书城教材教辅课外科技活动指南(有趣的课外活动)
2979400000013

第13章 化学小实验(7)

另外电石和水作用时,常常含磷化氢和硫化氢等杂质,特别是磷化氢更容易自燃,发生爆炸。所以,在生产乙炔的工厂和使用电石的部门,要特别注意安全。

注意:由于电石有极强的吸水性,一定要放在干燥处保存。

人造小火山

世界上绝大多数的人是没有看见过火山爆发的,人们往往只能从电影上看到火山爆发时的壮丽场面。现在我们要用化学变化来模拟火山爆发,这种人造小火山爆发时的场面,确实像真火山。

实验材料和用具:烧石膏、蒸发皿、试管

实验步骤:

1.在一只蒸发皿内,用水将烧石膏(CaSO4·1/2H2O)调成糊状。

2.在另外一只蒸发皿的中央竖起一支试管,把糊状的烧石膏倒在试管的周围,并把石膏堆成小山的形状,当石膏开始干固时,把试管拔出来。等蒸发皿内的石膏干固以后,俨然是一座雪白的“小山”。不过,这座“小山”与众不同,它的中间有一个大洞,这就是“火山口”。

同时,要及时地把调糊状石膏的蒸发皿和试管洗净,因为放久了,上面的石膏干固后,不易洗去。

3.在“小山”中央的洞内装满重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]固体,再在重铬酸铵固体中插一条浸透酒精的滤纸,把滤纸点着,固体即被引燃(也可以把点着的火柴插到重铬酸铵固体中,把它点着),重铬酸铵固体立即分解,从“火山口”发出“嗤嗤”的声音,并喷出红热的三氧化二铬固体。等重铬酸铵固体分解完了后,白色的小山坡上布满了绿色的“岩浆”。

重铬酸铵的热分解反应是一个氧化—还原反应:

(NH4)2Cr2O7△N2↑+Cr2O3+4H2O

它和氯酸钾KClO3一样,本身既是氧化剂,又是还原剂,这种反应叫做自身氧化—还原反应。

闪耀的礼花

你见过节日期间燃放的礼花吧,那点点跳动的火花是多么美丽!事实上,我们也可以利用木炭和硝酸钾之间的化学反应模拟出万点火星跳动的场面。

实验材料和用具:固体硝酸钾、木炭、酒精灯、试管

实验步骤:取3~4克干燥的硝酸钾固体颗粒放入试管,用酒精灯均匀加热。待硝酸钾均匀融化成液体后,取赤豆大小的木炭颗粒投入试管。不一会儿,灼热的木炭粒突然跃出液面,发出火红的光芒。当跃起的木炭粒回落入试管后不久,会再次跃出液面,反复不断。

为什么木炭粒会突然跃出液面,发出闪亮的火光呢?原来,当木炭与硝酸钾一起被加热到一定温度后,就会发生化学反应,产生大量的二氧化碳气体,同时释放出大量的热能。累积的热能点燃了木炭,瞬间的灼热燃烧产生点点火星,而大量的二氧化碳气体则成为木炭跃起的动力。这样,火星就跳起来了。当木炭跃出液面,与硝酸钾脱离后,反应中断,气体的来源也被切断,于是便再次落入硝酸钾液体。这时,木炭与硝酸钾又一次进行化学反应,产生了第二次、第三次……跳跃,火星也不断地出现。

注意:这是个很有观赏性的实验。不过在实验过程中,一定要注意安全。

酒瓶“炮”

下面的实验让你见识一下酒瓶里发生的化学反应的能量,能像炮一样。

实验材料和用具:空酒瓶、软木塞、小苏打粉、白醋

实验步骤:找一只空酒瓶,洗干净,把大约3.5克小苏打粉(可用压碎的小苏打药片)放入瓶里,然后倒进一些白醋,迅速塞上软木塞(不能用橡皮塞),不要塞得太紧,不漏气就可以了。事先在地面上平行放两根细圆棍(或铅笔),“装药”后的酒瓶就放在细棍上。过一会儿,瓶子会“嘭”的一声,把塞子发射出去,瓶身向后反冲。

这个实验的原理很简单,是因为小苏打的化学成分是碳酸氢钠,遇到醋酸后发生化学反应,产生大量二氧化碳气体,使瓶中压力大增,最后就发生“开炮”了。

注意:这个实验必须在室外空旷处进行,放下“装药”的酒瓶后应迅速后退,而且千万不要站在“炮口”前。用火写字作画

用火在纸上写字作画,恐怕你都没听过吧?别惊讶,现在你自己都可以掌握这一“绝活”了。准备做这个小实验吧!

