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      水中火

      2022-11-03 07:56:20徐海鄒欞釋
      發(fā)明與創(chuàng)新 2022年31期
      關鍵詞:移液管徐海濃硫酸

      ◆徐海 鄒欞釋

      動畫片《海綿寶寶》中出現(xiàn)過海綿寶寶與派大星在海底生火的場景。以前看到這種畫面時,你一定會認為這不符合科學常理,動畫片在“騙人”!

      水中真的能“生火”嗎?讓我們走進魔法實驗室,一探究竟。

      實驗材料

      濃硫酸,無水乙醇,高錳酸鉀固體,25 mL小燒杯,一次性塑料移液管。

      圖1

      實驗步驟

      1.用一次性塑料移液管往燒杯中加入5 mL無水乙醇。

      圖2

      2.用一次性塑料移液管沿著燒杯壁往燒杯中緩緩加入5 mL濃硫酸。

      圖3

      3.靜置1分鐘,待無水乙醇與濃硫酸分層(切記不能攪拌),再用一次性塑料移液管往燒杯中加入少量高錳酸鉀固體。

      圖4

      4.仔細觀察你會發(fā)現(xiàn),高錳酸鉀固體在無水乙醇層與濃硫酸層的中間停留,并不斷反應,在“水”中產生了許多火花。

      圖5

      特別注意:

      該實驗會使用到危險的濃硫酸,實驗者一定要佩戴好面罩、手套等防護裝備,備好充足的清水,并在教師的指導下操作!在實驗過程中會產生煙霧甚至明火,所以,該實驗需在通風環(huán)境中進行!

      “徐”徐道來

      中南大學教授 徐海

      高錳酸鉀與濃硫酸接觸時,生成了墨綠色油狀的Mn2O7,Mn2O7熔點為5.9 ℃,其在常溫下不穩(wěn)定,可以迅速分解產生氧氣。當它與無水乙醇等有機物接觸時,發(fā)生爆炸生成MnO2(一種黑色的絮狀物),產生的熱量足以使無水乙醇燃燒。

      注意:Mn2O7遇有機物即燃燒,受熱爆炸分解,常溫下緩慢釋放出氧氣轉化為二氧化錳,分解時也會產生少量氧氣。

      科學大視野

      無水乙醇可以在濃硫酸和高溫的催化下發(fā)生脫水反應。反應溫度不同,生成物也不同。

      無水乙醇與濃硫酸共熱時,若溫度為140 ℃,無水乙醇發(fā)生分子間脫水,生成乙醚,其反應方程式如下:

      無水乙醇與濃硫酸共熱時,若溫度為170 ℃,無水乙醇發(fā)生分子內脫水生成乙烯,其反應方程式如下:

      切記,要注酸入醇(密度大的溶液注入到密度小的溶液中),酸與醇的比例是1∶3。制取時,要在燒瓶中加入碎瓷片(或沸石),以免暴沸。

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