铝热反应实验的改进合阳中学高一备课组一、问题的提出高中化学课本中关于铝热反应的演示实验，红热现象因滤纸的遮挡、燃烧生成大量的烟、反应速率过快而使学生不易观察清楚，并且铁珠四溅，容易发生事故改进一、药品:把氧化铁和铝粉按质量比约为 3：1，称量好后混合均匀后，上面再加氯酸钾、无水乙醇实验仪器:铁架台(带铁夹)、粉笔（上面用小刀刻有小槽） 、火柴、烧杯、磁铁实验步骤：1、取一根粉笔（上面用小刀刻有小槽）浸泡在内盛无水乙醇的烧杯中，几分钟后取出待用2、取把氧化铁和铝粉按质量比约为 3：1，称量好后混合均匀后，上面再加氯酸钾的药品加在粉笔槽中，点燃粉笔，引发反应反应装置图：创新点：改进了仪器和操作，用要量少但实际操作中粉笔易被烧断，而且药品也易飞溅，比较危险，特别是易伤前排学生，操作不安全，反应也不明显，特别是用磁铁吸铁时量太少，看不清最终改进一，因不安全，现象不明显而失败，建议所有改进实验必须以安全为前提,并且要绿色环保浸有酒精的刻有小槽的粉笔，槽内装有铝热剂和氯酸钾改进二、一、仪器和药品蒸发皿、铁架台（带铁圈） 、小试管（10cm×10mm） 、3－4cm 长的铁钉、氧化铁、铝粉、氯酸钾（研细） 、酒精棉球（或直冲式打火机） 、砂子、烧杯、药匙、坩埚钳、镊子、剪刀、火柴、砂纸、水、钉锤。
二、实验装置三、实验步骤1．将盛满砂子（用水润湿）的蒸发皿架在铁架台的铁圈上2．在小试管内装入 1/2-1/3 干燥的砂子3．用镊子向砂中插入两支去掉钉帽的铁钉（如图示） ，将铁钉约 1/4 部分留在砂外并用镊子将其靠紧4．在砂子上面装满按照质量比为 7：2 混合均匀的氧化铁粉末和铝粉，并墩实5．在装满药品后的小试管上部放入少量氯酸钾粉末（用药匙将氯酸钾与表面药品略为混合） ，并在小试管上部插入一根（约 3cm）打亮的镁条将小试管竖直插入盛有砂的蒸发皿中6．用酒精棉球（或直冲式打火机）点燃镁条7．反应完全后，用坩埚钳夹住小试管的一端并将其敲断（或趁热在砂与红热界面处滴加少量水） ，倒出砂子并取出已焊接在一起的两支铁钉四、注意事项1．试管尺寸不易过大，防止熔融物烧漏2．氯酸钾要适量，防止产生大量气体引起喷射3．蒸发皿的直径应大于 10cm，也可用盘子、碗等其他物品代替4．由于各地的砂子品质有所不同，建议实验前先用盐酸浸泡后晾干在使用，防止砂子中混有少量的石灰石在高温下产生气体引起铁水溅出5．铝热反应剧烈，温度可达 2000℃以上，三氧化二铁在 1400℃以上可发生以下反应：6Fe2O3→4Fe3O4＋O2↑为了防止反应过程中产生氧气引起铁水溅出，所以适当减少还原剂铝粉的用量（由教材中的 5：2 改为 7：2） ，以减缓反应的剧烈程度。
五、本实验的特点由于试管透明，当反应开始后，学生容易观察以下现象：（1）整个红热过程以及铁水生成和自上而下的熔化流动；（2）红热的铁水将部分埋在铝热剂中的铁钉焊接在一起；实验过程中无铁珠迸溅经过多次试验以及课堂演示，成功率和安全性都有保证改进三(借鉴,出处 溆浦县第二中学 李远报)实验设计目的：1 提高铝热反应的主反应现象，2 降低实验时对教室的污染，3 减少实验时对人、物损害的可能性实验设计思路及过程：铝热反应实验,是高中化学课本中的重点实验之一, 然而现行教材所设计的实验（如右图），存在以下的明显不足:1.反应过程中产生大量白烟,久久不能散去,严重地污染了教室环境;2.该装置用来接收实验残渣的蒸发皿，根本就不能接大量的高温残渣，因而高温残渣大部分散落在讲台桌面上，损毁了学校财产，炸裂蒸发皿3.反应过程中火星四射,融化物飞溅 ,非常容易造成人身伤害;4.反应过程中一部分学生离的较远,影响学生的观察5.用镁带点燃较难，要除热氧化膜，得有耐心和细心点燃后产生的白光容易分散学生的注意力将其当成本实验的主要现象因而本人将实验作了如下改进：本装备对高中化学课本中的原装置的改进之处如下1、 图中用到了防烟罩；高中化学课本中原实验在敞开的纸质漏斗中进行，经常弄得教室烟尘飞扬，不但严重污染了环境，还严重地干扰了课堂秩序。
上图改进装置中用到了防尘罩（见右图），这是本人用塑料瓶制做的，没有下底，而且石棉铁丝网可透气，起到防气流冲走的作用这样铝热反应有了一个“家”，使反应在可控范围内进行，不会在教室造成很大的烟尘且长时间不能散去更不会对前排学生造成意想不到的伤害2.点火方式已经改进本实验在高中化学课本中原来用镁带点燃，存在很大不足，①镁带外表有较多的氧化膜，要耐心细致的用砂纸去除氧化膜，一旦运到天气较冷的话点火很困难， ②点燃后镁带燃烧的强光在主要反应发生前就转移了学的注意力要花费很多口舌跟学生解释改进后装置的点火方是：KMnO 4-甘油法：将氧化铁粉末和铝粉按教材中的比例混合均匀，装在如下图示的纸漏斗中（事先将下口用干纸片挡住混合粉）然后在混合粉粉末上方压一小凹槽，再在上面凹槽中加入 1 克左右的 KMnO4 粉末如图一，罩上防烟罩见图二， 在防烟罩上塞上带有事先吸有甘油的胶头滴管待用，全部组装好后，挤压滴管让甘油滴落到 KMnO4 上 ， KMnO4 与甘油反应产生高温引发铝热反应3.接渣的蒸发皿改用水槽装细砂改进前课本中原来用蒸发皿接渣，太小，根本就装不了，反应时产生的高温残渣及产物洒满整个讲台烧毁油漆。
甚至使蒸发皿炸裂，弄脏环境改进后用的是水槽，比较大，整个实验都在其盛装范围内，不会将高温残渣及产物洒到桌面污染教室4. 改进前课本中原来反应过程中火星四射,融化物飞溅, 非常容易造成人身伤害; 反应过程中一部分学生离的较远,影响学生的观察改进后本人就能很好的解决这些问题，使学生近距离非常安全而清楚地观察实验5 改进用到石棉网，将石棉刮掉，剪一圆洞用以稳定漏斗和防烟罩如右图总之改进后的实验现象明显，具有安全，可靠，简约，经济，环保，无毒，符合现代化学实验设计的发展趋势。