实验材料和用具:白纸2张、毛笔、大头针、香、酒精灯、30%的硝酸钾溶液、3摩/升硫酸。

实验步骤:

1.写字

用毛笔蘸30%硝酸钾溶液在白纸上写字,字要大,笔画要简单些,笔迹要连结在一起,在起笔处用大头针戳个小孔作记号,然后晾干。表演时,用香火在每个字的针孔处点燃,于是火就顺着笔画写出空心字来。

这是因为硝酸钾受热时分解出氧气,使纸燃烧。但由于燃烧时产生的热量不大,所以没有涂硝酸钾的纸不会烧着。

2.作画

用洗净的毛笔蘸硫酸在白纸上作画,阴干后看不出画迹。表演时,把白纸小心地放在火上烘烤,于是逐渐现出墨笔画来。

这是因为3摩/升稀硫酸在烘烤时由于水分蒸发而变成浓硫酸。浓硫酸有脱水性,使纸碳化,现出画来。

滴水生烟

化学常常给我们带来各种各样的惊奇,滴水生烟?很好奇吧,赶快来做下面的实验吧!

实验材料和用具:碘片、铝粉、研钵、坩埚、滴管

实验步骤:取3克碘片放在干燥的研钵内研细,再加入0.2克铝粉。把它们混合均匀后,移入坩埚并堆成小丘,在丘顶上压一小坑。用滴管往小坑内滴1~2滴水。碘和铝立即发生剧烈反应,发光发热,同时产生浓厚的棕色烟雾,烟雾中夹杂着美丽的紫色碘蒸气。

这个实验的原理是碘和铝在常温下不发生反应。加水作为催化剂以后,反应便立即发生。反应放出的热使水变为水蒸气,它和碘蒸气和白色的碘化铝在一起形成大量的橙色烟雾,烟雾中混杂着碘升华美丽的紫色蒸气。很漂亮吧!

吐“仙气”

我们知道汽油蒸气可以点燃,当汽油和空气混合后遇火会发生剧烈的燃烧并发出爆炸声。利用这个原理可以完成下面这个吐“仙气”的小实验。

实验材料和用具:尖嘴玻璃管、酒精灯、有色塑料管、药棉、汽油、肥皂液、甘油

实验步骤:在长20厘米尖嘴玻璃管外套一层有色的塑料管,管内放一段吸饱汽油的棉花球。把尖嘴管对着酒精灯火焰,向玻璃管的另一端吹气。当气从尖嘴管出来,遇火便燃烧起来。离开火焰继续燃烧。如果向玻管吹气力量稍大时,火焰可以离开尖嘴4~5厘米远,并呈现明亮的蓝色的火焰,十分好看。

这时把玻管尖端浸入滴有少量甘油的肥皂液。取出后,向玻管另一端吹气。当肥皂泡连串出现在空中时,用燃着的酒精棉球去点一个个的肥皂泡,便发出一连串轻微的爆炸声和火球,非常有趣。但实验过程中要注意安全。

化学灯

我们常用的灯都是用电的,这个实验给你介绍的是一个化学灯,不用电就可以发出光,很有趣。

实验材料和用具:铁架台、铁夹、镊子、硬质大试管、酒精灯、硝酸钾、硫块

实验步骤:把装有5克硝酸钾的大试管垂直固定在铁架台上加热试管底部,使硝酸钾熔化。这时拿开酒精灯,向试管里每隔半分钟投入黄豆大的硫块,试管便持续地发出耀眼的白光。

这个小灯是利用硫和熔化的硝酸钾会发生非常剧烈的反应,同时放出大量的热,使反应中生成的亚硝酸钾被炽热发出耀眼的白光。

2KNO32KNO2+O2↑

S+O2SO2飞舞的星光

这个实验是个美丽的实验,操作简单,不过原理还是有点复杂,仔细学习一下吧!

