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魔棒点火

2020-12-07■徐

发明与创新 2020年38期
关键词:玻璃棒玻璃片酒精灯

■徐 海 公 明

你会用什么方法点燃一盏酒精灯?是优雅地划一根火柴,还是轻轻地按下打火机的开关?这一次,我们要采用一个不一样的方法来点燃酒精灯:用一根玻璃棒。

让我们一起举起化学的“魔法棒”,点燃魔法之火吧!

魔术材料

高锰酸钾、浓硫酸、酒精灯、玻璃棒、玻璃片、药勺(注意:实验前上述器材一定要保持干燥)。

魔术步骤

1.戴上防护手套和护目镜,小心地取少量高锰酸钾置于玻璃片上。

2.小心、缓慢地用玻璃棒前端蘸取少量浓硫酸。

3.用玻璃棒的前端轻触高锰酸钾。

4.再用玻璃棒的前端轻触酒精灯灯芯。

5.酒精灯被点燃。

注意:浓硫酸有较强的腐蚀性,本实验一定要在教师的指导下进行操作!

“徐”徐道来

中南大学教授徐海

浓硫酸与高锰酸钾反应会产生氧化性很强的七氧化二锰,七氧化二锰的氧化性比高锰酸钾还要强,遇到有机物后会强烈氧化放热,并使有机物燃烧。七氧化二锰分解产生的氧气也能起到助燃作用,可将酒精灯点燃。

该系列反应的化学方程式如下:

H2SO4(浓)+2KMnO4=K2SO4+Mn2O7+H2O;

Mn2O7(墨绿色油状物质)的熔点为5.9℃,遇到有机物会发生爆炸,生成MnO2(黑色絮状物质);

另外,Mn2O7受热也会分解:

2Mn2O7=4MnO2+3O2↑

科学大视野

尽管硫酸本身具有一定的危险性,然而人类的发展却离不开它的帮助。

原子反应堆用的核燃料的生产,反应堆用的钛、铝等合金材料的制备,以及用于制造火箭、超音速喷气飞机和人造卫星的钛合金,都和硫酸有着直接或间接的关系。硼砂制备硼烷的过程需要大量硫酸,硼烷的衍生物是重要的高能燃料。硼烷又是制备硼氢化铀时用来分离铀235 的一种原料。由此可见,硫酸与国防工业和尖端科学技术都有着密切的关系。

而在染料工业中,几乎没有一种染料(或其中间体)的制备不需要使用硫酸。偶氮染料中间体的制备需要进行磺化反应,苯胺染料中间体的制备需要进行硝化反应,两者都需使用大量浓硫酸或发烟硫酸。所以,有些染料厂会设硫酸车间。

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