鋁和水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)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(xué)習(xí)的金屬活動(dòng)性順序表：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu，根據(jù)此表可知鋁的金屬活動(dòng)性比鐵的要強(qiáng)，但是在實(shí)際試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)鐵很容易和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)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(yīng)，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)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(yīng)生成一層致密的氧化膜，阻止了鋁和水蒸氣進(jìn)一步反應(yīng)。因此，我通過實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)出一套既可行又環(huán)保的綠色化實(shí)驗(yàn)方案。WeknowthatAlismoreactivethanFeinChemistryaccordingtotheMetalActivityListwelearnedinjuniormiddleschool.However,whenmeetingwithvapor,FeiseasiertobeoxidizedtoproduceFe(OH)2andH2thanAl.Afterseveralexperiments,wefindthatthereasonisthatAlissoactivethatitcanproduceadenseoxidefilmwhenmeetingwithoxygen,whichcanpreventALfrombeingoxidizedfurther.Inordertogiveyouaclearobsercationofthisoxidation,theauthorinthisthesishasdesignedagreenpilotprogramwhichisbothoperableandenvironmentallyfriendly.關(guān)鍵字：金屬活動(dòng)性鋁與水蒸氣綠色化正文：一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诓晃廴经h(huán)境的條件下，能夠觀察到鋁和水蒸氣反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象，并檢驗(yàn)其反應(yīng)產(chǎn)物。二、 實(shí)驗(yàn)原理在一個(gè)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(yīng)，生成二氧化碳排除反應(yīng)剩余的鹽酸溶液，并保護(hù)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(yīng)放出氫氣。

三、 實(shí)驗(yàn)用品圖1去除氧化膜 圖2鋁和水蒸氣反應(yīng)藥品：鋁片鹽酸（1：2圖1去除氧化膜 圖2鋁和水蒸氣反應(yīng)酸鈉氯化鈉肥皂液儀器：大試管導(dǎo)氣管橡膠塞止水夾燒杯表面皿注射器酒精燈鐵架臺(tái)裝置（固定裝置略去）四、 實(shí)驗(yàn)步驟去除氧化膜按照實(shí)驗(yàn)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(yīng)（為加快反應(yīng)可用酒精燈加熱）。當(dāng)鋁片表面變黑時(shí)可認(rèn)為氧化膜已除去。排出空氣和剩余的鹽酸按照實(shí)驗(yàn)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(dāng)導(dǎo)氣管口有氣泡冒出時(shí)，打開止水夾（2）關(guān)閉止水夾（1）。利用反應(yīng)后生成二氧化碳?xì)怏w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(dāng)試管內(nèi)的溶液顯淺紅色時(shí)，停止注入飽和碳酸鈉溶液。鋁和水蒸氣反應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)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(dāng)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(diǎn)燃酒精燈對(duì)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(yīng)放出無色氣體，將導(dǎo)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(diǎn)燃皂泡，可看到氣體燃燒的火焰，并聽到輕微的爆鳴聲。五、 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象去除氧化膜的鋁片和水蒸氣相遇時(shí)可產(chǎn)生無色氣體，此氣體吹出皂泡可以用火柴點(diǎn)燃，并能聽到輕微的爆鳴聲。六、 實(shí)驗(yàn)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(yīng)并放出氫氣。七、 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)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