实验材料和用具:20毫升塑料瓶、针、酒精灯、胆矾粉末、镁粉、还原铁粉

实验步骤:取胆矾粉末、镁粉和还原铁粉各1克。把它们混合均匀后,放入小塑料瓶里。瓶底用针打一些小孔。然后在酒精灯火焰的上方,轻轻拍打塑料瓶。瓶里的粉末落在火焰上时,火焰呈绿色。在绿色火焰的上方,飞舞着红色和白色的星光,景色十分美丽。

这个现象的原理是:当胆矾粉末、镁粉和还原铁粉落在火焰上时,胆矾的铜离子使火焰呈现绿色,镁粉和铁粉因体积很小,与空气的接触面很大,容易被火焰灼热,所以能和空气中的氧气化合生成氧化镁和四氧化三铁:

2Mg+O22MgO

3Fe+2O2Fe3O4

反应所产生的热使四氧化三铁发红,使氧化镁达到白炽状态,于是便出现细小的红光和耀眼的白光。因为金属粉末不是同一时间落在火焰上燃烧的,加上在氧化时被热气流冲开,所以红光和白光四射,一闪一闪好像星光在飞舞。

仿制湘妃竹实验

湘妃竹就是“斑竹”,亦称“泪竹”,外表有斑点。这种竹子生长在湖南九嶷山中,传说是舜帝二妃娥皇女英的眼泪沾在竹上而形成的。这种竹也可以用一般的竹子,按照一定的方法仿制而成。湘妃竹在外观上非常别致,能制作成具有一定的装饰价值的工艺品。

现在就给你介绍一个用浓硫酸仿制湘妃竹的小实验,浓硫酸是一种腐蚀性很强的酸,它除了具有一般酸的性质以外,还具有强烈的脱水性,可以将某些物质中的氢氧元素以水的形式脱去。竹子本身主要由碳、氢、氧三种元素组成。用一定浓度的硫酸处理竹子,就能把竹子内的氢氧元素以水的形式脱去,而使其局部炭化。这样,普通的竹子就成为湘妃竹了。你试试看能不能成功。

实验材料和用具:浓硫酸、泥土、水、刮刀、砂纸、毛笔、100毫升烧杯、玻璃棒、塑料窗纱、滴管、电吹风、铅笔、抹布、研钵等

实验步骤:

1.制取硫酸泥浆:量取85毫升水倒入小烧杯,再量取15毫升浓硫酸,将浓硫酸慢慢地倒入水中,并不断搅拌,配成15%的稀硫酸备用。再用滴管吸取15%的稀硫酸慢慢地加入盛有磨细并干燥了的泥粉的烧杯中,边滴边搅拌,直到配成具有黏稠度的酸泥浆待用。

2.加工竹子:取洗干净并干燥地的竹子,用锯子锯下所需部分。然后用刮刀轻轻地刮去边上的毛刺,用砂纸将四周打光。用铅笔在竹片或竹筒上画上图案或写上文字。

3.用毛笔蘸取酸泥浆,根据底稿进行描涂,然后将竹制品上的泥浆用电吹风吹干或者放在太阳下晒干。

4.用湿抹布将烘干的泥迹擦掉后,竹片上就会显出清晰的图画。有条件的话可在竹片上涂上一层清漆。

美丽的湘妃竹就做好了,你可以进一步加工成你喜欢的其他工艺品。

注意:在量取和稀释浓硫酸时要注意操作正确;在制作竹制品毛坯时,使用锯、刀也要注意安全;实验中的泥土必须烘干或晒干,并放入研钵中研细,用塑料窗纱筛过;在描制图案时线条不宜太细、太密,描涂的酸泥浆的厚度根据需要而定,而且操作时要小心;如要达到较好的效果,可先做些小样试验。