焊接材料的研制[J]. 中国铁道科学, 2008, 29(6):135-140.
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